镍基复合材料
新型镍基复合材料在曳引机应用
科 技 创 新
新型镍基 复合材料在 曳引机应用
张 国洪
（ 广 东省特 种设备检 测院 东莞分院 ， 广 东 东莞 ５ ２ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 我 国作 为 世界 最 大 的 电梯 制 造 国 ， 在 新增 加 数 量 方 面都 居 于 世界 第 一 的 大 国 ， 中 国理 应 对 新 型 材料 更 广 泛应 用 于 电梯 设备 技 术 创 新和 研 发 。现 就 新 型镍 基 复 合材 料 在 曳 引机 中的应 用 展 开论 述 。 关键 词 ： 镍 基 复合 材 料 ； 性 能 分析 ； 应用
图 １ 。
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三种元素粉末高能球磨制备出纯度较高的钛硅碳混合物。 利用相关 的温压工艺 和 自制 的钛硅碳混合粉末温压制备镍基粉末冶金复合 材料（ 四种不 同的钛硅碳粉末含量的镍基材料 ） 并分析其相关性能 参 数规 律 。 所制备 出的钛硅碳混合物的配粉方案是 ： Ｔ ｉ 、 Ｓ ｉ 、 Ｃ三 种 粉 末 按 照质量 比为 ０ ． ４ ２ ： ０ ． ２ ３ ： Ｏ ． ３ ５配制。它们采用高能球磨 的方法制备钛 硅 碳 混合 物 ， 并 进 行 混粉 ， 且 对 有 需 要 的 混 和粉 末 添 加 黏 结剂 ， 然 后 经过研磨得出所需 。最后 我们把制备 出的钛硅碳混合 物与纯镍 混 和， 经过压制与烧结 ， 得出我们实验所需 的镍基粉末合金 复合材料。 实验后对镍基粉末冶金材料 的的探索表明 ： 温压 制备 的镍基粉 末 冶 金 材 料 的生 坯 密 度 、 烧结后密度 、 抗 拉强度 、 延伸率 、 布 氏 硬 度 和电阻率都 与其增强体含量密切相关。 镍基粉末合金复合材料 的生 坯密度和烧结密度和抗拉强度随着增强体含量的增加而不断降低。 相反 ， 镍基粉末冶金合金的布氏硬度和电阻率由于增强体的加入而 都大大地提高了。 同样我们还得出没有添加黏结剂的镍基粉末冶金 复合材料 试件 的密 度、 抗拉强度 、 延伸率和 电阻率都 比同种 同样含 量的镍基粉末冶金复合材料低 ， 而硬度却 比添加 黏结剂镍基粉末 冶 金复合材料试件的高 。 我们在镍基合金发现由于它对合金元素 的较多溶解 ， 并且能对 组织稳定性的较好保持 ； 同时能使合金得到有效的强化 ， 获得 比铁 基高温合金和钻基高温合金更高 的高温强度 ； 而且镍基合金具有比 铁基高温合金更好 的抗氧化和抗燃气腐蚀能力 。 根据 世界各 国在几 十年 问对镍基合金不断地研究 和探 索下使 得它在各个领域 内得到充分的应 用并且在镍基铸造 高温合 金 中发 展 出了定 向结 晶涡轮 叶片和单晶涡轮叶片 ， 而在相关方面表 明这种 定 向结晶叶片能有效消除一定的空洞和裂纹敏感 的横 向晶界 ， 使得 内部全部的晶界能够平行于应力轴 的方 向， 从而大大地改善 了合金 使用性能。而这种单 晶叶片能消除全部 晶界 ， 而且对于晶界强化元 素我们 以后可 以不必再加入了 ， 另一方面又能升高合金的初熔相对 温度 ， 从而提高 了合金的高温强度 ， 并且合金的综合性能进一步改 善了。 ３结 束语 镍基 复合材料 ， 具 有 良好 的导电性 、 高温抗氧化性 以及较 高的 机械强度 ， 具有广阔的应用前景 。主要应用镍合金具有耐热性和热 强性能 ， 它具有组织均匀 ， 无宏观偏析等优点 ， 用其制造 电梯涡轮等 关键部件可 以满足先进高推比发动机的要求。 它将为高速电梯事业 的发 展作 出贡 献 。
《镍基复合材料的制备及其摩擦学性能研究》
《镍基复合材料的制备及其摩擦学性能研究》一、引言随着现代工业技术的快速发展，材料科学在工程应用中的地位日益凸显。
其中，镍基复合材料因其优异的物理、化学及机械性能，被广泛应用于航空、航天、能源、汽车等关键领域。
其制备工艺的优化和摩擦学性能的研究，对于提升材料的使用性能及延长使用寿命具有极其重要的意义。
本文将就镍基复合材料的制备方法及摩擦学性能进行研究探讨。
二、镍基复合材料的制备（一）原料与设备制备镍基复合材料的主要原料包括镍基合金粉末、增强相材料（如碳化硅、氧化铝等）、添加剂等。
制备设备主要包括混合设备、烧结设备、热处理设备等。
（二）制备工艺镍基复合材料的制备主要采用粉末冶金法，其基本步骤包括配料、混合、压制、烧结及热处理等。
具体过程如下：1. 配料：根据所需材料的成分比例，将原料按比例混合。
2. 混合：采用机械混合或化学混合的方式，使各组分充分混合均匀。
3. 压制：将混合后的粉末放入模具中，通过压力机进行压制，形成预成形坯。
4. 烧结：将预成形坯放入烧结炉中，在一定的温度和压力下进行烧结，使材料致密化。
5. 热处理：烧结后的材料进行热处理，以提高材料的性能。
（三）制备过程中的影响因素在制备过程中，影响镍基复合材料性能的因素主要包括粉末粒度、压制压力、烧结温度和时间等。
这些因素对材料的致密度、成分分布及机械性能等有着重要的影响。
三、镍基复合材料的摩擦学性能研究（一）摩擦学性能的基本概念及测试方法摩擦学性能是衡量材料在摩擦过程中所表现出的性能，主要包括摩擦系数、磨损率等。
测试摩擦学性能的方法主要有摩擦试验机测试、磨损试验等。
（二）镍基复合材料的摩擦学性能特点镍基复合材料具有优异的摩擦学性能，其摩擦系数低，磨损率小。
这主要得益于其良好的硬度、耐磨性及抗高温氧化性能。
此外，增强相的加入也提高了材料的硬度和耐磨性，进一步优化了材料的摩擦学性能。
（三）影响镍基复合材料摩擦学性能的因素影响镍基复合材料摩擦学性能的因素主要包括材料成分、组织结构、表面处理等。
金属基复合材料应用举例
金属基复合材料应用举例金属基复合材料是指以金属为基体，添加一种或多种增强相（如纤维、颗粒、片材等）来改善金属材料的性能和功能的一类材料。
金属基复合材料具有高强度、高韧性、高温稳定性等优点，因此在航空航天、汽车、船舶、电子等领域得到广泛应用。
以下是十个金属基复合材料的应用举例：1. 铝基复合材料：铝基复合材料由铝基体和增强相（如陶瓷颗粒、碳纤维等）构成，具有低密度、高强度、耐磨损等特点。
在航空航天领域，铝基复合材料被用于制造飞机机身、航天器传动系统等部件。
2. 镁基复合材料：镁基复合材料具有低密度、高比强度和良好的导热性能，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
例如，在汽车行业中，镁基复合材料被用于制造车身结构和发动机零部件，可以减轻车重，提高燃油效率。
3. 钛基复合材料：钛基复合材料由钛基体和增强相（如陶瓷颗粒、纤维等）构成，具有高强度、低密度和良好的耐腐蚀性能。
在航空航天领域，钛基复合材料被用于制造飞机发动机叶片、航天器外壳等高温部件。
4. 镍基复合材料：镍基复合材料由镍基体和增强相（如陶瓷颗粒、纤维等）构成，具有高温强度和良好的耐腐蚀性能。
在航空航天领域，镍基复合材料被用于制造航空发动机涡轮叶片、燃烧室等高温部件。
5. 铜基复合材料：铜基复合材料由铜基体和增强相（如碳纤维、陶瓷颗粒等）构成，具有高导电性和高热导率。
在电子领域，铜基复合材料被用于制造高性能散热器、电子封装材料等。
6. 钨基复合材料：钨基复合材料由钨基体和增强相（如碳纤维、陶瓷颗粒等）构成，具有高密度、高熔点和高强度。
在核工业领域，钨基复合材料被用于制造核反应堆材料、高温组件等。
7. 铁基复合材料：铁基复合材料由铁基体和增强相（如碳纤维、陶瓷颗粒等）构成，具有高强度和良好的耐磨性。
在机械制造领域，铁基复合材料被用于制造高性能齿轮、轴承等零部件。
8. 锆基复合材料：锆基复合材料由锆基体和增强相（如陶瓷颗粒、纤维等）构成，具有高温稳定性和良好的耐腐蚀性能。
《2024年Ni(OH)2及其复合材料电化学性能的研究》范文
《Ni（OH）2及其复合材料电化学性能的研究》篇一一、引言近年来，随着科技的不断发展，新能源材料的探索与研究已经成为世界科研的热点之一。
而镍基复合材料作为一种新兴的电池材料，尤其受到电化学界的关注。
Ni（OH）2作为镍基复合材料的重要一员，其电化学性能的研究对于提高电池性能、延长电池寿命具有重要意义。
本文旨在探讨Ni（OH）2及其复合材料的电化学性能，为相关研究提供理论依据。
二、Ni（OH）2的基本性质Ni（OH）2是一种典型的镍基氢氧化物，具有高理论容量、环境友好、成本低廉等优点。
在电化学反应中，Ni（OH）2可以通过法拉第反应实现电能与化学能的相互转化，是电池中重要的正极材料之一。
三、Ni（OH）2的电化学性能（一）电化学反应机理Ni（OH）2的电化学反应过程是一个可逆的过程，涉及氢离子和电子的交换。
在充电过程中，Ni（OH）2中的OH-失去电子并被氧化成O2和H2O；而在放电过程中，则是H2O被还原成OH-和电子与Ni（OH）2结合的过程。
这一反应过程提供了可逆的充放电过程，为电池提供能量。
（二）充放电性能Ni（OH）2具有较高的理论容量和充放电容量。
但在实际使用中，其容量往往因材料的纯度、晶体结构等因素受到限制。
通过改进合成方法和制备工艺，可以提高其充放电性能和循环稳定性。
四、Ni（OH）2复合材料的电化学性能（一）复合材料制备方法为了提高Ni（OH）2的电化学性能，研究人员常常采用将其与其他材料进行复合的方法。
例如，与碳材料、金属氧化物等材料进行复合，可以显著提高其导电性、结构稳定性和电化学活性。
这些复合材料的制备方法包括溶胶凝胶法、水热法、共沉淀法等。
（二）复合材料的电化学性能通过与其他材料的复合，Ni（OH）2的电化学性能得到了显著提升。
复合材料具有更高的比容量、更好的循环稳定性和更高的充放电速率。
此外，复合材料还具有优异的倍率性能和低温性能，使其在电动汽车、移动设备等领域具有广泛的应用前景。
镍基WC复合材料熔覆
对镍基WC复合材料熔覆的研究自从20世纪80年代开始，随着激光器技术的发展，新型高功率激光器的不断出现，激光熔覆技术在工业应用上不断深入，激光熔覆技术得到了迅猛的发展，目前已成为国内外激光表面改性研究的热点。
其应用领域不断拓宽，它可以用于机械制造与维修、汽车制造、纺织机械、航海与航天和石油化工等领域。
在刀具、模具、阀体等机械部件已获得了广泛的应用。
激光熔覆技术是随着激光器技术的发展而不断壮大，因此对于激光熔覆设备中所使用的激光器就是其关键部件。
目前国内多数的生产企业主要使用的有CO2气体激光器，灯泵YAG 固体激光器。
其中CO2气体激光器，功率大，一般数千瓦甚至更高，但体积庞大，维护成本高；且CO2激光器由于结构庞大，其波长为10.6um 的激光不能通过光纤传导，灵活性受到极大限制，不容易实现三维零件复杂曲面的熔覆加工。
国内传统灯泵YAG 固体激光器，功率较小，都是百瓦级别，价格便宜，体积也相对较小，维护相对简单，但每隔段工作时间需要更换泵浦灯。
由于功率不大，其加工的效率和应用范围都受限。
目前国外流行大功率光纤耦合输出半导体激光和整形聚焦直接输出的半导体激光器来做激光熔覆工艺，其具有电光转换效率高、体积小等优势。
但存在技术门槛高，激光器成本价位昂贵等局限。
而高功率的全固态激光器是采用半导体激光阵列作为泵浦源，以YAG晶体为工作物质，综合半导体激光的高效率与YAG激光成熟技术优势，具有输出功率大（1~5kW）、光束质量好（BP值8~40mm*mrad）、输出稳定性好，电光转换效率好（~20%），柔性好，光纤传输可灵活匹配机器人与数控加工机床实现三维加工等诸多优点（如图1所示）。
3kW全固态激光器机器人熔覆加工系统图1、3kW全固态激光器机器人加工系统装备激光熔覆由于其极高的能量密度，几乎能够熔化所有的合金和陶瓷。
为进一步提高零件表面的耐磨耐蚀性能，目前国内外广泛开展了在铁、镍、钴基合金溶剂熔镶WC、TiC、SiC及B4C等陶瓷硬质相的复合涂层研究。
镍基复合材料
金属基复合材料发展
。在多种复合材料旳发展过程中 , 金属基复合材料(Metal Matrix Composites —MMCs) 旳 研究、生产及发展起步较晚 ,但是因为 其具有低热胀 系数、高耐热性、在动力构造方面旳高比强度、高 比 模量、耐磨损和抗老化等特点 ,所以倍受人们青睐 , 尤其是在 汽车、航空、航天领域得到了广泛旳应用。 国内外旳某些科 研 院所竟相在这一领域展开进一步广 泛旳研究 ,并取得了丰硕旳成 果。对金属基复合材料旳应用和研究目前处于世界领先旳国 家主要是美国和日本。美国把复合材料作 为国防部旳关键技术 关键来实施 ,投入了大量旳资 金和人力 ,并在复合材料领域取得 了重大旳进展 ,处 于世界领先地位。
镍基复合材料
• 镍基复合材料是以镍及镍合金为基体制造 旳。因为镍旳高温性能优良，所以这种复 合材料主要是用于制造高温下工作旳零部 件。
• 镍基复合材料最有前途旳应用之一是做燃 气涡轮发动机旳叶片。用于镍基复合材料 旳基体主要有：纯镍、镍铬合金、镍铝合 金等。
燃气轮机涡轮零件
西门子超重型燃气轮机涡轮
碳纤维增强镍基材料弹力假肢
• 镍基复合材料应用 旳成功例子。强度 高，耐用，不对人 体造成不良影响。
镍基复合材料旳主要应用
应用：镍基材料用于飞机、船舶、工业和车 辆用燃气轮机旳最关键旳高温部件，如涡轮 机叶片、导向叶片和整体涡轮等。这些领域 旳材料主要是：镍基铸造高温合金
镍基铸造高温合金
以镍为主要成份旳铸造高温合金，以“K”加序号 表达，如K1、 K2等。伴随使用温度和强度旳 提升，高温合金旳合金化程度越来越高，热加工 成形越来越困难，必须采用铸造工艺进行生产。 另外，采用冷却技术旳空心叶片旳内部复杂型腔， 只能采用精密铸造工艺才干生产。这么，镍基变 形高温合金就转化为镍基铸造高温合金。
镍基复合材料焊条电弧焊打底及填充盖面焊接工艺
镍基复合材料焊条电弧焊打底及填充盖面焊接工艺氩弧焊打底加手弧焊填充盖面的焊接工艺，经过各专业公司多年的理论指导和实践研发已经能够熟练掌握，合格率高，焊接设备简单，相对于现场的施工条件能够更好的接受和使用。
不过对于一些返修无法进行背面充气保护的位置，就增大了氩弧焊焊接工艺的难度和易出现缺陷的几率。
对此为了能够更好地适应现场焊接环境的多变性和不可确定性，提出使用焊条电弧焊打底的焊接工艺，并进行试验。
1.镍基材料分析镍基材料具有良好的高温和低温强度以及优良的耐腐蚀性能，多用于管道设备、石油化学设备、热力锅炉设备、电力行业等高温高压、腐蚀强度较大且需在持续高温或低温下运行的运输管道及设备中。
但由于镍基合金导热性差、线膨胀系数大、冷却速度较快、熔合性能不好、铁液流动性差，所以焊接过程中保护不当会产生熔池氧化等缺陷。
简析：据奥维云网（AVC）零售监测数据显示，线下消毒柜市场监测销量2.7万台，同比下降26.4%，其中立式同比下降24.4%，嵌入式同比下降27.1%，卧式同比下降26.4%。
由于复层与基层的材料不同，会因材料的导热性和热膨胀系数不同而出现材料稀释等现象，这些不利因素更增加了焊接难度，所以应当制定严谨的焊接操作工艺，并严格按照工艺进行焊接。
镍基材料的化学成分如表1所示，常温下力学性能如表2所示。
2.焊接材料的选择根据标准规范SH/T3523/SH/T3527进行焊接材料筛选，确定ENiCrMo-3为焊接填充材料。
根据选定的填充材料采购了三个厂家的焊条，分别为smc、山特维克、林肯，并对三种焊条的操作性能和焊缝成形做比较。
经试验对比，smc厂家焊条焊接过程中电弧稳定，脱渣性能好，产生飞溅少，焊条过热受损量小，能够满足焊接需要。
表1 镍基复合材料化学成分（质量分数）（%）化学成分 C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu Fe Ti Al规范值≤0.05 ≤0.5 ≤1.00 ≤0.02 ≤0.005 19.5～23.5 38.0～46.0 2.5～3.5 1.5～3.0 ≥22.00.6～1.2 ≤0.2实测值 0.019 0.211 0.53 0.011 0.001 22.69 38.86 3.221.90 29.98 0.81 0.110表2 镍基复合材料常温下力学性能力学性能屈服极限/MPa 抗拉强度/MPa 伸长率(%) 剪切硬度（HBW）规范值≥415 ≥457 ≥20 ≤250实测值 354 473 53.5 414 3.电源极性的筛选和对比（1）直流正接打底直流正接断弧焊接时，电弧偏吹现象严重，根部出现单边未熔合现象，焊缝正面出现较严重坠瘤，因此不能满足质量要求（见图1）。
高温合金基复合材料
• 主要强化纤维有金属纤维，SiC纤维、碳纤维、Al2O3纤维 等
金属丝/Ni合金基复合材料
• 常用金属：钨，钍钨丝 a. 优点：可提高工作温度100度以上。 大幅度提高其高温持久性能和高温蠕变性能，一 般可以提高100h 持久强度 1 到3倍，主要用于高 性能航空发动机叶片等重要部件 b. 缺点：比重高，含70%体积比的钨丝镍基复合材料的比 重是强度最好的铸造高温合金的1.9倍
• TiC 陶瓷与 Fe 熔液之间的润湿性较好，两者之间无界面 反应，在铁中溶解度低，制备简单，不用特殊处理。 • 常用制备方法：原位反应法，SHS • Fe 基合金大多数选用 FeAl 合金
• 研究方向：改善制备工艺及调整合金元素或添加合金元素 进一步改善润湿性 ，以提高界面结合能力。比如指出加 入Mo和Al可改善TiC与Fe熔液的润湿性，添加微量的稀土 元素（0.6-0.8at%）可提高复合材料的延展性
• 常用制备方法：原位生长法，粉末冶金法，自蔓延高温合 成法，浸渍法等。
• SiC陶瓷：与 Fe 熔液在高温下产生剧烈的化学反应生成 脆性相铁硅化合物和片状石墨组织存在于界面之间，恶化 陶瓷−金属界面。 • 制备方法：粉末冶金法和浸渍法 • 研究方向：提高润湿性和控制界面反应程度 方法： 1) 添加合金元素。如在铁合金中添加 Ti、Zr 、Hf 等活性金 属元素，这些活性元素与 SiC 反应生成可被 Fe 熔液润 湿的 Si 或半金属的碳化物层。 2) 在铁合金中添加 Si 元素，Si 的加入可以大大降低铁合金 与 SiC 润湿角。
• ZrO2 陶瓷：较高的熔点、高温耐磨性及抗高温氧化性，可 应用于高温环境 • 缺点：与Fe熔液浸润性差 本身存在可逆相变，t与m相转变过程中，晶体体 积膨胀或收缩约5%
镍合金基自润滑复合材料的研究
写一篇镍合金基自润滑复合材料的研究的报告，600字
本文旨在介绍镍合金基自润滑复合材料的研究。
镍合金基自润滑复合材料具有优良的力学性能、机械强度和耐磨性，因此在很多领域都有广泛的应用。
本文详细阐述了镍合金基自润滑复合材料的种类、结构及它们的性能特点和应用前景。
镍合金基自润滑复合材料是由一定量的镍粉末、一定量的金属润滑油或添加剂、一定量的热稳定剂、以及一定量的环状分散体组成的。
在高温下，由于零部件的热压实、润滑油改性及润滑剂的释放，镍粉末形成一种紧密的复合结构，从而赋予了其优良的力学性能。
在轴承表面，镍合金基自润滑复合材料具有极高的抗磨损性、耐腐蚀性和抗氧化性。
此外，由于具有抗冲击、抗拉力和抗
压痕等特性，因此可以使轴承在高速运转中达到良好的效率。
此外，它还具有隔热、隔噪等特性，可以减少机械音噪，改善使用环境。
镍合金基自润滑复合材料还可以应用于航空、船舶、军事领域。
由于具有耐磨性和优良的耐腐蚀性，可以有效降低运转中的摩擦系数，减少维护费用，提高机器运行效率。
综上所述，镍合金基自润滑复合材料具有优良的力学性能、耐磨性和抗腐蚀性，并且可以应用于航空、船舶、军事等领域，因此在加工、制造行业具有广泛的应用前景。
碳纳米管增强镍基复合材料综述课件
目 录
• 引言 • 碳纳米管增强镍基复合材料的制备方法 • 碳纳米管增强镍基复合材料的性能研究 • 碳纳米管增强镍基复合材料的应用领域 • 碳纳米管增强镍基复合材料的研究展望
contents
01
引言
复合材料的定义与重要性
复合材料是由两种或两种以上材料组成的新型材料。
导电材料
碳纳米管增强镍基复合材料具有优异 的导电性能，可替代部分金属导线， 降低电子设备的重量和成本。
航空航天领域
结构材料
碳纳米管增强镍基复合材料具有高强度、轻质和耐高温等特性，适用于制造飞 机和航天器的结构部件。
功能材料
碳纳米管增强镍基复合材料可用于制造高温过滤器、热交换器等航空航天功能 部件。
碳纳米管的加入能提高镍基复合材料的抗 热震性能，使其在温度剧烈变化的环境中 仍能保持稳定性。
碳纳米管增强镍基复合材料在热管理领域 具有广泛的应用前景，如散热、隔热等。
磁学性能
磁导率与磁滞回线
碳纳米管对镍基复合材料的磁学性能有显著影响，通过调整其 含量和排列，可以调控复合材料的磁导率和磁滞回线。
磁损耗与磁热效应
生物医疗领域
生物传感器
碳纳米管增强镍基复合材料可用于制造生物传感器，用于检测生物分子和细胞活 性。
药物载体
碳纳米管增强镍基复合材料具有较好的生物相容性和药物控释性能，可作为药物 载体用于治疗癌症等疾病。
05
碳纳米管增强镍基复合材 料的研究展望
提高材料的性能与稳定性
深入研究碳纳米管与镍基体的界面相 互作用机制，以提高复合材料的力学、 电学和热学性能。
详细描述
溶胶-凝胶法是一种基于溶液的制备方法。首先，将碳源和镍源溶解在溶剂中形成溶液，然后通过水解 和缩聚反应形成凝胶。在凝胶形成过程中，碳纳米管可以在镍基质中均匀分散，形成碳纳米管增强镍 基复合材料。该方法操作简便，适合大规模生产。
MoS2对镍基复合材料力学性能的影响
自润滑复合材料在油脂类润滑剂不能工作 的特 殊机械部 件 中得到广泛应 用。 自润 滑材料通 过连续 提供 固体润滑 剂 ， 在表面与偶 面形成润 滑膜 ， 从而使 材料在 长时 间的摩擦 过程 中得到有效 润滑 ， 但太 多固体润 滑剂 的加入将 导致材 料力学 性 能下 降 ， 从而影响 材料 的摩擦 系数 和磨损率 。 二硫化钼 （ Ｓ ） Ｍｏ 是应 用最 广泛 的 固体润滑 剂之 一。采 用难熔金属为基体含 Ｍｏ ， 自润 滑复合材料 ， Ｓ的 因此具有 高机 械强度 ， 摩擦 及耐磨损等特性 ， 于制作高 真空等特殊工况 低 适 的减摩部件 。
材料， 并讨论 Ｍ Ｓ 含量对 材料 力学性 能 的影响 ， ｏ 利用 显微镜
对 表 面 形 貌 进 行 观 察 ， Ｒ ｙ衍射 仪分 析 材 料物 相 。 Ｘ— ａ
１ 实验 方法
１ １ 合 金 制 备 ．
图 １ 复合材料的 Ｘ Ｄ分析 Ｒ 虽然 Ｍ Ｓ 在 Ｎ （ ｒ基体 中发生反应 ， ｏ ｉｃ ） 失去 自身作为 固体 润滑剂的作用 ， 但生成的新相如 Ｃｓ Ｃ７。 都是较 好的 固 ｒＳ 、 ｒＳ等 体润滑剂。同时 Ｍｏ Ｓ 分解 出来 的活 性元 素 Ｍ ， 方 面固溶 ｏ一 在 Ｎ —ｃ 合金基体 中 ， ｉ ｒ 另一方 面会 与石墨模具上的碳发生 反 应生成 Ｍ ｏＣ等碳 化物 ， 材料 中同时存 在少 量的 ＷＣ， 由于 是 钨与石墨模具上的碳反应的产物 Ｊ 。 从 图 ２中可看到 ， 单加 入 ｗ 粉 时， ｉ ｒ Ｎ —ｃ 合金 组织较 均 匀， 主要为 Ｎ 和 ｃ 的镍基 固溶体 ， 分布有少 量 ｃ 元素富集 ｉ ｒ 并 ｒ 的黑色斑点组织 ， 这可能是 由于混料 和烧结 时发生 偏析所 致 （ ２ ａ ） 继续 加入 Ｍ Ｓ后 ［ ２ ｂ 图 （） ； ｏ ： 图 （ ）～（ ） ， ｄ ］ 在镍基 固溶体 基体上均匀分布着由铬的硫化 物组 成的树 枝状组 织 ， 材料 中 主要存在 ３种相 ： 白色相 ， 灰 呈细小 网状或颗粒 分布的浅灰 色 相， 及少量的深 黑色相 。结合 Ｘ— ａ 衍射分析 （ １ 及 参考 Ｒｙ 图 ）
镍基复合材料
镍基复合材料镍基复合材料是一种重要的结构材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、化工等领域。
镍基复合材料具有优异的高温强度、耐腐蚀性能和热疲劳寿命，因此备受工程技术领域的关注和重视。
本文将对镍基复合材料的组成、性能和应用进行介绍。
镍基复合材料由镍基合金作为基体材料，通过添加其他合金元素或非金属材料形成复合结构。
常见的镍基复合材料包括镍基高温合金、镍基耐磨合金和镍基复合陶瓷等。
这些材料在高温、高压、强腐蚀等恶劣环境下具有出色的性能表现，因此在航空发动机、石油化工设备、核工程等领域得到广泛应用。
镍基复合材料的优异性能主要体现在以下几个方面：首先，镍基复合材料具有优异的高温强度和抗氧化性能。
在高温环境下，镍基复合材料能够保持较高的强度和硬度，不易发生变形和热膨胀，因此适用于高温零件的制造。
其次，镍基复合材料具有良好的耐腐蚀性能。
在酸碱盐等腐蚀介质中，镍基复合材料能够保持稳定的化学性能，不易发生腐蚀和损伤，因此适用于化工设备和海洋工程等领域。
此外，镍基复合材料还具有优异的热疲劳寿命和耐磨性能。
在高温循环载荷下，镍基复合材料不易发生疲劳开裂和断裂，能够保持较长的使用寿命；同时，在高速摩擦磨损条件下，镍基复合材料的磨损率较低，具有良好的耐磨性能。
镍基复合材料的应用领域非常广泛，包括航空航天、船舶制造、化工设备、能源开采等多个领域。
在航空发动机中，镍基复合材料被用于制造叶片、涡轮盘等高温零件，能够提高发动机的工作温度和效率；在海洋石油平台上，镍基复合材料被用于制造耐腐蚀的管道和阀门，能够提高设备的使用寿命和安全性。
总的来说，镍基复合材料具有优异的高温强度、耐腐蚀性能和热疲劳寿命，是一种重要的结构材料。
随着工程技术的不断发展，镍基复合材料将会在更多领域得到应用，并发挥重要作用。
镍基复合板使用温度
镍基复合板使用温度镍基复合板是一种重要的高温材料，其使用温度范围广泛且具有良好的耐热性能。
本文将从镍基复合板的组成、性能及应用等方面，全面介绍其使用温度。
一、镍基复合板的组成及性能镍基复合板是由镍基合金与其他金属或非金属材料复合而成的复合材料。
镍基合金具有优异的耐高温性能、耐腐蚀性能和抗热蠕变性能，而其他复合材料则能提供更好的强度、硬度和耐磨性能。
因此，镍基复合板在高温环境下能够保持其力学性能和耐腐蚀性能，具有很高的应用价值。
二、镍基复合板的使用温度镍基复合板的使用温度主要受到其组成材料的影响。
一般来说，镍基合金的使用温度可以达到1000℃以上，而其他复合材料的使用温度也较高。
因此，镍基复合板的使用温度一般在800℃以上，最高可达到1500℃左右。
三、镍基复合板的应用镍基复合板由于其独特的性能，在高温环境下得到了广泛应用。
以下是几个典型的应用领域：1. 航空航天领域：镍基复合板可以用于发动机燃烧室、涡轮叶片、燃气轮机等高温部件，能够承受高温高压环境的考验。
2. 化工领域：镍基复合板在化工装置中具有优异的耐腐蚀性能，能够承受各种腐蚀介质的侵蚀，常用于制造反应器、换热器等设备。
3. 电力领域：镍基复合板可以用于电力设备中的高温部件，如锅炉管、汽轮机叶片等，能够提高设备的抗氧化性能和耐热蠕变性能。
4. 石油化工领域：镍基复合板在石油化工装置中广泛应用，如裂化炉管、催化裂化装置、重油加氢装置等，能够承受高温高压的工作环境。
5. 机械制造领域：镍基复合板可以用于制造高温设备和工具，如高温炉、高温模具等，能够提高设备的使用寿命和工作效率。
四、镍基复合板的优势和发展趋势镍基复合板具有许多优势，如优异的耐热性能、耐腐蚀性能、高强度、良好的耐磨性能等。
随着科学技术的不断发展，镍基复合板的性能和应用领域也在不断扩大。
未来，镍基复合板有望在航空航天、能源、环保等领域发挥更大的作用。
镍基复合板是一种耐高温材料，其使用温度一般在800℃以上，最高可达到1500℃左右。
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缺点及克服方法 （1）疲劳性能稍差、塑性较低、使用 中组织稳定性有所下降； （2）存在疏松，性能波动较大。
应用：镍基铸造高温合金用于飞机、
船舶、工业和车辆用燃气轮机的最 关键的高温部件，如涡轮机叶片、 导向叶片和整体涡轮等。
镍基复合材料在水环境中的摩擦学 性能及磨损机理研究
复合材料在水环境中的摩擦系数比干摩擦 降低了一半左右，磨损率仅为干摩擦下的 1／15，水环境中，负荷和速度的变化对 摩擦系数的影响不大，摩擦系数基本保持 在0．28～0．32之间，磨损率随负荷和滑 动速度的增加而不断增加。
镍-蓝宝石反应性质的影响
在高温下，蓝宝石和镍或 镍合金将发生反应，这种 反应与弥散强化型合金所用的 Al2O3质点的稳定性观测结果相 一致。除非这种反应能均匀地消耗材 料或在纤维表面形成一层均匀的反应产物， 否则就会因局部表面降粗糙而降低纤维的 强度。
镍基复合材料的制造和性能
制造镍基复合单晶蓝宝石纤维复合材料的主 要方法是将纤维夹在金属板之间进行加热。 这种方法通常称为扩散结合。 热压法成功的制造了Al2O3-NiCr复合材料， 其最成功的工艺是先在杆上涂一层 Y2O3（约1μm），随后再涂一层为基 体制造的。由于镍的高温性能优良， 因此这种复合材料主要是用于制造 高温下工作的零部件。
金属基复合材料最有前途的应用之一是做燃 气涡轮发动机的叶片。这类零件在高温和 接近现有合金所能承受的最高应力下工作， 因此成了复合材料研究的一个主攻方向。
镍基变形高温合金
8.3
51
63.5
8.0
48
61.3
48 23 25.4
用途：镍基变形高温合金广泛地用来 制造航空喷气发动机、各种工业燃气 轮机的热端部件，如工作叶片，导向
叶片、涡轮盘和燃烧室等。
燃气轮机涡轮零件
高温合金 汽车增压器喷嘴环叶片
合金元素的作用：
铬在镍基变形高温合金中的主要 作用：增加抗氧化及耐蚀能力。 20世纪40～50年代发展的镍 基变形高温合金中铬含量高 达18%～20%，在60年代， 为了提高高温强度，将铬含量 降低到8%～12%。过度降铬有 损抗氧化、耐蚀能力。
加工方法： 变形高温合金塑性较低，变形抗力 大，特别是含γ´相很高的强时效强化镍基变形 高温合金，使用普通的热加工手段变形有一定 困难，往往需采取一些特殊的加工工艺，如钢 锭直接轧制、钢锭包套直接轧制和包套镦饼等 新工艺。也采用加镁微合金化和弯曲晶界热处 理工艺来提高塑性。
镍基铸造高温合金
如K1、 K2等。随着使用温度和强度的提高，高温合
基体合金及成分
Zh36 Ni-12.5-7W-4.8Mo-5Al-2.5Ti EPD-16 Ni-11W-6Al/6Cr-2Mo-1.5Nb Nimocast713C Ni-12.5Cr-2.5Fe/2Nb-4Mo6Al-1Ti Mar-M322E Co-21.5Cr-25W-10Ni-3.5Ta0.8Ti Ni-35W-15Cr-2Al-2Ti 9.15 持久强度 密度 MPa 1100 ℃ 100h 12.5 138 高温比强度m x 103 1100℃ 100h 112.5
除了热压法制得的镍基复合材 料外，人们还研究了其他方法 制造的镍基复合材料的性能。 对粉末冶金法制得的材料进行 的研究结果表明，在粉末压实 过程中晶须因排列不当而大量 断裂。测得的性能很差，晶须 体积比为23%的复合材料的室温强度最高只有 690MPa。其他方法制得的镍基复合材料的性能也 不理想。
以镍为主要成分的铸造高温合金，以“K”加序号表示，
金的合金化程度越来越高，热加工 成形越来越困难，必须采用铸造工 艺进行生产。另外，采用冷却技术 的空心叶片的内部复杂型腔，只能 采用精密铸造工艺才能生产。这样， 镍基变形高温合金就转化为镍基铸 造高温合金。
添加元素及作用 ：
镍基铸造高温合金以γ相为基体， 添加铝、钛、铌、钽等形成γ´相 进行强化，γ´相数量较 多，有的合金高达60%；加入钴能提高γ´相的溶解温度， 提高合金的使用温度；钼、钨、铬具有强化固溶体的作 用，铬、钼、钽还能形成一系列对晶界产生强化作用的 碳化物；铝和铬有助于抗氧化能力，但铬降低γ´相的溶 解度和高温强度，因此铬含量应低些；铪：改善合金中 温塑性和强度；为了强化晶界，添加适量硼、锆等元素。
以镍为主要基体成分的变形高温合金。镍 基变形高温合金以汉语拼音字母“GH” 加 序号表示，如GH36、GH49、GH141 等。它可采用常规的锻、轧和挤压等冷、 热变形手段加工成材。 按强化方式可分为固溶强化镍基变形 高温合金，弱时效强化镍基变形高温 合金和强时效强化镍基变形高温合金 3类。
高温金属基材复合材料的基体合金成分和性能
固溶强化镍基变形高温 合金中加入较多的钨、 钼、钴等元素。弱时效 强化镍基变形高温合金 可添加一定量的铝、钛、铌等时效强化元素。强 时效强化镍基变形高温合金中则可以加入多量的 铝、钛、铌元素，但其总量不能超过7.5%。也加 入硼、铈、镁等晶界强化元素。
组织特点 ： 主要的强化相是γ´(Ni3Al)相，含量达 20%～55%左右。另一类强化相是 γ″(Ni3Nb)相，在700℃以下对强度的贡 献远大于γ´相，特别显著地提高屈服 强度，是涡轮盘材料中有名的 强化相。
结果表明：SiC颗粒在镀层中分布均匀：SiC 颗粒附近镀层的硬度是纯镍镀层的3倍，但 随着远离SiC，复合镀层硬度明显下降；复 合镀层的耐磨性能与普通镍镀 层相比有较大幅度的提高，在油润滑 条件下磨损体积为普通镍镀层的1／8。
蓝宝石晶须蓝宝石杆
以单晶氧化铝为镍基复合材料的增强物具有 高弹性模量，低密度，纤维形态的高强度、 高熔点、良好的高温强度和抗氧化性。 蓝宝石晶须和蓝宝石杆的强度与截面积的函 数关系如图所示。
磨损表现为机械微切削；摩擦副表面吸附 水的边界润滑作用以及水的冷却作用使材 料容易耗散摩擦热，塑性变形减小，严重粘着 磨损明显减轻。水的存在使不锈钢偶件更容易 发生氧化，同时暴露于磨损表面的SiC以及由 于水的渗透而导致与基体脱粘的SiC，易被氧 化生成SiO2，进而SiO2发生水合反应 在磨擦对偶表面生成不均匀的SiO2· nH2O 水合反应膜，起到了一定的减磨润滑作用， 显著降低摩擦系数和磨损率。
镍基纳米SiC复合镀层的 摩擦学性能
为研究镍基纳米SiC复合镀层的摩擦学性能， 在A3钢板上制备了该镀层，利用扫描电镀 对镀层显微组织进行观察，通过纳米显微 力学探针测量镀层微区硬度，在MM－200 摩擦磨损试验机上对镀层进行磨损试验， 研究阴极电流密度，温度和镀液中SiC浓度 等主要工艺参数对镀层耐磨性能的影响。