Mo-Al-,2-O-,3-復(fù)合材料的制備及耐磨耐腐蝕性研究.pdf

1、鉬是具有重要戰(zhàn)略意義的稀有金屬，其熔點(diǎn)高、線膨脹系數(shù)小、耐蝕性和導(dǎo)熱導(dǎo)電性好，但耐磨性和高溫抗氧化能力差，限制了其應(yīng)用范圍。向鉬中添加氧化鋁所得到的金屬陶瓷復(fù)合材料綜合了氧化鋁陶瓷的高硬度、高耐磨性和金屬鉬的塑韌性以及其共有的耐腐蝕性，故能應(yīng)用于耐磨損及耐腐蝕的領(lǐng)域。目前對(duì)該復(fù)合材料耐磨耐酸腐蝕性研究很少有報(bào)導(dǎo)，而該研究有著重要的理論意義和經(jīng)濟(jì)意義。 本課題通過(guò)無(wú)壓燒結(jié)制備了不同粒度和組分配比的Mo/Al2O3復(fù)合材料樣品，利用

2、XRD、EPMA和SEM對(duì)燒結(jié)樣品進(jìn)行了物相、成分和微觀結(jié)構(gòu)分析并測(cè)試了其燒結(jié)特性。得出如下結(jié)論：當(dāng)Mo含量較低或者較高時(shí)，均能得到成分含量少的一相均勻彌散分布于另一相基體中；當(dāng)Mo體積含量為40％時(shí)，Mo相和Al2O3相的連續(xù)性分布均受到了削弱，這種相結(jié)構(gòu)影響了材料的性能；Mo/Al2O3復(fù)合材料的線收縮率、相對(duì)密度和硬度隨著溫度的升高而增大，在1750℃時(shí)達(dá)到了較高的相對(duì)密度，最高達(dá)96．9％；在該溫度下，除了40vol．％Mo相對(duì)

3、密度稍低，其它樣品有著相近的相對(duì)密度；隨著Mo含量的增加，Mo/Al2O3復(fù)合材料的線收縮率和硬度逐漸降低；當(dāng)粉末粒徑減小時(shí)，Mo/Al2O3復(fù)合材料的線收縮率、相對(duì)密度和硬度均得到了較大的提高；對(duì)粒徑小的樣品進(jìn)行了彎曲試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)。Mo/Al2O3復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度隨著Mo含量的增加而增大；當(dāng)Mo含量較低時(shí)主要為沿晶斷裂，隨著Mo含量的增加表現(xiàn)為沿晶斷裂和穿晶斷裂。 對(duì)Mo/Al2O3復(fù)合材料的摩擦磨損行為及其機(jī)理進(jìn)行了研究，并

4、用掃描電鏡分析了其磨損形貌。結(jié)果表明：摩擦系數(shù)隨著載荷的增加而減小，隨著Mo含量的增加而增大，當(dāng)粉末粒徑減小時(shí)，摩擦系數(shù)增大；Mo/Al2O3復(fù)合材料的磨損率隨著載荷的增加而增大，隨著粉末粒徑的減小而減小，隨Mo含量的增加呈上升趨勢(shì)，在vol．40％Mo時(shí)出現(xiàn)峰值；當(dāng)Mo含量較低時(shí)Mo/Al2O3復(fù)合材料的磨損機(jī)理表現(xiàn)為脆性脫落和磨粒磨損，而當(dāng)Mo含量較高時(shí)磨損機(jī)理主要為磨粒磨損。 在常溫下，將Mo/Al2O3復(fù)合材料在三種常見(jiàn)

5、酸液中進(jìn)行了均勻性腐蝕，對(duì)其腐蝕行為及腐蝕機(jī)理進(jìn)行了研究，并通過(guò)SEM和金相顯微鏡分析了其腐蝕形貌。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Mo/Al2O3復(fù)合材料在硝酸中的腐蝕率較大，而在硫酸和鹽酸中的腐蝕率較小，有著良好的抗硫酸和鹽酸腐蝕的能力。Mo/Al2O3復(fù)合材料的腐蝕率隨著粉末粒徑的減小而降低，隨著腐蝕時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減小，并趨于穩(wěn)定腐蝕。Mo/Al2O3復(fù)合材料在硝酸中的腐蝕率隨著Mo含量的增加呈上升趨勢(shì)，在60vol．％Mo時(shí)出現(xiàn)峰值；在硫酸和鹽酸中