石墨烯增强WC-Co硬质合金的制备和力学性能研究

发布时间：2024-05-10 22:37

　　采用机械搅拌和静电吸附工艺制备了氧化石墨烯/WC-Co复合粉体,并对复合粉体的微观形貌进行了表征。利用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)技术制备了石墨烯/WCCo硬质合金,对复合材料的力学性能进行了测试分析。机械搅拌制备的氧化石墨烯/WC-Co复合粉体经过SPS烧结后得到的硬质合金横向断裂强度和维氏硬度为1 850 MPa,1 830,与不添加石墨烯的WC-Co硬质合金相比分别提高了3.9%,5.8%。静电吸附制备的氧化石墨烯/WC-Co复合粉体经过SPS烧结后得到的硬质合金横向断裂强度和维氏硬度为1 980 MPa,1 850,与不添加石墨烯的WC-Co硬质合金相比分别提高了11.2%,6.9%。

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【部分图文】：

图1预烧结工艺

采用DY-60电动压片机对粉体压制成型，压制压力为150MPa，保压时间为3min；然后在充有氢气的管式炉中对压制成型的样品进行预烧结，通过加热对氧化石墨烯进行还原，除去石蜡和阳离子表面活性剂，预烧结工艺如图1所示。最后，利用SPS工艺对预烧结过的试样进行烧结，制备石墨烯/工....

图2不同球磨时间粉体的SEM图

图2为不同球磨时间制备的WC-Co粉体的SEM图。从图2中可以看出，随着球磨时间的延长，粉体颗粒不断被破碎，粉体粒度不断降低。随着粉体粒度的降低，粉体的表面能与比表面积也不断增加，粉体产生团聚的倾向性随之增大[9]。如图2(c）所示，球磨时间为3h时，团聚倾向性小，粒度均匀、浑....

图3氧化石墨烯在粉体中分散的SEM图

图3(a）为采用机械搅拌制备的氧化石墨烯/WC-Co复合粉体的SEM图，可以看出氧化石墨烯呈片状，不均匀分散在粉体中，并且有团聚现象存在。图3(b）为采用静电吸附制备复合粉体的形貌图，图3(c）为图3(b）方框选区高倍镜下静电吸附制备复合粉体的SEM图，可以看出透明状氧化石墨烯均....

图4不同固含量下造粒粉体的SEM图

图5为无添加石墨烯、搅拌和吸附3种状态下合金材料的金相图。图5(a）为无添加石墨烯的金相图；图5(b）中出现了类似于长条形状的石墨烯相分布在基体中，图5(b）中箭头指向部分，有的以团聚体存在于基体中（图中深黑色部分所示）。图5(c）中石墨烯的分布不同于图5(b）中石墨烯，类似于长....

本文编号：3969119