金属陶瓷相界面的研究

阐述了研究金属陶瓷相界面的意义，并着重论述了界面结构理论、相界面行为、相界面组织结构及研究相界面的实验技术。最后，提出了提高金属陶瓷强度，韧性和性能稳定性的新的研究方向。     

Ti（C,N）基金属陶瓷中碳化物的界面行为

讨论了Ti(C,N)基金属陶瓷中碳化物的组织结构、界面行为,以及微量元素和工艺因素对碳化物界面行为的影响,并结合所从事科研的进展,提出了Ti(C,N)基金属陶瓷相界面层微晶结构形成的必要条件:①碳化物相的微晶化;②冷却过程中的成分过冷。从而在微晶化过渡层形成理论及控制方法的指导下,使金属陶瓷的韧性得到提高,性能稳定性得到改善。     

搅拌球磨制备亚微米晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷

用搅拌球磨方法制备了亚微米TiC-TiN-WC-Mo-Ni-C金属陶瓷复合粉，并烧结成亚微米晶粒Ti(C,N）基金属陶瓷；研究了原始粉末粒度，磨球大小，球磨时间对复合粉粒度的影响，研究了球磨过程中氧和铁元素对粉末的污染情况；并对烧结合金的组织，性能进行了分析，表明亚微米晶粒Ti(C,N）金属陶瓷的性能优良。     

硬质相粒度对金属陶瓷断裂韧性的影响

用压痕法测定了具有不同粒度硬质相的Ti(C,N)基和WC基金属陶瓷的断裂韧性,结果发现,Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性随硬质相粒度的增大而减小,而WC基金属陶瓷的断裂韧性随硬质相粒度的增大而增大。产生上述现象的主要原因与硬质相的晶体结构有关:在室温条件下,面心立方结构的Ti(C,N)晶体中可能存在｛110｝<11 0>和｛111｝<11 0>两个滑移族(含18个独立滑移系);裂纹从一个Ti(C,N)颗粒扩展至另一个Ti(C,N)颗粒时很容易形成取向有利。当Ti(C,N)颗粒较粗时,极易发生穿晶断裂,并且裂纹连续穿晶扩展时亦不会发生显著的偏转或分叉,Ti(C,N)呈现较强的脆性断裂特征。而密排六方结构的WC晶体只有｛101 0｝<112 3>一个滑移族(含4个独立的滑移系);由于取向不利,裂纹难以连续穿晶扩展,且随WC粒度的增大,其对裂纹的偏转和分叉作用增强,从而导致断裂面表面积增大而增韧。     

Ti(C,N)基金属陶瓷断口形貌及增韧机理

采用真空烧结工艺制备Ti(C,N)基金属陶瓷,测定了材料的力学性能。结果表明,其力学性能与未加纳米粉的金属陶瓷相比,硬度略有升高,但横向断裂韧性提高了近一倍。断口形貌和微观组织分析表明:金属陶瓷的断口形貌与其强韧性有着密切的关系。纳米粉的加入降低了原始粉末的平均粒度,使得金属陶瓷硬质相的粒度降低,减小了晶粒间的平均自由程。镶嵌于大颗粒环形相和弥散分布于粘结相中的细小硬质相颗粒,对裂纹的形成和扩展起到阻碍作用,会使金属陶瓷因裂纹扩展途径发生偏转而增韧。     

ZnO基半导体的研究进展——点缺陷、掺杂及接触

ZnO以其优异的特性正在世界范围内再次掀起新的研究热潮.简要综述了近年来在ZnO点缺陷、掺杂、接触等方面的研究进展.目前,ZnO施主缺陷得到进一步研究和鉴别,P型转变已经初步实现,ZnO与金属的接触也得到了研究和改进,但仍存在许多极富挑战性的课题,有待于从掺杂机理、缺陷化学、材料设计及其制备技术等方面进一步地创新与研究.     

多弧离子镀制备硬质梯度薄膜技术

介绍了多弧离子镀在金属陶瓷表面沉积硬质梯度薄膜的技术,用X射线衍射法对表面形成的薄膜进行了物相分析,并对材料的金相显微组织、显微硬度、抗弯强度以及膜与基体的结合力进行了测试和分析.结果表明:多弧离子镀处理能在金属陶瓷表面形成硬质梯度薄膜,膜与基体的结合力良好,表面硬度大大提高,而材料的抗弯强度却没有发生变化.     

纳米SiC晶须增强Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织与力学性能

采用真空烧结法制备了纳米SiC晶须增强Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料,用XRD、FESEM、EDS、万能试验机及维氏硬度仪等手段研究了纳米SiC晶须对复合材料显微组织和抗弯强度及断裂韧度的影响。结果表明:复合材料的显微组织具有典型的芯-壳结构,主要由黑色的硬质核心相,灰色的环形相,灰白色的粘结相以及部分分布于外环形相/粘结相界面、部分弥散分布于粘结相中的白色增强相组成;随着纳米SiC晶须添加量的增加,粘结相的体积分数减小,增强相的体积分数增大;与未添加晶须的金属陶瓷相比,复合材料的抗弯强度和断裂韧度均有显著提高,当纳米SiC晶须的体积分数为7.5%时,复合材料的力学性能最佳,抗弯强度为2 346 MPa,断裂韧度为16.82 MPa·m~(1/2)。     

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。     

碳纳米管对低Ni含量Ti(C,N)基金属陶瓷组织与性能的影响

为了探讨碳纳米管对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响,添加不同质量分数的碳纳米管作为增强相,采用粉末冶金法制备Ti(C,N)基金属陶瓷材料.通过对材料的显微组织分析,抗弯、硬度等力学性能的测试,研究了碳纳米管含量对Ti(C,N)基金属陶瓷的组织和性能的影响.结果表明:添加碳纳米管后,低Ni含量的金属陶瓷材料的组织结构为典型的芯-壳结构,由黑色芯部、具有明显包覆层的组织,白色芯部、包覆层不明显的组织,粘结相组成;相同烧结温度下,添加≤1％(质量分数)的CNTs时,随碳纳米管含量增多,材料抗弯强度下降;添加Ni包覆的碳纳米管的金属陶瓷材料的性能比添加未做过表面处理的碳纳米管的材料性能好.