TaC含量对TiCN基金属陶瓷组织与性能的影响

以TiC,TiN,WC,Mo,Co,Ni和Ta C为原料制备TiCN基金属陶瓷,结合XRD,SEMEDS和力学性能测试,研究TaC含量对TiCN基金属陶瓷物相组成、显微组织与力学性能的影响。结果表明:TiCN基金属陶瓷的硬质相为TiC_(0.7)N_(0.3),Mo C,TiWC_2和TiTaCN。粘结相Co,Ni固溶Ti,W,Mo,Ta元素形成Ti_(0.08)Ni_(0.92),TiCo_3,W_(0.15)Ni_(0.85),Co_(0.9)W_(0.1),Ta_(0.08)Ni_(0.92)和Mo_(0.09)Ni_(0.91)等。TiCN基金属陶瓷的显微组织由黑色相Ti(C,N)、灰色相(Ti,Mo,Ta,W)(C,N)和白色相(Ti,Mo,Ta,W)C-Co-Ni组成,形成黑芯-灰环及黑芯-白环-灰环包覆结构。随TaC含量增加,固溶相(Ti,Ta,W,Mo)(C,N)的含量与黑芯-白环-灰环包覆结构相增加,TiCN基金属陶瓷的抗弯强度提高,硬度略有下降。适宜的TaC添加量为9%,所得金属陶瓷的抗弯强度和硬度HV分别为1 299 MPa和1 252 MPa。     

氮化硼含量对低压烧结制备Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响

通过低压烧结制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了氮化硼(BN)含量对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响.研究结果表明,烧结后的金属陶瓷微观组织呈现出典型的芯环结构.随着BN含量的增加,Ti(C,N)基金属陶瓷的黑色芯相尺寸减小,白芯灰环结构数量增加,整体微观组织随BN的添加更加均匀.另外,随着BN含量的...     

Ti(C_(0.7)N_(0.3))对(Ti,W,Ta)C-Mo-Ni系金属陶瓷组织与性能的影响

以(Ti,W,Ta)C和Ti(C_(0.7)N_(0.3))固溶体颗粒共同作为硬质相原料,采用粉末冶金工艺制备Ti(C,N)基金属陶瓷材料,研究Ti(C_(0.7)N_(0.3))添加量对(Ti,W,Ta)C-Mo-Ni系金属陶瓷组织与性能的影响。结果表明,(Ti,W,Ta)C-Mo-Ni系金属陶瓷由黑芯–灰环结构和白芯–灰环结构的2种硬质相和粘结相构成,黑芯相为Ti(C_(0.7)N_(0.3))颗粒,白芯相为(Ti,W,Ta)C颗粒。随Ti(C_(0.7)N_(0.3))添加量增加,黑芯–灰环结构增多,环形相变薄。Ti(C_(0.7)N_(0.3))固溶体的加入对(Ti,W,Ta)C-Mo-Ni系金属陶瓷硬度的影响很小,而抗弯强度随Ti(C_(0.7)N_(0.3))增加呈先升高后降低趋势。当Ti(C_(0.7)N_(0.3))添加量(质量分数)为40%时,金属陶瓷的力学性能最优,硬度(HRA)为90.3,抗弯强度为1 748 MPa。     

用固溶体和单组元为原料制备的Ti(C,N)基金属陶瓷的组织与性能

分别采用固溶体型TiC0.7N0.3和间隙相型单组元TiC、TiN为原料,制备TiC0.7N0.3-10WC-4Mo2C-3TaC-2.4Cr3C2-10Ni-10Co和TiC-10TiN-10WC-4Mo2C-3TaC-2.4Cr3C2-10Ni–10Co 2种Ti(C,N)基金属陶瓷,观察与分析这2种金属陶瓷的微观组织结构和力学性能。结果表明,尽管这2种金属陶瓷的硬质相与粘结相中化学组元的相对含量存在差异,但具有相同的物相成分,其中硬质相为含Ti、W、Mo、Ta、Cr的立方结构碳氮化物。与单组元原料相比,用固溶体型原料制备的金属陶瓷的微观组织结构均匀,硬质相的晶粒相对细小、芯–环结构完整、环部厚度适中,粘结相中Ti和Ta的含量与固溶度都较低,综合力学性能显著提高。从反应烧结过程中粘结相"触媒–联动"效应与反应扩散有序度的角度对这2种金属陶瓷的微观组织结构与性能的差异进行解释。     

Ti(C,N)基金属陶瓷烧结过程的显微组织演化

在不同加热温度和不同升温速率条件下进行真空烧结,制备了Ti(C,N)-Co-Mo-WC金属陶瓷试样。测量了烧结前后试样的尺寸以计算收缩率,并采用扫描电镜观察试样的显微组织,利用阿基米德法测定试样的密度。研究了Ti(C,N)基金属陶瓷在烧结过程中的显微组织演化规律。结果表明,当烧结温度从1 000℃升至1 200℃时,压坯在烧结过程中先膨胀后收缩,且当温度达到1 300℃时压坯急剧收缩;1 000~1 300℃固相烧结阶段主要发生扩散及固溶反应,形成富W、Mo的(Ti,W,Mo)(C,N)内环相;1 300~1 500℃液相烧结阶段则是促进金属陶瓷的快速致密化,并形成富Ti的(Mo,W,Ti)(C,N)外环相。     

Mo含量对(Ti,W,Ta)C-Ni系金属陶瓷组织与性能的影响

以(Ti,W,Ta)C固溶体粉末、金属Mo粉和Ni粉为原料,采用真空液相烧结法制备(Ti,W,Ta)C-x Mo-1%Ni金属陶瓷(x为质量分数,x=0~20%),研究Mo含量对(Ti,W,Ta)C-Ni系金属陶瓷的显微组织、物相组成、致密度和力学性能的影响。结果表明,随Mo含量增加,金属陶瓷的组织逐渐细化;Mo对(Ti,W,Ta)C-Ni系金属陶瓷的致密化具有较强的促进作用,使得金属陶瓷的烧结收缩率增加,孔隙减少;随Mo含量增加,(Ti,W,Ta)C-Ni系金属陶瓷的硬度提高,而抗弯强度先升高后降低。当Mo含量为15%时,(Ti,W,Ta)C-Ni系金属陶瓷的力学性能最优,硬度HRA和抗弯强度分别为90.2和1 661 MPa。     

(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织与力学性能的研究进展

(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷是重要的刀具及涂层材料。综述了国内外(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的研究进展,对(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷的黑芯—白内环—灰外环和白芯—灰环显微组织结构特征进行了阐述。系统综述了TiC/TiN含量、Co、Ni粘结相含量、Mo、WC、VC、Cr_3C_2、TaC、NbC添加剂成分对(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响,并指出接下来的深入研究方向。结果表明:(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织中芯—环相结构的形成受到原始粉体粒度的影响,当碳化物原始粉体为微米级时形成黑芯—白内环—灰外环结构;当碳化物原始粉体尺寸为亚微米及纳米时形成白芯—灰环结构。金属和陶瓷性能优势的结合依赖于显微组织的调控。多组元添加剂制备的复式(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织中环相和芯相界面能的匹配、硬质相晶粒尺寸分布及取向分布等机理研究有待进一步深入。     

碳纳米管对低Ni含量Ti(C,N)基金属陶瓷组织与性能的影响

为了探讨碳纳米管对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响,添加不同质量分数的碳纳米管作为增强相,采用粉末冶金法制备Ti(C,N)基金属陶瓷材料.通过对材料的显微组织分析,抗弯、硬度等力学性能的测试,研究了碳纳米管含量对Ti(C,N)基金属陶瓷的组织和性能的影响.结果表明:添加碳纳米管后,低Ni含量的金属陶瓷材料的组织结构为典型的芯-壳结构,由黑色芯部、具有明显包覆层的组织,白色芯部、包覆层不明显的组织,粘结相组成;相同烧结温度下,添加≤1％(质量分数)的CNTs时,随碳纳米管含量增多,材料抗弯强度下降;添加Ni包覆的碳纳米管的金属陶瓷材料的性能比添加未做过表面处理的碳纳米管的材料性能好.     

Ru对Ti(C,N)基金属陶瓷组织与性能的影响

将Ti(C_5N_5)、Mo_2C、Ru、Ni粉末混合后,通过粉末冶金方法制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了Ru对Ti(C,N)基金属陶瓷组织性能的影响及机理。结果显示,掺Ru后的Ti(C,N)基金属陶瓷组织呈现出芯-环结构;随着Ru含量的增加,主体晶粒得到细化,同时粘结相趋于均匀化;Ru含量的变化对Ti(C,N)基金属陶瓷粘结相浓度梯度产生了影响,梯度层厚度随Ru含量的增加先增厚后减薄;含1.5%Ru的Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性和维氏硬度分别达到9.9 MPa·m~(1/2)和1 500 HV_(10)。掺Ru对Ti(C,N)基金属陶瓷综合力学性能的改善具有突出效果,与其强化陶瓷的粘结相有关。     

Mo含量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

采用真空烧结工艺制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了不同Mo含量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和性能的影响.结果表明,当Mo含量为16%时,金属陶瓷具有较好的力学性能,其抗弯强度达1930MPa,硬度达89.5HRA,并且,Mo含量对粘结相中合金元素的溶解性也有较大影响.     

WC含量对TiCN-HfN金属陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响

采用热压烧结技术制备了TiCN-HfN-WC金属陶瓷刀具材料, 研究了WC含量(质量分数)对金属陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响。结果表明: TiCN-HfN-32%WC金属陶瓷刀具材料由TiCN、(Ti, Hf, W)(C, N)、WC和MoNi组成, 材料中还含有极少量的(Ti, Mo, W)(C, N)固溶体, 材料内部形成了网状骨架结构。随着添加WC质量分数的增加, 材料中晶粒粒度降低, 添加WC可抑制材料中TiCN晶粒的生长, 起到细化TiCN晶粒的作用; 材料的相对密度、硬度和断裂韧度都具有先增大后减小的变化趋势, 材料的抗弯强度逐渐增大。当WC质量分数为32%时, 材料具有相对较好的综合力学性能, 其硬度为20.2GPa, 断裂韧度为7.1MPa·m1/2, 抗弯强度为1581.3MPa。     

WC粉末粒度对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

研究了WC粉末粒度对Ti(C,N)基金属陶瓷Ti(C_(0.7)N_(0.3))-15%WC-15%Ni显微组织和性能的影响。研究结果表明,降低WC粉末粒度后组织中出现了大量的白芯-灰环结构的晶粒,总体晶粒度均匀并得到细化(2μm以下)。细化的WC粉末不仅使WC的溶解速度增大,Ti(C,N)的溶解速度也增大。细化WC粉末粒度可以提高金属陶瓷的硬度,但是断裂韧性却有所下降。     

微米／纳米Ti（C,N）基金属陶瓷刀具材料的研制

系统研究了添加纳米级Al2O3的含量对Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能和显微结构的影响。结果表明:纳米Al2O3的添加可大幅提高Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能,特别是硬度和断裂韧性明显提高,克服了Ti(C,N)基金属陶瓷硬度较低的缺点,扩大了其应用范围。通过对微观结构观察和分析,可以看出,纳米Al2O3的添加细化了基体的晶粒,主要断裂模式为穿晶断裂,晶粒的细化和断裂模式的改变是材料力学性能提高的主要原因。     

碳/氮源对碳热还原(Ti,W)(C,N,B)固溶体粉末合成的影响

采用"前驱体+碳热还原"的方法,利用XRD、SEM研究了不同碳源和氮源对合成(Ti,W)(C,N,B)固溶体粉末的物相组成和微观形貌的影响。结果表明:以木糖和氮气分别作为碳源和氮源,能在1 200℃下合成相成分单一的纳米晶(Ti,W)(C,N,B)固溶体粉末,且操作工艺简单、易控;选用炭黑和大分子量的酚醛树脂作为碳源,尿素作为氮源时,碳热还原反应和固溶反应难以充分进行,反应产物存在大量钛氧化物的中间相(如Ti_3O_5、Ti_2O_3等)和单质W等杂质相。     

原始成分组成对Ti(C,N)基金属陶瓷烧结性能的影响

采用真空烧结工艺制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了原始成分组成对材料烧结特性和力学性能的影响规律。结果表明:保持Mo/(Mo+Ni)为定值,随着硬质相成分的增加,烧结体抗弯强度降低,硬度增加;硬质相成分TiN含量超过一定阈值时,烧结体疏松导致硬度和抗弯强度同时大幅下降;TiN含量保持定值,硬质相成分含量增加,烧结体硬度增加,抗弯强度下降;粘结相成分用Co部分替代Ni,随Co含量的增加,烧结体硬度略有升高的基础上抗弯强度升高。     

医用Ti(C,N)基金属陶瓷刃具的耐蚀性研究

根据外科刃具材料的性能要求，设计并制备了用于科刃具的Ti(C,N)基金属陶瓷。通过在两种医疗消毒介质中的腐蚀实际，评价了该材料的耐蚀性，并讨论了基分别在两种消毒介质中的腐蚀机理，结果表明，Ti(C,N）基金属陶瓷具有良好的耐蚀性，其在医疗消毒用次氯酸盐溶液中主要为电化学腐蚀，耐在H2O2水溶液中则以氧化腐蚀为主。     

Effect of sintering temperature on the microstructure and mechanical properties of Ti(C, N)-based cermets

Ti(C, N)-based cermets are produced by vacuum sintering at 1420, 1430, and 1440°C. The effect of sintering temperature on the microstructure and properties of Ti(C, N)-based cermets is studied. The microstructure and fracture morphology are investigated with a scanning electron microscope; mechanical properties such as transverse rupture strength and hardness are measured. The results show that, with increasing sintering temperature, the microstructure of cermets became uniform, and the rim phase structure is gradually completed. When the sintering temperature reaches 1440 °C, the rim phase becomes thicker and more brittle, grains start growing, and the mechanical properties decrease, indicating that a sintering temperature of 1440°C is too high.     

原料粉末粒度对TiCN基金属陶瓷微观组织的影响

采用纳米TiNmm添加到微米TiCpm复合陶瓷粉未和纳米TiCNcm固溶体陶瓷粉未中，用无压烧结方法分别制备出TCermet A和Cermet B两种新型金属陶瓷材料。SEM研究表明，在两种材料的显微组织中，陶瓷相均呈现芯-壳结构特征，即Cermet A陶瓷相由黑色的芯和灰色的壳构成，而Cermet B陶瓷相兼有黑白两种芯和灰色的壳结构。EDS能谱分析指出，黑色的芯由纯的TiC组成，白色的芯和灰色的壳均由（Ti，W，Mo）C固溶体构成。力学性能测试得出Cermet A具有比Cermet B更高的强韧性。TEM观察表明，适量添加的纳米TiN颗粒可分布于陶瓷相品界处，起到增韧增强陶瓷基体的作用。     

WC-TiC-Ni硬质合金的制备与性能

以WC、(W,Ti)C和Ni粉末为主要原料,采用冷压-真空烧结法,制备WC-TiC-Ni硬质合金,研究Mo、Co等合金化元素的添加对合金显微组织力学性能的影响.采用扫描电子显微镜、三点抗弯曲、洛氏硬度等测试手段对烧结坯体致密化过程、显微组织演变及材料力学性能等进行表征.结果表明,通过技术控制,可制备出高致密度、良好力学...