自蔓延合成鐵基Al-,2-O-,3-、TiC陶瓷涂層研究.pdf

1、采用自蔓延高溫合成工藝，利用Fe2O3-Al和Ti-C-Fe放熱反應(yīng)，成功地在鋼基表面制備了Al2O3-Fe和TiC-Fe金屬-陶瓷原位自生復(fù)合材料涂層，并且對(duì)Fe2O3-Al和Ti-C-Fe體系反應(yīng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)、SHS/PHIP工藝、組織、耐磨和熱震燒蝕性能等進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。 研究表明在鋼基表面涂覆Al2O3-Fe和TiC-Fe金屬陶瓷后，表面硬度最高達(dá)到950Hv0.1，鋼基陶瓷涂層在1100淬水12次后未出現(xiàn)裂紋，

2、抗熱沖擊性能優(yōu)良，遠(yuǎn)超過(guò)普通的耐酸陶瓷以及耐酸耐熱陶瓷。通過(guò)磨損試驗(yàn)表明TiC/Fe基金屬陶瓷的磨損率為0.010-0.020mg/min，耐磨性能良好，磨損機(jī)制為粘著磨損、磨粒磨損和硬質(zhì)相剝落。 本文對(duì)Ti-C-Fe三元體系合成TiC-Fe金屬基陶瓷涂層材料進(jìn)行了詳細(xì)地分析，分析了加壓工藝及材料成分對(duì)產(chǎn)物致密度的影響，通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，采用SHS/PHIP技術(shù)成功地制備出了致密的TiC-xFe陶瓷涂層，采用X射線衍射、掃描電鏡

3、、電子探針和能譜分析了合成產(chǎn)物的相組成和顯微組織結(jié)構(gòu)，觀察了顯微組織對(duì)陶瓷涂層的力學(xué)行為的影響，并研究了材料的抗熱震行為。熱力學(xué)計(jì)算表明，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，Ti-C反應(yīng)在Ti-C-Fe體系內(nèi)進(jìn)行的趨勢(shì)最大。對(duì)SHS/PHIP制備金屬陶瓷的研究結(jié)果表明，產(chǎn)物在高溫下的停留時(shí)間、氣體的產(chǎn)生和排放、液相的存在以及相與相之間的潤(rùn)濕性等因素是影響致密度的關(guān)鍵。采用SHS/PHIP工藝制備金屬基陶瓷涂層，不僅提高了產(chǎn)物的致密度，而且避免了陶瓷顆粒的聚集和