反应火焰喷涂的TiC/Fe金属陶瓷复合涂层

以TiFe粉和碳的前驱体(石油沥青)为原料,通过碳化制备Ti Fe C系反应喷涂复合粉末,并通过普通火焰喷涂技术成功制备了TiC/Fe金属陶瓷复合涂层;采用XRD、SEM和EDS对喷涂粉末和涂层的成分、组织结构进行了分析,同时对涂层耐磨性能进行了对比研究。结果表明:采用前驱体碳化复合技术制备的Ti Fe C系复合喷涂粉末粒度均匀、无有害相生成;喷涂所得到的TiC/Fe金属陶瓷复合涂层由片状的铁基体和弥散分布的TiC颗粒组成;TiC颗粒大致呈球形,粒度一般在0.5μm以下;相同条件下所获涂层的磨损体积大约是常规火焰喷涂Ni60涂层的1/5。

反应火焰喷涂TiC/Fe金属陶瓷复合涂层的组织结构

采用钛铁矿粉、石墨粉和铁粉为主要原料,利用反应火焰喷涂技术成功制备了TiC/Fe金属陶瓷复合涂层.采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜等手段,研究了涂层的显微组织结构.结果表明,反应火焰喷涂TiC/Fe复合涂层主要由TiC和Fe两相组成.涂层具有多层多相的结构,即由TiC含量不同的片层交替叠加而成;在富TiC片层中,大量的、比较细小的(粒度小于0.5μm)、大致呈球形的TiC颗粒弥散分布在Fe基体上.这种显微组织结构有利于改善金属陶瓷涂层的耐磨性能.

WC与钼质量比对TiC基金属陶瓷显微组织和性能的影响

制备了WC和钼总质量分数为8%,WC与钼质量比分别为1:4,2:3,3:2,4:1的TiC基金属陶瓷,研究了WC与钼质量比对试样显微组织和性能的影响。结果表明:不同WC与钼质量比试样中的硬质相均为芯-环结构,芯相主要为TiC,环相为(Ti,M)C(M为Mo,W,V);当WC与钼质量比大于1时,黏结相中原位析出(Ti,M)C纳米颗粒;随着WC与钼质量比增加,试样的抗弯强度、断裂韧度和硬度均先增大后减小,密度增加,当WC与钼质量比为3:2时,TiC基金属陶瓷的综合性能最佳,密度较高,硬度、抗弯强度、断裂韧度最大,分别为1546 HV,1200 MPa,6.61 MPa·m^(1/2);当WC与钼质量比小于1时,弯曲时试样中的硬质相发生穿晶断裂形成解理断面,黏结相发生撕裂变形形成粗糙断面;当WC与钼质量比大于1时,纳米颗粒从黏结相中拔出形成韧窝,WC与钼质量比越大,断口上的韧窝比例越少。

Nb_(2)O_(5)含量对Fe/FeAl_(2)O_(4)金属陶瓷结构和力学性能的影响

以白云鄂博铁精矿和Al_(2)O_(3)粉末为主要原料,采用铁精矿可控碳热还原原位生成Fe和FeAl_(2)O_(4),常压高温烧结制备Fe/FeAl_(2)O_(4)金属陶瓷,并探讨了Nb_(2)O_(5)含量对材料性能和微观结构的影响。结果表明,制备的金属陶瓷中两相分布均匀;添加Nb_(2)O_(5)可以活化陶瓷颗粒表/界面而利于烧结,并可促进陶瓷相形成柱状微纳米晶;当Nb_(2)O_(5)含量为2%时,可明显改善力学性能,优化条件下金属陶瓷的维氏硬度和抗弯强度分别达到596 MPa和132 MPa,此时金属陶瓷的断裂属于韧性断裂。研究可为低成本制备金属陶瓷提供一条工艺路线,并可以充分利用白云鄂博矿特有的关键战略元素铌资源。

Mo改善TiC/Fe金属陶瓷界面润湿机理的价电子理论分析

本文以固体与分子经验电子理论(EET)为基础,通过建立添加Mo的TiC/Fe金属陶瓷复合材料的结构模型,计算了Mo的添加对TiC颗粒的包覆相(Ti1-xMox)C价电子结构以及陶瓷相/α-Fe相界面价电子结构的影响。结果发现:Mo的加入使陶瓷相的最强共价键nA增强、陶瓷相与α-Fe相之间界面电子密度增加,有利于α-Fe相对陶瓷相的润湿改善,初步分析了这种微观电子结构的变化与宏观润湿性之间的关系。

反应等离子喷涂TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层的显微组织

采用前驱体碳化复合技术制备Ti-Fe-Ni-C系粉末,并通过反应等离子喷涂技术(RPS)原位合成并沉积了TiC/Fe-Ni基金属陶瓷复合涂层。利用XRD、SEM和EDS研究复合粉末和涂层的成分、组织结构,考察复合粉末的TiC含量及复合粉末粒度对涂层组织结构的影响。结果表明:采用前驱体碳化复合技术制备的反应喷涂复合粉末粒度均匀、无有害相生成;TiC/Fe-Ni复合涂层由不同含量TiC颗粒分布于晶粒内部而形成的晶内型复合强化片层叠加而成,基体主要为(Fe、Ni)固溶体,TiC颗粒呈纳米级;涂层TiC含量较高时,纳米级TiC颗粒弥散分布更均匀;喷涂粉末粒度较大时,片层厚度较大,孔隙率较高。

反应爆炸喷涂制备TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层

以钛铁粉、羰基镍粉和碳的前驱体(蔗糖)为原料,通过前驱体碳化复合技术制备Ti-Fe-Ni-C系反应热喷涂粉末,并通过爆炸喷涂技术原位合成并沉积TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层;利用XRD、SEM和EDS研究喷涂复合粉末和涂层的相组成、显微结构。结果表明:采用前驱体碳化复合技术制备的Ti-Fe-Ni-C反应喷涂复合粉末粒度均匀;所制备的TiC/Fe-Ni复合涂层由不同含量TiC颗粒分布于金属基体内部而形成的复合片层叠加而成,基体主要是(Fe,Ni)固溶体;TiC颗粒大致呈球形,粒度为纳米级;复合涂层的平均显微硬度HV0.2为18.9GPa。

激光熔覆Fe基TiB_2+TiC金属陶瓷层的组织及摩擦磨损性能

目前,对激光熔覆原位自生金属陶瓷层增强相的形成机制及磨损机理的研究尚不系统。自配合金粉末,采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了原位自生的TiB2+TiC/Fe金属陶瓷层。对熔覆层进行了XRD分析、显微组织观察及室温干滑动摩擦磨损试验。结果表明:Fe基TiB2+TiC金属陶瓷增强熔覆层组织细小、致密,高硬度的亚微米TiB2和TiC金属陶瓷颗粒均匀弥散分布在α-Fe等轴枝晶基体上,熔覆层与基体冶金结合优良;室温下熔覆层的磨损主要为显微切削和滑擦,耐摩擦磨损性能优良。

TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层反应等离子喷涂研究

以钛铁粉、镍粉、铁粉和碳的前驱体(蔗糖)为原料采用前驱体碳化复合技术制备了Ti-Fe-Ni-C系反应热喷涂粉末,并通过等离子喷涂(RPS)技术原位合成并沉积了TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层。采用XRD、SEM和EDS对喷涂粉末和涂层的成分、组织结构进行了分析。研究表明:该反应喷涂粉末粒度均匀、无有害相生成:所得涂层由不同TiC颗粒含量的TiC/Fe-Ni复合片层组成:TiC颗粒大致呈球形,粒度呈纳米级;所获涂层在相同条件下耐磨性是Ni60涂层的7倍。

稀土对Al_2O_3-TiC/Fe基金属陶瓷材料性能的影响

以TiC、C、Mn、Ni、Mo、α-Al2O3微粉和还原Fe粉为主要原料,采用粉末冶金方法制备Al2O3-TiC/Fe金属基陶瓷材料。利用管式真空烧结炉(150 mm)高真空(2.5 Pa)烧结,烧成温度为1530℃,保温时间90 min。研究探讨不同稀土添加剂对试样吸水率及体积密度的影响,揭示材料的耐磨性能,以及稀土添加剂对试样的显微组织影响。试验表明:在以上条件下,添加0.3%的Y2O3时,Al2O3-TiC/Fe基金属陶瓷材料的吸水率和体积密度达到了最佳状态,分别为0.0310%和6.7770 g/cm3,此时材料的耐磨性能得到提高。

SHS/PH IP技术制备TiC-Al_2O_3-Fe金属陶瓷及其微观组织分析

采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ技术制备出了致密的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ 金属陶瓷。分析了合成产物的微观组织结构。结果表明，随着金属Ｆｅ 相的加入，ＴｉＣ颗粒尺寸变小，颗粒趋于均匀，且消除了ＴｉＣ与Ａｌ２Ｏ３ 颗粒之间的微孔。粘结相中Ｆｅ 与Ａｌ２Ｏ３ 之间的界面光滑，与ＴｉＣ之间有一薄的扩散层。Ｆｅ 粘结相中有少量胞状有序结构，它可能是以Ｆｅ３Ａｌ为基的ＤＯ３ 型合金相。由于ＳＨＳ／ＰＨＩＰ过程中的快速加压，合成产物的ＴｉＣ颗粒中存在高密度位错。

反应等离子喷涂Fe-Ti-C复合粉末制备金属陶瓷涂层的组织形成机理

以蔗糖为碳的前驱体、TiFe粉为原料制备Fe-Ti-C系反应热喷涂复合粉末,通过等离子喷涂沉积TiC/Fe金属陶瓷涂层,利用"淬熄试验"研究涂层组织形成机理。采用XRD和SEM分析喷涂粉末、涂层以及淬熄粒子的组织结构。结果表明:每个复合粉末团粒构成独立的反应单元,在喷涂飞行过程中首先出现Ti-Fe液相,然后整个团粒发生球化;熔化的团粒内部生成大量细小TiC颗粒,表层有少量TiC聚集,与基板碰撞后形成复合强化片层与TiC聚集片层交替叠加的涂层结构;随飞行距离增大,团粒外部TiC聚集层增厚,内部TiC颗粒减少,碰撞扁平化程度降低;最终涂层由TiC和Fe两相组成,大量亚微米级TiC颗粒呈内晶型均匀分布于Fe基体中。

w(Fe)/w(Ni)对Mo_(2)FeB_(2)基金属陶瓷的影响

以MoB,Fe,Ni,Cr粉末为原料,采用真空液相烧结工艺制备了不同w(Fe)/w(Ni)(10∶0,7∶3,5∶5,3∶7)的Mo_(2)FeB_(2)基金属陶瓷,并研究了w(Fe)/w(Ni)对金属陶瓷相组成、微观组织和力学性能的影响.结果表明,不同w(Fe)/w(Ni)的硼化物基金属陶瓷的硬质相和黏结相的相组成不同.其中当w(Fe)/w(Ni)=3∶7时,硬质相是由Mo 2NiB 2和Mo_(2)FeB_(2)组成的;而当w(Fe)/w(Ni)为其他比值时,硬质相则均为Mo_(2)FeB_(2).当烧结温度为1350℃时,金属陶瓷的微观结构组织均匀,孔隙最少;随着烧结温度继续升高,硬质相颗粒发生团聚从而导致组织不均匀,因此性能也随之降低.经1350℃2 h烧结,得到的金属陶瓷(w(Fe)/w(Ni)=10∶0)的硬度和抗弯强度均达到最大值,分别为82.1 HRA和1498.7 MPa.同时,通过断口形貌分析可知,大量的韧窝和丰富的撕裂棱与金属陶瓷抗弯强度的提高密切相关.

(Ti,Me)C-Fe金属陶瓷界面电子结构与性能的关系

根据固体与分子经验电子理论(EET)以及异相界面电子结构模型,系统计算了(Ti,Me)C/Fe系列金属陶瓷界面电子结构(Me=Mo、W、V、Nb、Ta),初步分析了其界面电子结构与界面润湿、金属陶瓷力学性能之间的关系,结果表明:Me的添加使TiC/Fe金属陶瓷界面电子密度增大,界面润湿改善,改善界面润湿的能力从大到小排列为:Mo、W>Nb、Ta>V;另外,Me的加入使TiC/Fe金属陶瓷界面电子密度差增大,界面应力增大,有利于陶瓷晶粒的细化和提高界面结合强度,Mo、W添加剂能有效提高TiC/Fe金属陶瓷界面强韧性。

Fe/Al_(2)O_(3)金属陶瓷复合材料的研究进展

介绍了Fe/Al_(2)O_(3)金属陶瓷复合材料的制备方法,重点从粉末冶金的角度阐述了Fe/Al_(2)O_(3)金属陶瓷复合材料制备过程中铁基和陶瓷相的结合机理、制备工艺和材料性能的优化措施,最后就Fe/Al_(2)O_(3)金属陶瓷复合材料的未来研究方向进行了展望。

激光熔覆原位合成Fe基TiC金属陶瓷涂层室温干滑动摩擦磨损性能

采用CO2横流激光器在Q235钢表面熔覆制备了原位合成Fe基TiC金属陶瓷复合涂层;对熔覆层进行了显微组织观察、显微硬度测量以及室温下的干滑动摩擦磨损试验。结果表明,Fe基TiC金属陶瓷增强熔覆层组织致密,无缺陷,TiC粒子同基体之间结合良好。熔覆层室温下以区域选择性粘着磨损和显微切削为主,干摩擦磨损性能优良。

TiC－Fe金属陶瓷的自蔓延高温合成

采用自蔓延高温合成技术制备ＴｉＣ－Ｆｅ金属陶瓷，研究了铁粉数量及其尺寸对燃烧温度、燃烧速率及产物显微组织的影响，利用燃烧反应后立即加压的方法得到了有细小ＴｉＣ粒子的高致密度试样。

Fe含量对Cu基金属陶瓷摩擦材料摩擦磨损性能的影响

研究 Fe含量对 Cu基金属陶瓷摩擦材料的摩擦磨损性能的影响。研究结果表明 ,随 Fe含量由 5 %增至 2 0 % ,导致金属陶瓷摩擦材料的磨损缓慢增加 ,而对偶的磨损急剧减少 ;当 Fe含量大于 2 0 %时 ,金属陶瓷摩擦材料的磨损急剧增加 ;同时 ,随 Fe含量的增加 ,金属陶瓷摩擦材料的硬度及摩擦力矩曲线的稳定性得到了提高。

采用SHS/QP技术制备TiC-xNi金属陶瓷——I.燃烧合成过程研究

ＳＨＳ／ＱＰ技术是一种新的材料制备方法。本文分析了组成、稀释剂等对ＴｉＣ－ｘＮｉ体系的ＳＨＳ过程和结构的影响。ＴｉＣ－２０ｍｏｌ％Ｎｉ的ＳＨＳ过程激活能为１６６ｋＪ／ｍｏｌ，预示着其反应过程为溶解－析晶机理控制。采用ＣＦＱ法。

TiC金属陶瓷/钢钎焊接头的界面结构和连接强度

采用BAg45CuZn钎料对自蔓延高温合成的TiC金属陶瓷与中碳钢进行了真空钎焊连接,利用扫描电镜、电子探针、X射线衍射等分析手段对接头的界面结构和室温抗剪强度进行了研究。结果表明,利用BAg45CuZn钎料可实现TiC金属陶瓷与中碳钢的连接;接头的界面结构为TiC金属陶瓷/(Cu,N i)固溶体/Ag基固溶体+Cu基固溶体/(Cu,N i)固溶体/(Cu,N i)+(Fe,N i)/中碳钢;在连接温度为850℃保温10 m in的钎焊条件下,接头的抗剪强度可达121 MPa。