碳化鉭的材料介紹
發(fā)布時(shí)間：
2021-07-09
金屬基復(fù)合材料因其特有的高比強(qiáng)度、高比模量、耐磨和耐高溫等優(yōu)勢(shì)而受到各國(guó)材料領(lǐng)域科學(xué)家的廣泛關(guān)注。目前，關(guān)于金屬基復(fù)合材料的研究主要集中在整體均勻復(fù)合，但由于磨損只發(fā)生在零件表面，整體復(fù)合不利于材料的回收和再利用，對(duì)環(huán)境造成污染。另一方面，許多研究表明，耐磨材料需要同時(shí)具有高硬度和高韌性，而整體復(fù)合只提高了硬度，卻不能使韌性得到改善，而金屬-陶瓷復(fù)合材料既保持了陶瓷的高硬度、高耐磨性等優(yōu)良性能，又
金屬基復(fù)合材料因其特有的高比強(qiáng)度、高比模量、耐磨和耐高溫等優(yōu)勢(shì)而受到各國(guó)材料領(lǐng)域科學(xué)家的廣泛關(guān)注。目前，關(guān)于金屬基復(fù)合材料的研究主要集中在整體均勻復(fù)合， 但由于磨損只發(fā)生在零件表面，整體復(fù)合不利于材料的回收和再利用，對(duì)環(huán)境造成污染。另一方面，許多研究表明，耐磨材料需要同時(shí)具有高硬度和高韌性， 而整體復(fù)合只提高了硬度，卻不能使韌性得到改善，而金屬-陶瓷復(fù)合材料既保持了陶瓷的高硬度、高耐磨性等優(yōu)良性能，又具有金屬基體的高韌性、高延展性。
碳化物顆粒具有高強(qiáng)度、高硬度、與基體潤(rùn)濕性良好等優(yōu)點(diǎn)， 使其作為第二相顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于航空航天、冶金、建材、電力、水電、礦山等領(lǐng)域，并取得了很好的實(shí)際應(yīng)用效果。目前所見報(bào)道的碳化物顆粒主要有碳化鎢(WC)、碳化鈦(TiC)、碳化鈮(NbC)和碳化釩(VCp)等，而與金屬釩、鈮同族的元素鉭卻研究較少。
碳化鉭(TaC)陶瓷顆粒具有高熔點(diǎn)(3880℃)、高硬度(2100HV0.05)、化學(xué)穩(wěn)定性好、導(dǎo)電導(dǎo)熱能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但由于其成本等問題，目前所見報(bào)道僅限于鎳基、鋁基等基體。Chao 等利用激光熔覆技術(shù)，制備出了鎳基增強(qiáng)碳化鉭表面復(fù)合材料，結(jié)果表明此材料與純鎳相比硬度顯著提高， 磨損率比硬化鋼明顯降低;Yu 等研究了在高溫梯度下鎳基、鉻基、鋁基增強(qiáng)碳化鉭原位反應(yīng)定向凝固與其微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，結(jié)果表明隨著凝固速率的提高，固相結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，而且碳化鉭的體積分?jǐn)?shù)也隨凝固速率的改變而變化;王文麗等利用激光熔覆技術(shù)，在A3 鋼表面制備出了原位生成TaC 顆粒強(qiáng)化的鎳基復(fù)合涂層，結(jié)果表明在適當(dāng)?shù)墓に嚄l件下，其生成TaC 顆粒增強(qiáng)鎳基復(fù)合涂層成形良好、表面光滑，涂層與基體呈現(xiàn)良好的冶金結(jié)合。而對(duì)鋼鐵基原位生成TaC的研究鮮有報(bào)道。因此，在本實(shí)驗(yàn)中采用了表面陶瓷顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合的方法。同時(shí)，選用TaC顆粒作為第二相顆粒增強(qiáng)相。對(duì)TaC 顆粒原位增強(qiáng)鐵基表面復(fù)合材料的微觀形貌及反應(yīng)過程進(jìn)行分析 。
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