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TiC-Ni-Mo金属陶瓷的SHS法合成 被引量：5
1
作者 张幸红 赫晓东 +2 位作者 王华彬 韩杰才 杜善义 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期106-110,共5页
利用自蔓延高温燃烧合成结合准热等静压技术（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）成功地制备了高致密度的ＴｉＣ２４Ｎｉ６Ｍｏ金属陶瓷（ＴＮ３０）。金属陶瓷主要由球形ＴｉＣ颗粒和近乎网状的Ｎｉ粘结相组成。ＴｉＣ颗粒与粘结相界面结合良好，... 利用自蔓延高温燃烧合成结合准热等静压技术（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）成功地制备了高致密度的ＴｉＣ２４Ｎｉ６Ｍｏ金属陶瓷（ＴＮ３０）。金属陶瓷主要由球形ＴｉＣ颗粒和近乎网状的Ｎｉ粘结相组成。ＴｉＣ颗粒与粘结相界面结合良好，部分粘结相中残留有微量的游离碳。ＴＮ３０的抗弯强度和抗压强度分别达到９１０ＭＰａ和３．０４ＧＰａ。 展开更多
关键词 金属陶瓷 粘结相 燃烧合成 碳化钛
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MoCoB金属陶瓷的摩擦配副行为及机理研究
2
作者 刘娟 王帅 +6 位作者 游龙 祝林 张智源 逄显娟 杜三明 王刚 张永振 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期397-408,共12页
采用真空热压烧结方法成功制备了MoCoB金属陶瓷材料,系统研究了MoCoB金属陶瓷与4种不同摩擦对偶材料的摩擦学性能,并分析讨论其摩擦磨损机制.研究表明:所制备材料具有较好的致密性,相对密度为97.8%,维氏硬度高达16.4±0.2 GPa.此外... 采用真空热压烧结方法成功制备了MoCoB金属陶瓷材料,系统研究了MoCoB金属陶瓷与4种不同摩擦对偶材料的摩擦学性能,并分析讨论其摩擦磨损机制.研究表明:所制备材料具有较好的致密性,相对密度为97.8%,维氏硬度高达16.4±0.2 GPa.此外,研究发现摩擦对偶材料对MoCoB金属陶瓷的室温干摩擦性能具有显著影响,当MoCoB与硬度较低的ZrO_(2)配副时,磨痕和对偶表面均覆盖大量磨屑,磨损程度均较为严重,具有最高摩擦系数(0.70)和磨损率[2.3×10^(-5) mm^(3)/(N·m)],主要磨损机制为二体磨粒磨损和黏着磨损.当MoCoB与硬度相当的Al_(2)O_(3)配副时,MoCoB磨痕表面磨粒较少,摩擦表面覆盖带有疲劳裂纹的摩擦膜并伴有剥落现象,主要磨损机制为黏着磨损.而MoCoB与硬度相当的Si_(3)N_(4)配副时,MoCoB金属陶瓷呈现最佳耐磨性能,磨损率低至1.6×10^(-6) mm^(3)/(N·m),推测对偶球表面形成了1层SiO_(2)氧化层,起到耐磨效果,磨损机制以轻微磨粒磨损为主.当MoCoB与硬度值较高的SiC配副时,MoCoB磨损表面由于摩擦氧化作用生成的摩擦氧化膜能够起到润滑的作用,摩擦系数低至0.48. 展开更多
关键词 MoCoB金属陶瓷 摩擦配副 摩擦学性能 磨损机制
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第一性原理计算三元硼化物金属陶瓷性能的研究进展
3
作者 王辰寅 楼海军 +4 位作者 高峰 张士陶 胡肇炜 李文戈 赵远涛 《机械工程材料》 北大核心 2025年第5期1-7,97,共8页
利用第一性原理计算Mo_(2)NiB_(2)、Mo_(2)FeB_(2)、MoCoB、WCoB等三元硼化物金属陶瓷力学性能和物理性质,在开发和设计新型三元硼化物金属陶瓷方面发挥着重要作用。介绍了三元硼化物的结构特点及性能,综述了第一性原理在计算三元硼化... 利用第一性原理计算Mo_(2)NiB_(2)、Mo_(2)FeB_(2)、MoCoB、WCoB等三元硼化物金属陶瓷力学性能和物理性质,在开发和设计新型三元硼化物金属陶瓷方面发挥着重要作用。介绍了三元硼化物的结构特点及性能,综述了第一性原理在计算三元硼化物结构稳定性、力学性能、电子结构和热力学性能等方面的研究进展及存在的问题,并对未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 第一性原理 三元硼化物 电子结构 力学性能 金属陶瓷
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耐高温层状Ta/Ta_(0.5)Hf_(0.5)C金属陶瓷的高频等离子体风洞烧蚀行为研究
4
作者 余艺平 肖鹏 +4 位作者 赵长浩 徐梦迪 姚立冬 李伟 王松 《无机材料学报》 北大核心 2025年第7期790-798,共9页
层状Ta/Ta_(0.5)Hf_(0.5)C金属陶瓷具有耐高温、高强度及高韧性等特点,是航空航天高温热结构领域的优良候选材料。为进一步明确层状Ta/Ta_(0.5)Hf_(0.5)C金属陶瓷在高温环境下的氧化烧蚀特性,本研究采用高频等离子体风洞考核了其高温抗... 层状Ta/Ta_(0.5)Hf_(0.5)C金属陶瓷具有耐高温、高强度及高韧性等特点,是航空航天高温热结构领域的优良候选材料。为进一步明确层状Ta/Ta_(0.5)Hf_(0.5)C金属陶瓷在高温环境下的氧化烧蚀特性,本研究采用高频等离子体风洞考核了其高温抗烧蚀性能,并对其烧蚀前后的物相组成、微观结构进行了表征分析。研究结果表明层状Ta/Ta_(0.5)Hf_(0.5)C金属陶瓷具有良好的抗烧蚀性能,在近3000℃空气等离子体烧蚀下,其质量烧蚀率和线烧蚀率分别仅为0.061 g/s和0.019 mm/s。在烧蚀过程中,由于Ta金属层和Ta_(0.5)Hf_(0.5)C陶瓷层的烧蚀速率、热膨胀系数不一致,层状Ta/Ta_(0.5)Hf_(0.5)C金属陶瓷表面和内部分别出现沿层状结构方向的隆起-沟壑形貌和裂纹。其中,隆起区域主要是Ta_(0.5)Hf_(0.5)C陶瓷层氧化生成的Hf_(6)Ta_(2)O_(17),其能够在高温下稳定存在,进而保护陶瓷层内部不被氧化;沟壑区域则主要是Ta金属层氧化生成的Ta_(2)O_(5),其在高温下会发生熔化和挥发,且在气流作用下会向烧蚀边缘溅射或流失,因而展现出隆起-沟壑的表面形貌。而层状结构内部产生的裂纹主要是由于在烧蚀后的冷却过程中,热膨胀系数差异使Ta_(0.5)Hf_(0.5)C陶瓷层受热应力作用,但金属层与陶瓷层之间的Ta_(2)C片状界面对裂纹起到了分支、偏转及萌生微裂纹等作用,从而使材料整体上表现出良好的抗热震性能。 展开更多
关键词 Ta/Ta_(0.5)Hf_(0.5)C金属陶瓷 风洞 烧蚀机理
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烧结温度对热压烧结TiCN基金属陶瓷刀具材料力学性能和微观组织的影响
5
作者 韩优龙 黄传真 +1 位作者 刘含莲 刘盾 《工具技术》 北大核心 2025年第4期46-50,共5页
利用热压烧结工艺研制一种新型TiCN基金属陶瓷刀具材料,研究烧结温度对TiCN基金属陶瓷刀具材料的力学性能和微观组织的影响。结果表明,当烧结温度在1450℃以上时,刀具的力学性能优于1450℃以下烧结温度的金属陶瓷刀具材料。在较低烧结... 利用热压烧结工艺研制一种新型TiCN基金属陶瓷刀具材料,研究烧结温度对TiCN基金属陶瓷刀具材料的力学性能和微观组织的影响。结果表明,当烧结温度在1450℃以上时,刀具的力学性能优于1450℃以下烧结温度的金属陶瓷刀具材料。在较低烧结温度下,晶粒并未充分长大,晶界间结合不牢,易发生晶间断裂。当烧结温度为1450℃和保温时间为30 min时,刀具的力学性能最优,其硬度为19.52 GPa,断裂韧度为7.14 MPa·m^(1/2),抗弯强度为726.35 MPa,材料的断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂的混合断裂模式。本研究结果对新型金属陶瓷刀具材料的烧结优化具有指导意义。 展开更多
关键词 烧结温度 力学性能 微观组织 热压烧结 TiCN基金属陶瓷
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AlTiN和AlTiN/AlCrN涂层对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响
6
作者 耿东森 佘俊杰 +4 位作者 许雨翔 项燕雄 贺鹏 梅海娟 王启民 《中国表面工程》 北大核心 2025年第2期49-56,共8页
Ti(C,N)基金属陶瓷因其优异的硬度、耐磨性及抗高温变形能力,已成为重要的切削刀具重要材料之一。但其内部金属粘结相在高速切削中易引发粘附磨损、扩散及高温软化等问题,导致刀具性能下降,限制了该材料的进一步推广和应用。物理气相沉... Ti(C,N)基金属陶瓷因其优异的硬度、耐磨性及抗高温变形能力,已成为重要的切削刀具重要材料之一。但其内部金属粘结相在高速切削中易引发粘附磨损、扩散及高温软化等问题,导致刀具性能下降,限制了该材料的进一步推广和应用。物理气相沉积(Physical vapor deposition,PVD)技术被认为是改善Ti(C,N)基金属陶瓷性能的重要手段。为此,本文采用阴极弧蒸发法在Ti(C,N)基金属陶瓷表面分别沉积AlTiN和AlTiN/AlCrN涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、洛氏硬度计、纳米压痕仪、摩擦磨损试验、氧化试验以及车削试验,系统研究了表面涂层对金属陶瓷力学性能、摩擦性能、抗氧化性能以及切削性能的影响规律。试验结果表明:AlTiN和AlTiN/AlCrN涂层呈现出单相面心立方结构,硬度分别为33.9±0.8 GPa和36.1±1.6 GPa,显著高于Ti(C,N)基金属陶瓷基体的27.4±1.7 GPa。同时,表面涂层可有效改善Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性,使其从9.8±0.18 MPa·m^(1/2)分别提升至10.5±0.08 MPa·m^(1/2)(AlTiN)和10.8±0.05 MPa·m^(1/2)(AlTiN/AlCrN)。较高硬度和H^(3)/E^(2)值的表面涂层显著提升了Ti(C,N)基金属陶瓷的耐磨性,其中AlTiN/AlCrN涂层的Ti(C,N)基金属陶瓷的磨损率最低,仅为2.8×10^(-6)mm^(3)/(N·m)。此外,经过沉积AlTiN和AlTiN/AlCrN涂层的Ti(C,N)基金属陶瓷表现出优异的抗氧化性能,在800℃下氧化5 h后其氧化层厚度分别降低至~185 nm和~65 nm。由于具有更高的硬度、低的摩擦因数以及优异抗氧化性,经过沉积AlTiN/AlCrN涂层后金属陶瓷刀具的切削寿命较无涂层刀具提升了~75%。本研究揭示了表面涂层对Ti(C,N)基金属陶瓷耐磨性、高温抗氧化性以及切削寿命的影响规律,有效改善了Ti(C,N)基金属陶瓷的综合性能,为高性能金属陶瓷刀具的开发设计提供了理论依据和技术支撑,有望进一步推动其在高速切削加工领域的规模化应用。 展开更多
关键词 TI(C N)基金属陶瓷 物理气相沉积(PVD)涂层 力学性能 摩擦性能 切削性能
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保温时间对Mo_(2)NiB_(2)金属陶瓷组织、物相和腐蚀性能的影响
7
作者 马融 邓伟涛 +4 位作者 张士陶 姜涛 李文戈 赵远涛 邓俊杰 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第4期22-28,共7页
采用液相烧结工艺制备了Mo_(2)NiB_(2)金属陶瓷,研究了烧结温度(1280℃)保持时间(保温时间)对Mo_(2)NiB_(2)金属陶瓷物相组成、组织结构、硬度、摩擦磨损性能与耐蚀性的影响。结果表明:Mo_(2)NiB_(2)金属陶瓷主要由Mo_(2)NiB_(2)相、Mo... 采用液相烧结工艺制备了Mo_(2)NiB_(2)金属陶瓷,研究了烧结温度(1280℃)保持时间(保温时间)对Mo_(2)NiB_(2)金属陶瓷物相组成、组织结构、硬度、摩擦磨损性能与耐蚀性的影响。结果表明:Mo_(2)NiB_(2)金属陶瓷主要由Mo_(2)NiB_(2)相、MoB相和MoNi相构成,且随保温时间的延长,Mo_(2)NiB_(2)相的生成量先增加后减小,当保温时间为40 min时,所得Mo_(2)NiB_(2)金属陶瓷的硬度最高(2784.9 HV0.2),摩擦磨损性能最好,耐蚀性最佳,腐蚀速率为0.09 mm/a,而当保温时间为10 min时,所得试样的各项性能显著劣化。 展开更多
关键词 烧结保温时间 Mo_(2)NiB_(2)金属陶瓷 组织结构 材料性能 电化学腐蚀
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镀铜石墨烯添加量对NiFe_(2)O_(4)基金属陶瓷复合材料性能的影响
8
作者 王雪芹 钱映 张志刚 《材料与冶金学报》 北大核心 2025年第2期182-187,共6页
以化学镀铜石墨烯作为增强相,采用粉末冶金法制备石墨烯增强NiFe_(2)O_(4)基金属陶瓷复合材料,重点探讨了镀铜石墨烯添加量(质量分数,下同)对该金属陶瓷复合材料的气孔率、抗弯强度和抗热震性能的影响.结果表明:添加镀铜石墨烯可以有效... 以化学镀铜石墨烯作为增强相,采用粉末冶金法制备石墨烯增强NiFe_(2)O_(4)基金属陶瓷复合材料,重点探讨了镀铜石墨烯添加量(质量分数,下同)对该金属陶瓷复合材料的气孔率、抗弯强度和抗热震性能的影响.结果表明:添加镀铜石墨烯可以有效提高NiFe_(2)O_(4)基金属陶瓷复合材料的致密度、抗弯强度和抗热震性能;当镀铜石墨烯添加量为3%时,材料的气孔率获得最小值2.30%,抗弯强度达到最大值71.03 MPa,强度剩余率为95.01%;添加适合的石墨烯可以改善相界面的结合强度,进而提升复合材料的抗弯强度和抗热震性能. 展开更多
关键词 石墨烯 NiFe_(2)O_(4)金属陶瓷复合材料 化学镀铜
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(Ti,W)C对超细Ti(C,N)基金属陶瓷微观结构和力学性能的影响
9
作者 贺逢源 熊健松 +4 位作者 董定乾 熊萧 陈鑫辉 任少杰 熊慧文 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第1期56-65,共10页
采用低压烧结制备不同(Ti,W)C固溶体粉末含量的超细Ti(C,N)基金属陶瓷,并系统研究了(Ti,W)C对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。研究表明:使用(Ti,W)C替代TiC+WC可导致金属陶瓷组织中白芯/环结构的形成,抑制黑芯/环结构的形... 采用低压烧结制备不同(Ti,W)C固溶体粉末含量的超细Ti(C,N)基金属陶瓷,并系统研究了(Ti,W)C对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。研究表明:使用(Ti,W)C替代TiC+WC可导致金属陶瓷组织中白芯/环结构的形成,抑制黑芯/环结构的形成,同时硬质相形貌由立方形向球形转变;并且在保持抗弯强度不变的情况下,可提高金属陶瓷的维氏硬度和断裂韧性。低(Ti,W)C含量(2.5%~10%)条件下,随着(Ti,W)C含量的增加,金属陶瓷的黑芯尺寸减小,白芯/灰环结构增多,(Ti,W)C的加入使组织更加均匀,增强了晶粒间结合力;金属陶瓷硬度逐渐升高,抗弯强度和断裂韧性均先提升后降低,当(Ti,W)C含量为7.5%时,金属陶瓷具有最优异的综合力学性能,抗弯强度和断裂韧性分别为2212 MPa和9.0 MPa·m^(1/2)。 展开更多
关键词 超细Ti(C N)基金属陶瓷 (TI W)C 固溶体粉末 低压烧结 微观组织 力学性能
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纳米黏结剂添加量对(85Cu-15Ni) / NiFe_(2)O_(4) 基 金属陶瓷性能的影响
10
作者 王永麒 肖峰 +3 位作者 王雪芹 王永庆 钱映 张志刚 《材料与冶金学报》 北大核心 2025年第3期266-270,共5页
采用两步烧结法制备纳米黏结剂/(85Cu-15Ni)/NiFe_(2)O_(4)基金属陶瓷材料,重点研究了纳米黏结剂添加量(质量分数,下同)对(85Cu-15Ni)/NiFe_(2)O_(4)基金属陶瓷致密度、抗弯强度、抗热震性和耐腐蚀性的影响.研究结果表明:随着纳米黏结... 采用两步烧结法制备纳米黏结剂/(85Cu-15Ni)/NiFe_(2)O_(4)基金属陶瓷材料,重点研究了纳米黏结剂添加量(质量分数,下同)对(85Cu-15Ni)/NiFe_(2)O_(4)基金属陶瓷致密度、抗弯强度、抗热震性和耐腐蚀性的影响.研究结果表明:随着纳米黏结剂添加量的增加,金属陶瓷晶粒结合变紧密,气孔数量减少;当纳米黏结剂添加量为2%时,气孔率达到最小值4.82%,此时金属陶瓷的抗弯强度达到最大值71.21 MPa,一次热震后强度剩余率为98.13%,表现出良好的抗热震性;当纳米黏结剂添加量超过2%时,金属陶瓷容易过度烧结,导致晶粒过度生长,出现较大的畸变晶粒,从而形成晶内气孔或微裂纹,降低了金属陶瓷的力学性能和耐腐蚀性能. 展开更多
关键词 (85Cu-15Ni)/NiFe_(2)O_(4)基金属陶瓷 纳米黏结剂 气孔率 抗弯强度 耐腐蚀性
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金属陶瓷基自润滑涂层的研究及应用进展
11
作者 陈强 张而耕 +7 位作者 周琼 黄彪 梁丹丹 柯汉银 戴群 李朝明 潘文高 李想 《中国陶瓷》 北大核心 2025年第6期1-11,共11页
硬质金属陶瓷涂层具有优异的性能,如高硬度、耐磨损、防腐蚀等,应用领域广泛,涉及精密加工、核电、航空、微电子、汽车及新能源等。然而,金属陶瓷涂层与自润滑涂层(DLC、MoS_(2)、WS_(2)等)的性能差异较大,在实际应用中不能够相互替代... 硬质金属陶瓷涂层具有优异的性能,如高硬度、耐磨损、防腐蚀等,应用领域广泛,涉及精密加工、核电、航空、微电子、汽车及新能源等。然而,金属陶瓷涂层与自润滑涂层(DLC、MoS_(2)、WS_(2)等)的性能差异较大,在实际应用中不能够相互替代。因此,若将金属陶瓷涂层与自润滑涂层进行系统设计,研发兼具金属陶瓷涂层及自润滑涂层优异性能的“第三类”硬质金属陶瓷自润滑涂层,使涂层具备“一机多能”的通用性特点,对于扩展涂层的应用范围、提高涂层的工程服役能力均具有重要意义。文章首先指出了金属陶瓷涂层在应用中的不足,综述了研究现状,详细阐述了其强化机理、增韧机制;随后介绍了金属陶瓷自润滑涂层的研究现状以及设计方法,即涂层结构多层化、自润滑元素掺杂;接着分析了金属陶瓷自润滑涂层在应用中的局限性,探讨了研究中存在的问题;最后提出了以非金属、金属掺杂金属陶瓷涂层作为固体润滑剂提高金属陶瓷自润滑涂层性能的方法,并强调应进一步深入研究元素掺杂金属陶瓷的作用机制、涂层界面结合机理及金属陶瓷/金属复合结构涂层。 展开更多
关键词 金属陶瓷 自润滑 固体润滑剂 涂层
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烧结工艺对碳氮化钛基金属陶瓷性能的影响
12
作者 唐琛 朱阳辉 +6 位作者 谢波 陈姣姣 邵俊永 赵金伟 巫兴胜 贾子仪 刘大波 《工具技术》 北大核心 2025年第4期64-67,共4页
采用真空烧结工艺、真空加氮气烧结工艺分别制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究不同烧结温度、氮气分压对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察其断口形貌。结果表明,随着烧结温度、氮气分压在一定范围内的升高,Ti... 采用真空烧结工艺、真空加氮气烧结工艺分别制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究不同烧结温度、氮气分压对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察其断口形貌。结果表明,随着烧结温度、氮气分压在一定范围内的升高,Ti(C,N)基金属陶瓷的组织逐渐变得均匀,硬质相颗粒逐渐球化,环形相变得完整,综合物理力学性能得到提高,当烧结温度及氮气分压过高时,会造成环形相变厚,材料性能下降。在烧结温度为1480℃、氮气分压为0.2 kPa时,材料性能最佳,抗弯强度可达1644 MPa,硬度为HRA 92.3,断裂韧性为9.6 MPa·m^(1/2)。 展开更多
关键词 烧结气氛 金属陶瓷 微观组织结构 终烧温度 氮气分压
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WC-Ni金属陶瓷激光辅助射流电化学加工去除机理
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作者 郑亚风 王贺超 +5 位作者 黄天天 马勇博 田懿 王晔 吴国龙 姚建华 《表面技术》 北大核心 2025年第11期130-143,共14页
目的探讨激光辅助射流电化学加工(LAJECM)过程中激光对WC-Ni金属陶瓷材料组织钝化的影响,并阐明其材料去除机理。方法在中性电解液中开展LAJECM实验,并结合电化学测试、激光共聚焦显微镜、示波器、扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱(EDS)... 目的探讨激光辅助射流电化学加工(LAJECM)过程中激光对WC-Ni金属陶瓷材料组织钝化的影响,并阐明其材料去除机理。方法在中性电解液中开展LAJECM实验,并结合电化学测试、激光共聚焦显微镜、示波器、扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱(EDS)等分析方法。结果在激光辐照作用下,加工截面轮廓从“W”形转变成“U”形,提高了加工深度和定域性,材料去除率和加工电流增大,加工表面质量得到改善。激光加速了钝化层的脱落,促进了材料的均匀溶解。同时,在激光辐照下,表面钝化层组织的成分发生了变化,WO_(3)的比例降低,而WC的比例升高。结论在JECM过程中,同时发生了溶解和钝化,Ni相优先溶解,而WC易被氧化生成钝化层。在LAJECM过程中,激光诱导的冲击力效应导致阳极平衡电位发生阴极偏移,增大了加工电流密度;激光的热效应使得电解液的温度急剧升高,导致水分蒸发和盐浓度增加,从而加快了电化学反应速率;激光热-力耦合作用共同促进了物质的传递,使离子加速通过表面钝化层,并渗透至基体,进而削弱了钝化层与基体的结合力,加速了钝化层的脱落,促进了材料的均匀溶解。在激光脉冲间歇期,电化学反应重新主导加工过程,加速了钝化层的再生,加工区域呈现钝化层破坏与再生交替进行的动态平衡,实现了材料的持续高效去除。 展开更多
关键词 金属陶瓷 去材加工 激光辅助射流电化学加工 钝化层 去除机理
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高熵合金FeCoNiMoW粘结相对高熵(Ti,W,Mo,Nb,Ta)(C,N)基金属陶瓷力学性能的影响
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作者 夏鹏 张厚安 +5 位作者 廉冀琼 乔东旭 陶鑫 张云浩 党伟 古思勇 《粉末冶金技术》 北大核心 2025年第3期283-291,共9页
传统Ti(C,N)基金属陶瓷多以Co/Ni为粘结相,本文以高熵(Ti,W,Mo,Nb,Ta)(C,N)陶瓷为硬质相、高熵合金FeCoNiMoW为粘结相,采用真空烧结制备了高熵(Ti,W,Mo,Nb,Ta)(C,N)基金属陶瓷,探索了烧结工艺和粘结相含量对材料力学性能的影响,利用X射... 传统Ti(C,N)基金属陶瓷多以Co/Ni为粘结相,本文以高熵(Ti,W,Mo,Nb,Ta)(C,N)陶瓷为硬质相、高熵合金FeCoNiMoW为粘结相,采用真空烧结制备了高熵(Ti,W,Mo,Nb,Ta)(C,N)基金属陶瓷,探索了烧结工艺和粘结相含量对材料力学性能的影响,利用X射线衍射分析了其相组成和扫描电子显微镜观察了其微观结构。结果表明:含质量分数5%FeCoNiMoW的金属陶瓷于1450℃烧结1 h,具有最佳的综合力学性能,其硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为HV301844.99、1430 MPa和9.91 MPa·m^(1/2),比含质量分数15%Co/Ni金属粘结相的高熵金属陶瓷的抗弯强度和硬度分别提高了14.40%和5.28%,归因于FeCoNiMoW高熵合金粘结相,引起了较大的晶格畸变效应和迟滞扩散效应,以及FeCoNiMoW高温烧结过程中形成的Mo2C相,提高了硬质相与粘结相间的润湿性。这为制备高强高硬Ti(C,N)基金属陶瓷提供了新的策略。 展开更多
关键词 Ti(C N)基金属陶瓷 高熵合金 真空烧结 力学性能 微观结构
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牙轮钻头Ti(C,N)基金属陶瓷密封配副磨损研究
15
作者 周已 雷鑫林 +3 位作者 唐艺凤 王儒晨 颜招强 吴兵 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期96-107,共12页
目前牙轮钻头金属密封环通常采用相同的金属材料,其磨损性能不佳,易造成金属密封因磨损严重而失效。为提高金属密封的磨损性能,提出采用Ti(C,N)基金属陶瓷作为牙轮钻头密封副,并开展其与不同材料配副的磨损试验,研究不同摩擦副的摩擦磨... 目前牙轮钻头金属密封环通常采用相同的金属材料,其磨损性能不佳,易造成金属密封因磨损严重而失效。为提高金属密封的磨损性能,提出采用Ti(C,N)基金属陶瓷作为牙轮钻头密封副,并开展其与不同材料配副的磨损试验,研究不同摩擦副的摩擦磨损性能和磨损形式;建立适用于牙轮钻头金属密封材料的数值磨损模型,开展Ti(C,N)基金属陶瓷与不同材料配副的双金属密封性能的数值模拟,基于磨损模型预测使用30 h后不同双金属密封的磨损体积。试验结果表明:当Ti(C,N)基金属陶瓷作为动摩擦副,9CrSi作为静摩擦副时,金属环表面平均磨损体积最小,同时摩擦因数较小,磨损性能更佳。通过试验与仿真数据对比,验证了建立的数值磨损模型适用于双金属密封。仿真结果表明:当Ti(C,N)基金属陶瓷作为动金属环,9CrSi作为静金属环时密封端面磨损体积最小,金属密封磨损性能显著提高,其接触应力最大值为23.243 MPa,能够满足密封要求。 展开更多
关键词 牙轮钻头 TI(C N)基金属陶瓷 密封配副 磨损性能
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烧结氧分压对25(20Ni-Cu)/(10NiO-NiFe_(2)O_(4))金属陶瓷微观结构及其力学与电学性能的影响
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作者 刘晨旭 何勇 +3 位作者 熊慧文 周科朝 涂有旺 张雷 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2887-2899,共13页
为提高金属陶瓷的相对密度,优化物相组成,采用可控氧分压烧结制备名义成分为25(20Ni-Cu)/(10NiO-NiFe_(2)O_(4))的金属陶瓷,并基于Fe-Ni-O三元相平衡热力学,探究烧结氧分压对材料微观组织、力学与电学性能的影响,揭示不同烧结氧分压下,... 为提高金属陶瓷的相对密度,优化物相组成,采用可控氧分压烧结制备名义成分为25(20Ni-Cu)/(10NiO-NiFe_(2)O_(4))的金属陶瓷,并基于Fe-Ni-O三元相平衡热力学,探究烧结氧分压对材料微观组织、力学与电学性能的影响,揭示不同烧结氧分压下,金属陶瓷的失氧反应与组织演变机制。研究结果表明,烧结氧分压影响了尖晶石相的分解和金属相的氧化过程,进而决定金属陶瓷的平衡相组成;当氧分压为2.1~12.1 Pa时,NiFe_(2)O_(4)相有一定程度的分解,且金属相含量高于标准含量,经1250℃烧结后,金属陶瓷的平衡相组成为CuNiFe-NiO-NiαFe_(3−α)O_(4)。金属陶瓷的力学性能和电导率均随氧分压的升高而降低,当氧分压为2.1 Pa时,样品相对密度最高,达99.7%,抗弯强度达176.86 MPa,室温电导率为14 S·cm^(-1)。 展开更多
关键词 金属陶瓷 铝电解 力学性能 电学性能 烧结气氛
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纳米HfC对微波烧结TiB_(2)基金属陶瓷刀具材料力学性能和微观组织的影响 被引量：1
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作者 武星辰 季文彬 +1 位作者 戴士杰 张广森 《工具技术》 北大核心 2024年第2期21-27,共7页
采用微波烧结技术快速制备一种力学性能良好的TiB_(2)基金属陶瓷刀具材料,研究了纳米HfC含量对金属陶瓷力学性能和微观组织的影响,分析了微观组织和力学性能之间的关系,揭示了纳米HfC对金属陶瓷刀具材料的增强补韧机理。结果表明:加入纳... 采用微波烧结技术快速制备一种力学性能良好的TiB_(2)基金属陶瓷刀具材料,研究了纳米HfC含量对金属陶瓷力学性能和微观组织的影响,分析了微观组织和力学性能之间的关系,揭示了纳米HfC对金属陶瓷刀具材料的增强补韧机理。结果表明:加入纳米HfC可显著提高材料的断裂韧度和抗弯强度,含20wt.%HfC的金属陶瓷断裂韧度和抗弯强度相较于未加HfC的断裂韧度和抗弯强度分别提高了36.7%和45.4%,断裂韧度高达10.68MPa·m^(1/2)±0.30MPa·m^(1/2);随着纳米HfC含量的增加,TiB_(2)基体晶粒由粗大、无规则形状向细小、矩形形状转变,平均晶粒尺寸可缩小到原来的1/2.6;TiB_(2)-TiC-HfC金属陶瓷的主要增强补韧机理为细晶强化、颗粒弥散强化、固溶强化、裂纹偏转和钉扎效应。 展开更多
关键词 纳米HfC 微波烧结 TiB_(2)基金属陶瓷刀具 力学性能 微观组织
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表面等离子渗氮对TiAlN涂层TiCN基金属陶瓷性能的影响
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作者 陈诚 贠庆芳 +4 位作者 郭凯 向志杨 熊计 刘俊波 赵剑峰 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期68-75,102,共9页
针对TiCN基金属陶瓷,调节不同N_(2)/Ar流量比对其进行等离子渗氮,并在渗氮样品表面沉积TiAlN涂层。采用GIXRD、EDS、SEM、HR-TEM、划痕测试、纳米压痕测试和光学图像测试仪等研究了渗氮过程N_(2)/Ar流量比对涂层组织结构、膜基界面状态... 针对TiCN基金属陶瓷,调节不同N_(2)/Ar流量比对其进行等离子渗氮,并在渗氮样品表面沉积TiAlN涂层。采用GIXRD、EDS、SEM、HR-TEM、划痕测试、纳米压痕测试和光学图像测试仪等研究了渗氮过程N_(2)/Ar流量比对涂层组织结构、膜基界面状态、力学性能和涂层金属陶瓷刀片切削性能的影响。结果表明,随着N_(2)/Ar流量比的提高,TiAlN涂层晶粒逐渐细化,涂层厚度不断降低,基体表面仍有黏结相残留,进而影响表面涂层的生长和性能。当N_(2)/Ar流量比为1时,膜基界面处存在硬质相生长区和富黏结相生长区两种涂层生长区域,涂层在硬质相表面为共格外延生长,富黏结相区域存在原子排列紊乱的过渡区,涂层为半共格外延生长;涂层(200)晶面取向最强,织构系数为1.91;涂层硬模比(H/E)最高,为0.094。当N_(2)/Ar流量比为2时,TiAlN涂层的硬度和弹性模量均最高,分别为34.15GPa和416.64GPa。在切削加工过程中,切削接触区域主要发生磨粒磨损和粘着磨损。当N_(2)/Ar流量比为1时,涂层TiCN基金属陶瓷刀片切削性能最佳。 展开更多
关键词 TiCN基金属陶瓷 等离子渗氮 TIALN涂层 膜基界面 力学性能 切削性能
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Nb添加量对金属陶瓷显微组织和磁学性能的影响 被引量：2
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作者 张金伟 张曼 +3 位作者 赵奔奔 刘杰胜 彭浩 谭晓明 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第2期9-16,共8页
Ti(C,N)基金属陶瓷具有硬度高、耐蚀性好及密度低等一系列优点,在工业领域具有广泛的应用前景。但它室温时易呈铁磁性,阻碍了其进一步推广应用。采用粉末冶金法制备了系列TiC-l0TiN-xNb-30Ni-4C(摩尔分数)金属陶瓷,用X射线衍射仪(XRD)... Ti(C,N)基金属陶瓷具有硬度高、耐蚀性好及密度低等一系列优点,在工业领域具有广泛的应用前景。但它室温时易呈铁磁性,阻碍了其进一步推广应用。采用粉末冶金法制备了系列TiC-l0TiN-xNb-30Ni-4C(摩尔分数)金属陶瓷,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、物理性能测试系统(PPMS)、洛氏硬度计和万能试验机研究了金属陶瓷的磁学性能、力学性能以及显微组织在不同Nb添加量下的变化。结果表明,所有金属陶瓷由陶瓷晶粒和Ni基粘结相组成,添加的Nb组元在烧结过程中基本完全固溶于粘结相和陶瓷相。整体上,陶瓷晶粒随着Nb添加量的增加变细。未添加Nb的金属陶瓷呈现典型的铁磁性,当Nb添加量为8%(摩尔分数)时,金属陶瓷转变为顺磁性。随着Nb添加量的增加,Ti(C,N)基金属陶瓷的室温饱和磁化强度和剩磁都呈现下降趋势,然后逐渐趋近于0。Nb含量的增加,也使得Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度和硬度呈现先增加后逐渐减小的趋势。当Nb含量为4%(摩尔分数)时,Ti(C,N)基金属陶瓷保持较好的抗弯强度(1 470 MPa)和硬度(87.0 HRA)。研究可为制备无磁金属陶瓷提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 金属陶瓷 NB 磁学性能 显微组织 力学性能
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(Cr,La)_(2)(C,N)添加对Ti(C,N)基金属陶瓷结构与性能的影响 被引量：1
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作者 龙航飞 叶金文 曹之南 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期45-52,共8页
在开放体系下采用高温碳管炉制备了(Cr,La)_(2)(C,N)粉末,并将其作为添加剂制备Ti(C,N)基金属陶瓷。利用X射线衍射仪、扫描电镜、万能力学试验机及维氏硬度计等设备研究了(Cr,La)_(2)(C,N)添加对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的... 在开放体系下采用高温碳管炉制备了(Cr,La)_(2)(C,N)粉末,并将其作为添加剂制备Ti(C,N)基金属陶瓷。利用X射线衍射仪、扫描电镜、万能力学试验机及维氏硬度计等设备研究了(Cr,La)_(2)(C,N)添加对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。结果表明,(Cr,La)_(2)(C,N)的添加能够有效细化Ti(C,N)基金属陶瓷的硬质相晶粒,其中Cr、La元素主要固溶于粘结相,La元素促进了硬质相的溶解–析出过程,金属陶瓷的抗弯强度、硬度以及断裂韧性等力学性能得到明显改善。当添加(Cr,La)_(2)(C,N)的质量分数为5.0%时,Ti(C,N)基金属陶瓷的综合力学性能达到最佳,抗弯强度为2002 MPa,维氏硬度为1643 MPa,断裂韧性为11.22 MPa·m^(1/2)。 展开更多
关键词 TI(C N)基金属陶瓷 (Cr La)_(2)(C N) 微观组织 力学性能 断裂韧性
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