碳化钛粒径对碳氮化钛基金属陶瓷微观结构和力学性能的影响

用粉末冶金真空烧结法制备了超细晶粒碳氮化钛[Ti(C,N)]基金属陶瓷.研究了原始粉末粒径对Ti(C,N)基金属陶瓷微观结构和力学性能的影响.结果表明:在化学成分相同的条件下,晶粒细化使材料的Vickers硬度和抗弯强度上升,但断裂韧性有所下降.在超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织中出现了一种新型的白芯/灰壳结构和一种特殊化合物(Ni2Mo2.5W1.3)Cx.初步研究表明:由于原始粉末粒径微小,促进了扩散反应因而生成了这种芯/壳结构.芯/壳结构有利于提高材料的抗弯强度和断裂韧性.(Ni2Mo2.5W1.3)Cx有利于提高材料的Vickers硬度,但是降低了Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度和断裂韧性.     

Ti(C,N)基金属陶瓷烧结工艺的现状及进展

介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷的性能,主要综述了Ti(C,N)基金属陶瓷在高速刀具的应用和制备工艺的基本原理。着重讨论了各种烧结工艺的优缺点,并展望了Ti(C,N)基金属陶瓷未来的发展方向。     

Ti(C,N)基金属陶瓷氧化后的显微结构与力学性能

研究了Ti(C,N)基金属陶瓷的高温抗氧化性能。采用X R D、SEM分析了样品氧化后的物相组成及显微结构,并测试了试样氧化前后的抗弯强度和维氏硬度。实验结果表明:Ti(C,N)基金属陶瓷在800℃时氧化不明显,但抗弯强度开始下降;样品在900℃时开始剧烈氧化,材料的抗弯强度呈现明显的下降趋势,试样氧化前后的硬度变化较小。随着氧化温度的升高,氧化层厚度明显增加,Ti(C,N)被氧化变成TiO 2。     

不同含量Ce对Ti(C,N)基金属陶瓷的结构和性能的影响

采用固溶型Ti(C,N)、Mo2C、WC、Co、Ni、Ce作为原料粉末,通过粉末冶金真空液相烧结Ce改性的Ti(C,N)基金属陶瓷材料,并对金属陶瓷复合材料的微观形貌和性能进行分析。研究结果表明,添加稀土Ce后,Ti(C,N)基金属陶瓷的硬质相变得细小且均匀,微观组织中的空隙和缺陷也减少了;随着Ce含量的增加,金属陶瓷材料的维氏硬度、抗弯强度以及断裂韧性均呈现出先增大后逐渐减小的趋势,当Ce的含量增加到0.5 wt%时,金属陶瓷材料的维氏硬度、抗弯强度以及断裂韧性达到最佳,分别为102.3 HRA、902.2 MPa、11.5 MPa·m1/2。     

Mo对Ti(C,N)金属陶瓷组织结构和力学性能影响

以原始粉体作为原料,采用传统的粉末冶金方法制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究不同钼含量对Ti(C,N)金属陶瓷的显微组织结构和力学性能的影响。根据设计的成分配方,采用传统的粉末冶金方法按照优选的工艺来制备一系列的金属陶瓷试样,在不改变金属陶瓷硬度和抗热震能力的基础上,尽量提高其硬度和其他力学性能。对烧结试样的表面进行必要的处理,采用X射线衍射(XRD)、金相显微镜、维氏硬度仪等表征方法研究了Mo含量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织结构和力学性能的影响。实验结果表明:Mo含量在(5wt%～10wt%)范围内,材料的相对密度随Mo含量的增加而提高,而Mo含量在(5wt%～10wt%)范围内,材料的相对密度随Mo含量的增加而降低,Mo含量为10wt%时,金属陶瓷的相对密度最高。在Mo含量一定的范围内(5wt%～15wt%),随着Mo含量的增加,硬度先升高后降低,断裂韧性降低,分别掺加10wt%Mo和5wt%Mo时获得最大的硬度和断裂韧性。随着热震温度的升高和热循环次数的增加,金属陶瓷中的裂纹增多;钼含量较低的Ti(C,N)金属陶瓷抗热震性能较好,当钼含量为15wt%时,压痕裂纹扩展较明显。     

Ti(C,N)基金属陶瓷的研究进展

介绍了Ti（C，N）基金属陶瓷的基本组成和结构，综述了Ti（C，N）基金属陶瓷的研究现状，指出了未来的发展方向和应用。     

Ti(C,N)基金属陶瓷氮化处理后的表面组织结构及形成机理

对Ti(C，N)基金属陶瓷进行了表面氮化处理。用SEM，EPMA，TEM／EDX分析了材料表面显微组织的特征。研究发现，材料表面形成了富N、富Ti的相，它们包覆在硬质颗粒的表面。硬质颗粒周围的环形相的体积分数大大减少。晶粒尺寸也明显减小。紧邻表面硬化层，出现了一层金属粘接相含量较高的过渡层。表面氮化处理使Ti(C，N)基金属陶瓷的表面硬度得到明显的提高，而基本上不影响其抗弯强度。表面较高的-N的活度是促使各合金元素扩散，形成上述特征组织的驱动力。     

粉末分散对Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能的影响

由平均粒径为0．2μm的TiC，TiN细粉，经1430℃，1h真空烧结制备了Ti(C，N)基金属陶瓷。由扫描电镜和强度、硬度测量研究了金属陶瓷的微观结构和性能。原料粉末以聚氧乙烯十二烷基醚为分散剂．蒸馏水为液体介质，溶液pH值保持在6～7之间，并使用超声波分散，悬浮液过筛后烘干。扫描电镜分析表明：经分散后的粉末颗粒团聚较少、分散良好。分散后细粉以相同工艺制备得Ti(C，N)基金属陶瓷。与未分散细粉烧结体对比表明：由分散细粉获得的金属陶瓷的硬度、抗弯强度均优于未分散细粉制备的烧结体，前者的硬度HRh为90．2，抗弯强度为2108MPa；后者分别为89和1983MPa，其微观结构特征为存在较多的细小均匀的黑芯白壳包覆层结构。细粉分散后，颗粒大小的分布较均匀而影响了液相烧结中的溶解-析出过程，这是金属陶瓷微观结构和性能得到改善的重要原因。     

纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能及抗热震性能

真空烧结制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,测试了不同金属黏结相成分的纳米TiN改性Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能及抗热震性能.力学实验结果表明:金属相含量越多,材料的强度和断裂韧性越高,而硬度则越低.金属相含量相同时,Ni能提供更高的强度与韧性,而Co能带来更高的硬度.热震试验结果表明:热循环温度较低时,40%TiC-10%TiN-15%WC-14%Mo-20%Ni-1%C.50%TiC-10%TiN-15%WC-4%Mo-10%Ni-10%Co-1%C和50%TiC-10%TiN-15%WC-4%Mo-20%Co-1%C(质量分数,下同)3组试样缺口处裂纹的形成均存在一定的孕育期,随着循环温度的升高,孕育期明显缩短,裂纹的扩展速率加快;与金属相为4%Mo-20%Co的金属陶瓷抗热震性能相比,4%Mo-10%Ni-10%Co的较好,14%Mo-20%Ni的最好.扫描电镜观察表明:微孔洞的连通形成裂纹,裂纹主要沿陶瓷相晶界及金属相扩展.     

添加碳化钛对超细Ti(C,N)–Ni金属陶瓷显微结构和力学性能的影响(英文)

用传统粉末冶金法制备了添加碳化钛(TiC)的Ti(C,N)基金属陶瓷。为了得到超细晶粒的显微结构,主要硬质相[Ti(C,N),TiC和TiN]的初始粉末粒度为纳米、亚微米级。通过扫描电子显微镜观察,发现了一种新的白芯/灰壳结构,揭示了其形成机制。此外,通过能谱仪分析,获得了各相的化学成分。用X射线衍射仪并通过计算得出了各相的点阵参数。对室温下该材料的力学性能进行了测试,并尝试把它们与金属陶瓷的原始成分和显微结构的特点联系起来。     

纳米碳化硼和氮化硼复合增强碳氮化钛基金属陶瓷材料及其制备工艺

本发明公开了一种纳米碳化硼和氮化硼颗粒复合增强碳氮化钛基金属陶瓷材料,在以碳氮化钛Ti(C,N)为主相,以镍、钴为粘结相的基体材料中添加增强相,该增强相为纳米碳化硼和纳米氮化硼颗粒,该增强相的添加量为金属陶瓷材料原料质量的0.5%～8.0%。该金属陶瓷材料的制备工艺流程     

添加碳化钛对超细Ti(C,N)-Ni金属陶瓷显微结构和力学性能的影响

用传统粉末冶金法制备了添加碳化钛(TiC)的Ti(C,N)基金属陶瓷.为了得到超细晶粒的显微结构,主要硬质相[Ti(C,N),TiC和TiN]的初始粉末粒度为纳米、亚微米级.通过扫描电子显微镜观察,发现了一种新的白芯/灰壳结构,揭示了其形成机制.此外,通过能谱仪分析,获得了各相的化学成分.用X射线衍射仪并通过计算得出了各相的点阵参数.对室温下该材料的力学性能进行了测试,并尝试把它们与金属陶瓷的原始成分和显微结构的特点联系起来.     

Cr3C2和VC对Ti(C,N)基金属陶瓷中环形相的价电子结构和性能的影响

根据固体与分子经验电子理论，计算了Ti(C，N)基金属陶瓷中界面环形相的价电子结构，讨论了其价电子结构与塑性间的关系。当材料晶体结构相同时，Σna可用来比较其塑性的相对高低。Cr在环形相(Ti，Mo)(C，N)中的固溶，可使其塑性增强，V在环形相中的固溶将使其塑性变差。在计算的基础上进行实验，实验结果表明：Cr3C2的适量加入确实有利于提高金属陶瓷的强度，最终所制备出金属陶瓷的强度比典型成分体系材料的提高了1倍以上；尽管VC的加入能使材料的晶粒得到有效地细化，但它使环形相塑性降低，使金属陶瓷的抗弯强度略有增加。     

碳氮化钛的制备与应用

本文介绍了Ti（C，N）粉末的制备技术与其应用现状，分析了这些制备技术的工艺过程和工艺特点，Ti（C，N）具有广阔的工业应用前景，目前主要应用于金属陶瓷与耐磨涂层，另外含Ti（C，N）的复相陶瓷材料也具有许多优良性能。     

WC含量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响研究

用传统的粉末冶金方法制备了不同WC含量的超细Ti(C,N)基金属陶瓷试样,运用SEM,EDX等手段对材料的显微组织进行了表征分析,并用这些显微组织的特征和差异解释了材料宏观力学性能的特点.结果表明,金属陶瓷的组织为典型的两相结构特征,其中陶瓷相的芯、壳结构(core/timstructure)与溶解析出机制有关.少量WC的加入能提高材料的力学性能.断口SEM分析表明:断裂机理为典型的混合型断裂(穿晶断裂和沿晶断裂),金属相存在着明显撕裂的痕迹.     

镀镍碳纳米管对Ti(C、N)-Co金属陶瓷材料力学性能的影响分析

研究了镀镍碳纳米管对Ti(C、N)-Ni金属陶瓷材料显微结构和力学性能的影响。通过真空烧结方法制备出了Ti(C、N)-Ni金属陶瓷。其显微结构存在两种晶粒组织结构,一种是黑芯/灰环,另一种是白芯/灰环。且随着镀镍碳纳米管添加量的增加,显微结构呈现粗化的趋势。镀镍碳纳米管对金属陶瓷力学性能的影响是显著的。结果表明,抗弯强度和硬度随着碳纳米管添加量的增加呈现先增加后减小的趋势,抗弯强度和断裂韧性分别在添加量为1wt%和2.5wt%时达到最大值,而断裂韧性在镀镍碳纳米管添加量为0~2.5wt%范围内随镀镍碳纳米管添加量的增大而增大且在2.5wt%时达最大值。     

Ti(C,N)基金属陶瓷的显微结构和力学性能研究

采用真空热压烧结工艺制备三种不同掺杂的Ti（C,N）基金属陶瓷。借助于SEM分析了其显微结构,并测试了其力学性能和相对密度。实验结果表明：配方41.2wt%TiC-10wt%TiN-14wt%（Ni＋Co）-12wt%Mo2C-15wt%WC-6wt%TaC-0.8wt%Cr2C3-1wt%C的金属陶瓷综合性能最好,晶粒较细、均匀,具有明显的黑芯-灰壳结构;气孔较少,致密度较高。断裂机理主要是沿晶断裂,部分为混合型断裂（穿晶断裂和沿晶断裂）。金属相存在着明显的撕裂棱。其维氏硬度为12.5GPa,断裂韧性为8.9MPa·m1/2,抗弯强度为1286MPa,相对密度达到了99.2%。     

添加剂对自反应喷射成形Ti(C_(0.3),N_(0.7))-TiB_2基复相陶瓷结构及性能的影响

为了改善自反应喷射成形Ti(C0.3,N0.7)-TiB2基复相结构陶瓷坯件的组织和性能,以Ti-B4C-C(以蔗糖为前驱体)/5%(质量分数,下同)Al为基础体系,再分别添加不同质量分数的Co粉和Ni-Al合金粉(Co+Ni-Al),进行自反应喷射成形制备陶瓷坯件,所用自反应喷射成形是采用自蔓延高温合成粉体和空气火焰粉未喷涂技术相结合的涂覆成型。比较了Co和Ni-Al对喷射坯件组织结构及性能的影响。研究发现:加入10%(Co+Ni-Al)粉末后,坯件的主相仍为Ti(C0.3,N0.7)和TiB2,但发现少量由TiCo和TiNi组成的白色新相,Ti(C0.3,N0.7)晶粒显著细化,坯件的致密度、硬度和断裂韧性都有明显提高。保持Co+Ni-Al含量10%不变,随Co与(Co+Ni-Al)质量比的增大,Ti(C0.3,N0.7)晶粒尺寸趋于均匀,TiB2晶粒逐渐转变为规则的六方片晶,且晶粒尺寸变大,TiCo和TiNi在坯件中分布趋于均匀,坯件断裂韧性逐渐增加,而硬度和致密度逐渐下降。     

金属陶瓷推广应用中的限制因素

早期金属陶瓷的成分通常包含诸如Ti、Ta、V、Nb、Mo、W、C、N、Ni与Lo等元素，这些金属陶瓷通常是特殊解决方案。在此方案中，总是同时对材料与工艺两个方面进行综合研究，直到二者组合达到符合要求的程度时为止。最新一代金属陶瓷。主要成分为Ti、W、C、N与Lo等，研制中没有采用传统的解决方法，而是在需要的金属成分种类、成分含量以及最重要的工艺编制等方面进行综合研究的基础上研制出的。     

SiC和Ti(C,N)双相弥散陶瓷复合材料的氧化性能

详细研究了SiC和Ti(C,N)双相弥散AI2O3基陶瓷复合材料的高温氧化性能,结果表明：该材料在空气中静态氧化时的氧化增重符合抛物线规律,氧化产物主要是3AIO3、2SiO2和Ti2。随弥散相SiC和Ti(C,N)的增加,材料的氧化活化能有不同程度的下降。该材料具有较好的抗氧化性能。