原位合成纳米金刚石增强铁镍基复合材料的制备与性能

在FeNi30合金粉末的基体上添加碳纳米管(0.25~1.0wt.%),利用放电等离子烧结工艺在温度1050℃、压力80 MPa的条件下,原位合成了纳米金刚石增强铁镍基复合材料。文章通过XRD、SEM、TEM研究了复合材料的微观组织结构,并测试了复合材料的显微硬度、力学性能和热膨胀系数。结果表明铁镍基复合材料中有20nm附近的纳米金刚石生成,也存在着没有转化完全的残余碳纳米管;随着碳纳米管含量的增加,复合材料的显微硬度和屈服强度呈现逐渐增加的趋势,但是由于碳纳米管的团聚,在碳纳米管含量达到1.0wt.%时,显微硬度有所下降。复合材料在温度为25℃~150℃的热膨胀系数也随着碳纳米管含量的增加而降低。碳纳米管含量为0.75wt.%是FeNi30基复合材料最佳的加入比例,此时复合材料的硬度提高了4%,压缩屈服强度提高了23.4%,热膨胀系数降低了64.8%。