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功能梯度金属陶瓷的制备与性能

郑立允 , 熊惟皓 , 赵立新

稀有金属材料与工程

采用熔渗/氮化复合处理技术对TiC-TiN基、WC基金属陶瓷进行了高温高压熔渗/氮化处理,通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射等分析技术对其显微组织、成分及结构进行了分析.结果表明:经过高温高压熔渗/氮化处理,WC-Co金属陶瓷未形成梯度结构;WC-TiC-Co金属陶瓷表面形成了TiN,但是从材料表面向内部的成分过渡存在明显的界面;TiC-TiN基金属陶瓷由表面到心部形成了梯度结构,其硬度自表面向心部呈现高-低-高的变化趋势, 该金属陶瓷表面主要形成了Ti(C0.3N0.7).

关键词: 熔渗 , 氮化 , 金属陶瓷 , 功能梯度材料

Cu-W合金熔渗过程的微观模拟与分析

张伟 , 邹军涛 , 白艳霞

稀有金属材料与工程

熔渗技术是制备CuW合金的有效方法,有效控制铜液熔渗过程对获得组织性能优异的CuW合金非常有意义.针对铜液在结构形貌复杂的骨架孔隙中的熔渗过程进行模拟和分析.讨论了二维微观模型下孔隙的形态参数:形状因子、曲折度、孔喉比对铜液充型过程的影响;预测了CuW合金熔渗过程中熔渗速度和界面前沿压力随时间的变化.结果表明:孔隙的均匀性越差,曲折度和孔喉比越大,熔渗时的速率变化越明显;熔渗前沿压力突变也越大.

关键词: CuW合金 , 熔渗 , 有限元/水平集 , 流动前沿

熔渗法制备高强Mg(AZ91D)/NiTi阻尼复合材料及其压缩和阻尼性能

李大圣

机械工程材料

为了提高多孔NiTi合金的力学、阻尼性能,采用熔渗法将镁(或AZ91D镁合金)渗入至多孔NiTi合金的孔隙中制备出了新型轻质高强Mg(AZ91D)/NiTi阻尼复合材料,并对复合材料的压缩性能和阻尼性能进行了研究.结果表明:采用此方法制备出的Mg(AZ91D)/NiTi复合材料的相变仍具有马氏体相变特征,并具有优良的循环压缩性能(超弹性应变可达2.3％),其首次抗压强度可达530 MPa,明显高于多孔NiTi合金(200～300MPa)的；引入的熔渗相所带来的多阻尼机制的叠加使此复合材料比多孔NiTi合金具有更佳的强度和阻尼综合性能.

关键词: 多孔NiTi合金 , 复合材料 , 熔渗 , 力学性能 , 阻尼

钨粉化学镀铜对W/15Cu电子封装材料性能的影响

吴泓 , 王志法 , 姜国圣 , 崔大田 , 郑秋波

稀有金属材料与工程

采用化学镀铜的方法在钨粉中加入诱导铜,经压型,熔渗后制成W/15Cu合金.用扫描电镜研究了材料的显微结构,并测出合金样品的密度、气密性、热膨胀系数等物理性能,通过与传统工艺制备的W/15Cu合金的显微组织以及物理性能方面做比较,讨论了钨粉化学镀铜对W/15Cu合金性能的影响.结果表明,钨粉化学镀铜对于提高钨生坯成形性能、改善钨铜复合材料的显微组织结构、提高材料物理性能方面都有很大作用.经过综合比较,镀铜含量以2%为宜.

关键词: 化学镀铜 , W/15Cu合金 , 电子封装材料 , 诱导铜 , 熔渗

Ti(C,N)基金属陶瓷熔渗/氮化复合表面处理

材料导报

对Ti(C,N)基金属陶瓷进行了高温高压熔渗/氮化复合表面处理,通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射等分析技术对其显微组织、成分及结构进行了分析,并对其处理前后的硬度进行了测试分析.结果表明,经过表面处理,Ti(C,N)基金属陶瓷表面形成了富含Ti和N的硬化层,主要为Ti(C0.3N0.7),次表层富含Fe和Ni,其硬度自表面向心部呈现高-低-较高的变化趋势.

关键词: 熔渗 , 氮化 , 金属陶瓷 , 表面处理

浸渗型高温自润滑金属陶瓷复合材料的制备及其性能

王砚军 , 刘佐民 , 王守仁

机械工程材料

采用熔融铅-锡-银-稀土系固体润滑剂与TiC/FeWCrMoV微孔金属陶瓷预制体真空压力熔渗复合法制备浸渗型高温自润滑复合材料,研究了制备工艺参数对该复合材料熔渗质量及其性能的影响,以确定其最佳工艺,并在高温摩擦磨损试验机上考察了其摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜和光电子能谱仪分析了材料的显微组织及其磨损表面的形貌.结果表明:其最佳烧结工艺为1 230℃烧结保温60 min,最佳熔渗工艺为750℃、5 MPa压力下熔渗60 min;可得到由金属陶瓷硬质相与多元润滑剂软质相组成的互穿网络结构高温自润滑复合材料,当润滑荆体积分数超过一定量时(＞13%)该材料既具有高的强韧性和耐磨性,又具有良好的高温摩擦学性能.

关键词: 金属陶瓷 , 高温自润滑 , 摩擦磨损 , 熔渗

机械合金化制备Ni-B-Si合金粉末

王芬玲 , 杨卿 , 邹军涛 , 梁淑华

稀有金属材料与工程

本实验选取成分为92％Ni-4％B-4％Si的混合粉末进行机械合金化,并每隔一定时间定量取粉进行SEM、XRD及DSC分析.实验结果表明,当球磨至30 h时,粉末形貌趋于球状,微量元素B和Si已经完全向镍中固溶,此时起始熔化温度降至1038℃;继续延长球磨时间粉末发生团聚,并在球磨至80 h时,趋于非晶化转变;将球磨40 h的合金粉末与松装镍粉在1100℃进行熔渗烧结时,发现其与镍粉发生冶金结合并形成致密的烧结体.

关键词: 镍合金粉末 , 机械合金化 , 熔化温度 , 熔渗

熔渗法制备Ti3SiC2陶瓷中硅的熔渗时间研究

肖琪聃 , 吕振林 , 李阳

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2010.06.011

以Ti/TiC/Si粉末为原料,采用液态熔渗硅方法制备出高纯的Ti3SiC2材料,并且从理论上推导液态熔渗硅方法制备Ti3SiC2陶瓷材料时熔渗时间与预制骨架高度之间的关系式,并通过熔渗实验进一步验证该关系式的可靠性.研究表明,熔渗时间随熔渗高度与熔渗温度的改变而变化.在保证毛细管力的前提下,毛细管半径越大,熔渗速度越快,熔渗时间越短.

关键词: Ti3SiC2 , 熔渗 , 熔渗时间 , 预制骨架

PDC材料烧结中钴在金刚石层中的扩散熔渗迁移过程研究

邓福铭 , 马峰 , 陈启武

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2003.04.019

对不同烧结阶段快速冷却固化的PDC实验样品金刚石层中钴的线分布(EDX)分析结果表明,PDC材料烧结中钴在金刚石层中的运动过程经历了三个基本阶段:(1)钴固相扩散;(2)钴液熔渗;(3)两次钴高浓度峰在金刚石层中的"波浪"式迁移过程.其中第一次钴高浓度峰与金刚石聚晶结构形成密切相关;而第二次钴高浓度峰则与聚晶晶粒异常长大密切相关.钴在金刚石层中的"波浪"式迁移过程是由金刚石-钴系统中金刚石溶解再结晶生长过程造成的,在这一过程中温度梯度grad T和碳浓度差ΔC是钴峰"波浪"式迁移的直接驱动力.

关键词: 聚晶金刚石复合片(PDC) , 烧结 , 扩散 , 熔渗

超重力辅助燃烧合成熔渗梯度Ni-（WC-Ni）硬质合金复合材料

杨增朝 , 刘光华 , 徐利华 , 郭世斌 , 李江涛

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.18.028

以超重力辅助燃烧合成熔渗工艺制备了具有梯度特征的 WC-Ni 硬质合金材料。该工艺以铝热反应为基础，施加辅助超重力场，制备出具有梯度特征的硬质合金材料。该材料具有双层梯度结构：沿重力场方向依次为Ni金属层和 WC-Ni硬质合金层。其中Ni金属层的硬度值为72HRA；硬质合金层的硬度值最高为87HRA。Ni熔体在熔渗过程中的搅动使 WC在Ni金属层出现弥散分布并导致硬质合金层 WC 的长大。熔体由底层开始向顶层逐渐凝固的特点使该梯度材料抗弯强度降低。

关键词: 超重力 , 燃烧合成 , 熔渗 , 梯度Ni-(WC-Ni)硬质合金