Ni-Ti-Cr固溶体对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

以机械合金化的Ni-Ti-Cr固溶体作为粘结剂制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了不同Cr含量的固溶体对金属陶瓷微观组织、力学性能和氧化行为的影响。结果表明,随着Cr含量的增加,金属陶瓷颗粒尺寸先减小后增大,抗弯强度、断裂韧性和硬度先增大后减小。当Ni、Ti、Cr的质量比为91∶3∶6时,金属陶瓷的综合性能最好,抗弯强度、断裂韧性和硬度分别达到2120.3 MPa、15.41 MPa·m^(1/2)和88.9 HRA,且氧化膜致密,氧化增重和氧化膜剥落较少。金属陶瓷经过60 h氧化后,外层氧化膜以NiO为主,TiO_(2)主要嵌在NiO晶界处,往内为疏松的TiO_(2)层,再往内Cr元素富集,形成致密的NiO和NiCr_(2)O_(4)层,可有效吸收氧原子,阻碍进一步氧化,并起到层与层之间连接和过渡的作用。在循环氧化时,金属陶瓷氧化膜经历了从NiO层到TiO_(2)层循环剥落的过程。

Al_2O_3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷刀具的切削性能

研究了Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷复合刀具对淬硬35CrMo合金钢进行连续干切削时各切削参数对切削力的影响.结果表明:切削深度对切削力的影响最显著,切削速度的影响最小.对比研究了Al2O3/Ti(C,N)和Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷刀具的耐磨性能和磨损形态:后者的耐磨性能明显优于前者,其中Al2O3/Ti(C,N)-5%(Ni,Ti)的耐磨性能最高.Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti刀具的磨损形态主要表现为后刀面的磨粒磨损和疲劳磨损,由于这种材料具有较高的弯曲强度和断裂韧性,能有效防止前刀面出现崩刃破损现象,因此具有较高的可靠性,适用于高速切削.在高速切削条件(ap=0.06 mm,vc=254.9 m/min,vf=0.09 mm/r)下,Al2O3/Ti(C,N)-5%(Ni,Ti)刀具的切削耐用度为150 min.

电沉积工艺参数对Ni-TiN纳米复合镀层粒子复合量的影响

采用超声波辅助脉冲电沉积方法,在40Cr钢表面制备Ni-Ti N纳米复合镀层,研究工艺参数对其粒子复合量的影响,并用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对镀层的显微组织结构进行测试。结果表明:随着镀液中Ti N粒子浓度、阴极电流密度、超声波功率的增加,Ni-Ti N纳米复合镀层中的Ti N粒子复合量均呈先增加后减小的趋势;当Ti N粒子浓度为30 g/L、阴极电流密度为4 A/dm2、超声波功率为200 W时,Ni-Ti N纳米复合镀层表面粗糙程度较小、晶粒较为细致、组织均匀度较好,且Ti N粒子复合量达到最大值,为4.5%。

Ni和Ti的添加对Al_2O_3-Ti(C,N)复合材料性能的影响

研究了Ni和Ti的添加对真空热压烧结方法制备的Al2O3-Ti(C,N)陶瓷基复合材料的显微组织和力学性能的影响.发现添加Ni和Ti的复合材料主要由Al2O3、Ti(C,N)和Ni组成,没有发现存在金属Ti.Ti由于非常活泼,在热压烧结过程中可能与石墨模具产生的含C气氛反应生成TiC,或与高温下Ti(C,N)的少量分解产生的N2气氛反应生成TiN,这有利于减少复合材料中的气孔.适量添加Ni可通过液相烧结促进复合材料的致密化,提高复合材料的相对密度,并能通过产生裂纹偏转和裂纹桥联提高复合材料的断裂韧性.热压温度为1550℃、等摩尔比的Ni和Ti混合粉末添加量为5vol%时,Al2O3-Ti(C,N)-Ni-Ti复合材料的相对密度为99.6%,硬度为21GPa,抗弯强度为818MPa,断裂韧性为8.1 MPa.m1/2.

热处理温度对Ni-P-TiN纳米镀层的结构及其摩擦学性能影响

为改善机械零件的表面性能,采用超声波辅助化学沉积方法,在45钢基体表面制得Ni-P-TiN纳米镀层,利用透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、扫描电镜、摩擦磨损试验机对其进行微观组织、机械性能及摩擦学性能研究。结果表明,镀态Ni-P-TiN纳米镀层主要由大量Ni和少量TiN组成,镍晶粒和TiN粒子的平均粒径分别为95nm和42nm。当热处理温度达到300℃时,Ni-P-TiN纳米镀层中出现Ni3P相和NiO相,其显微硬度高达951.9Hv,其平均摩擦系数为0.43。

(Ti,Me)(C,N)/Ni的润湿性及其价电子结构

运用座滴法研究了(Ti,Me)(C,N)/Ni体系的润湿性;运用经验电子理论(EET理论)计算了多元陶瓷相的价电子结构(VES),建立了陶瓷相化学成分与价电子结构的关系,并建立了价电子结构与接触角的回归关系式。结果表明,提高温度、延长保温时间均使体系接触角减小;碳化物的添加使体系接触角进一步减小,碳化物改善润湿性能力的大小依次为:Mo2C>TaC>WC>VC>NbC。不同碳化物的添加均能导致最强键上共价电子数nA增加,其中添加VC的影响最为明显,依次为VC>Mo2C>NbC>WC>TaC。

Ti/Al/Ni/Au在N-polarGaN上的欧姆接触

N-polar GaN以其特有的材料特性和化学活性日益受到研究者关注,而N-polar GaN上欧姆接触也成为研究的热点。以Ti/Al/Ni/Au作为欧姆接触金属,分析了N-polar GaN上欧姆接触的最优退火条件,并借助剖面透射电子显微镜(TEM)和能量色散X射线能谱仪(EDX)研究了金属和N-polar GaN之间的反应生成物。结果表明,当退火温度升高到860℃时,可得到比接触电阻率ρc为1.7×10^(-5)Ω·cm^2的最优欧姆接触特性。TEM和EDX测试发现,除了生成已报道的AlN,还会在界面处产生多晶AlO_x,两者共同作用会进一步拉高势垒,从而对N-polar GaN上欧姆接触产生不利影响。

硬质合金表面Ni-P/纳米Ti(C,N)化学复合镀研究

研究了硬质合金表面Ni P 纳米Ti(C,N)化学复合镀工艺以及热处理对复合镀层性能影响的规律。结果表-);2)较好的明:1)施镀工艺中各因素对镀速影响的显著性顺序是:温度→pH值→纳米Ti(C,N)加入量→χ(Ni2+ H2PO2施镀工艺为:28g L氯化镍、25.76g L次亚磷酸钠,50g L氯化铵、45g L柠檬酸钠,0.001g LPbCl2,6g L纳米Ti(C,N),pH=10,温度为80℃。3)Ni P 纳米Ti(C,N)复合镀层较优的热处理工艺为:在400℃保温150min。采用所推荐的施镀和热处理工艺,获得了硬度是硬质合金基体硬度的2.16倍的Ni P 纳米Ti(C,N)复合镀层。并对以上结果产生的原因进行了简单讨论。

添加Co,Ni和Mo对钛铁矿原位合成Al_2O_3-Ti(C,N)-Fe复合材料的影响

在钛铁矿原位反应合成Al2O3-Ti(C,N)-Fe复合材料的基础上,添加Co,Ni和Mo来改善Al2O3-Ti(C,N)-Fe复合材料的性能。通过物相分析、扫描电镜和力学检测手段研究不同金属添加剂对合成产物物相、组织和性能的影响。研究结果表明:添加Co和Ni以后在烧结过程中分别形成了含Co和Ni的[Fe,Co]及[Fe,Ni]固溶相,材料的硬度有所降低,抗弯强度有所提高但提高的幅度不大。Mo的添加阻碍了Ti(C,N)相的长大,细化了Ti(C,N)晶粒;在烧结过程中生成的Mo2C包覆在Ti(C,N)相的周围,改善了Ti(C,N)相与Al2O3相和Fe相的润湿性,这同时导致了材料硬度和抗弯强度升高。当Mo添加量为8%时,烧结材料的力学性能最佳,抗弯强度和硬度分别为476 MPa和19.4 GPa。

Fe添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织及力学性能的影响

采用低压烧结工艺制备出Ti(C_(0.7)N_(0.3))-WC-Mo_2C-TaC-Fe/Co/Ni体系金属陶瓷,研究了Fe含量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织、相组成及力学性能的影响。结果表明,随着Fe含量的增加,组织中白芯-灰环结构的硬质相体积分数显著增大,且在固相烧结阶段,大量M_(12)C型η相转化为M_6N型脆性相;高Fe含量的金属陶瓷体系有利于脆性相的生成。力学性能测试结果表明,适量Fe置换Ni可显著提高Ti(C,N)基金属陶瓷的硬度和断裂韧性,并随Fe含量增加呈先升高后降低的变化趋势。当Fe含量为2%时,金属陶瓷的硬度和断裂韧性均达到最大值1 642 MPa和10.63 MPa·m^(1/2),与不含Fe的金属陶瓷相比,分别提高了96 MPa和11.3%。但添加过量Fe反而会极大地恶化金属陶瓷的力学性能,这主要归因于高Fe含量金属陶瓷组织中M_6N型脆性相含量的增加。

Ti/Al/Ni/Au金属体系在N-polar GaN上的欧姆接触特性

利用金属有机化合物化学气相淀积(MOCVD)在SiC衬底上外延生长了N-polar GaN材料,采用传输线模型(TLM)分析了Ti/Al/Ni/Au金属体系在N-polar GaN上的欧姆接触特性。结果表明,Ti/Al/Ni/Au(20/60/10/50nm)在N-polar GaN上可形成比接触电阻率为2.2×10^(-3)Ω·cm^2的非合金欧姆接触,当退火温度升至200℃,比接触电阻率降为1.44×10^(-3)Ω·cm^2,随着退火温度的进一步上升,Ga原子外逸导致欧姆接触退化为肖特基接触。

电火花沉积Ni/Ti(C,N)金属陶瓷复合涂层的组织及性能研究

目的提高H13模具钢的表面耐磨性,探索金属陶瓷涂层的应用。方法分别用Ti(C,N)基金属陶瓷棒和纯镍棒作为电极,氩气为保护气体,在H13钢表面电火花沉积制备Ni/Ti(C,N)金属陶瓷复合涂层。使用X射线衍射仪对涂层的相组成进行了分析,并用扫描电子显微镜及能谱仪观察涂层的微观结构和元素分布情况,采用显微硬度计和CSM球盘式摩擦计对涂层的显微硬度和不同载荷下的耐磨性进行测试。结果涂层表面为单脉冲沉积斑点堆积而成的溅射状形貌,Fe和Ti元素整体上呈现出分区富集的特征,强化层主要物相包括TiC(0.7)N(0.3)、Ni(17)W3、Ni-Cr-Co-Mo和Fe3Ni2。涂层截面组织均匀,缺陷较少,厚度约为31μm,Fe、Ti和Ni元素均在界面处发生扩散,形成了良好的冶金结合,过渡层与基体相互混合,呈现出机械式的咬合结构。涂层的显微硬度实测最高值达1420HV,约为基体的5.4倍。涂层具有比基体更低的摩擦系数,且30 min内的磨损质量损失仅为基体的1/2,涂层磨损机理主要为粘着磨损和轻微的磨粒磨损。结论在H13钢表面电火花沉积制备的Ni/Ti(C,N)金属陶瓷复合涂层可提高其表面的硬度、耐磨性,且具有一定减摩性,可以起到延长模具寿命的作用。

w(Co)/w(Ni)对Ti(C,N)基金属陶瓷高温氧化和耐腐蚀性能的影响

采用粉末冶金法制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究粘结相Co与Ni的含量比对材料组织结构和性能的影响,并系统研究材料在高温环境和酸性水溶液中的氧化与腐蚀行为。结果表明,w(Co)/w(Ni)=1的金属陶瓷材料T3具有优异的综合力学性能,其抗弯强度与硬度(HRA)分别为1 749 MPa和93.8;随着Ni的添加,材料在H_2SO_4溶液中的耐腐蚀性能显著提高,其中的T3经120 h浸泡腐蚀后质量损失率为0.074 5%,粘结相和部分环形相的溶解为金属陶瓷在酸溶液中的主要腐蚀行为。随w(Co)/w(Ni)的值减小,材料阳极极化过程中不同钝化区出现融合,证明Ni含量增加可促进元素向粘结相中的固溶,T3材料具有优异的耐腐蚀性能,自腐蚀电流密度为3.356 6×10^(-7) A/cm2。表面积为2.5 cm2的Ti(C,N)基金属陶瓷,在900℃高温静态空气中氧化10 h后,质量增加量均小于1 mg,材料的氧化机理以粘结相优先氧化和富Ti、W固溶相的氧化腐蚀为主。

Ti/Al/Ni/Au在GaN N面上的欧姆接触

以Ti/Al/Ni/Au作为欧姆接触金属体系,通过电感耦合等离子体(ICP)刻蚀的预处理,在氢化物气相外延法生长的单晶氮化镓(GaN)材料的N面实现了良好的欧姆接触,其比接触电阻率为3.7×10-4Ω·cm^2。通过扫描电子显微镜、原子力显微镜、阴极荧光和光致发光谱对GaN N面的表面、光学特性进行了对比表征。结果表明:未刻蚀GaN衬底的N面表面存在一定的损伤层,导致近表面处含有大量缺陷,不利于欧姆接触的形成;而ICP刻蚀处理有效地去除了损伤层。X射线光电子能谱(XPS)分析显示刻蚀后样品的Ga 3d结合能比未刻蚀样品向高能方向移动了约0.3 e V,其肖特基势垒则相应降低,有利于欧姆接触的形成。同时对Fe掺杂半绝缘GaN的N面也进行了刻蚀处理,同样实现了良好的Ti/Al/Ni/Au欧姆接触,其比接触电阻率为0.12Ω·cm^2。

n型4H-SiC上Ni/Pt和Ti/Pt欧姆接触(英文)

研究了Ni/Pt和Ti/Pt金属在n型4H-SiC上的欧姆接触。在1 020℃退火后,Ni/Pt与n型4H-SiC欧姆接触的比接触电阻为2.2×10-6Ω·cm2。Ti/Pt与n型4H-SiC欧姆接触的比接触电阻为5.4×10-6Ω·cm2,退火温度为1 050℃。虽然Ni的功函数比Ti的功函数高,但是Ni比Ti更容易与n型4H-SiC形成欧姆接触。使用能谱分析仪(EDX)分析了Ni/Pt和Ti/Pt金属与4HSiC接触面的元素,观察到C原子相对于Pt原子的原子数分数随退火温度的变化而不同。实验验证了在n型4H-SiC中退火导致的碳空位起施主作用是有利于欧姆接触形成的主要原因。

激光重熔对纳米Ni-TiN复合镀层性能影响

为进一步提高超声-脉冲电沉积制备的纳米Ni-Ti N复合镀层性能并强化镀层与基体的结合,采用激光对镀层进行重熔处理,研究了激光参数对镀层形貌及显微硬度的影响。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及显微硬度计观察并分析镀层激光重熔前后形貌、成分及显微硬度。结果表明,经过激光重熔后镀层表面平整、致密度提高、重熔层与基体形成了良好的冶金结合,且表面硬度提高到1298.7 HV0.1。

两种后牙根管预备方法的临床效果比较

目的 :评估 2种后牙根管预备方法的临床效果。方法 :采用机用镍钛扩大锉 (ProFile)和手用不锈钢扩大锉 (K file)扩大后牙根管 ,并对 2组病例术后疼痛以及充填情况加以比较。结果 :发现机用镍钛扩大锉扩大后牙根管 ,具有去除根管感染物质彻底 ,根管形态保持良好 ,速度快 ,术后疼痛率较低的优点 ,但易出现断针。而手用不锈钢扩大锉扩大后牙根管速度较慢 ,术后疼痛率略高 ,但不易出现断针 ,操作上容易掌握。结论 :2种后牙根管方法都有优缺点 ,可结合起来使用。

Ni-Ti合金对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

采用粉末冶金方法真空烧结制备了添加Ni-Ti形状记忆合金的Ti(C,N)-Co系金属陶瓷,研究了Ni-Ti合金对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。结果表明:未加Ni-Ti合金的Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织表现为经典的黑芯-灰壳组织,陶瓷相多为球形;而加入Ni-Ti后的金属陶瓷随着Ni-Ti加入量的增多,组织逐渐细化,出现了多边形的陶瓷相,陶瓷相与粘结相的界面呈现直线关系。同时,金属陶瓷的抗弯强度和断裂韧性随着Ni-Ti合金加入量的增多有明显的提高,而硬度基本保持不变;Ni-Ti合金的加入量为15wt%时金属陶瓷获得最好的力学性能。

Ti(C,N)对Ni基高温合金组织结构、力学性能和抗氧化性的影响

采用粉末冶金法制备Ni-20Cr-4Mo-0.15C和Ni-20Cr-4Mo-0.15C-12.85TiC-3TiN(质量分数,%)两种合金,研究Ti(C,N)质点引入对Ni基高温合金组织结构、力学性能和800℃抗氧化性的影响。结果表明,经1280℃真空烧结1h后,因12.85%TiC和3%TiN引入形成的Ti(C,N)质点,弥散分布于奥氏体基体的晶内和晶界处,使奥氏体基体晶粒明显细化,合金的密度从8.38g/cm3降至7.59g/cm3,维氏硬度从1850MPa升至3430MPa,抗拉强度从752MPa升至1192MPa。此外,合金在800℃空气中仍具有较好的抗氧化性,形成的氧化膜主要由α-Cr2O3和TiO2组成。

Ni-xCr粘结剂对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了粘结剂成分为Ni-xCr(x=0,10,20,30,质量分数,%,下同),质量分数为18%和38%的Ti(C,N)基金属陶瓷,以研究Ni-xCr粘结剂成分及含量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。除Ni-30Cr粘结剂含量为38%的金属陶瓷外,在其它金属陶瓷中仅观察到了Ni基粘结相和Ti基碳氮化物陶瓷晶粒,而未观察到高Mo高Cr的白色组织。粘结剂中含Cr时,陶瓷晶粒的黑芯中易出现非常细小的白色颗粒,特别是粘结剂含量为38%时,黑芯中通常出现大量的白色颗粒;并且,粘结剂中Cr含量高时,陶瓷晶粒的灰色外环明显变厚。无论粘结剂含量高低,金属陶瓷的硬度均随着粘结剂中Cr含量增加而增加,且粘结剂含量为38%时增幅更明显。金属陶瓷的横向断裂强度和断裂韧性在粘结剂含量为18%时随着粘结剂中Cr含量增加而下降,而在粘结剂含量为38%时随着粘结剂中Cr含量增加先增加后下降,以Ni-10Cr作粘结剂时达到峰值。陶瓷晶粒细化致使沿晶断裂几率增加,而穿晶断裂几率下降;通过陶瓷晶粒细化、裂纹偏转、裂纹桥联和诱发微裂纹等机制的协同作用,可显著提高Ti(C,N)基金属陶瓷的横向断裂强度和断裂韧性。