Ti(C,N)基纳米复合金属陶瓷材料的力学性能与微观结构

采用真空热压工艺制备了添加纳米ZrO2和微米WC的Ti(C,N)基纳米复合金属陶瓷材料,并研究了材料的力学性能与微观结构。结果表明:在纳米ZrO2添加量为5%、微米WC添加量为9.6%(质量分数,下同)时,Ti(C,N)基纳米复合金属陶瓷材料的综合力学性能较好,抗弯强度为1014MPa,断裂韧性为7.25MPa·m1/2,硬度为15.57GPa,其抗弯强度和断裂韧性比未添加纳米ZrO2与微米WC的Ti(C,N)基金属陶瓷材料分别提高了3.5%和18.1%。材料断裂模式为以穿晶断裂为主的穿晶/沿晶断裂混合模式。"晶内型"纳米结构弥散增韧、纳米ZrO2相变增韧以及裂纹桥联、裂纹偏转是其主要的增韧补强机理。

Ni-TiO_2纳米金属陶瓷复合材料的制备与结构研究

采用溶胶 -凝胶工艺成功获得了 N i/Ti摩尔比为 0 .1/1的均匀凝胶 ,然后经过一定时间的老化、干燥得到干凝胶 ,最后在适当的还原气氛中热处理制备了 Ni-Ti O2 纳米复合材料。采用 XRD和 TEM等实验手段对所得纳米复合材料进行分析和表征 ,发现可以通过控制热处理条件来控制相结构和晶粒尺寸。采用 BET吸附 /解吸法进行了测量 ,证明这种材料具有介孔尺度的多孔结构 ,孔径 2 .8nm左右 ,BET比表面积为 49.1m2 /g。

Al_(2)O_(3)复合金属陶瓷材料的有效分离和ICP光谱法研究

金属陶瓷材料应用领域越来越广,为实现对其组分的实验分析,文章通过对性能特性、各相组成和化学特性研究,完成Al_(2)O_(3)复合金属陶瓷材料中Al、Cu、Fe等21项元素的测试应用研究。本研究方法测定Al_(2)O_(3)复合金属陶瓷材料元素含量快速灵敏、正确度高、精密度好,有很好的实用价值。

连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料低成本制备工艺研究进展

连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能,已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域,但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题,限制其应用和推广,发展低成本制备工艺是推动连续纤维增强陶瓷基复合材料广泛应用的关键。本文简要介绍了连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺现状,总结了反应熔渗、纳米浆料浸渗瞬时共晶、浆料浸渗结合热压等低成本工艺的研究现状,围绕制备工艺优化、复合材料微观结构和性能等方面进行综述,提出了低成本制备工艺的未来研究方向,如熔盐法制备超高温陶瓷界面和反应诱导相分离制备具有孔隙结构均匀的多孔基体,可显著提升连续纤维增强陶瓷基复合材料的综合性能。

粉末冶金纳米颗粒增强钛基复合材料研究进展

钛基复合材料(TMCs)作为新一代轻质高性能金属结构材料在航空、航天等重大装备领域展现出广阔的应用前景。与传统微米增强TMCs相比,纳米增强TMCs在强塑性协同与热变形能力等方面展现出更为显著的优势,但目前由于纳米增强体分散性和热稳定性等问题,材料的性能潜力尚未充分发挥。如何设计TMCs的复合体系和制备途径引入纳米增强体,并在热加工与热处理过程中保持稳定性,一直是纳米颗粒增强TMCs面临的严峻挑战。本文围绕粉末冶金纳米颗粒增强TMCs工艺特点、制备方法、组织特征与力学性能等方面分析研究现状和进展,指出纳米增强体分散性、热稳定性等制约其发展的基础问题,提出未来研究的发展方向。未来应侧重的研究方向有:(1)碳纳米材料增强TMCs的界面反应控制与热稳定设计;(2)纳米颗粒增强TMCs粉体的批量化低成本制备技术;(3)纳米颗粒增强TMCs专用热变形及热处理工艺研究;(4)纳米颗粒增强TMCs组织构型化设计及强韧化机理研究;(5)纳米颗粒增强TMCs材料其他关键力学性能研究。

介孔碳负载纳米金颗粒物复合材料的合成及应用进展

具有结构化孔道的介孔碳材料是纳米颗粒物良好的载体,可以有效抑制纳米颗粒物的聚集。在介孔碳上负载纳米金颗粒物(AuNPs)合成的复合材料具备大比表面积、优异的热稳定性、可调控的孔径和孔道结构、良好的分散性以及可再生性等多重优势。综述了介孔碳负载AuNPs复合材料的合成方法,如浸渍法、离子交换法、沉积沉淀法和溶胶-凝胶法等,以及复合材料在化学传感器、能源储存和分离吸附等领域的应用,介绍了透射电子显微镜、X射线衍射和电感耦合等离子体发射光谱等表征技术在揭示复合材料组成、结构和界面特性中的作用,指出复合材料与其他活性材料结合或将人工智能应用于复合材料的设计和优化是未来的研究方向。

纳米复合金属陶瓷模具材料的研究进展

纳米复合金属陶瓷材料不仅具有较好的综合机械性能,如高强度、高硬度、耐高温、耐磨损,而且具有较好的化学稳定性、抗氧化性能和耐腐蚀性能,在模具制造方面具有广阔前景。本文综述了纳米复合金属陶瓷材料的研究现状及存在问题,并指出了今后研究的发展趋势。

纳米金属陶瓷Ni-AlN复合层的超声-电沉积制备

采用超声-电沉积方法制备纳米金属陶瓷Ni—AlN复合层．研究了超声波机械扰动效用对电解液传质过程的作用，超声波空化效应对纳米粒子团聚的抑制作用，脉冲电参数对控制晶粒成核及生长的作用．采用优选工艺参数，在常用金属表面获得了由镍晶（20～60nm）和纳米粒子AlN构成的纳米级Ni—AlN复合镀层．镀层与基体结合比较牢固，结合力达到89N，厚度11～12μm，平均表面硬度达到HV606．

TiC/NiCr金属陶瓷复合材料摩擦磨损性能

用粉末冶金法制备不同 Ti C颗粒含量的 Ti C/ Ni Cr金属陶瓷复合材料 ,讨论了它们的显微组织特点 ,研究了该复合材料在水润滑条件下的摩擦磨损性能 .试验结果表明 :随着 Ti C颗粒含量增加 ,金属陶瓷的耐磨性能明显提高 ;在本试验条件下 ,当 Ti C颗粒体积分数为 6 7%左右时 ,Ti C/ Ni Cr金属陶瓷复合材料的耐磨性能最佳 ;其磨损失效机制主要是在磨损过程中 Ti C颗粒以显微脆断方式剥落产生磨损 。

超声电沉积制备纳米金属陶瓷复合镀层工艺

基于超声电沉积复合作用,研究在金属表面获得纳米金属陶瓷复合镀层的基本工艺。通过试验研究了超声波对镀层中纳米陶瓷粒子的含量、分布以及基质金属晶粒的影响,一定条件下镀液中纳米粒子含量与镀层中纳米粒子含量的对应关系。通过超声和电沉积两种技术的有机结合,在常用金属表面获得由尺寸50n m以下的镍晶和纳米SiC粒子构成的纳米级金属陶瓷复合镀层。

Mo在颗粒型复合材料金属陶瓷中的作用

研究了高镍金属陶瓷中Ｍｏ的最佳加人量，并分析了Ｍｏ在金属陶瓷中的作用。结果认为：在４０Ｎｉ金属陶瓷中Ｍｏ的最佳添加量为１３ｗｔ％，在３０Ｎｉ金属陶瓷中Ｍｏ的最佳添加量为１５ｗｔ％；且Ｍｏ量的添加使组织中环形相尺寸变厚，粘结相中固溶的Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗ元素含量增加。

NiCrW-Al_2O_3-SrCO_3-Ag金属陶瓷复合材料的高温摩擦学性能研究

采用粉末冶金方法（机械合金化＋真空热压烧结）制备了不同SrCO3和Ag含量的NiNiCrW-Al2O3-SrCO3-Ag金属陶瓷复合材料,利用UMT-3考察复合材料在室温至1000℃条件下的摩擦磨损性能,利用SEM、EDS、XRD等表征分析其显微组织、物相组成及其磨损机理.结果表明：热压烧结过程中,SrCO3高温分解,并与Ti3SiC2反应生成SrAl4O7,同时生成了Cr2O3和NiCr2O4等新相.分别添加质量分数10%SrCO_3和Ag的复合材料在宽温域内的摩擦磨损性能最优,归因于在中高温阶段复合材料摩擦表面发生摩擦化学反应生成了SrCrO4和NiO等润滑相,与复合材料中的Ag、NiCr2O4等润滑相形成协同润滑,使得复合材料在400~1000℃宽温域范围内具有优异的摩擦磨损性能.

放电等离子体烧结SiC/Cu金属陶瓷复合材料研究

选用SiC/Cu包裹复合粉体,采用最新型的放电等离子体烧结方式制备了SiC/Cu金属陶瓷复合材料.分别采用XRD、SEM等方法对烧成样品进行表征.结果表明,放电等离子体烧结过程中,由于等离子体的作用,不同的烧成温度使得烧成样品中的物质及相应的含量发生变化.样品的密度随温度升高而增大,而硬度在730℃左右出现最大值,这是采用放电等离子体烧结制备SiC/Cu金属陶瓷复合材料的最佳烧成温度.由于SiC的增强作用,使得SiC/Cu金属陶瓷复合材料的硬度远远高于Cu.

三元硼化物基金属陶瓷复合材料及其液相烧结机理

三元硼化物基金属陶瓷是性能优异的新型复合材料。三元硼化物基金属陶瓷复合材料的制备工艺、性能特点、氧。

纳米结构金属陶瓷(n-WC/Co)涂层材料精密磨削的试验研究

本文对纳米结构金属陶瓷(n—WC/Co)涂层材料在金刚石砂轮精密磨削过程中的磨削力进行了较详细的试验研究。对常规结构金属陶瓷(c—WC/Co)和n—WC/Co涂层材料的磨削力作了对比磨削试验,分析了磨削工艺参数如砂轮磨削深度、工件进给速度、金刚石砂轮结合剂类型和磨粒尺寸以及被磨试件材料特性等对磨削力的影响,结合被磨试件表面的扫描电镜(SEM)的观察,分析了n—WC/Co涂层材料磨削的材料去除机理。研究结果表明:在相同磨削条件下,纳米结构陶瓷涂层的磨削力始终高于常规结构陶瓷涂层的磨削力;在其它磨削条件相同的情况下,用金属结合剂砂轮磨削工件所需的磨削力要比树脂结合剂砂轮、陶瓷结合剂砂轮所需的磨削力大些,磨粒尺寸小的砂轮磨削工件所需的总磨削力要比磨粒尺寸大的砂轮所需的磨削力大些,磨削力随砂轮磨削深度、工件进给速度的增加而增大;一般情况下,n—WC/Co涂层材料精密磨削过程的材料去除机理中,占主导方式的是塑性成形的材料去除方式。

等离子熔覆Cr_7C_3/γ-Fe金属陶瓷复合材料涂层的耐磨性

采用等离子熔覆技术,在调质C3钢表面制得以原位生成初生相Cr7C3为增强相的金属陶瓷复合材料涂层;利用SEM、XRD和EDS等分析了涂层的显微组织和相组成;测试了在室温干滑动磨擦及高温滑动磨擦条件下涂层的耐磨性,并讨论了其磨损机理。结果表明:涂层的相组成是Cr7C3增强相和-γFe固溶体与少量Cr7C3构成的共晶;涂层在室温和高温干滑动磨擦条件下均具有优良的耐磨性能。

纳米改性金属陶瓷刀具材料最佳纳米粉添加量的研究

提出了将纳米TiN粉体添加到常规的金属陶瓷中来制备纳米TiN改性金属陶瓷刀具材料的新方法,着重对最佳的纳米TiN的添加量进行了研究.对含不同纳米TiN添加量试样的力学性能测试表明,不同的纳米TiN添加量对所研制的金属陶瓷刀具材料的力学性能的影响是不同的,当纳米TiN添加量在6%～8%时,可获得较好的综合力学性能.分析了不同的纳米TiN添加量对材料微观组织的影响.

反应等离子熔覆(Cr,Fe)_7C_3/γ-Fe金属陶瓷复合材料涂层的耐磨性

以Fe-Cr-C合金粉末为原料,采用反应等离子熔覆技术,在45#钢表面制得以原位生成初生相(Cr,Fe)7C3为增强相的新型陶瓷复合材料涂层.利用SEM,XRD,EDS和显微硬度计等分析了涂层的显微组织和硬度,分别在室温干滑动磨损及高温滑动磨损条件下测试了涂层的耐磨性,并讨论了其磨损机理.结果表明,涂层组织包括(Cr,Fe)7C3增强相和γ-Fe固溶体与少量(Cr,Fe)7C3构成的共晶,该涂层在室温干滑动磨损和高温滑动磨损条件下均具有优异的耐磨性.

反应等离子熔敷Cr_7C_3/γ-Fe金属陶瓷复合材料涂层组织与耐磨性

以Fe-Cr-C合金粉末为原料,采用优化的等离子熔敷工艺,在C级钢表面通过粉末反应制得由原位生成的新型Cr7C3/γ-Fe金属陶瓷复合材料涂层。并测试分析了涂层的显微组织和显微硬度分布,以及在室温干滑动试验条件下的耐磨性。结果表明,该涂层组织由规则块状初生相Cr7C3和γ-Fe奥氏体固溶体组成,与基材完全冶金结合,涂层厚度约1.5 mm,具有较高的显微硬度(平均为870 HV),且硬度梯度分布合理;涂层在室温干滑动试验条件下具有优异的耐摩擦磨损性能。

自蔓延高温合成Ti/Al_2O_3金属陶瓷复合材料的研究

本研究利用Al/TiO_2自蔓延高温反应直接一步合成了极细Ti/Al_2O_3金属陶瓷复合粉末和复合材料块。运用X光衍射和电镜扫描对制备的材料进行了物相组织结构分析。结果表明:用自蔓延高温合成法可以制备结构独特的极细Ti/Al_2O_3金属陶瓷复合粉末;制备的Ti/Al_2O_3金属陶瓷复合材料较致密、细小的Al_2O_3粒子分布均匀。最后用燃烧波前沿激冷淬火法结合差热分析对反应过程进行了分析探讨。