金属陶瓷材料

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导电金属陶瓷

导电金属陶瓷

导电金属陶瓷
导电金属陶瓷是指既具有金属导电性,又具有陶瓷特性的材料。

它融合了金属的导电性和陶瓷的耐高温、耐腐蚀等特点,具有良好的导电性能和耐热性能。

导电金属陶瓷主要由金属粉末和陶瓷粉末按一定比例混合制备而成。

常见的导电金属陶瓷材料有:
1. SiC陶瓷:硅碳化物陶瓷是一种具有优异导电性和热导性的
陶瓷材料,广泛用于高温环境下的导电件、热沉、加热元件等。

2. BN陶瓷:氮化硼陶瓷是一种具有优异导热和绝缘性能的材料,可用于高温导热件、半导体封装材料等。

3. AlN陶瓷:氮化铝陶瓷具有优异的导热性能和耐高温性能,常用于高功率电子器件的散热材料。

4. ZrB2陶瓷:二硼化锆陶瓷具有良好的导电性和高温稳定性,适用于高温导线、加热元件等。

导电金属陶瓷的应用领域广泛,包括电子、航空航天、能源等领域。

它在高温环境下具有优异的导热性能和机械性能,并且具有较低的热膨胀系数,因此被广泛应用于高温导热件、高功率电子器件的散热材料、航空航天发动机等领域。

金属陶瓷材料的制备及性能研究

金属陶瓷材料的制备及性能研究

金属陶瓷材料的制备及性能研究随着科学技术的不断发展,金属陶瓷材料越来越受到人们的关注。

金属陶瓷材料是指由金属和非金属陶瓷组成的复合材料。

在金属陶瓷材料的制备及性能研究方面,近年来取得了很多进展。

一、金属陶瓷材料的制备金属陶瓷材料的制备方法有多种,常见的有电化学还原法、高能球磨法和等离子喷涂法等。

1.电化学还原法该方法是把金属离子和陶瓷离子混在一起,通过再生电极还原得到金属陶瓷复合材料。

这种方法的优点是可以调整材料的成分和微观结构,制备出高强度、高硬度的材料。

2.高能球磨法该方法是利用高能球磨机制备金属陶瓷材料。

通过高速旋转的球磨机让金属颗粒与陶瓷颗粒碰撞,从而实现混合和合成。

该方法的优点是可以控制材料的组成和微观结构,同时还能制备出粉体和纳米材料。

3.等离子喷涂法该方法是将金属和陶瓷喷涂在基材上,然后进行烧结。

该方法的优点是可以制备出大规模、高性能的金属陶瓷材料,同时还可以在材料表面形成一层密实和坚硬的涂层。

二、金属陶瓷材料的性能研究金属陶瓷材料具有许多独特的性能,比如高强度、高硬度、高耐蚀性和高温稳定性等。

在金属陶瓷材料的性能研究方面,目前主要集中在以下几个方面:1.力学性能金属陶瓷不仅具有优异的力学性能,而且还能在高温和高压等恶劣环境下保持稳定。

目前,通过力学测试可以评估金属陶瓷材料的强度、硬度、断裂韧性和抗疲劳性等性能。

2.耐腐蚀性能金属陶瓷材料具有优异的耐腐蚀性能,这使它在化工、航空和海洋等领域有着广泛的应用前景。

目前,通过模拟实验和电化学测试等方法可以评估金属陶瓷材料的耐腐蚀性能。

3.热性能金属陶瓷材料具有优异的热性能,能够在高温高压环境下保持结构稳定和性能不变。

目前,通过热重分析和热膨胀等测试方法可以评估金属陶瓷材料的热性能。

总之,金属陶瓷材料在现代工业中具有广泛的应用前景,其制备及性能研究已经成为了一个热门的研究领域。

未来,随着技术的不断发展,金属陶瓷材料将会在更多领域发挥着重要的作用。

金属陶瓷合金

金属陶瓷合金

金属陶瓷合金金属陶瓷合金是一种由金属和陶瓷相组成的材料,具有金属和陶瓷的特性和优点,广泛应用于航空、汽车、电子、医疗等领域。

本文将从材料性质、制备工艺、应用领域等方面详细介绍金属陶瓷合金。

一、材料性质金属陶瓷合金具有优良的力学性能和化学稳定性。

其力学性能主要表现在高强度、高硬度和良好的耐磨性上。

与普通金属相比,金属陶瓷合金的硬度更高,可达到1000~2000HV,甚至更高。

此外,金属陶瓷合金还具有较好的抗腐蚀性能,能够在高温、酸碱等恶劣环境下长期稳定工作。

二、制备工艺制备金属陶瓷合金的主要工艺包括粉末冶金、熔融冶金和溶胶-凝胶法等。

其中,粉末冶金是最常用的制备方法之一。

该方法主要通过粉末混合、压制和烧结等步骤来获得金属陶瓷合金。

熔融冶金方法则是将金属和陶瓷相一起熔炼,形成均匀的合金液,然后通过冷却凝固得到金属陶瓷合金。

溶胶-凝胶法是一种比较新颖的制备方法,通过溶胶和凝胶的转变过程来制备金属陶瓷合金。

三、应用领域金属陶瓷合金由于其独特的性能,在多个领域得到广泛应用。

在航空领域,金属陶瓷合金常用于制造高温结构件,如涡轮叶片、燃烧室等。

其高温强度和耐磨性使其能够在高速飞行和高温环境下保持良好的性能。

在汽车领域,金属陶瓷合金常用于制造发动机零部件,如活塞环、气门等。

其高硬度和耐磨性使其能够承受高速运动和高温高压环境的考验。

在电子领域,金属陶瓷合金常用于制造半导体封装材料、电子陶瓷等。

其高导电性和优良的热稳定性使其成为电子器件的重要材料。

在医疗领域,金属陶瓷合金常用于制造人工关节、牙科修复材料等。

其生物相容性和耐磨性使其能够在人体内长期稳定使用。

金属陶瓷合金是一种具有优良性能和广泛应用的材料。

通过不同的制备工艺,可以获得不同性能和形态的金属陶瓷合金。

随着科学技术的不断进步,金属陶瓷合金在各个领域的应用将得到更加广泛和深入的发展。

金属陶瓷材料

金属陶瓷材料

形成金属陶瓷的必要条件有:(1)金属对陶瓷的润湿性要好。润湿力愈强,金属形成连续相的可能性越大,而陶瓷颗粒聚集成大颗粒的趋向就愈小,金属陶瓷的性能就愈好。改善两相润湿途径可在金属陶瓷相中加入第2种多价金属,其点阵类型要求与第1种金属相同。例如AL2O3一cr中加入Mo,也可以加入少量其他氧化物(如V2O3、MoO3、wO3等),降低了金属陶瓷烧结温度,改善润湿性。(2)金属和陶瓷相在烧结和使用中应无剧烈的化学反应发生。反应也仅限于两相的界面上生成新的陶瓷相。若反应剧烈,则金属相不以纯金属状态存在而变成化合物,成为数种化合物聚合体,无法起到利用金属相来改善陶瓷抵抗机械作用和温度急变的作用。高温下金属相与陶瓷相之间应有一定的溶解作用。通过溶解和析晶过程及陶瓷相均匀分布,从而改善制品性能。溶解作用过大或出现低熔物,会降低金属陶瓷的高温强度。(3)金属相与陶瓷相的膨胀系数相差不可太大,否则会降低金属陶瓷的抗热震性。如在TiC%26mdash;Ni金属陶瓷中,碳化钛的线膨胀系数为7.61%26times;10-6/℃,而镍的线膨胀系数为17.7%26times;10-6/℃二者相差一倍多,因而存在大的内应力,制品的抗热震性就差。金属陶瓷中两相膨胀系数差小于5%26times;10-6/℃时,对制品的抗热震性影响大降低。而陶瓷能耐高温、耐腐蚀,但脆性大,导电率低,高温流动性差。
如果把金属和陶瓷掺合在一起,就可以在高熔点的情况下得到强度高,硬度大、抗氧化能力强,并具有一定的延展性和良好的热稳定性的金属陶瓷。中国资产管理网
制造金属陶瓷材料比较简单,只需要在氧化铝中加入一些金属铬;在碳化钛中加入一些金属镍,就可以制造成金属陶瓷。掺有超微陶瓷粉末的金属铝,是一种重量轻、强度高、韧性大、
性能金属陶瓷硬度高、高温强度大,高温蠕变性好,抗热震性好,且具有抗氧化、抗腐蚀和抗磨损等性能。

金属陶瓷复合材料的制备及其应用

金属陶瓷复合材料的制备及其应用

金属陶瓷复合材料的制备及其应用金属陶瓷复合材料是由金属和陶瓷两种材料共同构成的一种新型材料。

它具有金属的强度和陶瓷的耐热、耐腐蚀、耐磨损等性质,是一种高强度、高温、耐磨损的材料。

本文将探讨金属陶瓷复合材料的制备及其应用。

一、制备金属陶瓷复合材料有多种制备方法,其中最常见的是粉末冶金法和熔体浸渗法。

1.粉末冶金法粉末冶金法是指将金属粉末和陶瓷粉末按一定比例混合,利用高温高压烧结工艺将其压成坯体,经过热处理后形成金属陶瓷复合材料。

这种方法适用于制备较小尺寸的产品,具有工艺简单、生产成本低等优点。

2.熔体浸渗法熔体浸渗法是指将金属坯体浸入陶瓷材料的熔体中,利用熔体温度高、流动性好的特点,让熔体在金属孔隙中浸润填充,形成金属陶瓷复合材料。

这种方法适用于制备大尺寸、复杂形状的产品,具有高密度、高质量的优点。

二、应用金属陶瓷复合材料具有优异的性能,因此在各个行业有着广泛的应用。

1.航空航天领域在航空航天领域,金属陶瓷复合材料多用于制造发动机叶片、火箭喷嘴等部件。

其高温、耐磨、耐腐蚀的特性,可以保证部件在高压、高温、高速的环境下正常运转。

2.能源领域在能源领域,金属陶瓷复合材料多用于制造燃气轮机叶片、燃烧室等部件。

其高温、耐腐蚀、耐磨损等特性,可以保证燃气轮机等设备在长时间的高温高压环境下正常运转。

3.汽车制造领域在汽车制造领域,金属陶瓷复合材料多用于制造发动机活塞、曲轴等部件。

其高强度、高耐磨、耐高温性能能够大幅度提高发动机的效率和寿命。

4.医疗领域在医疗领域,金属陶瓷复合材料多用于制造人工关节、骨桥等医用器械。

其高强度、耐磨性好的特性,可以大大提高医用器械的稳定性和使用寿命。

总之,金属陶瓷复合材料因其独特的性能,已经被广泛应用于各个领域,为相关行业的技术升级和发展提供强有力的支持。

金属陶瓷材料的制备及其应用

金属陶瓷材料的制备及其应用

金属陶瓷材料的制备及其应用一、引言金属陶瓷材料作为一类新型复合材料,其独特的结构和性能使其在多个领域具有广泛的应用前景。

本文将介绍金属陶瓷材料的制备方法和应用领域,以期为其研究和应用提供一定的参考和启示。

二、金属陶瓷材料的制备方法1.粉末冶金法该方法是以金属和氧化物粉末为原料,在高温下进行反应和烧结制备而成。

其中,金属粉末是填充材料,氧化物粉末是增强材料,通过粉末混合、压制、烧结等工艺步骤进行制备。

这种方法的优点是可以控制材料的组成和结构,缺点是制备成本较高。

2.溶胶–凝胶法该方法是将金属含有的化合物和有机物等混合在一起,形成凝胶体系,在高温下进行焙烧和烧结,制备出金属陶瓷材料。

该方法制备的金属陶瓷材料具有高的密度和均匀的组织结构,但制备时间较长。

3.化学镀法该方法是将合成的金属溶液浸入陶瓷基体中,使用化学反应在基体表面沉积金属层。

该方法制备的金属陶瓷材料组织均匀,但是粘附力较差,易剥离;同时制备工艺复杂。

4.超临界流体法该方法是在超临界状态下,将金属和陶瓷原料导入反应器中,制备出金属陶瓷材料。

该方法制备时间短,但制备设备和操作难度较大。

三、金属陶瓷材料的应用领域1.航空航天领域金属陶瓷材料由于其优异的力学性能和高温抗氧化性能,在航空航天领域得到广泛应用。

比如,用于航空发动机的涡轮叶片、加力燃烧室件等高温零部件。

2.汽车工业领域金属陶瓷材料的高强度和高耐磨性能,使其成为汽车发动机部件的理想材料。

比如,在汽车缸套内涂覆金属陶瓷涂层,可以提高缸套的耐磨性和降低摩擦系数。

3.医疗应用领域金属陶瓷材料具有生物相容性良好的特点,可以用于人工骨头、牙齿和骨骼修复等医疗领域。

比如,人工髋关节、人工牙齿等。

4.电子信息领域金属陶瓷材料具有良好的导电性能和电磁屏蔽性能,广泛应用于电子信息领域。

比如,核心材料、电子元器件的制造等。

四、结论金属陶瓷材料作为一类具有广泛发展前景的新型复合材料,其制备方法和应用领域十分多样化。

金属材料和陶瓷材料

金属材料和陶瓷材料

金属陶瓷材料金属材料和陶瓷材料是我们在航空航天、船舶、汽车、日用等行业十分常见的材料,已经融入到我们的方方面面。

金属陶瓷作为金属材料和陶瓷材料研发的一种新型复合材料,兼具金属和陶瓷材料的某些优点,受到科研工作者的广泛关注,是材料领域的研究重点之一。

近年来,金属陶瓷的研究成果越来越多,新品种不断出现,理论体系也日趋成熟。

图1 金属陶瓷航空铝材质手机外壳一、金属陶瓷简介金属陶瓷,是一种由金属或合金和一种或几种陶瓷相所组成的非均质的复合材料,其中后者约占15%~85vol%,当陶瓷含量高于50vol%时,亦可称为陶瓷-金属复合材料。

金属陶瓷(Cermet/Ceramet)是由陶瓷(Ceramics)中的词头Cer/Cera与金属(Metal)中的词头Met结合起来构成。

金属陶瓷的理想结构是弥散且均匀分布的陶瓷颗粒表面被连续薄膜形态的金属相包裹,其中陶瓷相承受机械应力和热应力,通过连续的金属相分散,金属相因呈薄膜状包裹再陶瓷颗粒表面而得到强化,故金属陶瓷作为介于高温合金和陶瓷材料之间的一种高温材料,具有兼顾金属的高韧性、可塑性和陶瓷的高熔点、耐腐蚀和耐磨损等性能。

图2 常见材料化学稳定性与抗热冲击性汇总图3 陶瓷材料和金属材料杨氏模量及断裂强度对比二、金属陶瓷的发展史第一代:二战期间,德国以Ni粘结TiC生产金属陶瓷;第二代:60年代美国福特汽车公司发明的,它添加M o到Ni粘结相中改善TiC和其它碳化物的润湿性,从而提高材料的韧性;第三代:金属陶瓷则将N元素引入合金的硬质相,改单一相为复合相,形成Ti(C,N)固溶体;20世纪80年代,硼化物陶瓷由于具有很高的硬度、熔点和优良的导电性、耐腐蚀性,成为最有发展前途的金属陶瓷。

图4 TiC金属陶瓷组织结构示意图三、金属陶瓷材料匹配的原则1、相间热力学匹配:金属相的加入大幅降低陶瓷的烧结温度,改善期脆性。

纯TiC材料因其烧结温度在2000℃高温,晶粒生长较快,致密度和性能较低,加入Ni-Mo金属作为粘接相,形成TiC-Ni-Mo陶瓷金属,可在1300℃烧结,且致密度和机械性能均有提高,详见图5;图5 Ni-Mo金属含量对TiC-Ni-Mo陶瓷金属断裂强度的影响2、相容性:包括陶瓷与金属材料的热膨胀系数、导热系数、弹性模量等的相容性,如两者热膨胀系数相差过大,造成的内应力会降低材料的热稳定性;图6 Ag金属纳米线、氧化铝陶瓷复合超材料薄膜3、相间热稳定性:金属相与陶瓷相之间无剧烈的化学反应。

金属陶瓷材料

金属陶瓷材料

金属陶瓷材料
金属陶瓷材料是一种特殊的复合材料,具有金属和陶瓷两种材料的特性。

它将
金属的导电、导热、韧性等特点与陶瓷的高温、耐磨、耐腐蚀等特性相结合,因此在工程应用中具有广泛的用途。

首先,金属陶瓷材料具有优良的耐高温性能。

由于陶瓷的高熔点和金属的导热
性能,金属陶瓷材料能够在高温环境下保持稳定的性能,不易软化变形,因此在航空航天、汽车发动机等高温环境下得到广泛应用。

其次,金属陶瓷材料具有优异的耐磨性能。

陶瓷的硬度高,金属的韧性好,二
者结合后能够有效抵抗磨损,因此在制造机械零部件、刀具等领域有着重要的应用价值。

此外,金属陶瓷材料还具有良好的耐腐蚀性能。

陶瓷的化学稳定性以及金属的
导电性能使得金属陶瓷材料能够在腐蚀性环境中长期稳定运行,因此在化工、海洋工程等领域得到广泛应用。

在工程应用中,金属陶瓷材料的制备方法多样,常见的有烧结法、热等静压法、溶胶-凝胶法等。

这些制备方法能够有效控制金属与陶瓷的相互作用,使得复合材
料具有更优异的性能。

总的来说,金属陶瓷材料具有耐高温、耐磨、耐腐蚀等优异性能,是一种在工
程领域具有广泛应用前景的复合材料。

随着科学技术的不断发展,相信金属陶瓷材料在未来会有更多的创新和突破,为人类社会的进步做出更大的贡献。

金属陶瓷复合材料

金属陶瓷复合材料

金属陶瓷复合材料金属陶瓷复合材料是一种由金属基体和陶瓷增强相组成的复合材料,具有金属的韧性和陶瓷的硬度,是一种性能优异的材料。

金属陶瓷复合材料在航空航天、汽车制造、电子通讯等领域有着广泛的应用,其独特的性能使其成为工程领域中备受关注的材料。

本文将从材料特性、制备工艺、应用领域等方面对金属陶瓷复合材料进行介绍。

首先,金属陶瓷复合材料具有优异的性能。

金属基体具有良好的韧性和延展性,而陶瓷增强相则具有高硬度和耐磨性。

将二者复合后,可以充分发挥各自的优点,使得复合材料具有较高的强度和硬度,同时也具备一定的韧性和耐磨性。

这种优异的性能使得金属陶瓷复合材料在高温、高压、强腐蚀等恶劣环境下能够表现出色,因此在航空航天领域得到了广泛的应用。

其次,金属陶瓷复合材料的制备工艺多样。

常见的制备工艺包括粉末冶金、热等静压、热等静压烧结、溶液浸渍等方法。

粉末冶金是将金属粉末与陶瓷粉末混合后通过压制和烧结制备而成,工艺简单,适用于大批量生产。

热等静压是将金属粉末与陶瓷粉末混合后在高温高压条件下制备而成,可以得到致密的复合材料。

溶液浸渍是将金属基体浸入陶瓷溶液中,再经过热处理形成复合材料,适用于制备复杂形状的零件。

不同的制备工艺可以得到具有不同性能的金属陶瓷复合材料,满足不同领域的需求。

最后,金属陶瓷复合材料在航空航天、汽车制造、电子通讯等领域有着广泛的应用。

在航空航天领域,金属陶瓷复合材料可以用于制造发动机叶片、导向器等零部件,提高零部件的耐磨性和耐高温性能;在汽车制造领域,金属陶瓷复合材料可以用于制造刹车盘、离合器片等零部件,提高零部件的耐磨性和使用寿命;在电子通讯领域,金属陶瓷复合材料可以用于制造天线、射频模块等零部件,提高零部件的耐腐蚀性和信号传输性能。

因此,金属陶瓷复合材料在工程领域中有着广阔的应用前景。

综上所述,金属陶瓷复合材料具有优异的性能,多样的制备工艺和广泛的应用领域,是一种备受关注的工程材料。

随着科学技术的不断进步,相信金属陶瓷复合材料在未来会有更广泛的应用和发展。

金属陶瓷名词解释

金属陶瓷名词解释

金属陶瓷名词解释金属陶瓷金属陶瓷是一种特殊的复合材料,由金属基体和陶瓷颗粒组成。

它兼具金属和陶瓷的优点,具有良好的热传导性、机械性能和化学稳定性。

以下是一些与金属陶瓷相关的名词解释及例子。

1. 金属基体金属基体是金属陶瓷中的金属部分,通常由铝、镁、钛等金属制成。

金属基体提供了金属陶瓷的导电和强度特性。

例:AlSiC(铝硅碳)是一种常见的金属陶瓷材料,由铝基体和硅碳陶瓷颗粒组成。

它具有良好的导热性和机械强度,被广泛用于高功率电子器件的散热系统。

2. 陶瓷颗粒陶瓷颗粒是金属陶瓷中的陶瓷部分,可以是氧化物、碳化物、氮化物等。

陶瓷颗粒的添加可以增强金属陶瓷的硬度、耐磨性和耐高温性能。

例:SiC(碳化硅)是一种常用的陶瓷颗粒,可以被添加到金属基体中制成金属陶瓷。

SiC陶瓷颗粒具有极高的硬度和耐高温性,使得金属陶瓷具有优异的耐磨性和热稳定性。

3. 烧结烧结是制备金属陶瓷的一种常见工艺,通过高温下的压制和烧结过程将金属基体和陶瓷颗粒结合在一起。

烧结后的金属陶瓷具有较高的密度和强度。

例:烧结氧化铝陶瓷是一种常见的金属陶瓷,由氧化铝颗粒和金属基体烧结而成。

烧结过程中,氧化铝颗粒与金属基体发生结合,形成具有很高硬度和耐磨性的金属陶瓷材料。

4. 界面结合界面结合是金属陶瓷中金属基体和陶瓷颗粒之间的结合方式,影响着金属陶瓷的性能。

良好的界面结合可以提高金属陶瓷的强度和耐磨性。

例:金属激光焊结是一种常用的金属陶瓷界面结合工艺,利用激光束将金属基体和陶瓷颗粒熔化,形成坚固的结合。

金属激光焊结能够实现高强度的金属陶瓷连接。

5. 应用领域金属陶瓷在许多领域都有广泛的应用,包括电子器件、航空航天、医疗器械和汽车工业等。

由于其独特的性能组合,金属陶瓷能够满足各种特殊需求。

例:金属陶瓷在电子器件领域被广泛应用于散热系统、基板和封装等方面。

金属陶瓷的优异导热性和机械强度能够有效提升电子器件的性能和可靠性。

以上是一些与金属陶瓷相关的名词解释及例子,金属陶瓷作为一种特殊的复合材料,在不同领域有着广泛的应用前景。

金属-陶瓷梯度功能材料

金属-陶瓷梯度功能材料

金属-陶瓷梯度功能材料是一种结合金属和陶瓷两种材料特性的复合材料。

它通过逐渐变化成分或结构的方式,实现材料性能的梯度变化,从而在不同区域具有不同的功能和性能。

金属-陶瓷梯度功能材料的特点包括:
梯度结构:材料在宏观上呈现出逐渐变化的组织结构,可以是成分的梯度变化,也可以是微观结构的梯度变化。

这种梯度结构可以实现不同区域之间的适应性和平衡性。

多功能性:金属-陶瓷梯度功能材料融合了金属和陶瓷两种材料的特性,同时具有金属的导电性、强度和韧性以及陶瓷的高温耐性、硬度和耐磨性。

因此,它可以在不同的应用领域发挥多种功能。

梯度性能调控:通过调控梯度结构的设计和制备,可以实现对材料性能的精确调控。

例如,在陶瓷-金属界面附近增加金属含量,可以提高材料的韧性和抗裂性能。

应变适应性:金属-陶瓷梯度功能材料的梯度结构可以提供良好的应变适应性。

在受力时,金属部分能够吸收和分散应力,而陶瓷部分则提供较高的硬度和强度。

金属-陶瓷梯度功能材料在航空航天、汽车工业、能源领域和医疗器械等多个领域具有广泛应用。

例如,它们可用于制造高温环境下的热障涂层、高强度和轻量化结构材料、耐磨和耐腐蚀部件等。

2024年金属陶瓷市场分析现状

2024年金属陶瓷市场分析现状

2024年金属陶瓷市场分析现状引言金属陶瓷是一种具有金属基体和陶瓷颗粒相分布的复合材料,具备金属和陶瓷的双重优势。

目前,金属陶瓷在汽车、航空航天、机械制造等领域得到广泛应用。

本文将对金属陶瓷市场的现状进行分析。

市场规模根据市场研究数据,金属陶瓷市场在过去几年中呈现出较快的增长势头。

预计在未来几年内,金属陶瓷市场将继续保持稳定增长。

当前,全球金属陶瓷市场规模约为X亿元,预计到2025年将达到Y亿元。

市场驱动因素金属陶瓷市场的增长主要受以下因素驱动:1.技术进步:随着科技的不断发展,金属陶瓷制造技术不断改进,使得产品更加优化和高效,满足了不同行业对特殊材料性能的需求。

2.应用拓展:金属陶瓷材料的应用范围扩大,除了传统的汽车和航空制造领域外,医疗器械、能源领域等也开始广泛使用金属陶瓷材料。

3.环境保护需求:金属陶瓷材料具备较好的耐磨、耐腐蚀等性能,可以减少材料的损耗和资源的浪费,符合环境保护的要求。

市场应用金属陶瓷市场的主要应用领域包括:1.汽车制造:金属陶瓷被广泛应用于汽车发动机和刹车系统,提高了零部件的耐磨性和耐高温性能,增加了汽车的安全性和可靠性。

2.航空航天:金属陶瓷用于航空航天部件的制造,能够在极端条件下保持稳定性能,提高了飞行器的性能和可靠性。

3.机械制造:金属陶瓷可用于制造高精度的机械零件,具备耐磨、耐腐蚀等特性,提高了机械设备的使用寿命和性能。

市场竞争格局金属陶瓷市场存在一定的竞争格局,主要厂商包括ABC公司、DEF公司、GHI公司等。

这些公司通过不断创新和提高产品品质来获取市场份额。

目前,市场上存在一些技术壁垒,新进入者面临一定的挑战。

市场前景金属陶瓷市场前景乐观。

随着技术的不断进步和应用领域的拓展,金属陶瓷将继续发挥其优势,市场需求将继续增长。

预计未来几年,金属陶瓷市场将继续保持相对稳定增长,并出现一些新的创新应用。

结论金属陶瓷市场目前呈现出较快的增长趋势,主要受技术进步、应用拓展和环境保护需求的驱动。

金属陶瓷名词解释

金属陶瓷名词解释

金属陶瓷名词解释(实用版)目录一、金属陶瓷的定义与特点二、金属陶瓷的分类三、金属陶瓷的应用领域四、金属陶瓷的发展前景正文一、金属陶瓷的定义与特点金属陶瓷,又称陶瓷金属或金属陶瓷复合材料,是一种将金属与陶瓷结合起来的新型材料。

它既具有金属的高强度、良好的导电性和导热性等优点,又具有陶瓷的高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性等特点。

因此,金属陶瓷在许多领域具有广泛的应用前景。

二、金属陶瓷的分类根据组成和性能特点,金属陶瓷主要分为以下几类:1.氧化物金属陶瓷:以氧化物为主要成分的金属陶瓷,如氧化铝、氧化锆等。

这类陶瓷具有良好的耐高温性能和抗氧化性能。

2.氮化物金属陶瓷:以氮化物为主要成分的金属陶瓷,如氮化硅、氮化钛等。

这类陶瓷具有高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性能。

3.碳化物金属陶瓷:以碳化物为主要成分的金属陶瓷,如碳化硅、碳化钨等。

这类陶瓷具有高硬度、高热导率和高抗磨损性能。

4.硼化物金属陶瓷:以硼化物为主要成分的金属陶瓷,如硼化钛、硼化硅等。

这类陶瓷具有高硬度、高耐磨性和高耐热性能。

三、金属陶瓷的应用领域金属陶瓷在许多领域都有广泛的应用,如航空航天、汽车、电子、化工、医疗等。

以下是一些具体的应用实例:1.航空航天领域:金属陶瓷在航空航天领域的应用包括发动机喷嘴、涡轮叶片等部件,可以提高发动机的热效率和寿命。

2.汽车领域:金属陶瓷在汽车领域的应用包括刹车盘、活塞环等部件,可以提高汽车的安全性能和降低磨损。

3.电子领域:金属陶瓷在电子领域的应用包括芯片封装材料、电热元件等,可以提高电子产品的性能和可靠性。

4.化工领域:金属陶瓷在化工领域的应用包括高温耐磨部件、防腐部件等,可以提高设备的使用寿命和降低维护成本。

5.医疗领域:金属陶瓷在医疗领域的应用包括人工关节、牙科种植体等,可以提高医疗器械的性能和安全性能。

四、金属陶瓷的发展前景随着科学技术的不断发展,金属陶瓷在各个领域的应用将越来越广泛。

未来,金属陶瓷的研究重点将集中在提高其性能、降低成本和扩大应用范围等方面。

金属及陶瓷材料介绍

金属及陶瓷材料介绍

3. 优质碳素工具钢 碳素工具钢是在牌号前加“ 表示, 碳素工具钢是在牌号前加“碳”或“T”表示,其后跟 表示 以表示钢中平均含碳量的千分之几的数字。 以表示钢中平均含碳量的千分之几的数字 。 如 T8或T10A。 或 。
碳素结构钢
这类钢一般需要热处理来提高力学性能, 这类钢一般需要热处理来提高力学性能,如45#钢。 低碳钢强度低 , 延性好, 适于零件冲压、 焊接、 低碳钢 强度低, 延性好 , 适于零件冲压 、 焊接 、 表 强度低 面渗碳等 。 中碳钢 属于调质钢 , 经过淬火和高温回火 又称调质处理) 后具有较好的强韧性。 含碳更高的60 ( 又称调质处理 ) 后具有较好的强韧性 。 含碳更高的 60 钢主要用于制造弹簧(淬火和中温回火)。 主要用于制造弹簧(淬火和中温回火)
碳素工具钢
随碳含量的增加,碳素工具钢在热处理( 随碳含量的增加,碳素工具钢在热处理(通常为淬 低温回火) 火+低温回火)后的硬度和耐磨性提高,而韧性则降低。 低温回火 后的硬度和耐磨性提高,而韧性则降低。 高韧性工具(如冲模、冲头等) 高韧性工具( 如冲模、冲头等) ,宜选用低碳工具 钢(如T7、T8等)。 、 等 高耐磨性工具(如量具、锉刀、剃刀等) 高耐磨性工具(如量具、锉刀、 剃刀等) ,宜选用 高碳工具钢( 高碳工具钢(如T12、T13等)。 、 等
Байду номын сангаас
硬铝合金 这类合金主要有Al-Cu-Mg系合金 系合金, 这类合金主要有Al-Cu-Mg系合金,可通过固溶时效来 Al 显著提高强度,硬度和耐热性能都有所改善, 显著提高强度,硬度和耐热性能都有所改善,但耐蚀性较 差,多用于制造中等强度的飞机结构件等。 多用于制造中等强度的飞机结构件等。 超硬铝合金 这类合金主要有Al-Cu-Mg-Zn 系合金 系合金, 这类合金主要有 Al-Cu-Mg-Zn系合金 , 固溶时效后强 Al 化效果优于硬铝合金,但耐蚀性同样较差, 化效果优于硬铝合金,但耐蚀性同样较差,多用于制造质 轻、受力较大的结构件等。 受力较大的结构件等。

金属陶瓷材料

金属陶瓷材料

金属陶瓷材料
金属陶瓷材料是一种具有金属和陶瓷性质的复合材料,具有金属的导电性和韧性,以及陶瓷的高温稳定性和机械强度。

金属陶瓷材料既保留了金属的可加工性和导电性,又克服了陶瓷易碎和脆性的缺点,因此在工业领域有着广泛的应用。

金属陶瓷材料由金属基体和陶瓷颗粒组成,通过烧结工艺将金属和陶瓷紧密结合在一起。

常见的金属陶瓷材料有氧化铝基体陶瓷、碳化硅基体陶瓷、氮化硅基体陶瓷等。

这些材料具有硬度高、耐磨损、绝缘性好、抗腐蚀性强、耐高温等特点,广泛应用于航空航天、汽车、电子、冶金等行业。

金属陶瓷材料在航空航天领域有着重要的应用。

由于其具有高温稳定性和机械强度,可以用于制造航天器的外部护盾、熔融室、气体涡轮发动机叶片等零件。

此外,金属陶瓷材料还可用于制造高温热电偶、高频电子装置等特殊传感器。

在汽车工业中,金属陶瓷材料可以应用于制动系统、发动机部件、排气系统等。

金属陶瓷材料具有良好的耐磨损性和高温稳定性,可以提高零件的使用寿命和性能。

在电子行业中,金属陶瓷材料可以用于制造集成电路基板、射频功率模块、超高频电感器等。

金属陶瓷材料具有良好的绝缘性、导热性和导电性,可以提高电子器件的性能。

此外,金属陶瓷材料还可以用于制备高温绝缘材料、电力设备、磁性材料等。

在冶金行业中,金属陶瓷材料可以应用于高温腐
蚀环境下的炉窑衬里、导热背板等。

金属陶瓷材料具有良好的抗腐蚀性和耐高温性,可以提高设备的使用寿命和效率。

总之,金属陶瓷材料由于其独特的性能和多样化的应用领域,在工业界得到了广泛的应用。

它的发展将为各个行业的技术进步和产品升级提供重要的支持。

金属陶瓷复合材料的性能研究

金属陶瓷复合材料的性能研究

金属陶瓷复合材料的性能研究近年来,金属陶瓷复合材料作为一种新兴材料,受到了广泛的关注和研究。

金属陶瓷复合材料是由金属和陶瓷两个或多个不同材料的组合而成的复合材料,具有独特的性能和应用潜力。

本文将对金属陶瓷复合材料的性能进行研究和探讨。

首先,金属陶瓷复合材料具有优异的力学性能。

由于金属材料的高韧性和陶瓷材料的高硬度的特点相结合,金属陶瓷复合材料具有较高的强度和硬度,能够承受较大的载荷。

此外,金属陶瓷复合材料还具有较好的抗疲劳性能,能够在长时间循环加载的情况下保持较高的耐久性能。

其次,金属陶瓷复合材料具有良好的耐腐蚀性能。

金属材料的腐蚀性是其应用中的一个重要问题,在某些环境中容易受到腐蚀而失去力学性能。

然而,通过将金属与陶瓷复合,可以大大提高材料的耐腐蚀性能。

陶瓷材料具有优异的耐腐蚀性,能够有效地保护金属基体,延长材料的使用寿命。

另外,金属陶瓷复合材料具有良好的导热性能。

金属材料具有良好的导热性能,而陶瓷材料的导热性能较差。

通过将金属与陶瓷复合,可以综合利用两种材料的特点,提高材料的导热性能。

这使得金属陶瓷复合材料在许多高温应用领域具有广阔的前景,例如航空航天、核工程等领域。

此外,金属陶瓷复合材料还具有良好的高温稳定性。

陶瓷具有高熔点和较低的热膨胀系数,能够在高温环境下保持良好的性能稳定性。

通过与金属的复合,可以克服纯陶瓷材料在高温下易碎的缺点,提高材料的机械性能和热稳定性。

最后,金属陶瓷复合材料的制备和加工技术也是研究的热点之一。

目前,常用的制备金属陶瓷复合材料的方法主要包括粉末冶金法、熔体浸渍法和表面改性法等。

这些方法各有优缺点,需要根据具体需求选择合适的制备方法。

同时,加工技术也对金属陶瓷复合材料的性能有着重要的影响。

在材料的加工过程中,需要注意控制温度、压力和速度等参数,以保证材料的微观结构和力学性能。

综上所述,金属陶瓷复合材料具有优异的力学性能、良好的耐腐蚀性能、良好的导热性能和高温稳定性。

金属陶瓷材料的制备及性能分析

金属陶瓷材料的制备及性能分析

金属陶瓷材料的制备及性能分析近年来,随着工业技术的不断发展,金属材料和陶瓷材料的应用领域越来越广泛。

而金属陶瓷材料作为一种新型材料,拥有金属良好的导电性、强度和陶瓷良好的耐磨性、耐腐蚀性等优点,因而引起人们的广泛关注。

制备金属陶瓷材料的方法有多种,其中最常用的方法是固相烧结法和液相烧结法。

固相烧结法主要指混合金属粉末和陶瓷粉末,通过高温烧结使其相互扯在一起。

液相烧结法则需添加熔体,既包括金属粉末和陶瓷粉末,还包括助熔剂,烧结后熔体消失,使金属和陶瓷互相结合。

不同于单一材料的性质,金属陶瓷材料的性质有许多独特之处。

首先是抗压性和抗拉强度,常规金属材料的强度不足以满足某些特定情况下的需求,而金属陶瓷材料则可以更好地满足这种需求。

其次,金属陶瓷材料的导电性更优秀,肯定由于其中含有金属元素。

此外,与单一材料相比,金属陶瓷材料具有很强的耐磨性和耐腐蚀性,这使得金属陶瓷材料的应用范围更加广泛。

在制备金属陶瓷材料的过程中,关键是烧结温度和时间,以及陶瓷和金属的混合方式。

一般来讲,烧结温度和时间应该根据具体情况而定,不能盲目提高温度或时间。

在混合金属和陶瓷的时候,需要特别注意两种元素的比例,否则可能会导致性能的下降。

金属陶瓷材料的应用场景非常广泛,例如,制造高温超导材料、防磨损材料、生物医用材料等等。

例如,金属陶瓷材料的生物医用性能好,可用于制造人工骨骼、肢体等。

此外,金属陶瓷材料还可用于制造某些辅助设备。

总的来说,金属陶瓷材料的制备及性能分析对于我国工业发展的进程大有裨益。

未来,将会有越来越多的新型金属陶瓷材料被研发出来,为公司、人们带来更大的生产效益和更多的便利。

金属 陶瓷 高聚物材料的结构差别解释热容 热膨胀系数

金属 陶瓷 高聚物材料的结构差别解释热容 热膨胀系数

金属陶瓷高聚物材料的结构差别解释热容热膨胀系数金属、陶瓷和高聚物材料在结构上存在显著的差别,这些差别导致了它们在热容和热膨胀系数方面的不同。

1. 金属材料的结构特点:
金属由原子或离子通过金属键相互连接而成。

金属晶格中通常存在自由电子,这些自由电子可以移动并传导热量和电流。

由于金属键的特性,金属通常具有较高的导热性和延展性。

2. 陶瓷材料的结构特点:
陶瓷由离子键和共价键连接而成,形成晶体或非晶体结构。

陶瓷中的晶体结构通常较为复杂,具有多种化学键和晶体缺陷。

由于陶瓷的晶体结构和化学键特性,它们通常具有较高的硬度和脆性。

3. 高聚物材料的结构特点:
高聚物由长链分子通过共价键连接而成,形成非晶体或半晶体结构。

高聚物的分子链可以移动和重排,导致高聚物具有一定的弹性和可塑性。

高聚物的导热性通常较低,因为其分子链的热传导能力较差。

由于这些结构差异,金属、陶瓷和高聚物在热容和热膨胀系数方面表现出不同的特点:
1. 热容:热容是材料吸收热量时温度升高的程度。

由于金属中存在自由电子,它们可以吸收并传导热量,因此金属通常具有较高的热容。

而陶瓷和高聚物的热容较低,因为它们的导热性较差。

2. 热膨胀系数:热膨胀系数是材料在温度变化时尺寸变化的程度。

由于金属晶格中的原子排列较为紧密,金属的热膨胀系数通常较低。

而陶瓷和高聚物的热膨胀系数较高,因为它们的晶体结构和分子链之间的相互作用较弱,容易受到温度变化的影响而发生尺寸变化。

金属陶瓷及金属陶瓷刀片的基本概念

金属陶瓷及金属陶瓷刀片的基本概念

金属陶瓷及金属陶瓷刀片的基本概念一、金属陶瓷1. 金属陶瓷的定义金属陶瓷英文单词cermet或ceramet是由ceramic(陶瓷)和metal(金属)结合构成的。

金属陶瓷是一种复合材料,它的定义在不同时期略有不同,如,有的定义为由陶瓷和金属组成的一种材料,或由粉末冶金方法制成的陶瓷与金属的复合材料。

《辞海》定义为:由金属和陶瓷原料制成的材料,兼有金属和陶瓷的某些优点,如前者的韧性和抗弯性,后者的耐高温、高强度和抗氧化性能等。

美国ASTM专业委员会定义为:一种由金属或合金与一种或多种陶瓷相组成的非均质的复合材料,其中后者约占15%~85%体积分数,同时在制备的温度下,金属和陶瓷相之问的溶解度相当小。

从狭义的角度定义的金属陶瓷是指复合材料中金属和陶瓷相在三维空间上都存在界面的一类材料。

2. 金属陶瓷的基本特性金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性,又具有较好的金属韧性和可塑性。

由于“金属陶瓷”和“硬质合金”两个学科术语没有明确的分界,所以具体材料也很难划分界线,从材料的组成看,“硬质合金”应该归入“金属陶瓷”。

3. 金属陶瓷的发展历史WC-Co基金属陶瓷作为研究最早的金属陶瓷,由于具有很高的硬度(HRC 80~92),极高的抗压强度6000MPa (600kg.N/mm),已经应用于许多领域。

由于W和Co资源逐渐的短缺,促使了无钨金属陶瓷的研制与开发,迄今已历经三代:第一代是“二战”期间,德国以Ni粘结TiC生产金属陶瓷;第二代是20世纪60年代美国福特汽车公司添加Mo到Ni粘结相中改善TiC和其他碳化物的润湿性,从而提高材料的韧性;第三代金属陶瓷则将氮化物引入合金的硬质相,改单一相为复合相。

又通过添加Co相和其他元素改善了粘结相。

二、金属陶瓷刀具1. 金属陶瓷刀具的优点⑴硬度高,适合高速加工;⑵与被加工工件材料的亲和力低,不易产生积屑瘤,加工后工件光洁度高;⑶化学稳定性好,不容易与工件发生化学反应,性能稳定;⑷耐热性,耐磨性好,高温状态下硬度比较号,适合干式加工。

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[长春工业大学]金属陶瓷材料读书笔记090201 20090516胡冰2013/3/14摘要:介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷的基本组成和结构,其组织性能及其影响因素,综述了Ti(C,N)基金属陶瓷的研究现状,指出了未来的发展方向和应用。

Ti(C,N)基金属陶瓷的基础研究与进展前言TiC—Ni金属陶瓷最早出现在1929年,作为WC—Co合金的替代材料,主要用于切削加工[1]。

Ti(C,N)基金属陶瓷是1931年发明的[2]。

1956年,美国福特汽车公司Humenik发现在TiC—Ni基金属陶瓷中加入Mo后,可以改善Ni对TiC的润湿性,大大提高合金强度[3]。

1971年Kiefer发现在TiC —Ni基金属陶瓷中引入N,并同时加入Mo2C和Mo粉,可使其获得更高的硬度、耐磨性、抗弯强度,较好的切削性能和抗氧化能力。

此后,Ti(C,N)基金属陶瓷的研究越来越多。

因此国内外对Ti(C,N)基金属陶瓷非常重视,进行深入系统的研究。

自2O世纪8O年代以来,Ti(C,N)基金属陶瓷获得了迅速的发展,世界各国硬质合金厂先后推出了系列的Ti(C,N)基金属陶瓷刀具[4]。

3O多年来,随着粉末冶金技术的发展,成分的演化趋于稳定,烧结技术的不断更新,粉末粒径的不断细化,Ti(C,N)基金属陶瓷的机械性能不断提高,Ti(C,N)基金属陶瓷发展到一个比较成熟的阶段。

在日本,Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料已占可转位刀片的30%。

我国在“八五”期间也研制成功多种牌号的Ti(C,N)基金属陶瓷刀具,并批量上市,但性能不稳定[5]。

Ti(C,N)基金属陶瓷作为一种新型的工具材料,具有密度低、室温硬度和高温硬度都优于WC基硬质合金,化学稳定性和抗氧化性好,耐磨性好等优点。

其应用填补了WC硬质合金和陶瓷刀具之间高速精加工和半精加工的空白,既适用于高速精加工,又适用于半精加工和间断切削加工,且切削速度高,表面质量好,刀具寿命长。

Ti(C,N)基金属陶瓷也可以制成可转位刀片,用于精镗孔、精孔加工和以车代磨等精加工领域。

1 Ti(C,N)基金属陶瓷的发展Ti(C,N)基金属陶瓷沿着三条主线发展:①组分和成分设计;②晶粒细化,即晶粒朝亚微和超细粒径方向发展;③烧结技术。

还有一个新研究方向是功能梯度材料(FGM),随着对现代陶瓷烧结技术的深入研究,并借助现代分析手段如MS,DSC,DTA等,对功能梯度碳氮陶瓷(FGCC)进行了新的研究。

研究包括多元系统Ti/Mo/W/Ta/Nb/C,N-Co/Ni中复杂的相反应和相平衡,还包括TiC-WC/MoC-Ni/Co,TiC-TiN-WC-Co和TiCN-TaC-WC-Co的熔点行为模式的建立[6]。

研究的主要问题是:硬质相的组成及含量,烧结工艺,氮的加入形态,最佳的C/N比,Ti(C,N)基金属陶瓷的润湿性,脱氮问题等。

1.1 组分和成分设计由于过渡性金属碳化物、氮化物、碳氮化物,有其独特的物理性质,如高熔点、高硬度等,所以采用它们作为Ti(C,N)基金属陶瓷的硬质相。

Ti(C,N)基金属陶瓷以Ti(C,N)为主要硬质相,添加WC,TaC,NbC等难熔金属碳化物,并以Ni,Mo等为粘结剂,形成典型芯一环结构的复合材料。

1.2 晶粒细化在最近20年,特别是最近l0年,晶粒细化已经成了Ti(C,N)基金属陶瓷发展的一个重要趋势。

早在20世纪60年代,通过细化晶粒,获得高强度、高硬度、高耐磨性的超细WC—Co基硬质合金,所制备的WC—Co基硬质合金广泛用于制造加工印刷电路板的微型钻头、打印针及各类切削刀具,大幅度提高了工具的寿命[7]。

但是,对通过细化晶粒来提高金属陶瓷性能的报道很少,公开发表的文献也很少。

20世纪90年代,陆续出现了一些关于亚微米Ti(C,N)基金属陶瓷的报道[8]。

目前,许多学者希望通过细化晶粒获得优质金属陶瓷,并深化对细化晶粒提高合金性能的机理的认识。

1.3 烧结技术烧结是Ti(C,N)基金属陶瓷生产过程的最后一道工序,也是最基本、最关键的一道工序,烧结前工序中的某些缺陷在一定范围内可以通过调整烧结工艺加以纠正,而由烧结造成的废品一般无法通过以后的工序来挽救,因此烧结工艺和设备选择是否恰当,对烧结产品的质量有着决定性的影响。

微波烧结是利用在微波电磁场中材料的介质损耗使烧结体整体加热至烧结温度而实现致密化的快速烧结新技术[9]。

微波烧结是依靠材料本身吸收微波能转化为材料内部分子的动能和势能,材料内外同时均匀加热,这样材料内部热应力可以减少到最小程度;其次在微波电磁能作用下,材料内部分子或离子的动能增加,使烧结活化能降低,扩散系数提高,可以进行低温快速烧结,使细粉来不及长大就已被烧结。

放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,简称SPS) 是一种快速烧结新工艺,它在粉末颗粒间直接通入脉冲电流进行加热烧结,是利用脉冲能、放电脉冲压力和焦耳热产生的瞬时高温场来实现烧结过程,通过瞬时产生的放电等离子使烧结体内部每个颗粒产生均匀的自发热并使颗粒表面化,由于升温、降温速率快,保温时间短,使烧结过程快速跳过表面扩散阶段,减少了颗粒的生长,同时也缩短了制备周期,节约了能源。

除了以上烧结技术,还有一些其他烧结技术。

T.Laoui等采用选择性激光烧结(Selective Laser Sin—tering)烧结WC一9Co硬质合金闭,热挤压法(Hot Ex·trusion)将挤压和烧结结合起来,利用纯剪切变形也可以有效的消除孔隙,提高致密度,细化晶粒,锻造烧(Sinterforging)法通过粉末的高温塑性变形可以有效消除孔隙,并细化晶粒圆。

2 材料组织经金相观察、电镜扫描、能谱及透射电镜等分析[10]Ti(C,N)基金属陶瓷在烧结时,随温度的升高,WC、Mo2C、TiC等相互间发生扩散,当液相出现后,溶解和析出现象继续进行。

对于较大的硬质相颗粒,在液相出现之前,大的TiC颗粒未完全溶解,于是,由于固溶在其周围形成一层(W,Mo,Ti)C,继续升温,由于TiN分解而产生的N会替代部分C,表面层的(W,Mo,Ti)C变成(W,Mo,Ti) (C,N),因而形成了具有黑色芯部并有明显包覆层的结构,黑色的芯部即为较粗的未完全溶解的TiC。

对于较细的TiC,情况正与之相反,在液相出现前,由于WC、Mo2C、TiC等相互发生扩散,较小的硬质颗粒都已完全溶解,形成固溶的(W,Mo,Ti)C,当液相出现后,在其表面析出一层(W,Mo,Ti)C,继续升温,表面层变成(W,Mo,Ti)(C,N)。

在固溶和液相阶段分别形成的(W,Mo,Ti)C,差别较小,因而形成白色芯部,包覆层不明显的结构。

故Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织由芯部为黑色、具有明显包覆层的陶瓷颗粒+芯部为白色、包覆层不明显的陶瓷颗粒+粘结相组成。

当较大的硬质相颗粒较多时,显微组织中芯部为黑色、具有明显包覆层的颗粒数量较多,粉末细化,可使材料的显微组织变得均匀,并使具有白色芯部的颗粒的数量增加,最终使材料的硬度和抗弯强度提高。

文献[11]用背散射电子观察了原始粉末为亚微粉和混合粉试样的显微组织,如图1(a)、(b)。

由图1可知,对于主要硬质相为亚微粉的金属陶瓷,经过合适的真空烧结后,材料的显微组织具有明显的芯一壳结构,绝大部分为“黑芯一白壳”,也存在少量小颗粒的“白芯一黑壳”。

对于主要硬质相为混合粉的金属陶瓷,没有明显的Rim相小颗粒,且“白芯一黑壳”结构小颗粒的数量大大增加,而具有“黑芯一白壳”结构的大颗粒的数量没有明显的增加。

图1 不同粉末粒度的金属陶瓷的显微组织3 材料性能的影响因素3.1 化学成分对材料性能的影响不同的化学成分和添加元素直接影响材料的性能。

表1为不同粘结相含量的金属陶瓷材料的性能,表2为不同粘结相含量在真空烧结(VS)及烧结一热等静压(SH)条件下的性能。

表1 不同粘结相含.的金属陶瓷的机械性能由表1和表2可见:在其它成分相同及相同的工艺处理条件下,随Ni 含量降低,硬度升高,而弯曲强度及横向断裂强度降低。

对Ti(C,N)基金属陶瓷材料进行耐腐蚀研究发现:室温及沸点下,有极佳的耐碱(50% NaOH)腐蚀性能,随Ni含量的增加,耐酸(5% HN0)腐蚀率降低。

表2 不同Ni含量在VS和SH烧结条件下的性能在Ti(C,N)基金属陶瓷中分别添加0% ,3% ,5%的NbC、TaC、(Nb,Ta)C,随添加量的增多,断裂韧性单调下降,这主要是因为金属Ni对陶瓷相NbC、TaC、(Nb,Ta)C的润湿性差,随加人量的增多,基体中孔洞增加,使材料密度降低,故使断裂韧性Klc降低。

3.2 粉末粒度对材料性能的影响文献[12-14]研究了粉末粒度对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响。

硬质相粒度对维氏硬度和断裂韧性的影响见表5。

表3 硬质相粒度对维氏硬度和断裂韧性的影响由表3可知:在相同工艺和粘结相含量不变的条件下,Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性随硬质相粒度的增大而减小。

主要原因是:当Ti( C,N)颗粒较粗时,极易发生穿晶断裂,并且裂纹连续穿晶扩展时不会发生明显的偏转,这与Ti(C,N)中存在较多的潜在滑系有关。

随Ti(C,N)粒度的减小,沿晶断裂的比例大大上升,导致裂纹在硬质相晶界处发生偏转以及裂纹在韧性粘结相中扩展的几率增大而增韧。

金属陶瓷配料中所用硬质相粉末的粒度直接影响试料的液相点,粉末粒度越细,液相点越低;主要硬质相TiC、TiN全为纳米粉时,其快速致密化过程开始得较早,但由于粉末中氧含量太高,最终无法使其达到较高的致密度。

主要硬质相TiC 、 TiN为混合粉和亚微粉的试样最终都能完全烧结致密。

粉末细化可使材料的显微组织变得均匀,并使具有白色芯部的颗粒增加,最终使材料的硬度和抗弯强度得以提高。

3.3 烧结工艺对材料性能的影响表3为采用真空烧结(vs)和烧结一热等静压(SH)条件的性能,由表3可知:相同成分的合金,其SH条件下的硬度及横向断裂强度均比VS条件下的高,这是因为Ti(C,N)基金属陶瓷的液相烧结过程中存在较多影响致密化的因素,而烧结一热等静压能可有效抑制这些因素,并且有效避免硬质相不均匀长大、枯结相分布不均匀等组织缺陷,从而改善其性能。

4 Ti(C,N)基金属陶瓷的研究方向2l世纪是高科技的世纪,复合材料的研究开发仍是一个重点,金属陶瓷(Cermet)是由陶瓷(Ceramics)中的词头Cer与金属(Meta1)中的词头Met结合起来构成的[15]。

“金属陶瓷”和“硬质合金”两个科学术语没有明显的分界,所以具体材料也很难划分界线。

但从材料组元看,“硬质合金”应该归入“金属陶瓷”,IE.Campbell就曾把“硬质合金”归入到“金属陶瓷”中。

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