超细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷的研究
发布时间：2020-12-19 20:28
借助于热分析（DSC）、X-ray 衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、选区电子衍射分析（SED）、O/N 测定仪、重力/离心沉降粒度测定仪等分析和测试手段,系统地研究了超细 Ti（C,N）基金属陶瓷的制备及相关问题。 文章论述了 Ti（C,N）基金属陶瓷的研究进展和发展趋势,讨论了晶粒细化对 Ti（C,N）基金属陶瓷带来的在组织结构和机械性能上的影响。全文以超细 Ti（C,N）基金属陶瓷的制备为主线。研究结果如下: 通过高能行星球磨的物理方法制备了满足实验需要的粒径均匀分布的超细 TiC、TiN 粉末;并对制备粉末的质量进行了比较和评价。 研究了超细硬质相 Ti（C,N）基金属陶瓷的压制特性。研究表明:石蜡润滑剂能改善粉末与模壁之间的外摩擦力。混料粉末中大的粘结相份额并不能提高压坯的相对压制密度,但有利于改善压坯密度分布的均匀性。压制力大小对压坯密度和烧结体的变形和开裂有很大的影响。 研究认为,烧结时的升温速度对烧结体开裂和机械性能也有很大的影响。不大于 3℃min-1的升温速率工艺才能适合于超细 Ti（C,N）基金属陶瓷的制备。 ...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
内环相中Mo、W的含量随原料中Mo2C和WC含量影响
3880±150 3500±125 3890±150 3087±50 2030 、NbC、HfC之间存在相近的热力学性质，在Ti(C,N)-Ni体系较接近[2]。如TaC、NbC在1400℃在Ni中的溶解度分别为7.0程也基本相似，在固相和液相烧结阶段发生着溶解-析出现在内环相和外环相中金属元素的浓度差别类似于Ti(C,N)-MNi-Co体系。内环相富Ta、Nb、Hf—贫Ti，外环相贫Ta、Nb金属陶瓷典型的黑芯-白环-灰环包覆显微结构。aC 、NbC、 HfC作为第二类碳化物添加组分，相对于WC和特殊组成[15,16,26,35]。这主要和TaC 、NbC、 HfC的添加量有组织有很大的影响。当NbC量小于5 wt.%，形成以Ti(C,N)为的增加，环形相的厚度减小，同时出现以NbC为芯部的环形15 wt.%时，不出现以Ti(C,N)为芯部的环形包覆结构，取而代包覆结构。图1.2 描述了显微组织随NbC量变化的过程。该
N)基金属陶瓷在固相烧结和液相烧结的冶金反应过程十分复杂。尽管部分象在热力学上能得到合理的解释，但仍有大量现象需要进一步的研究。在理论上这困难源于热力学和动力学在分析和观察上的不协调，在热力学上应得到的组织和成从动力学角度观察却难以实现。也常出现在热力学上不能说明的相存在。从体系的杂性而言，Ti(C,N)基金属陶瓷是多组分系统，各碳化物、氮化物的溶解-析出过程相影响，与粘结相的相互作用变得异常复杂；再者，现在仍然缺乏 Ni-Ti-N 和 Co-Ti-N图[37]。虽然通过类比 Fe-Ti-C-N 相图及其溶解规律从理论上可以预测和说明发生Ti(C,N)基金属陶瓷上的一些现象和结果，但这显然不够，因其不能反映 Ni-Ti-NCo-Ti-N 系统的特殊性。在实践烧结过程中，由于各种原因造成的对压坯粉末的污染工艺过程繁多造成的多样性、烧结设备的差异(尤其氮气氛压力)等等原因均造成组织成份分布的差异，给研究工作和实际应用带来困难。a) Temperature ℃ b) Temperature ℃图 1.3 MS 测量的在加热过程中气体逸出过程。(a)Co, WC, TiC, TiN, WC+TiC 粉末；（b）一些工业陶瓷合金[36]。Fig. 1.3 Gas evolution measured by MS during heating of a) Co, WC, TiC, TiN and WC+TiCpowders, b) some industrial alloys[36].
【参考文献】：
期刊论文
[1]超细TiCN金属陶瓷的制备及性能[J]. 熊继,张亚昆,沈保罗,贺跃辉,王均. 粉末冶金技术. 2003(02)
[2]Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能与显微结构的研究[J]. 何林,黄传真,刘玉先,孙静,刘含莲. 硅酸盐学报. 2003(03)
[3]表面活性剂在陶瓷料浆中的应用[J]. 刘阳,胡晓力,汪永清,陈虎,郑乃章. 中国陶瓷. 2001(03)
[4]超微SiO2的分散机理[J]. 黄苏萍,张清岑. 中国有色金属学报. 2001(03)
[5]微米级和亚微米级Ti(C,N)基金属陶瓷的组织和性能[J]. 郑勇,熊惟皓. 材料工程. 2001(05)
[6]超细二氧化钛粉末在水溶液中的分散[J]. 崔爱莉,王亭杰,何红,金涌. 过程工程学报. 2001(01)
[7]SiC纳米及晶须增强Si3N4基复相陶瓷断裂行为的研究[J]. 孙丽虹,朱其芳,王瑞坤,董利民,张宝清,沈惠珠,张希顺. 稀有金属. 2000(05)
[8]纳米ZrO2悬浮体的表面化学特性[J]. 汤枫秋,黄校先,张玉峰,郭景坤. 材料科学与工程. 1999(03)
[9]表面活性剂在陶瓷超细粉体制备中的应用[J]. 吴建其,卢迪芬,刘杰. 中国陶瓷. 1999(03)
[10]纳米复合陶瓷材料研究进展[J]. 王昕,孙康宁,尹衍升,候耀永,周玉. 复合材料学报. 1999(01)
本文编号：2926525
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
内环相中Mo、W的含量随原料中Mo2C和WC含量影响
3880±150 3500±125 3890±150 3087±50 2030 、NbC、HfC之间存在相近的热力学性质，在Ti(C,N)-Ni体系较接近[2]。如TaC、NbC在1400℃在Ni中的溶解度分别为7.0程也基本相似，在固相和液相烧结阶段发生着溶解-析出现在内环相和外环相中金属元素的浓度差别类似于Ti(C,N)-MNi-Co体系。内环相富Ta、Nb、Hf—贫Ti，外环相贫Ta、Nb金属陶瓷典型的黑芯-白环-灰环包覆显微结构。aC 、NbC、 HfC作为第二类碳化物添加组分，相对于WC和特殊组成[15,16,26,35]。这主要和TaC 、NbC、 HfC的添加量有组织有很大的影响。当NbC量小于5 wt.%，形成以Ti(C,N)为的增加，环形相的厚度减小，同时出现以NbC为芯部的环形15 wt.%时，不出现以Ti(C,N)为芯部的环形包覆结构，取而代包覆结构。图1.2 描述了显微组织随NbC量变化的过程。该
N)基金属陶瓷在固相烧结和液相烧结的冶金反应过程十分复杂。尽管部分象在热力学上能得到合理的解释，但仍有大量现象需要进一步的研究。在理论上这困难源于热力学和动力学在分析和观察上的不协调，在热力学上应得到的组织和成从动力学角度观察却难以实现。也常出现在热力学上不能说明的相存在。从体系的杂性而言，Ti(C,N)基金属陶瓷是多组分系统，各碳化物、氮化物的溶解-析出过程相影响，与粘结相的相互作用变得异常复杂；再者，现在仍然缺乏 Ni-Ti-N 和 Co-Ti-N图[37]。虽然通过类比 Fe-Ti-C-N 相图及其溶解规律从理论上可以预测和说明发生Ti(C,N)基金属陶瓷上的一些现象和结果，但这显然不够，因其不能反映 Ni-Ti-NCo-Ti-N 系统的特殊性。在实践烧结过程中，由于各种原因造成的对压坯粉末的污染工艺过程繁多造成的多样性、烧结设备的差异(尤其氮气氛压力)等等原因均造成组织成份分布的差异，给研究工作和实际应用带来困难。a) Temperature ℃ b) Temperature ℃图 1.3 MS 测量的在加热过程中气体逸出过程。(a)Co, WC, TiC, TiN, WC+TiC 粉末；（b）一些工业陶瓷合金[36]。Fig. 1.3 Gas evolution measured by MS during heating of a) Co, WC, TiC, TiN and WC+TiCpowders, b) some industrial alloys[36].
【参考文献】：
期刊论文
[1]超细TiCN金属陶瓷的制备及性能[J]. 熊继,张亚昆,沈保罗,贺跃辉,王均. 粉末冶金技术. 2003(02)
[2]Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能与显微结构的研究[J]. 何林,黄传真,刘玉先,孙静,刘含莲. 硅酸盐学报. 2003(03)
[3]表面活性剂在陶瓷料浆中的应用[J]. 刘阳,胡晓力,汪永清,陈虎,郑乃章. 中国陶瓷. 2001(03)
[4]超微SiO2的分散机理[J]. 黄苏萍,张清岑. 中国有色金属学报. 2001(03)
[5]微米级和亚微米级Ti(C,N)基金属陶瓷的组织和性能[J]. 郑勇,熊惟皓. 材料工程. 2001(05)
[6]超细二氧化钛粉末在水溶液中的分散[J]. 崔爱莉,王亭杰,何红,金涌. 过程工程学报. 2001(01)
[7]SiC纳米及晶须增强Si3N4基复相陶瓷断裂行为的研究[J]. 孙丽虹,朱其芳,王瑞坤,董利民,张宝清,沈惠珠,张希顺. 稀有金属. 2000(05)
[8]纳米ZrO2悬浮体的表面化学特性[J]. 汤枫秋,黄校先,张玉峰,郭景坤. 材料科学与工程. 1999(03)
[9]表面活性剂在陶瓷超细粉体制备中的应用[J]. 吴建其,卢迪芬,刘杰. 中国陶瓷. 1999(03)
[10]纳米复合陶瓷材料研究进展[J]. 王昕,孙康宁,尹衍升,候耀永,周玉. 复合材料学报. 1999(01)
本文编号：2926525
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/2926525.html
