AI-,2-O-,3-Ti（C，N）基復合材料的制備.pdf

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

2、研究對象，通過添加ZrO2以及NiTi作為增韌補強相，以提高材料韌性為目標，采用熱壓燒結致密化工藝，制備了Al2O3/Ti(C，N)-ZrO2和Al2O3/Ti(C，N)-NiTi兩種復合材料。檢測了這兩種復合材料的主要力學性能，研究了ZrO2和NiTi兩種增韌相含量對氧化鋁/碳氮化鈦(Al2O3/Ti(C,N))基復合材料性能的影響，并分析了ZrO2和NiTi兩種添加物所產生的不同強韌化機理。 試驗結果表明，在Al2O3/Ti

3、(C，N)基復合材料中加入ZrO2，可以抑制Al2O3晶粒的長大，通過t-ZrO2→m-ZrO2的相變阻礙裂紋的擴展，起到了增韌補強的作用。當ZrO2(vol％)為11.06、熱壓溫度為1400℃、燒結壓力為30MPa時，可獲得最好的綜合力學性能，其強度為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狀結構的Al2O3/Ti(C,N)-NiTi復合材料，隨著NiTi加入量的增加

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