Pt催化作用下无氢碳化制备纳米WC粉及其在制备超细晶无粘结相硬质合金中的应用

发布时间：2023-04-11 23:49

　　无粘结相硬质合金具有比WC-Co硬质合金更高的耐磨性、硬度、抗腐蚀性、抗氧化性和抛光性等,在精密光学模具和特种耐磨材料等领域具有广泛的应用前景。制备性能良好的纳米WC粉末是制备性能优异的无粘结相硬质合金的基础和关键。本论文利用铂催化作用下的无氢碳化工艺制备纳米WC粉,并采用热压烧结法制备超细晶无粘结相硬质合金。本文研究了纳米WC粉及无粘结相硬质合金的制备工艺、性能和机理,具体内容如下:1.研究了铂催化作用下无氢碳化过程中的物相结构转变,铂催化剂添加量对纳米WC粉物相和形貌的影响,碳化温度对纳米WC粉物相和形貌的影响。结果表明:无氢碳化过程中AMT到WC的过程为:AMT→WO3→WO2.72→WO2→W→W2C→WC。微量铂催化剂有利于降低碳化温度,改善WC粉的形貌和性能;过量铂催化剂将消耗碳源导致产物缺碳。随着碳化温度升高,WC的颗粒粒径增大、分散性变差。铂催化作用下无氢碳化法制备纳米WC粉的最佳工艺为:铂催化剂添加量0.01 wt%,碳化温度1050℃,碳化时间100 min。所得WC粉平均颗粒粒径为89.5 nm,粒径分布集中,颗粒分散性好。2.以无氢碳化法制备的纳米WC粉为原料,...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 无粘结相硬质合金
        1.1.1 无粘结相硬质合金的特性及应用
        1.1.2 无粘结相硬质合金的研究现状
    1.2 超细/纳米WC粉的制备方法
        1.2.1 氢还原-碳化法
        1.2.2 氧化钨直接碳化法
        1.2.3 机械合金化法
        1.2.4 喷雾转化法
        1.2.5 等离子体法
        1.2.6 气相碳化法
    1.3 超细晶无粘结相硬质合金的烧结技术
        1.3.1 放电等离子烧结
        1.3.2 热压烧结
        1.3.3 真空烧结-热等静压
        1.3.4 超高压烧结
        1.3.5 低压烧结
    1.4 研究意义和研究内容
第2章 实验原料设备和测试方法
    2.1 实验原料
    2.2 实验设备
    2.3 测试分析方法
        2.3.1 X-Ray衍射分析(XRD)
        2.3.2 扫描电镜分析(SEM)
        2.3.3 碳含量测定
        2.3.4 平均粒径分析
        2.3.5 烧结试样密度测定
        2.3.6 烧结试样硬度测试
        2.3.7 烧结试样断裂韧性测试
第3章 无氢碳化制备WC粉的工艺及机理
    3.1 引言
    3.2 制备方法
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 前驱体的物相和形貌分析
        3.3.2 无氢碳化过程中的物相结构转变分析
        3.3.3 无氢碳化WC粉的形貌和粒度分析
    3.4 无氢碳化工艺对WC粉性能的影响
        3.4.1 铂催化剂对WC粉的影响
            3.4.1.1 铂催化剂对WC粉物相的影响
            3.4.1.2 铂催化剂对WC粉碳含量的影响
            3.4.1.3 铂催化剂对WC粉形貌的影响
        3.4.2 碳化温度对WC粉性能的影响
            3.4.2.1 碳化温度对WC粉物相的影响
            3.4.2.2 碳化温度对WC粉形貌和粒径的影响
    3.5 铂催化作用下无氢碳化制备WC粉的机理
    3.6 本章小结
第4章 无粘结相硬质合金的制备与性能
    4.1 引言
    4.2 制备方法
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 无粘结相硬质合金的物相分析
        4.3.2 烧结温度对无粘结相硬质合金显微组织和性能的影响
            4.3.2.1 烧结温度对样品显微组织的影响
            4.3.2.2 烧结温度对无粘结相硬质合金致密度的影响
            4.3.2.3 烧结温度对无粘结相硬质合金力学性能的影响
        4.3.3 保温时间对无粘结相硬质合金显微组织和性能的影响
            4.3.3.1 保温时间对无粘结相硬质合金显微组织的影响
            4.3.3.2 保温时间对无粘结相硬质合金性能的影响
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 进一步工作的方向
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3789998