SELF- PROPAGATING HIGH TEMPERATURE SYNTHESIS OF (W,Ti)C POWDERS

The effects of preheating temperature and W powder size on the Self propagating High temperature Synthesis(SHS) of Ti W C system were studied. Preheated mixtures and the decrease of W powder size can accelerate the formation of (W,Ti)C powders. The uniphase (W,Ti)C (WC∶TiC=5∶5) powders with 0.32% free carbon were synthesized from Ti, W, C powders by SHS. The powder size of the product was 3～5 μm.

(W,Ti)C/石墨/镍基合金复合涂层摩擦磨损性能研究

为了获得既具有自润滑减摩特性又有高耐磨性能的金属摩擦构件表面,提高高接触应力下金属摩擦副的使用寿命和可靠性,运用等离子喷涂技术在45#钢表面制备了(W,Ti)C/石墨/镍基合金复合涂层。研究了室温干摩擦条件下复合涂层的摩擦磨损性能,并用SEM和EDX对磨损表面进行了测试分析。结果表明:复合涂层与Si3N4和GCr15对摩时,摩擦系数分别较纯镍基合金涂层降低了35%和38%,耐磨性分别是后者的3倍和3.5倍;与Si3N4对摩时,复合涂层的磨损机理主要是微观切削、疲劳剥落和硬质相脱落。与GCr15对摩时,其磨损机理主要为粘着磨损、多次塑变磨损和层脱剥离。

SiC/(W,Ti)C梯度陶瓷喷嘴材料的制备及其冲蚀磨损机理研究

针对陶瓷喷嘴磨损特点,在喷嘴材料的设计和制造中提出运用梯度功能材料理论,通过控制陶瓷喷嘴材料的成分分布以实现其力学性能的合理梯度变化,将梯度陶瓷喷嘴材料制备过程中所产生的残余压应力引入喷嘴入口以提高喷嘴入口的力学性能,从而缓解喷嘴入口的高应力,提高其抗冲蚀磨损能力.采用热压烧结工艺制备S iC/(W,Ti)C梯度陶瓷喷嘴材料并分析其冲蚀磨损机理.结果表明,在相同冲蚀磨损条件下,梯度陶瓷喷嘴材料的抗冲蚀磨损性能较非梯度陶瓷喷嘴材料显著提高,这是由于梯度陶瓷喷嘴应力状态的改善及其力学性能提高的缘故.梯度陶瓷喷嘴材料的磨损机制为入口处呈现疲劳断裂、中间呈现微切削、出口处呈现疲劳断裂和脆性断裂特征.

Al_2O_3/Cr_3C_2/(W,Ti)C陶瓷抗弯强度的研究

热压烧结制备了Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C复合陶瓷材料,对其抗弯强度及组织形貌进行了研究,分析了Cr3C2与(W,Ti)C对抗弯强度的影响。结果表明:添加(W,Ti)C与Cr3C2有利于阻止晶界迁移,延缓晶粒长大,提高材料强度,但每一相的添加量以10%内为宜,两者添加总量在20%左右时Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C复合材料抗弯强度较佳。铬、钨、钛离子在Al2O3基体晶粒中的固溶起强化作用,网状结构是降低材料抗弯强度的重要原因。

Al_2O_3/Cr_3C_2/(W,Ti)C陶瓷模具材料研究

应用热压技术制备了添加不同含量Cr3C2和(W,Ti)C的Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C复合陶瓷材料。利用光学显微镜、环境扫描电镜、透射电镜和能谱分析仪等对Al2O3/30%Cr3C2、Al2O3/30%(W,Ti)C、Al2O3/20%Cr3C2/10%(W,Ti)C三种复合陶瓷材料的显微组织结构进行了观察分析。研究表明:同其它两种材料相比,Al2O3/20%Cr3C2/10%(W,Ti)C陶瓷复合材料组织细化均匀,有连续骨架结构生成。Cr3C2和(W,Ti)C颗粒的共同加入有利于晶粒生长的制约,裂纹分枝与偏转、晶粒拔出、以及纳米相等等,有效提高了氧化铝陶瓷材料的力学性能。

B_4C/(W,Ti)C陶瓷喷砂嘴冲蚀磨损机理研究

采用热压烧结工艺制备了B4C/(W,Ti)C陶瓷喷砂嘴;采用SiC、白刚玉和棕刚玉磨粒对所制备的喷砂嘴进行冲蚀试验,在应力分析基础上探讨了陶瓷喷砂嘴的冲蚀磨损机理.结果表明:B4C/(W,Ti)C陶瓷喷砂嘴的冲蚀率随着磨粒硬度和粒度的提高而增大;喷砂嘴入口磨损最严重,出口次之,而中间区域磨损相对较轻;相应的应力分析结果同试验结果相吻合;以棕刚玉作为冲蚀磨料时,B4C/(W,Ti)C陶瓷喷砂嘴主要呈现应力疲劳断裂冲蚀特征,而以白刚玉和SiC作为冲蚀磨料时,喷砂嘴入口处主要呈现脆性断裂冲蚀特征,中间区域则主要呈现应力疲劳断裂冲蚀特征.

Al_2O_3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料的力学性能与强韧化机理

采用纳米和亚微米级的α-Al2O3,以及微米级的(W,Ti)C粉体为原料,制备了Al2O3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料.在基体Al2O3含有体积分数为11%的纳米Al2O3时复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最优,其抗弯强度、断裂韧性和硬度分别为840 MPa,6.55 MPa.m1/2和20.1 GPa.TEM实验表明,纳米颗粒的加入明显抑止了基体晶粒的长大,形成了典型的骨架结构,材料的断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂的混合.内晶型和晶间型第二相颗粒产生的残余应力场、断裂模式的改变和晶粒细化强化促进了复合材料抗弯强度和断裂韧性的提高.

Al_2O_3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料的显微结构

使用纳米、亚微米级的α-Al2O3粉体和微米级的(W,Ti)C粉体为原料,采用热压烧结工艺制备了Al2O3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料。对热压后材料的硬度、断裂韧性和抗弯强度进行了测试和分析,利用透射电镜、扫描电镜及X衍射仪对Al2O3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料的微观组织和结构进行了研究。结果表明,增强相(W,Ti)C与基体Al2O3互相穿插、包裹,界面结合良好,形成了典型的骨架结构;球磨后的(W,Ti)C颗粒粒度分布广泛,热压烧结后与基体材料形成了内晶/晶间型结构;断裂模式的改变、内部残余应力场、位错机制、裂纹分叉和偏转等促进了材料强度和韧性的提高。

Al_2O_3/Cr_3C_2/(W,Ti)C复合材料化学相容性分析

应用热力学原理计算分析了Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C复合陶瓷材料体系中各组分间化学反应的可能性。结果表明,在1800℃范围内各组分间不会发生化学反应。并通过Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C复合陶瓷材料的热压烧结制备进行了实验验证。

Cr_3C_2及(W,Ti)C对Al_2O_3/Cr_3C_2/(W,Ti)C复合陶瓷材料Vickers硬度的影响

热压烧结制备了Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C复合陶瓷材料(以下简称ACW复合材料),对其Vickers硬度及组织形貌进行了研究,分析了Cr3C2及(W,Ti)C对Vickers硬度的影响.结果表明,(W,Ti)C和Cr3C2的添加利于阻止晶界迁移,抑制晶粒长大,Cr、W、Ti离子在Al2O3基体晶粒中的固溶起强化作用.每一相的添加量在10%～20%(体积分数,下同)为宜,添加总量在30%左右ACW复合材料硬度最佳.

Ti添加对WC-Ni_(3)Al硬质合金微观组织与力学性能的影响

为提高WC-Ni_(3)Al硬质合金的力学性能,采用放电等离子烧结制备Ti掺杂的WC-Ni_(3)Al硬质合金,并研究不同Ti添加量对WC-Ni_(3)Al硬质合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:Ti的添加减小WC-Ni_(3)Al块体样品中反应生成的少量Al_(2)O_(3)的尺寸,并且使Al_(2)O_(3)的分布更加均匀。一方面,小尺寸的Al_(2)O_(3)与原位生成的(Ti,W)C协同提高WC-Ni_(3)Al块体样品的硬度;另一方面,适量Ti的添加还提高WC-Ni_(3)Al硬质合金的断裂韧度,这是由于原位生成的(Ti,W)C与WC有较好的界面结合,增加对裂纹扩展的桥接与偏转作用。当添加3%(质量分数)的Ti时,WC-Ni_(3)Al硬质合金获得了优异的力学性能,硬度和断裂韧度分别为(19.29±0.18)GPa和(13.14±0.24)MPa·m^(1/2)。

Ti-W-C体系的自蔓延高温合成与反应机理

研究了Ti-W -C体系自蔓延高温合成 (SHS)的燃烧温度和燃烧速度与W含量、Ti粉粒度及预热温度的关系。分析了不同W含量和预热温度时SHS产物的相组成 ,并对体系的SHS反应机理进行了研究。结果表明 :W / (Ti+W)≤ 0 .3时 ,基本能合成单相 (W /Ti)C ;而预热可促进 (W ,Ti)C的SHS合成 ;体系的SHS反应过程中存在两种反应机制 ,即溶解 -析出机制和扩散

(W,Ti)C自蔓延高温合成

研究了原料粉末中杂质、预热温度对（Ｗ，Ｔｉ）Ｃ自蔓延高温合成的影响，并利用ＸＲＤ和ＳＥＭ技术对合成产物进行了相组成、产物形貌和粒径的分析．结果表明：原料Ｔｉ粉中挥发性杂质能阻碍ＴｉＣＷＣ的固溶，而预热则可强化ＴｉＣＷＣ的固溶；当预热至６００℃时，可使ＴｉＣＷＣ充分固溶，合成的（Ｗ，Ｔｉ）Ｃ粉末粒径可达１～３μｍ．该研究对进一步生产（Ｗ。

W含量及预热温度对Ti-W-C体系燃烧合成产物的影响研究

研究了 W含量及预热温度对 Ti- W- C体系燃烧合成产物相组成及粉末形貌的影响。研究结果表明 ,体系 W含量减少 ,或燃烧之前进行预热 ,通过提高体系的燃烧温度 ,其燃烧反应机制由扩散 -固溶机制转变为熔化 -溶解 -析出机制 ;结果 ,燃烧反应随之完全 ,有利于合成单相 (Ti,W) C粉末 ,且产物粉末粒度增加。同时合成单相所需的预热温度随

超重力下燃烧合成TiB_2-(Ti,W)C共晶复合陶瓷结构

采用超重力下燃烧合成工艺,可以制备出大体积凝固态碳硼化物基共晶复合陶瓷,同时为抑制TiC-TiB2复合陶瓷的热裂倾向,在制备过程中加入一定量的WO3作为铝热反应的氧化剂之一,通过燃烧合成获得Ti-W-Cr-C-B合金液相,进而制备出低缺陷、高致密性的TiB2-(Ti,W)C共晶复合陶瓷。XRD、FESEM与EDS结果显示,陶瓷基体主要由TiB2-(Ti,W)C共晶组织构成,且在基体边界上存在少量的Al2O3和Al2O3-ZrO2共晶组织。由于超重力诱发反应熔体内部分层,导致熔体中液态氧化物浮于熔体上层,而Ti-W-C-B合金液相则位于熔体下部,最终凝固生成TiB2-(Ti,W)C复合陶瓷。由于W/Ti无限互溶,W原子向TiC中扩散,在TiC中形成了(Ti,W)C固溶体,(Ti,W)C固溶体完全保持了TiC的晶格结构。性能测试表明,TiB2-(Ti,W)C共晶复合陶瓷的相对密度、硬度和断裂韧度均较高,分别为98.4%、26.4GPa和7.6MPa.m1/2。

烧结温度对(Ti,W,Mo)C-Ni金属陶瓷组织与性能的影响

通过碳热还原法制备（Ti，W，Mo）C预合金化固溶体粉末，采用粉末冶金法制备（Ti，W，Mo）C-Ni金属陶瓷，研究了烧结温度对金属陶瓷致密性、组织与性能的影响。结果表明：在1410～1470℃范围内，随烧结温度提高，金属陶瓷的硬度提高，致密性先提高后略下降；在1450℃时制备的金属陶瓷晶粒细小、组织均匀致密，呈现最佳综合力学性能，横向断裂强度为1751MPa，硬度为91.3HRA。

Mo含量对(Ti,W,Ta)C-Ni系金属陶瓷组织与性能的影响

摘要：以（Ti，W,Ta）C固溶体粉末、金属Mo粉和Ni粉为原料，采用真空液相烧结法制备（Ti，W,Ta）C-xMo-1％Ni金属陶瓷“为质量分数，x=0—20％），研究Mo含量对（Ti，WTa）C-Ni系金属陶瓷的显微组织、物相组成、致密度和力学性能的影响。结果表明，随Mo含量增加，金属陶瓷的组织逐渐细化；Mo对（Ti，W,Ta）C-Ni系金属陶瓷的致密化具有较强的促进作用，使得金属陶瓷的烧结收缩率增加，孔隙减少；随Mo含量增加，（Ti，W,Ta）C-Ni系金属陶瓷的硬度提高，而抗弯强度先升高后降低。当Mo含量为15％时，（Ti，W,Ta）C-Ni系金属陶瓷的力学性能最优，硬度HRA和抗弯强度分别为90．2和1661MPa。

粉末冶金原位合成(Ti,W)C增强铁基复合材料

以钛粉、铁粉、钨铁粉、石墨等为原料,原位烧结合成了35%(Ti,W)C/Fe复合材料,并用扫描电镜、X射线衍射等测试方法对试样进行了组织结构分析。结果表明:复合材料的相组成为-αFe固溶体、Fe3W3C、(Ti,W)C和少量TiC;原位合成的硬质相(Ti,W)C颗粒形状多为球形,粒径小于1μm;该复合材料的洛氏硬度达到59 HRC;磨损试验显示其耐磨性是高铬铸铁的5~6倍。

(W-Ti)C粉末中硫的测定

研究了利用燃烧 电导法测定(W Ti)C粉中硫的测定条件,建立了分析方法,方法相对标准偏差5%左右,仪器灵敏度为3×10-6g/μs,最低检测限为0 0001%。

C_f/SiC复合材料与Ti合金的AgCuTi-W复合钎焊

本文利用AgCuTi-W复合钎料作中间层,在适当的工艺参数下真空钎焊Cf/SiC复合材料与Ti合金,利用SEM,EDS,XRD分析接头微观组织结构,利用剪切试验检测接头力学性能。研究结果表明:钎焊时,复合钎料中的Ti借助Cu-Ti液相与Cf/SiC复合材料反应,在Cf/SiC复合材料与连接层界面形成Ti3SiC2,Ti3Si和少量TiC化合物的混合反应层。复合钎料中的Cu与Ti合金中的Ti发生互扩散,在连接层与Ti合金界面形成不同成分的Cu-Ti化合物过渡层。钎焊后,形成W颗粒强化的致密复合连接层,W颗粒主要分布在Cu-Ti相中。W的加入缓解了接头的残余热应力,C/SiC/AgCuTi-W/TC4接头剪切强度明显高于C/SiC/AgCuTi/TC4接头。