直接還原碳化法制備碳化物-金屬?gòu)?fù)合粉末及其材料.pdf

1、過(guò)渡金屬碳化物(NbC、Cr3C2、Mo2C、VC和TiC)具有高熔點(diǎn)、高硬度和高耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于切削工具、模具和催化劑等領(lǐng)域，也常被用作WC-Co硬質(zhì)合金燒結(jié)過(guò)程中的晶粒生長(zhǎng)抑制劑。 由過(guò)渡金屬碳化物與金屬相(Co、Ni等)粘結(jié)而成的金屬陶瓷具有高的硬度和耐磨性，目前有一些學(xué)者研究了碳化物在NbC-Co、Cr3C2-Co、Mo2C-Co和VC-Co金屬陶瓷中的晶粒長(zhǎng)大及其液相燒結(jié)機(jī)理，TiC-Ni金屬陶瓷研究較多，但僅

2、局限于以TiC和Ni混合粉末為原料的制備方法?？傮w上，對(duì)這類(lèi)過(guò)渡金屬碳化物-金屬?gòu)?fù)合材料的性能研究很少。 本實(shí)驗(yàn)以過(guò)渡金屬氧化物(Nb2O5、Cr2O3、MoO3、V2O5、TiO2)、氧化鈷(Co3O4)、氧化鎳(NiO)和碳粉(C)為原料，用真空直接還原碳化技術(shù)分別制備了NbC-10wt.％Co、Cr3C2-10wt.％Co、Mo2C-10wt.％Co、VC-10wt.％Co和TiC-40wt.％Ni復(fù)合粉末，然后經(jīng)過(guò)模壓和

3、冷等靜壓成型后真空燒結(jié)制備出相應(yīng)的金屬陶瓷。 用XRD分析了不同反應(yīng)溫度和時(shí)間下生成的復(fù)合粉末的相組成，用SEM觀察了復(fù)合粉末的形貌。結(jié)果表明：直接還原碳化法能夠在較低溫度下合成過(guò)渡金屬碳化物.金屬?gòu)?fù)合粉末，Co3O4和NiO的添加能夠效降低過(guò)渡金屬氧化物的碳化溫度。并通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)和熱力學(xué)數(shù)據(jù)探討了低溫碳化的機(jī)理。 測(cè)試了燒結(jié)樣品的相對(duì)密度、抗彎強(qiáng)度、材料斷口SEM圖像以及X射線衍射譜。結(jié)果表明：在1420℃保溫2 h真

4、空燒結(jié)條件下可以制得抗彎強(qiáng)度為608.00MPa，致密度為99.42％的NbC-Co金屬陶瓷，在1420℃保溫2 h真空燒結(jié)條件下可以制得抗彎強(qiáng)度為560.52 MPa，致密度為97.01％的Cr3C2-Co金屬陶瓷，在1370℃保溫2 h的條件下獲得抗彎強(qiáng)度為409.48 MPa，致密度為98.73％的M02C-Co金屬陶瓷，在1420℃保溫2 h真空燒結(jié)條件下可以制得抗彎強(qiáng)度為348.01 MPa，致密度為87.87％的VC-Co金