Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷的制备与性能

以WC-10Co纳米复合粉末、YSZ纳米粉末与Al2O3亚微粉末为原料,采用热压烧结制备了性能优良的Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷.分别在1380,1450和1500℃烧结温度下制备Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷,通过考察烧结体的断裂韧性、洛氏硬度、密度、磁滞回线和断口形貌,研究了烧结温度对WC-10Co纳米复合粉末、YSZ纳米陶瓷粉末与Al2O3亚微粉末的复合粉末烧结性能的影响.确定合理的Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷烧结温度为1450℃.结果表明,质量分数为50%的WC-10Co纳米复合粉末、10%的YSZ纳米陶瓷粉末与和40%的亚微Al2O3粉末的复合粉末经过48h的高能球磨后,再经过1450℃热压烧结,可以得到晶粒尺寸小于1μm的整体性能较好的亚微Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷,其相对密度为97.5%,断裂韧性为7.4468MPa·m1/2,硬度为HRA 94.0.     

添加氧化镧WC-11Co-2.1TaC硬质合金的组织及性能

硬质合金的晶粒度和组织均匀性是制约其性能的关键因素。为了细化晶粒,改善组织,提高合金性能,采用粉末碳化、冷压烧结技术,以W、Co、Ta为原料,La_2O_3为添加剂,制备WC-11Co-2.1Ta C硬质合金,研究添加La_2O_3对硬质合金组织和力学性能的影响。结果表明:添加0.2%~0.4%La_2O_3可抑制WC-11Co-2.1Ta C硬质合金组织WC晶粒聚集生长,使组织均匀,WC相邻接度减小,WC/Co接触面积增大,提高抗弯强度;当La_2O_3添加量增加到0.6%时,合金组织偏聚,WC晶粒严重聚集生长,WC相邻接度增大,提高了硬质合金抵抗显微金刚石压头的刻入能力,增大了显微硬度。     

Cr_3C_2含量对纳米WC-6Co复合粉烧结的影响

研究了不同Cr_3C_2添加量对纳米WC-6Co复合粉烧结的影响.结果表明:添加Cr_3C_2会细化晶粒,但过多的添加Cr_3C_2时,η相(缺碳相)会容易溶Co而分解,导致晶粒尺寸的粗化.随Cr_3C_2添加量的增加,硬质合金的孔隙率逐渐增加.当Cr_3C_2添加量为0.6wt.%,与未加Cr_3C_2材料的抗弯强度相比,抗弯强度提高约13%,材料的硬度可达到93.2HRA.随Cr_3C_2添加量的增加,硬质合金的断裂韧性逐渐降低.     

Mo含量对WC-8(Fe-Co-Ni)硬质合金组织和性能的影响

采用传统粉末冶金生产工艺制备WC-8(Fe-Co-Ni)硬质合金,研究了粘结相中不同Mo添加量对铁镍代钴硬质合金显微组织和性能的影响。利用OM、SEM观察合金的显微组织和断口形貌,利用显微硬度计、万能试验机及分析天平分析了粘结相中不同Mo添加量对合金硬度、抗弯强度和相对密度的影响。结果表明:Mo含量的添加可以降低WC在液相中的溶解度,起到细化合金晶粒的作用,合金硬度得到明显的提升;由于Mo的固溶强化作用,改善了合金的抗弯强度;当Mo的添加量增大到5%时,WC-8(Fe-Co-Ni)硬质合金的综合性能最好。     

含板状WC晶粒WC-10%Co硬质合金的组织和性能

采用板状WC单晶颗粒作为晶种制备含板状WC晶粒的WC-10%Co(质量分数)硬质合金,研究板状WC晶种的加入对WC-10%Co硬质合金显微组织和性能的影响。研究结果表明:加入板状晶种后,WC-10%Co合金中的WC晶粒具有明显的板状特征,且晶粒尺寸大于未加晶种的合金晶粒尺寸;少量晶种的加入对WC-10%Co合金密度无影响,而硬度和韧性都有所增加,特别是抗弯强度增加12.8%,断裂韧性提高46.9%。合金中WC晶粒形状的改变是硬度和韧性提高的主要因素。     

放电等离子烧结制备超细WC-Co硬质合金

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了超细WC-10Co硬质合金.研究了烧结温度及烧结气氛对WC-Co硬质合金组织及性能的影响.研究发现:烧结体密度随烧结温度的升高而增大,但由于钴的蒸发,合金的成分偏离了原粉末的成分,且随着烧结温度的升高及炉内气压的降低,钴的蒸发速率加大.因此,通过提高炉内气压,可以使合金的成分基本接近原粉末成分,降低了合金的成分偏离.结果表明:炉内气压升高到200 Pa,烧结压力为30 MPa时,在1250℃烧结WC-10.07Co粉末5 min,烧结体中钴的质量分数可以控制在10.02%,密度和硬度分别达到了14.62 g.cm-3和HRA 92.4.     

基于机械混合法无压烧结制备ZrB2/B4C陶瓷复合材料

研究无压烧结条件下原位合成工艺对ZrB2/B4C陶瓷复合材料的烧结致密化、力学性能、显微组织的影响.结果表明:材料的密度随着烧结温度的增加和保温时间的延长先增加后降低,在烧结温度2060℃,保温30min时,ZrB2/B4C复合材料的相对密度可达93.2%;材料的硬度随着温度的升高而增大,在2070℃时达到最大值;材料的断裂韧性则随着温度的升高呈现下降趋势,从2000℃时的4.04MPa·m1/2下降到2060℃时的2.36MPa·m1/2.     

B_4C陶瓷材料的无压烧结与性能

以碳化硼微粉作为原料,选用SiC和C为烧结助剂,研究了SiC和C对无压烧结B4C材料的体积密度、硬度、抗折强度和断裂韧性等性能的影响.结果表明,最佳烧结温度为1975℃,保温时间是30min.SiC和C的质量分数对材料密度、硬度和抗折强度的影响都是先增大后减小.烧结助剂SiC和C的最佳添加量分别为6%和5%(质量分数)时,得到相应的无压烧结B4C陶瓷材料的最佳力学性能:体积密度为2.45g/cm3,维氏硬度为35GPa,抗折强度为240MPa,断裂韧性为3.0MPa.m1/2     

纳米ZrO2-TiO2复合氧化物微粉的制备研究

研究了用水热法制备纳米ZrO₂-TiO₂复合氧化物微粉。制备了ZrO₂(C)-TiO₂(A),ZrO₂(C)-TiO₂(R),ZrO₂(T)-TiO₂(A),ZrO₂(T)-TiO₂(R)四组纳米复合氧化物及无定形的复合 Zr-Ti 水合氧化物。研究了它们的相变和可烧结性。经1400℃烧结10h得到了具有95%理论密度的ZrTiO₄陶瓷。     

添加剂铜在等离子喷涂WC-12Co涂层中的作用研究

以WC-12Co和Cu180粉末为热喷涂材料,采用等离子喷涂系统制备涂层,利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对添加铜的WC-12Co涂层的显微组织和相结构进行观察与分析,并使用MH-6维氏硬度仪测量涂层的显微硬度HV,研究添加铜对WC-12Co涂层微观组织、相组成和硬度的影响规律。结果表明：添加铜后,WC-12Co涂层的显微组织更加致密,但显微硬度降低;涂层主要成分是WC及其脱碳产物W2C以及铜的氧化物Cu2O、CuO,添加铜对WC的脱碳起到了一定的抑制作用;喷涂过程中铜具有很好的流动性,填充到涂层形成过程中颗粒间的孔隙,降低涂层孔隙率。     

掺杂预合成添加剂对氧化锌压敏电阻性能影响

为了提高氧化锌(ZnO)压敏电阻的电学性能,采用常规烧结并在ZnO压敏电阻中掺杂预先合成的BiSbO₄和Zn₂SiO₄,研究不同掺杂比例对ZnO压敏电阻的微观结构、电学性能、通流能力的影响.结果表明:ZnO压敏电阻在掺杂BiSbO₄和Zn₂SiO₄后,能够有效抑制ZnO晶粒变大,晶体结构变得致密均匀,致密性有所提高,有效提高压敏特性和通流能力.BiSbO₄和Zn₂SiO₄掺杂比例为3∶1的样品综合性能比较优异,样品的致密度为5.58 g·cm^-3,压敏电位梯度达到425 V·mm^-1,非线性系数为70,漏电流为1.2×10^-7 A·cm^-2,能量耐受能力达到334.21 J·cm^-3,残压比为2.5.     

石墨烯对气压烧结WC-Co硬质合金性能的影响

为了减小氧化石墨烯（graphene oxide,GO）在WC-10Co硬质合金中的团聚以及高温液相烧结过程中Co对GO的溶蚀作用,通过化学镀的方式制备了改性氧化石墨烯（GO/Ni）,随后利用静电吸附以及机械搅拌两种方法分别制备了WC-10Co-GO复合粉体和WC-10Co-GO/Ni复合粉体。用扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)对改性后的GO以及复合粉体进行微观形貌的表征。采用气压烧结工艺制备了WC-10Co、WC-10Co-GO和WC-10Co-GO/Ni硬质合金并研究了硬质合金的物理性能和力学性能。实验结果表明：随着GO和GO/Ni的加入,硬质合金的密度和洛氏硬度有了略微的降低;对比WC-10Co硬质合金,WC-10Co-GO和WC-10Co-GO/Ni硬质合金的横向断裂强度分别提升了35.2%和59.7%,其中GO/Ni作为作为基体增强相的效果最佳。     

高能球磨-热压烧结制备定向排布板状WC硬质合金

采用高能球磨辅助特殊的热压烧结工艺制取定向排布板状WC硬质合金,研究了烧结温度和球磨时间对板状WC晶粒形成及其定向排布的影响.研究结果表明:烧结温度越高,越有利于晶粒粗化,形成大块板状WC晶粒;高能球磨中引入的缺陷是促进WC晶粒长径比提高的主要原因;WC晶粒的均匀性、粒径和长径比是影响其定向排布的主要因素.制备定向排布板状WC硬质合金是同时提高硬质合金硬度和韧性的有效方法.     

医用可降解Fe30Mn○xCa合金的制备及性能

通过机械合金化、粉末压坯及热挤压的方法制备了医用可降解Fe₃₀Mn_○xCa(x=0，1.5，3.0，4.5)合金棒材，运用金相显微镜、SEM、拉伸测试、电化学测试和SBF浸泡腐蚀等研究了Ca的添加对合金组织及性能的影响.结果发现，Fe₃₀Mn_○xCa合金均由奥氏体组成，且随着Ca质量分数增加，该合金硬度增加，伸长率和强度降低，降解性能显著提高，腐蚀速率从Fe₃₀Mn的0.1130mg/(cm²·d)增至Fe₃₀Mn_4.5Ca的0.2260mg/(cm²·d).细胞毒性实验表明其生物相容性为0～1级.     

添加BN对TiB_2-Al复合材料显微组织与力学性能的影响

对金属浸渗法制备的TiB2-Al复合材料进行物相、显微组织以及力学性能方面的检测,研究了添加BN对于TiB2-Al复合材料力学性能与显微组织的影响.物相分析发现,添加的BN与金属Al进行了界面反应生成了AlN;显微组织分析发现,AlN产生于TiB2与Al界面;力学检测发现,随着BN添加量的增加,抗折强度逐渐下降,断裂韧性先增加再下降,硬度逐渐增加.浸入预制体中Al的量是影响材料断裂韧性的主要原因;当BN的添加量为10%时,TiB2-Al显现出较好的力学性能,抗折强度、断裂韧性和硬度(HRC)分别为538.48 MPa,7.14MPa.m1/2和21.2.     

原位合成TiB_2颗粒增韧SiC的显微组织与断裂韧性

在前期对原位生成TiB2增韧SiC制备工艺研究的基础上,研究了TiB2/SiC复合陶瓷的显微组织与力学性能.研究发现:在φ(TiB2)介于5%~20%时,原位生成的TiB2相在SiC基体中的分布都比较均匀;当φ(TiB2)为5%和20%时,TiB2颗粒等面积圆直径平均值分别为2.6和3.9μm;另外,TiB2颗粒能起到明显细化SiC晶粒的作用.随着φ(TiB2)的增加,TiB2/SiC复合材料的相对密度、维氏硬度和断裂韧性均增大.当φ(TiB2)为20%时,复合材料相对密度、维氏硬度和断裂韧性分别为94.8%,29.1 GPa和5.9 MPa.m1/2.经优化工艺制备的TiB2/SiC复合陶瓷...     

锆脱氧钢中非金属夹杂物及对显微组织的影响

实验用钢在低碳锰钢基础上采用锆脱氧及钛微合金化,研究了连续冷却和等温热处理条件下的组织转变行为,分析了夹杂物的析出类型及对组织转变的影响机理.统计结果表明:夹杂物在0.2~1μm尺寸范围内有较高的数量密度,主要为Zr O2·Mn S和Zr O2·Mn S·Ti N复相夹杂,与热力学分析结果一致.实验钢以1℃/s连续冷却及500℃等温时均得到晶内针状铁素体组织,促进铁素体形核的主要夹杂物类型为Zr O2·Mn S·Ti N.Mn S以Zr O2为核心复合析出形成贫锰区是促进铁素体形核的重要因素,Ti N的复合析出降低了铁素体形核界面能,进一步促进了针状铁素体转变.     

B4C-TiB2-SiC复合陶瓷的SPS制备及组织性能研究

针对B₄C陶瓷烧结性能较差、成本较高的技术问题,提出了一种新型的B₄C基复合陶瓷的制备方法. 该方法以B₄C、Ti₃SiC₂及Si的混合粉作为初始粉体,通过放电等离子烧结技术（SPS）制备第二相（TiB₂+SiC）质量分数为30%的B₄C-TiB₂-SiC复合陶瓷,利用SPS特殊的烧结机制以及烧结过程中的原位放热反应,有效提升了B₄C陶瓷的烧结性能,降低了B₄C陶瓷的制造成本. 研究结果表明,在烧结温度为1650 °C,保温时间为5 min,烧结压力为50 MPa的条件下,制备得到了具有较高致密度（98.5%）的B₄C-TiB₂-SiC复合陶瓷. 随着烧结压力的增加,B₄C-TiB₂-SiC复合陶瓷的硬度逐渐增大,断裂韧性不断减小,而复合陶瓷的弯曲强度则呈现出先缓慢增加后迅速增大的变化趋势.      

石墨烯/二氧化锆纳米复合材料的制备及其防腐性能研究

采用静电吸附与水热法制备一种石墨烯/二氧化锆（rGO/ZrO₂）复合材料,将所制备的rGO/ZrO₂作为填料加入环氧树脂涂料中,得到环氧复合防腐涂料。通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）及红外光谱（FI-IR）分析rGO/ZrO₂的结构及微观形貌,采用电化学阻抗谱（EIS）分析rGO/ZrO₂环氧涂层的防腐性能。结果表明：ZrO₂纳米颗粒均匀分散在rGO上,平均粒径约为5~10 nm;与纯环氧涂层、rGO环氧涂层、ZrO₂环氧涂层相比,rGO/ZrO₂环氧涂层的防腐性能最好,其阻抗值为7.00 GΩ·cm²。