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1、鉬作為具有重要戰(zhàn)略意義的稀有金屬,熔點(diǎn)高,耐腐蝕性和導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好,但耐磨性較差,限制了鉬作為結(jié)構(gòu)材料的推廣應(yīng)用。我國(guó)鉬資源居世界第一位,但我國(guó)的鉬加工產(chǎn)品與國(guó)外相比有著較大的差距。因此,利用資源優(yōu)勢(shì),開發(fā)新材料顯得十分必要。將鉬與陶瓷結(jié)合可綜合金屬和陶瓷的特性制備金屬陶瓷材料。同時(shí)稀土氧化物可作為穩(wěn)定劑和晶粒長(zhǎng)大的抑制劑,能夠改善材料的微觀結(jié)構(gòu),因此通過添加稀土氧化物及陶瓷材料制備鉬基材料具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此,本研究在鉬基材料中加
2、入添加劑,對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)及耐磨、耐腐蝕性進(jìn)行研究。
本文采用無壓燒結(jié)的方式制備Mo-Ce02、Mo-Cr203、Mo-Al203-Ce02復(fù)合材料,測(cè)定其燒結(jié)性能,利用X射線衍射儀(XRD)、電子探針(EPMA)、掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)材料的燒結(jié)相、微觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,分析結(jié)果表明:Ce02能夠促進(jìn)Mo的燒結(jié),Cr203對(duì)Mo、Ce02對(duì)Mo-AI203-Ce02材料的促燒作用不明顯,Ce02、Cr203均能夠抑制Mo
3、晶粒的長(zhǎng)大。Mo-Al203-Ce02燒結(jié)后出現(xiàn)CeAl11018相,且隨著Ce02體積分?jǐn)?shù)的增加,CeAl11O18逐漸增加,A1203相應(yīng)減少,當(dāng)Ce02的體積分?jǐn)?shù)為6%時(shí),A1203完全為CeAl11O18取代。從理論上指出,當(dāng)Ce02與A1203的物質(zhì)的量之比為0.182時(shí)材料中A1203恰好完全轉(zhuǎn)化為CeAl11O18相。其形成機(jī)理為:2Ce02+11Al203一2CeAI11材料中A1203+CeAl11O18、CeAl11
4、O18相以點(diǎn)狀、條片狀或蠕蟲狀分布于基體Mo中,Mo的相界處呈現(xiàn)出圓鈍形貌。
采用MM200型磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)Mo-Al203-Ce02復(fù)合材料的耐磨性能進(jìn)行測(cè)試,通過掃描電鏡分析其磨損形貌。結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著Ce02體積分?jǐn)?shù)的增加,低載荷(50N,70N)時(shí),材料的摩擦系數(shù)先下降后提高,在高載荷(90N)時(shí),摩擦系數(shù)逐漸提高。相對(duì)密度是影響材料耐磨性能的主要因素之一,Ce02僅能微量的影響材料的耐磨性。Mo-A1203-Ce02
5、復(fù)合材料的磨損主要表現(xiàn)為磨粒磨損,粘著磨損和機(jī)械磨削,其磨損過程可通過剝層磨損理論模型解釋。
室溫下,采用全浸泡的方式對(duì)Mo-Al203-Ce02復(fù)合材料的耐硝酸、硫酸和鹽酸的性能進(jìn)行研究。研究表明,材料耐鹽酸、硫酸腐蝕性能較好,而耐硝酸腐蝕性能較差。隨Ce02體積分?jǐn)?shù)的提高,Mo-A1203-Ce02復(fù)合材料耐硝酸、硫酸的腐蝕性能先增后降,在6%時(shí)最耐腐蝕;而材料耐鹽酸的腐蝕性能先降后增,當(dāng)Ce02的體積分?jǐn)?shù)為6%時(shí)最不
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