Ti（C,N）基金属陶瓷材料的制备及应用

本文通过试验，阐述了用高能球磨技术混合的Ｔｉ（Ｃ、Ｎ）基金属陶瓷材料的制备、性能，表明Ｔｉ（Ｃ、Ｎ）基金属陶瓷刀具有良好的机械性能和耐磨性。     

Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能的统计学研究

对研制的Ti(C，N)基金属陶瓷材料的力学性能进行了测试和Weibull统计分析。研究表明，该材料具有良好的力学性能；材料的抗弯强度、断裂韧度和维氏硬度均服从Weibull分布，力学性能的变异系数小，性能稳定；抗弯强度的Weibull系数高，材料的可靠性高。     

热等静压制备Ti(C,N)基金属陶瓷功能梯度材料

用热等静压（HIP）技术制备了Ti（C,N）基金属陶瓷功能梯度材料,对热等静压氮化处理前后的组织结构、硬度以及密度变化作了比较分析。结果表明：HIP技术能在金属陶瓷表面形成硬质薄膜,表面硬度提高,并且硬度由表及里逐渐减小,这是由于高温高压氮化处理使材料中的孔洞闭合,微裂纹和缺陷的减少使得材料性能显著提高。     

Ti(C,N)基金属陶瓷刀具与纳米改性

介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料的特点及适用范围，分析了如何用纳米技术对Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料进行改性，以提高其强韧性，同时简述了其制备的工艺过程，进行了切削试验，并指出其合适的加工材料。     

VC含量对Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能的影响

采用热压烧结法制备了不同VC含量的Ti(C0.7N0.3)-(Ni-Co)-Cr2C3-VC系Ti(C,N)基金属陶瓷,通过扫描电镜观察了组织结构与断口形貌,用三点弯曲法测试抗弯强度,用压痕法测得试样硬度和断裂韧度;分析了VC含量对材料力学性能和断口形貌的影响。结果表明:材料的断裂均以沿晶断裂为主,随着VC含量的增加,材料的抗弯强度呈下降趋势,而硬度和断裂韧性呈上升趋势;VC含量为16%时,试样的综合性能最好。     

微米／纳米复合Ti（C，N）基金属陶瓷刀具切削铸铁的性能研究

利用热压烧结法制备了微米／纳米复合Ti（C,N）／Al2O3金属陶瓷刀具,对研制的三种金属陶瓷刀具（材料编号JT1-JT3）和YG8硬质合金刀具切削铸铁时的切削性能进行了试验研究。结果表明,研制的金属陶瓷刀具适合切削铸铁,其切削性能优于YG8,尤其是JT2刀具不但磨损较小,且加工表面质量较好。分析了刀具的磨损形貌和磨损机理,得出了Ti（C,N）金属陶瓷刀具的主要磨损机理为后刀面磨粒磨损的结论。     

微米/纳米Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料的研制

在试验的基础上系统研究了纳米级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。通过对材料微观结构的观察和分析,认为纳米Al2O3的添加细化了基体晶粒,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。     

放电等离子烧结制备Ti(C,N)基金属陶瓷

用放电等离子烧结(SPS)技术制备了Ti(C，N)基金属陶瓷材料。使用XRD、SEM对烧结体物相、微观组织进行了分析，并对金属陶瓷的硬度、抗弯强度和孔隙率进行了对比分析。结果表明：SPS工艺下形成了Ti(C，N)相；1350℃下保温8min是较佳的烧结工艺。原料粉添加VC后，烧结体晶粒组织明显细化，但孔隙率变大，综合性能仍高于未添加VC的金属陶瓷。     

Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料的制备与性能研究

在现代材料科学领域,金属陶瓷复合材料因其独特的物理和化学性质,在航空航天、汽车制造、能源等领域得到了广泛的应用。其中,Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料以其高强度、低密度和优异的耐腐蚀性能而备受关注。文章以实验研究的方式探究Ti(C, N)基金属陶瓷复合氮化硼材料的制备工艺及其性能,以期为各个应用领域的进一步发展提供理论依据。     

超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷刀的磨损性能研究

研究了两种超细晶粒纳米改性Ti（C，N）基金属陶瓷刀具——44Ti（C，N）-5TiN（nm）-15WC-16M02C-20Ni（刀具A）和39Ti（C，N）-10TiN（nm）-15WC-16M02C-20Ni（刀具B）在加工正火态中碳钢时的切削性能和磨损机理。研究表明，两种刀具材料的显微组织都由金属相与陶瓷相组成，其中粗大的陶瓷相呈典型的芯／壳结构，陶瓷相晶粒尺寸为400～800nm。切削实验表明，刀具A的切削性能要优于刀具B，刀具A常以后刀面正常磨损的方式失效，刀具B则常以破损崩刃的方式失效。能谱（EDS）分析表明，高速切削时金属陶瓷刀具主要的磨损机制是扩散磨损和氧化磨损。     

Ti(C,N )基金属陶瓷粉末注射成形技术研究概述

概述了Ti(C，N)基金属陶瓷粉末注射成形的粉末特性、粘结剂体系、喂料制备、注射成形、脱脂技术、烧结与致密化；分析表明：粉末注射成形技术在制备复杂几何形状、均匀组织结构和高性能高精度近净成形Ti(C，N)基金属陶瓷材料产品方面具有独特的技术优势和发展潜力。     

Ti(C,N)基金属陶瓷在海水润滑下的摩擦磨损特性研究

在材料端面摩擦磨损试验机上,分别对Ti(C,N)金属陶瓷及表面沉积TiN的Ti(C,N)金属陶瓷2种材料与碳纤增强聚醚醚酮(CFRPEEK)组合在海水润滑下的摩擦磨损特性进行实验研究,探讨接触压力和滑动速度对摩擦因数的影响规律。结果表明:在速度较低时摩擦因数随速度增加下降较快,但速度较高时,摩擦因数趋向稳定,速度影响不大;接触压力对摩擦因数的影响较小。通过对试件磨损表面微观形貌的分析,认为CFRPEEK的磨损机制主要是机械切削和机械犁耕引起的材料塑性变形和脱落,并在摩擦过程中发生向陶瓷表面的转移。Ti(C,N)金属陶瓷较表面沉积TiN的Ti(C,N)金属陶瓷具有较低的摩擦因数。通过与其他材料研究结果的比较,认为Ti(C,N)金属陶瓷与CFRPEEK组成的材料副应用于纯水液压泵或马达中的关键摩擦副具有较好的可行性。     

Ti(C,N)基金属陶瓷注射成形溶剂脱脂工艺研究

以Ti（C,N）基金属陶瓷粉末为研究对象,采用三组不同配比的蜡基粘结剂,考查了注射成形溶剂脱脂工艺中脱脂温度、脱脂时间、试样厚度及溶剂种类和浓度等参数对坯块脱脂率的影响,对溶剂脱脂过程中脱脂坯尺寸的变化及可溶性组元的最大脱除率等也作了初步的研究。结果表明：采用3^#粘结剂的脱脂坯溶剂脱脂缺陷最少,较适合于溶剂脱脂;采用正庚烷对该粘结剂的脱脂坯进行50℃溶剂脱脂,经过6h可脱除70％以上的石蜡,连通孔道基本形成。     

纳米SiC晶须增强Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织与力学性能

采用真空烧结法制备了纳米SiC晶须增强Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料,用XRD、FESEM、EDS、万能试验机及维氏硬度仪等手段研究了纳米SiC晶须对复合材料显微组织和抗弯强度及断裂韧度的影响。结果表明:复合材料的显微组织具有典型的芯-壳结构,主要由黑色的硬质核心相,灰色的环形相,灰白色的粘结相以及部分分布于外环形相/粘结相界面、部分弥散分布于粘结相中的白色增强相组成;随着纳米SiC晶须添加量的增加,粘结相的体积分数减小,增强相的体积分数增大;与未添加晶须的金属陶瓷相比,复合材料的抗弯强度和断裂韧度均有显著提高,当纳米SiC晶须的体积分数为7.5%时,复合材料的力学性能最佳,抗弯强度为2 346 MPa,断裂韧度为16.82 MPa·m~(1/2)。     

放电等离子烧结纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷

采用放电等离子技术（SPS）烧结制备出纳米复合Ti（C,N）基金属陶瓷材料。用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等对烧结体的孔隙率、微观组织和断口形貌等进行了观察,并对不同条件下材料的力学性能进行了对比分析。结果表明：直接升温到1250℃保温8min可获得较好的力学性能;在显微结构中,除了黑芯／白环的结构外,还存在着白芯／黑环结构;孔洞和大颗粒硬质相为主要的断裂源,断裂方式以沿晶断裂为主,同时存在着解理断裂和穿晶断裂。     

预烧温度对纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

用真空预烧＋热等静压处理工艺制备了纳米复合Ti（C，N）基金属陶瓷，用SEM和TEM／EDX研究了预烧温度对纳米复合Ti（C，N）基金属陶瓷显微组织和性能的影响。结果表明：随着预烧温度的升高，硬质相颗粒明显球化、细化且分布均匀，具有白芯-灰壳结构的小硬质相颗粒明显增多，且环形相较完整。在1420℃预烧时，金属陶瓷具有较好的力学性能；继续升高顸烧温度时，晶粒会明显长大，环形相变厚、变脆，导致材料的性能下降。综合考虑认为，较佳预烧结温度为1420℃。     

牙轮钻头Ti(C,N)基金属陶瓷密封配副磨损研究

目前牙轮钻头金属密封环通常采用相同的金属材料,其磨损性能不佳,易造成金属密封因磨损严重而失效。为提高金属密封的磨损性能,提出采用Ti(C,N)基金属陶瓷作为牙轮钻头密封副,并开展其与不同材料配副的磨损试验,研究不同摩擦副的摩擦磨损性能和磨损形式;建立适用于牙轮钻头金属密封材料的数值磨损模型,开展Ti(C,N)基金属陶瓷与不同材料配副的双金属密封性能的数值模拟,基于磨损模型预测使用30 h后不同双金属密封的磨损体积。试验结果表明：当Ti(C,N)基金属陶瓷作为动摩擦副,9CrSi作为静摩擦副时,金属环表面平均磨损体积最小,同时摩擦因数较小,磨损性能更佳。通过试验与仿真数据对比,验证了建立的数值磨损模型适用于双金属密封。仿真结果表明：当Ti(C,N)基金属陶瓷作为动金属环,9CrSi作为静金属环时密封端面磨损体积最小,金属密封磨损性能显著提高,其接触应力最大值为23.243 MPa,能够满足密封要求。     

碳纳米管预处理及其对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响

利用化学沉积方法对表面改性后的碳纳米管进行进行镍包覆,在Ti(C,N)基金属陶瓷中添加不同含量的碳纳米管作为增强相,采用粉末冶金法制备了碳纳米管增强的Ti(C,N)基金属陶瓷材料;研究了碳纳米管的表面改性、加入量及烧结温度对金属陶瓷性能的影响。结果表明:当pH值为4.5时得到的镍镀层比pH值为9时得到的镍镀层连续光滑;当碳纳米管含量由0增加到0.5%(质量分数)时,Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度随碳纳米管含量的增加而升高,1 420℃烧结时,其抗弯强度最大。