燃烧合成Cr-(Al,Cr)_2O_3金属陶瓷的耐磨性能

用热爆燃烧合成法结合熔体施压致密化,制备了相对密度约90％的Cr-(Al,Cr)2O3金属陶瓷,金属Cr颗粒均匀弥散分布于陶瓷板片间或板片内,尺寸可达200 nm左右．研究了金属陶瓷的耐磨性能．结果表明,干摩擦条件下,金属陶瓷具有优良的耐磨性能;磨损体积与稀释剂Al2O3加入量和过量Cr2O3的含量有关,两者合理搭配可使Cr-(Al,Cr)2O3的磨损体积小于粉末烧结氧化铝陶瓷的磨损体积．磨损机理主要是块状剥落．油润滑后,147N载荷下,金属陶瓷经6000 m滑动距离仍基本无磨损体积损失;随载荷提高,磨损体积有所增大,但仍比Cr12MoV钢小一个数量级以上．

Al_2O_3-ZrO_2/W/Cr/Ni/Co金属陶瓷的断裂韧性

以Al2O3-ZrO2复合粉末、W、Cr、Ni、Co粉末为原料,采用热压烧结工艺制备了性能优良的Al2O3-ZrO2/W/Cr/Ni/Co金属陶瓷复合材料。通过SEM,EDS,XRD等手段分析其微观组织,单边梁开口法(SENB)测量其断裂韧性。实验结果表明在1320℃,20MPa条件下热压烧结制备的Al2O3-ZrO2/W/Cr/Ni/Co金属陶瓷的断裂韧性为7.16±0.4MPa.m1/2,硬度为83.3HRA,横向断裂强度为540MPa,相对致密度为97.4%;对维氏压痕下裂纹扩展进行了分析,其增韧机理为延性金属对裂纹的桥梁作用和氧化锆相变增韧,在裂纹通过时硬质相以沿晶断裂为主。

CoO和Cr2O3复合掺杂对金属陶瓷的致密化及抗高温氧化性的影响

采用粉末冶金技术制备添加CoO和Cr2O3复合掺杂剂的17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷,使用XRD、SEM等检测分析了不同含量、不同比例的复合掺杂剂对金属陶瓷材料的物相组成、组织形貌、烧结致密化和抗高温氧化性的影响。结果表明:CoO和Cr2O3复合掺杂后固溶到陶瓷基体相NiFe2O4晶格中,促进了烧结致密化;CoO和Cr2O3复合掺杂有利于生成致密氧化层,有效抑制了氧气向材料内部侵蚀和金属Ni向外迁徙,提高了试样的抗高温氧化性能;当CoO和Cr2O3复合掺杂量为1%(质量分数)(m(CoO)∶m(Cr2O3)=2∶1)时,抗高温氧化性最好,单位面积氧化增重量比未掺杂的试样降低了56.28%。

等离子原位合成Cr-Al_2O_3金属陶瓷涂层的组织与性能

利用等离子激发原位反应在碳钢表面合成了Cr-Al_2O_3金属陶瓷涂层。借助扫描电镜、电子探针、X射线衍射仪和显微硬度计对涂层的组织、结构和性能进行了测试。结果表明,涂层的主要组成相为Cr和Al_2O_3;涂层的微观组织形貌是以树枝状Al_2O_3陶瓷为骨架,金属晶粒Cr分散在Al_2O_3陶瓷相的周围;涂层的硬度高于基体,硬度可达1630HV;在其它工艺参数不变的条件下,电流越大,涂层越厚;利用等离子原位合成技术处理的抽油泵管,其使用寿命分别高于未处理、激光淬火及电镀处理的管道。

Cr_2O_3掺杂对17Ni/(10NiO-NiFe_2O_4)金属陶瓷的致密化及抗熔盐腐蚀性能的影响

采用常规冷压烧结技术制备Cr_2O_3掺杂17Ni/(10NiO-NiFe_2O_4)金属陶瓷试样,并研究Cr_2O_3不同掺杂量对金属陶瓷材料物相组成、显微组织、烧结致密化和电解温度(960℃)下的抗熔盐腐蚀性能的影响。结果表明:Cr_2O_3掺杂后固溶在陶瓷基体相NiFe_2O_4晶格内,导致晶格发生畸变,促进了烧结致密化。随着Cr_2O_3掺杂量逐步加大,试样的致密度也逐步提高,当Cr_2O_3掺杂量达到4%时,致密度高达99%,比未掺杂Cr_2O_3的试样提高了4.98%。同时发现掺杂适量的Cr_2O_3能够明显改善17Ni/(10NiO-NiFe_2O_4)金属陶瓷抗熔盐腐蚀性能,当Cr_2O_3的掺杂量为2%时,试样在熔盐腐蚀中更易生成致密的腐蚀反应层,抗熔盐腐蚀性能最优异,熔盐腐蚀率最低,为1.7736×10^(-3)g·cm^(-2)·h^(-1),约为未掺杂Cr_2O_3的1/3。

自蔓延高温合成法制备Al_2O_3-Cr金属陶瓷

研究了稀释剂Ｃｒ２Ｏ３对Ａｌ－Ｃｒ２Ｏ３体系自蔓延高温合成（ＳＨＳ）反应过程及反应产物的影响，并讨论了用自蔓延加压法制备致密的Ａｌ２Ｏ３－Ｃｒ金属陶瓷的可能性．实验结果表明：随稀释剂Ｃｒ２Ｏ３加入量的增加，Ａｌ－Ｃｒ２Ｏ３体系ＳＨＳ反应温度和反应产物的孔隙度逐渐降低，激发反应所需的加热时间延长．稀释剂Ｃｒ２Ｏ３的加入能改善Ａｌ２Ｏ３与Ｃｒ之间的润湿性，避免在反应产物中出现Ｃｒ偏聚和分层现象．在一定稀释剂Ｃｒ２Ｏ３加入量下，通过采用在ＳＨＳ反应结束后迅速施加一压力将可能制备出致密的Ａｌ２Ｏ３－Ｃｒ金属陶瓷．

Al_2O_3基金属陶瓷的研究现状

简要总结了Al_2O_3基金属陶瓷研究状况,包括制备工艺,结构与性能,增韧机制等,并对其发展趋势提出了一些自己的看法。

稀土Sm_2O_3对Mo_2NiB_2基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响

以NiB、Mo、Cr、V、Ni等几种粉末为基本原料,并以稀土Sm_2O_3为添加剂,采用真空液相烧结法制备Mo_2NiB_2基金属陶瓷。利用XRD、SEM、EDS、洛氏硬度计和电子万能试验机等研究添加Sm_2O_3对Mo_2NiB_2基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。结果表明,添加0.3%~0.9%的Sm_2O_3后,金属陶瓷晶粒明显细化,组织分布更加均匀,材料的硬度和抗弯强度也得到提高。当Sm_2O_3添加量为0.6%时,所得试样的晶粒最为细小,晶粒尺寸大致在0.8~3.0μm,材料的力学性能最佳,其硬度和抗弯强度分别达到HRA88.7和1550 MPa。

La_2O_3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及耐磨性的影响

利用 5kW的CO2 激光器在低碳钢基体表面熔覆含La2 O3 的镍基TiC金属陶瓷复合层 ,研究了不同含量的La2 O3 对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及性能的影响。研究结果表明 ,在镍基金属陶瓷复合层中加入一定量的稀土氧化物La2 O3 可有效改善熔覆复合层的组织及性能 ,减少复合层中的裂纹、孔洞、夹杂 ,加速复合层中TiC颗粒的溶解和改善TiC颗粒的表面形状 。

烧结工艺和Y_2O_3添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

以TiC、TiN、Ni、Co等粉末为主要原料,以稀土Y2O3为添加剂,采用无压烧结技术制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究烧结工艺和稀土Y2O3添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着温度的升高,TiC、TiN、WC、Cr3C2、Mo等相逐渐消失,向硬质芯相扩散发生固溶,经溶解-析出过程,最终形成新的Ti(C,N)硬质相和(Cr,W,Mo,Ti)(C,N)固溶体环形相,黏结金属Ni和Co主要以Ni相、TiCo和Co3W3C中间相的形式存在;稀土Y2O3的添加未改变Ti(C,N)基金属陶瓷烧结过程中的相结构演变过程,材料的显微硬度、抗弯强度和断裂韧性均随Y2O3添加量的增加呈先增加后降低的趋势,当Y2O3的加入量为0.8%(质量分数)时,Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能最佳,样品的显微硬度、抗弯强度和断裂韧性相比1450℃烧结50 min样品的分别提高了7.9%、45.8%和6.1%。

Mo-Al_2O_3金属陶瓷颗粒膜的光学常数研究

采用磁控溅射技术在不锈钢片上沉积了Mo-Al2O3金属陶瓷混合膜,将Maxwell-Garnett等效媒质理论应用于Mo-Al2O3颗粒膜的光学常数分析,分别以Mo和Al2O3的块体材料和溅射薄膜的光学常数为基础,理论计算了不同金属填充因子金属陶瓷颗粒膜在300nm～800nm波段范围内的光学常数n,k随波长λ的变化规律,同时对理论计算结果与实验测试结果之间存在的差异及其产生的原因进行了讨论。

Al_2O_3/Ni金属陶瓷显微结构和力学性能的研究

采用包裹工艺和热压工艺制备了Al_2O_3/Ni金属陶瓷。在1450℃热压Ni包裹Al_2O_3复合粉体得到相对密度>98％的金属陶瓷,当温度>1400℃时,随着Ni含量的增加致密度下降.Ni颗粒位于三角晶界,随着含量的增加,断裂方式由沿品转为穿晶断裂;在Al_2O_3基体中引入Ni颗粒能够降低晶粒尺寸,提高强度和韧性.与单相Al_2O_3的力学性能相比,综合力学性能较好的NA4金属陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别提高了19％和35％,分析了金属陶瓷的增强增韧机制.

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr金属陶瓷粒子加热熔化行为的模拟

采用温度补偿法 ,对超音速火焰喷涂 (HVOF)Cr3 C2 -NiCr金属陶瓷过程中粉末粒子的加热、熔化过程进行了数值模拟。温度补偿法是一种用来求解伴随有相变的传热问题 ,相比其它方法 ,本方法可在计算量较小的前提下 ,获得与实际传热过程接近的结果 ,温度曲线波动较小 ,且能反映熔化界面的变化推移过程。

ZrO_2对Mo-Al_2O_3金属陶瓷性能的影响

对添加1.0%～5.0%(质量分数,下同)ZrO2的金属陶瓷强度测试表明,随着ZrO2含量的增加,材料的强度提高,添加量为3.5%时的材料强度达到最高,超过3.5%后材料强度呈下降趋势。材料中添加4%ZrO2的陶瓷晶粒比不含ZrO2的材料略大,但对材料的氧化趋势没有影响。含ZrO2的Mo-Al2O3金属陶瓷热电偶保护套管在N2保护下的1700℃左右比不含ZrO2的套管使用寿命长1倍以上。

Al_2O_3／WC-Co金属陶瓷的制备与性能研究

以亚微米Al2O3粉末和WC-Co粉末为原料,经热压烧结制备了Al2O3/WC-Co金属陶瓷。用XRD、SEM测试了物相组成和显微结构,用VSM测试了磁滞回线。获得了断裂韧性为6．042 MPa·m1/2、洛氏硬度为92．0 HRA的金属陶瓷。

Al_2O_3/Ni金属陶瓷力学性能和介电性能的研究

以热压烧结的方法制备了Al2O3/Ni金属陶瓷,探讨了Al2O3/Ni金属陶瓷显微结构、力学性能及微波介电性能随Ni粒子含量变化的规律。结果表明,在垂直于压力方向上,Ni粒子有明显的受压拉伸现象;当Ni粒子含量从5%（体积分数）增加至20%（体积分数）时,金属陶瓷中Ni粒子的分布由孤立向部分桥连方式转变。随Ni粒子含量的增加,金属陶瓷致密度略有下降,抗弯强度明显降低。与纯氧化铝陶瓷相比,含20%（体积分数）Ni粒子Al2O3/Ni金属陶瓷的断裂韧性提高了50%左右,达到6.4MPa.m1/2。复介电常数测试结果表明,在8.2-12.4GHz频率范围内,金属陶瓷复介电常数的实部和损耗随Ni粒子含量的增加逐渐上升。当Ni粒子含量达到20%（体积分数）时,由于Ni粒子之间的部分桥连现象而使介电常数虚部在一定频段出现负值。

高温型Mo-Al_2O_3金属陶瓷的研制

将Mo与Al2O3粉体按摩尔比为0.3、0.4、0.5配料,混合均匀后通过粉末冶金法制成3种Mo-Al2O3金属陶瓷试样。在1800℃,2h氢气气氛中烧结后,试样的气孔率随Mo含量的增加呈降低趋势,而强度呈增加趋势。同时,随Mo含量增加,金属陶瓷中Al2O3的晶粒尺寸减小,Mo的形态从以弥散状为主转变为以连续状为主。研制的高温型Mo-Al2O3金属陶瓷测温套管(金属与陶瓷摩尔比为0.4)在真空或N2保护条件下测量高温合金熔液温度时,平均使用寿命达到100次。

Mo-Al_2O_3金属陶瓷的氧化和渣蚀行为研究

热压注成型体积比为1:1的Mo-Al2O3金属陶瓷在空气中氧化始于500℃左右,生成MoO2,表现出增重;高于750℃时,由于生成的MoO3直接蒸发,明显失重。金属陶瓷中Al2O3含量越高,材料的抗氧化性能越好。在H2保护下金属陶瓷在钢渣中1650℃保温2h渣蚀时,由于材料中金属Mo被渣中FeO氧化后挥发,使得材料表层出现微小气孔,熔渣向材料中渗透,同时陶瓷晶粒从3～5μm增大到50～80μm。渣中的CaO与材料中陶瓷相Al2O3发生反应生成CA、C2A、C12A7等低熔点物质,使得材料性能进一步恶化,故该材料不宜在氧化性气氛或钢渣中长时间使用。

Cr_2O_3/NiO对金属基高辐射陶瓷涂层结合性能的影响

以熔块、粘土、ZrSiO4为基料,通过添加不同比例的Cr2O3/NiO,采用高温熔烧法在不锈钢金属基表面制备出结合性能较好的高辐射率陶瓷涂层。利用XRD、SEM和红外辐射测试等方法对涂料的物相、结构形貌和红外辐射性能作了分析测试,结果表明:合理的加入Cr2O3/NiO经高温煅烧后,其可增强涂层材料对金属基的润湿性,NiO还可与基材发生物化反应,从而使涂层与基体之间形成牢固的结合。同时Cr2O3/NiO能与涂层材料中的其他成份形成立方尖晶石结构,有利于增大涂层辐射率。

包裹和热压工艺制备Al_2O_3/Ni金属陶瓷

首先通过非均相沉淀法合成Ni颗粒包裹Al2 O3 粉体 ,然后热压制备Al2 O3 / 5vol%Ni金属陶瓷。XRD结果表明 ,非晶态包裹层经 5 5 0℃煅烧和 70 0℃还原后 ,完全转变为Ni金属。显微照片表明 ,包裹层的Ni颗粒呈球形 ,团聚少 ,大小在 15～ 2 0nm。在 14 0 0℃热压包裹粉体获得 98 6 %理论密度的烧结体。显微观察发现 ,烧结体中Ni颗粒均匀分布在基体中 ,且绝大部分位于三角晶界。与单相Al2 O3 相比 ,金属陶瓷抗弯强度、断裂韧性和热导率都有明显的提高 ,并探讨了增强。