AI-,2-O-,3-Ti（C，N）基復(fù)合材料的制備.pdf

1、陶瓷材料由于具有高熔點(diǎn)、高壓縮強(qiáng)度和良好的耐蝕性等特點(diǎn)，作為新的刀具材料得到了廣泛關(guān)注。目前常用的刀具材料硬質(zhì)合金和高速鋼的主要金屬成分鎢的資源在全世界范圍內(nèi)日趨枯竭，陶瓷材料資源則比較豐富，價(jià)格也便宜，這對(duì)發(fā)展陶瓷刀具是十分有利的條件。但是陶瓷材料的化學(xué)鍵為離子共價(jià)，導(dǎo)致其脆性高，抗拉強(qiáng)度低，耐沖擊性差，所以作為工具材料要在實(shí)際中得到應(yīng)用，必須大力提高其機(jī)械性能。 本文以氧化鋁/碳氮化鈦(Al2O3/Ti(C,N))復(fù)合材料為

2、研究對(duì)象，通過(guò)添加ZrO2以及NiTi作為增韌補(bǔ)強(qiáng)相，以提高材料韌性為目標(biāo)，采用熱壓燒結(jié)致密化工藝，制備了Al2O3/Ti(C，N)-ZrO2和Al2O3/Ti(C，N)-NiTi兩種復(fù)合材料。檢測(cè)了這兩種復(fù)合材料的主要力學(xué)性能，研究了ZrO2和NiTi兩種增韌相含量對(duì)氧化鋁/碳氮化鈦(Al2O3/Ti(C,N))基復(fù)合材料性能的影響，并分析了ZrO2和NiTi兩種添加物所產(chǎn)生的不同強(qiáng)韌化機(jī)理。 試驗(yàn)結(jié)果表明，在Al2O3/Ti

3、(C，N)基復(fù)合材料中加入ZrO2，可以抑制Al2O3晶粒的長(zhǎng)大，通過(guò)t-ZrO2→m-ZrO2的相變阻礙裂紋的擴(kuò)展，起到了增韌補(bǔ)強(qiáng)的作用。當(dāng)ZrO2(vol％)為11.06、熱壓溫度為1400℃、燒結(jié)壓力為30MPa時(shí)，可獲得最好的綜合力學(xué)性能，其強(qiáng)度為420MPa、硬度為20.04GPa、斷裂韌性為5.87MPa·m1/2。 采用熱壓法制備了具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的Al2O3/Ti(C,N)-NiTi復(fù)合材料，隨著NiTi加入量的增加

4、Al2O3/Ti(C,N)-NiTi復(fù)合材料的斷裂韌性增加，Al2O3/Ti(C,N)-8vol％NiTi復(fù)合材料的斷裂韌性達(dá)到9.1MPa·m1/2。Al2O3/Ti(C,N)-NiTi復(fù)合材料增韌的主要機(jī)制是顆粒彌散強(qiáng)化和裂紋的橋接。當(dāng)NiTi(vol％)添加量為5、熱壓溫度為1400℃、燒結(jié)壓力為30MPa時(shí)，可獲得最好的綜合力學(xué)性能，其強(qiáng)度為556.7MPa、硬度為20.13GPa、斷裂韌性為7.1MPa·m1/2。均優(yōu)于單純的