Ti（C，N）基金属陶瓷中润湿性与陶瓷相价电子结构的关系

发布时间：2020-10-12 07:23

　　 Ti(C，N)基金属陶瓷具有红硬性高、摩擦系数低、耐磨性好、耐腐蚀性高等特性，并且在市场成本上占有明显优势，在刀具应用领域大有取代传统WC-Co硬质合金和TiC基金属陶瓷之势。但是长期以来，山于金属Ni不能完全润湿TiC和TiN，致使合金韧性不足，抗冲击性能较差，限制了其应用。本文研究了Ti(C，N)基金属陶瓷中润湿性与陶瓷相价电子结构的关系，以期为制备高性能Ti(C，N)基金属陶瓷提供理论指导，丰富材料设计理沦。 首先，采用座滴法研究了金属Ni对Ti(C，N)基多元陶瓷相的润湿性。研究发现实验工艺条件及试样制备都对接触角有一定影响；在Ti(C，N)固溶体中添加其它碳化物能够降低金属Ni对Ti(C，N)固溶体的接触角，其对润湿性改善的强弱依次为Mo_2C＞TaC＞WC＞VC＞NbC，并且增加碳化物添加量或降低TiC的含量能使接触角持续下降。通过SEM／EDS观察发现，体系润湿性的改善与陶瓷相在金属相的溶解与扩散有关，直接反映在界面反应层的组织结构上。 其次，采用真空焊接技术研究金属相与陶瓷相界面结合状况。研究发现粘附功随润湿性的改善而提高，但是焊接试样的抗弯强度并没有呈现明显的这种趋势；由于WC和Mo与金属Ni热膨胀系数相差较大，焊接试样断裂方式为内聚型断裂(Ⅱ型断裂)，抗弯强度较低；以Ⅳ型方式断裂的体系具有较高的抗弯强度。 最后通过EET理论计算了多元陶瓷相价电子结构，结果表明，添加不同碳化物均能导致n_A增加，对价电子n_A增加的效果由大到小依次为VC＞Mo_2C＞NbC＞WC＞TaC；以价电子结构为桥梁，通过多元线性回归及多项式回归建立了成份与润湿性的关系。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2003
【中图分类】：TG148
【文章目录】：
第一章 绪论
    1.1 金属陶瓷
        1.1.1 金属陶瓷的发展
        1.1.2 金属陶瓷的组织与性能特点
    1.2 金属陶瓷中润湿性的研究
        1.2.1 润湿现象与表征
        1.2.2 润湿性分类
        1.2.3 润湿性机理
        1.2.4 润湿性研究实验方法及手段
        1.2.5 改善润湿性的途径
    1.3 固体与分子经验电子(EET)理论及其应用
    1.4 课题研究背景及意义
第二章 陶瓷基板的制备和测试
    2.1 实验设想和方案
    2.2 陶瓷基板试样的成分
    2.3 陶瓷基板试样的制备
        2.3.1 常规粉末冶金法+热等静压法(Sintering+HIP)
        2.3.2 热压法(HP)
    2.4 测试与表征
        2.4.1 试样致密度的测试
        2.4.2 XRD物相分析
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 不同制备方法对试样致密度的影响
        2.5.2 热压烧结坯相成分分析
    2.6 本章结论
第三章 Ni对Ti(C,N)基多元陶瓷润湿性的研究
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 试样制备
        3.2.2 实验方法
    3.3 润湿性试验工艺条件对接触角的影响
    3.4 添加碳化物对接触角的影响
        3.4.1 单独添加碳化物对接触角的影响
        3.4.2 二元添加碳化物对接触角的影响
        3.4.3 三元添加碳化物对接触角的影响
        3.4.4 四元添加碳化物对接触角的影响
        3.4.5 五元添加碳化物对接触角的影响
    3.5 本章结论
第四章 Ni/(Me,Ti)(C,N)体系界面结合强度的研究
    4.1 实验
        4.1.1 试样制备
        4.1.2 实验方法
        4.1.3 性能测试和试佯表征
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 界面结合强度
        4.2.2 断裂方式
        4.2.3 断口分析
    4.3 本章结论
第五章 润湿性与多元陶瓷相价电子结构的关系初探
    5.1 平均原子模型
    5.2 EET理论的基本内容
        5.2.1 EET理论四个基本假设
        5.2.2 键距差方法(BLD法)
    5.3 六元陶瓷相的价电子结构计算步骤
    5.4 陶瓷相价电子结构计算结果
    5.5 多元回归分析
        5.5.1 多元线性回归模型
        5.5.2 回归方程的显著性检验
        5.5.3 回归系数的显著性检验
        5.5.4 回归精度
        5.5.5 回归结果
    5.6 润湿性与价电子结构的关系初探
    5.7 润湿性与化学键结合的关系初探
    5.8 本章结论
第六章 全文结论
参考文献
致谢
硕士期间发表论文情况

【引证文献】

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本文编号：2837841