金属陶瓷

摘要： 制备4种不同碳含量Ti(C,N)基金属陶瓷,通过碳分析仪、氧氮分析仪、扫描电镜、X射线衍射仪、维氏硬度测试仪等仪器检测Ti(C,N)基金属陶瓷的合金碳、氧、氮成分、微观组织、力学性能等,分析碳含量对显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着碳含量增加,合金中氧含量降低,黏结相钴、镍中固溶的W、Mo、Ti含量降低,黑芯相减少,壳层灰色(Ti、W、Mo、Ta、Nb)C,N固溶环形相增多,比饱和磁化强度上升,硬度下降。碳含量也会对断裂韧性及TRS产生影响,其影响程度在合金碳质量分数为7.37%时达到峰值。

摘要： 金属陶瓷涂层与类金刚石涂层的性能不同,在实际应用中两种涂层不能够互换使用,对于涂层的应用来说是一个缺陷。为了克服上述缺陷,将金属陶瓷涂层与类金刚石涂层的优异性能相结合,提出一种金属陶瓷复合自润滑碳涂层,并以三元TiCN涂层为对象,采用SEM、EDAX、XRD、Raman、XPS及维氏硬度计、压痕试验、摩擦磨损试验,研究具有自润滑特性的碳相对含量对涂层微观组织结构、力学及摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着碳含量的增加,涂层表面更为致密光滑,涂层的主要组成相为TiN、TiC、TiC_(0.3)N_(0.7)及TiC_(0.7)N_(0.3);涂层中Ti-N、Ti-C键随着碳含量的增加呈现先增加后减少趋势,当碳含量为31.24 at%时,涂层中便有多余的非晶碳析出,形成金属陶瓷复合自润滑碳涂层nc-Ti(C,N)/a-C,此时涂层不锈钢的硬度最高为HV_(0.05)1052.2,同时涂层表现出较好的结合力、较低的摩擦因数及磨损率;涂层中碳含量为43.85 at%时,摩擦因数较低,在0.1以下波动,磨损率达最小值3.31×10^(−15) m^(3)/(N·m),但压痕周围有微裂纹产生。解释了自润滑碳对于金属陶瓷涂层性能的影响机制,可为高性能涂层的制备提供理论指导及试验依据。

摘要： 真空烧结工艺制备Mo_(2)FeB_(2)金属陶瓷存在设备投资大、生产效率低、成本高和工程应用适应性差的弊端。对激光熔覆制备Mo_(2)FeB_(2)金属陶瓷进行研究,采用扫描电镜(SEM)、硬度计等手段,探讨稀土(Rare earth,RE)含量对熔覆金属组织和硬度的影响。结果表明,相比不加稀土,添加质量分数2%RE的熔覆层硬质相明显细化,随着稀土添加量的进一步增加,硬质相开始团聚并相互连接。添加稀土使更多的Cr元素置换了Mo_(2)FeB_(2)的Fe元素,添加2%RE时置换较多,添加8%RE时最多,而添加4%RE时置换较少。添加0、2%、4%和8%RE的熔覆层硬质相面积分数分别为30.84%、53.74%、71.25%和54.92%,平均显微硬度分别为627HV、923HV、1008HV和742HV。添加稀土的硬质相面积分数和熔覆层硬度明显提高。

摘要： 为了提高Ti(C,N)基金属陶瓷表面减摩润滑性能,延长零部件使用寿命,采用电火花沉积技术在其表面沉积制备Cu-MoS_(2)自润滑涂层,使用HSR-2M型高速往复摩擦磨损试验机对制备的自润滑涂层进行摩擦磨损实验,并对涂层表面形貌进行了研究,分析了MoS_(2)含量对自润滑涂层摩擦磨损性能的影响规律。当涂层厚度约为45.7μm、表面粗糙度约为1.19μm时,涂层表面较为均匀、致密,且在摩擦试验时表现出良好的减摩润滑作用。MoS_(2)含量增加时会提高涂层的润滑性能,但含量过高会导致涂层发生局部脱落;Cu-MoS_(2)自润滑涂层的减摩润滑性能与涂层中MoS_(2)含量有关,主要是因为涂层中MoS_(2)含量会影响涂层表面强度以及涂层与基体的结合效果。

摘要： 以Ti-Al-TiC和Ti-Al-TiC-NbC-TaC-WC为体系,采用热压烧结法原位合成Ti_(3)AlC_(2)三元层状陶瓷和多组元固溶(Ti,M)_(3)AlC_(2)(M为Nb、Ta、W)样品,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能量色散X射线光谱仪对样品进行表征分析。结果表明,Nb、Ta、W元素都可以固溶进入Ti_(3)AlC_(2)晶体中,且提高了Ti_(3)AlC_(2)陶瓷结晶度,但固溶能力有限,掺杂固溶元素的样品晶相中有M-Al非晶相生成。

摘要： Ti(C,N)基金属陶瓷是一种具有很大发展潜力的硬质材料,将其与韧性较高、可承受较大冲击载荷的钢等金属材料连接则可发挥各自的优势,满足恶劣工况对高硬度、高耐磨耐蚀性和强韧性等优异综合性能的要求.残余应力是金属陶瓷与钢焊接时面临的主要问题.本文在对国内外(金属)陶瓷/钢钎焊接头残余应力状态和分布规律,以及应力缓解方式的研究现状进行综述的基础上,提出近焊缝处的金属陶瓷侧是缓解残余应力的关键区域,应将应力缓解的研究重点从目前的钎料扩展到金属陶瓷的近焊缝区.

摘要： 以金属钼粉、氧化锆粉和稳定氧化钇锆粉作为原料,采用粉末冶金方法制备了40Mo-ZrO2和40Mo-8YSZ金属陶瓷试样,采用四电极法对试样的高温电导率进行了测量,研究了烧结保温时间对金属陶瓷孔隙率和导电性能的影响.结果表明:延长烧结保温时间,颗粒出现片状集聚现象,烧结体更加致密,气孔率下降,金属陶瓷电导率提高.40Mo-ZrO2金属陶瓷的电导率受金属相电子导电与陶瓷相离子导电的混合导电机制影响,其电导率分别在850°C和1200°C附近出现峰值.40Mo-8YSZ金属陶瓷电导率随温度升高而降低,主要受金属相电子导电机制影响.

摘要： 以MoSi2粉和NiCrCoAlY粉为原料,氩气做保护气,采用高能球磨技术成功制备了NiCrCoAlY-MoSi2纳米金属陶瓷复合粉体。利用X射线衍射仪(XRD)、激光粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、振实密度仪和松装密度仪等对粉体的微观组织、晶粒尺寸和性能进行了表征和分析。结果表明:NiCrCoAlY-MoSi2粉体高能球磨30 h,纳米级强化相MoSi2均匀弥散分布在粘结相NiCrCoAlY上,平均晶粒尺寸为25 nm。该粉体由大量椭圆形颗粒和少量细小团聚颗粒组成,流动性能明显改善,可稍加过筛后直接用于热喷涂。

摘要： MAX相材料因集合了陶瓷和金属的高硬度、高弹性模量、高温稳定性、可加工性、良好的导电/导热性等优异性能,在熔盐储热、熔盐电解、熔盐辅助合成和熔盐堆发电等变革性能源应用领域获得广泛关注,在高温、强腐蚀、高强辐照等极端恶劣环境具有很好的应用前景.全面综述了MAX相金属陶瓷材料的结构、物化性能和制备方法,跟踪了MAX相家族的新相合成以及MXene二维材料的最新研究进展,并提出MAX相金属陶瓷材料的应用前景和发展方向.

摘要： 以MoSi2粉和NiCrCoAlY粉为原料,氩气做保护气,采用高能球磨技术成功制备了NiCrCoAlY-MoSi2纳米金属陶瓷复合粉体.利用X射线衍射仪(XRD)、激光粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、振实密度仪和松装密度仪等对粉体的微观组织、晶粒尺寸和性能进行了表征和分析.结果表明:NiCrCoAlY-MoSi2粉体高能球磨30 h,纳米级强化相MoSi2均匀弥散分布在粘结相NiCrCoAlY上,平均晶粒尺寸为25 nm.该粉体由大量椭圆形颗粒和少量细小团聚颗粒组成,流动性能明显改善,可稍加过筛后直接用于热喷涂.

摘要： 采用X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)研究了添加和不添加成型剂聚乙烯醇溶液的Mo2FeB2基金属陶瓷.测量了MO2FeB2基金属陶瓷的相对密度、硬度(HRA)和抗弯强度(TRS).结果表明,与添加了聚乙烯醇溶液的Mo2FeB2基金属陶瓷相比,没有添加聚乙烯醇溶液的Mo2FeB2基金属陶瓷晶粒更为细化和均匀.另外,对于没有添加聚乙烯醇溶液的金属陶瓷,还可以获得较高的相对密度、硬度和抗弯强度.综合考虑到Mo2FeB2基金属陶瓷的力学性能和制备周期,不添加成型剂聚乙烯醇溶液是制备Mo2FeB2基金属陶瓷的最佳粉末成型工艺.

摘要： Ti(C,N)基金属陶瓷具有优异的耐腐蚀性,抗氧化性能及红硬性等,因此在切削加工刀具领域应用较广.本文采用x射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM),抗弯强度测试仪,洛氏硬度计等分析测试手段对Ti(C,N)基金属陶瓷进行了材料表征研究,探究Zr元素含量的不同对Ti(C,N)-Co金属陶瓷显微组织结构、力学性能和抗氧化性能的影响.获得以下主要结论:Zr含量的不同会对Ti(C,N)基金属陶瓷组织结构和性能产生重要影响,当Zr元素含量为5％时,金属陶瓷材料的综合性能表现的最为优异.

摘要： 射线探伤作为五大常规无损检测方法,在工业上有着非常广泛的应用,相应地,随着工业CT蓬勃发展,用于数字成像的X射线管也有很大的市场需求,其中拥有双焦点的金属陶瓷射线成像管最为常用.本文在设计的基本结构基础上,对X射线管的电极参数进行了优化仿真设计,并对超高耐压管的设计进行了分析讨论.最后成功制备出了225kV的1.0mm和5.0mm的双焦点成像管,测试结果表明具有很好的穿透率和较好的分辨率.

摘要： 射线探伤作为五大常规无损检测方法,在工业上有着非常广泛的应用.相应地,随着工业CT蓬勃发展,用于数字成像的X射线管也有很大的市场需求,其中拥有双焦点的金属陶瓷射线成像管最为常用.在设计的基本结构基础上,对X射线管的电极参数进行了优化仿真设计,并对超高耐压管的设计进行了分析讨论.最后成功制备出了225kV的1.0mm和5.0mm的双焦点成像管,测试结果表明具有很好的穿透率和较好的分辨率.

摘要： 通过粉体致密化结合，采用氢气气氛烧结等技术途径，可实现绝缘-金属陶瓷制备，结合SEM、EDS及CLSM微观结构分析，绝缘一金属陶瓷界面形成的过渡层较好地缓解了两者热膨胀系数的差异及残余应力，确保上述两种材料的致密无缝结合。结合工艺实验、微观结构及物相分析，金属陶瓷虽可与金属实现氩弧焊接，但存在以下不足：由于钼金属及氧化铝陶瓷熔点高，增大了焊接工艺难度，同时影响了相匹配金属材料的性能；氩弧焊接工艺属于快速熔融及快速降温过程，氧化铝陶瓷在该工艺条件下难于达到晶粒生长的效果；金属陶瓷共烧体中无新物相生成，熔融金属Mo通过物理作用连接，其受氧化铝颗粒阻隔，容易形成烧蚀空洞等缺陷，因此金属陶瓷不适于采用氩弧焊接工艺焊接。金属陶瓷与金属材料焊接工艺实验对比中，钎焊工艺较氩弧焊工艺具有较明显的优势，首先，钎焊部件连接处满足电真空气密性要求；其次钎焊工艺可以实现金属陶瓷与金属材料的稳定连接，其焊接强度远大于氩弧焊接工艺；第三，采用Cu焊料免镀镍工艺可简化焊接工艺条件。不过，金属陶瓷与金属材料的钎焊结合强度适应于更高应用需求，其工艺条件尚需进一步优化；其次在金属陶瓷应用中可能会接触到特殊结构的要求，萁封接匹配技术尚需进一步拓展。

摘要： 采用铜基钎料对Mo2FeB2基金属陶瓷与45钢进行真空钎焊.研究了钎焊温度和保温时间对焊接接头剪切强度的影响,并且采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等对钎焊接头显微组织和界面元素分布进行了分析.结果表明:随着钎焊温度和保温时间增加,钎焊接头的剪切强度均先增加后减小.当钎焊温度为1020°C、保温时间为20min时,钎焊接头获得较高的剪切强度240.5MPa;Fe、Cu元素在界面处发生了较剧烈扩散,形成厚度适当的扩散层,在金属陶瓷一侧反应产物主要由Mo2FeB2、Fe基固溶体、Cu6.69Si、Cr3C2组成,在45钢一侧产物主要由Cu基固溶体、(Fe,Ni)固溶体及少量的Mo2FeB2、Cr3C2组成.

摘要： 本文研究了3-12wt.％的TiN含量对TiC-10WC-25Ni金属陶瓷显微组织与磁学、力学性能的影响.结果表明,经1450°C真空烧结1h后,所有金属陶瓷组织都由弥散分布的Ti基碳化物或碳氮化物陶瓷晶粒和Ni基粘结相组成,且陶瓷晶粒通常由黑色芯、白色内环和灰色外环组成,但当TiN含量高于6wt.％时,白色内环变薄.室温饱和磁化强度Ms和剩磁Mr随着TiN含量增加而下降,但矫顽力Hc却升高.当TiN为12wt.％时,金属陶瓷无明显磁滞现象,Ms和Mr均趋于零.这与其Ni基粘结相中固溶了较多的非磁性合金元素Ti和W,晶格发生显著膨胀,导致Ni原子间的磁交换作用明显减弱有关.TiN添加使金属陶瓷的抗弯强度提高,当TiN含量为12wt.％时,抗弯强度可达1859MPa,这主要与陶瓷晶粒细化有关.金属陶瓷的硬度随着TiN含量增加先下降后增加,当TiN含量为9wt.％时最低,为86.6HRA,这主要与TiN的硬度明显低于TiC有关.

摘要： 本文研究了2-8mol.％石墨添加对TiC-10TiN-30Ni-6Mo金属陶瓷显微组织与磁学、力学性能的影响.结果表明,不管石墨添加量的多少,金属陶瓷均由Ti(C,N)陶瓷晶粒和Ni基粘结相组成.当石墨添加量为4mol.％时,陶瓷晶粒总体上最粗;随着石墨添加量增加,Ni基粘结相的晶格参数下降,Ti和Mo的总固溶量减少.当石墨添加量为4mol.％时,金属陶瓷室温转变为铁磁性,室温饱和磁化强度和剩磁随着石墨添加量增加而增加,这主要与Ni基粘结相中非铁磁性合金元素Ti和Mo的固溶量下降有关.金属陶瓷的横向断裂强度随着石墨添加量增加而下降,这可能与粘结相固溶强化变弱、粘结相/陶瓷晶粒界面形貌变化等因素有关.但石墨添加量对金属陶瓷的硬度影响较小.

摘要： 本论文综述了近年来取得显著进展的两种惰性阳极材料体系:铁酸镍基金属陶瓷惰性阳极体系和合金阳极体系.以铁酸镍尖晶石为基础的金属陶瓷惰性阳极材料具有优越的抗腐蚀性能,但其工业化面临的问题相对较多.合金阳极具有优良的导电性和力学性能,适于加工成型和制备复杂形状,但耐高温熔盐腐蚀性能差.惰性阳极与可湿润性阴极的综合应用,结合低温铝电解技术的发展,必将加快铝工业革命的步伐,促进铝电解工业的绿色可持续发展.

摘要： 为满足未来空天飞行器在大气层内外的苛刻使用条件,本项目提出了TiAl/Ti3SiC2复合板这种一材多用的通用型新材料.该材料继承了TiAl基合金低密度和良好高温性能的优点,同时也解决了TiAl合金耐磨性差和高温抗氧化性不足的问题,是迫切需要减重的航空航天部件的理想候选材料.但如何提高TiAl基合金与Ti3SiC2陶瓷的界面结合质量以及获取有效的成形加工方法成为亟需解决的瓶颈问题.基于前期预研,本研究利用材料处于超塑性状态的固有优势,通过复合板协同超塑变形时的界面运动来提高金属-陶瓷间的界面结合质量,实现了结构与功能一体化成形的新构想.

摘要： 一种金属陶瓷，包括：含有碳氮化物的硬质相，所述碳氮化物含有Ti和Nb；以及含有铁族元素的金属结合相。硬质相包括粒状的芯部和覆盖芯部的至少一部分的周边部。芯部含有表示为Ti1‑X‑YNbXWYC1‑ZNZ的复合碳氮化物，其中Y为0以上0.05以下且Z为0.3以上0.6以下。与芯部相比，周边部的组成中W的含量更高。

摘要： 提供一种金属陶瓷覆盖材，该金属陶瓷覆盖材是通过在基材上覆盖金属陶瓷层而成的，其特征在于，在上述金属陶瓷层中，含有Mo

摘要： 本发明提供一种喷镀层形成用粉末，该喷镀层形成用粉末含有Mo2(Ni、Cr、V、Fe)B2型复合硼化物，该喷镀层形成用粉末的特征在于，该喷镀层形成用粉末的组成为B：5.5重量％～6.5重量％、Mo：48.8重量％～57.7重量％、Si：1.8重量％～2.5重量％、Cr：6.0重量％～10.0重量％、V：1.0重量％～3.0重量％、Fe：6.0重量％～10.0重量％、Ni：17.0重量％以上。采用本发明，能够提供一种用于形成金属陶瓷喷镀层的喷镀层形成用粉末，该金属陶瓷喷镀层具有磁性且耐腐蚀性和耐磨耗性优良，而且能够在比较低的温度下对该金属陶瓷喷镀层实施用于提高其与基材之间的密合性的再熔融处理。

摘要： 本发明提供一种混合粉体和一种烧结该混合粉体所得到的烧结体。该混合粉体含有至少一种完全固溶相的固溶体粉体，该固溶体粉体含有选自Ti和元素周期表中IVb,Vb和VIb族金属的至少两种金属的碳化物或碳氮化物或其混合物。此外，本发明提供一种混合金属陶瓷粉体和一种烧结该混合金属陶瓷粉体所得到的金属陶瓷。该混合金属陶瓷粉体含有选自Ti和元素周期表中IVb,Vb和VIb族金属的至少两种金属的碳化物或碳氮化物或其混合物和选自Ni、Co和Fe的至少一种金属。本发明也提供一种烧结体和一种金属陶瓷的制造方法。

摘要： 本发明涉及一种基于PVD技术的块体金属陶瓷/金属/金属陶瓷双向纳米梯度材料及其制备方法。所述制备方法包括如下步骤：S1：将基片设置于PVD设备转架上，控制靶材工作面与基片正对，且两者的距离为7~20 cm；S2：控制靶材电流密度为150~300 A，基体偏压为0~‑50V，沉积时间3~30 h，氮气压力按六阶段控制，依次沉积即得所纳米梯度材料。本发明通过优化靶材与基片之间的间距、靶材等核心工艺参数，使得基体负变压作用，实现了纳米梯度材料的制备；该纳米梯度材料从表层到心部硬度和应力呈现梯度变化规律特征，表层具有高硬度和耐磨性，心部具有优良的韧性，该材料具有优异的断裂韧性、承载能力及摩擦磨损性能。

摘要： 一种金属陶瓷，包括：含有碳氮化物的硬质相，所述碳氮化物含有Ti和Nb；以及含有铁族元素的金属结合相。硬质相包括粒状的芯部和覆盖芯部的至少一部分的周边部。芯部含有表示为Ti1‑X‑YNbXWYC1‑ZNZ的复合碳氮化物，其中Y为0以上0.05以下且Z为0.3以上0.6以下。与芯部相比，周边部的组成中W的含量更高。

摘要： 本发明提供一种金属陶瓷覆盖材，该金属陶瓷覆盖材是通过在基材上覆盖金属陶瓷层而成的，其特征在于，在上述金属陶瓷层中，含有Mo

摘要： 本发明提供一种喷镀层形成用粉末，该喷镀层形成用粉末含有Mo2(Ni、Cr、V、Fe)B2型复合硼化物，该喷镀层形成用粉末的特征在于，该喷镀层形成用粉末的组成为B：5.5重量％～6.5重量％、Mo：48.8重量％～57.7重量％、Si：1.8重量％～2.5重量％、Cr：6.0重量％～10.0重量％、V：1.0重量％～3.0重量％、Fe：6.0重量％～10.0重量％、Ni：17.0重量％以上。采用本发明，能够提供一种用于形成金属陶瓷喷镀层的喷镀层形成用粉末，该金属陶瓷喷镀层具有磁性且耐腐蚀性和耐磨耗性优良，而且能够在比较低的温度下对该金属陶瓷喷镀层实施用于提高其与基材之间的密合性的再熔融处理。

摘要： 本发明提供一种混合粉体和一种烧结该混合粉体所得到的烧结体。该混合粉体含有至少一种完全固溶相的固溶粉体，该固溶粉体含有选自Ti和元素周期表中IVa，Va和VIa族金属的至少两种金属的碳化物或碳氮化物或其混合物。此外，本发明提供一种混合金属陶瓷粉体和一种烧结该混合金属陶瓷粉体所得到的金属陶瓷。该混合金属陶瓷粉体含有选自Ti和元素周期表中IVa，Va和VIa族金属的至少两种金属的碳化物或碳氮化物或其混合物和选自Ni、Co和Fe的至少一种金属。本发明也提供一种烧结体和一种金属陶瓷的制造方法。

摘要： 公开了一种固体溶液粉末、制备该固体溶液粉末的方法、使用该固体溶液粉末的陶瓷、制备该陶瓷的方法、包含该固体溶液粉末的金属陶瓷粉末、制备该金属陶瓷粉末的方法、使用该金属陶瓷粉末的金属陶瓷和制备该金属陶瓷的方法。根据本发明，传统金属陶瓷(尤其是TiC或Ti(CN)基金属陶瓷)由于高硬度导致的低刚度问题得到解决，这是因为可得到作为微结构的无核/环结构的完全固体溶液相，并且其中还提高了硬度以及刚度，从而充分而显著地提高了使用该陶瓷或金属陶瓷替代WC－Co硬材料来制造高硬度和高刚度的切割工具的材料的通用机械性能，其中甚至可以在1300°C或更低的低温和较短时间的还原和碳化条件下得到无核/环结构的完全固体溶液相，从而提高了整体方法的效率。