器械金材型在金質(zhì)瓷器研發(fā)祖業(yè)的踐行

1、如果金屬粉體在混合物中混合不均，會(huì)導(dǎo)致最后 燒結(jié)過程中坯體各部位的體積膨脹率不同，收縮 率不同，因而造成燒結(jié)體的密度分布不均勻，坯 體極易發(fā)生開裂現(xiàn)象。另外一個(gè)嚴(yán)重后 果是，如果在燒結(jié)后坯體中殘存有粒徑較大的金 屬粉體顆粒，由于金屬和陶瓷坯體的熱膨脹系數(shù) 相差很大，會(huì)在坯體使用過程出現(xiàn)因金屬與陶瓷 坯體收縮不一致而產(chǎn)生的微裂紋，顯著 降低復(fù)相陶瓷材料的強(qiáng)度。因此，RBAO法最重 要的工序是采用高效球磨機(jī)將金屬粉體細(xì)化，使 其均勻分布于基體材料中。常用的球磨機(jī)有三種： 攪拌式球磨機(jī)、行星式球磨機(jī)、振 動(dòng)式球磨機(jī)，其中攪拌式球磨機(jī)已經(jīng)成為一種效 率最高的設(shè)備，被廣泛地應(yīng)用于特種陶瓷行業(yè)。 制備復(fù)相

2、金屬陶瓷特種金屬陶瓷材料，按照 ASTM（美國標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法）的定義指： http:/ /一種由金屬或合金與同一種或多種陶瓷相組成 的非均質(zhì)的復(fù)合材料0，是一種典型的復(fù)相陶瓷 材料。目前，利用機(jī)械合金化方法制備的金屬陶 瓷材料主要有兩類：以碳化物-金屬陶 瓷材料、硅化物-金屬陶瓷材料等為典型復(fù)合物 質(zhì)的，將氧化物或非氧化物陶瓷相顆粒彌散于金 屬基材料中形成的一類復(fù)相材料；另一類為用于 金屬陶瓷材料制備的粉末合金物質(zhì)金屬 間化合物，這類金屬間化合物通過高效球磨可以 達(dá)到納米級(jí)晶粒尺寸，也是目前研究的一個(gè)重點(diǎn) 方向。機(jī)械合金化制備碳化物-金屬陶瓷材料通 過機(jī)械合金化，已經(jīng)合成了系列碳化物 ，如VC、

3、Mo2C、Cr2C3、TiC、ZrC、NbC 等 ，這些碳化物和其它金屬粉體經(jīng)過一定的熱壓工 藝可以形成一些廣泛使用的金屬陶瓷結(jié)構(gòu)材料， 如用作切削金屬工 具的碳化鎢、碳化鈦基材料。一般地說，利用二 元單質(zhì)粉體混合球磨來合成碳化物是碳化物-金 屬陶瓷材料研究的重點(diǎn)。典型的碳化物材料為 TiC材料。將Ti粉和石墨粉球磨，在 一定的條件下，由于高能球磨中球磨介質(zhì)的相互 擠壓、研磨、碰撞，使石墨粉體的溫度不斷上升， 最后發(fā)生石墨與金屬鈦合成反應(yīng)，而且這一反應(yīng) 為放熱反應(yīng)，放出的熱量又反過來促 進(jìn)了碳與鈦之間的進(jìn)一步反應(yīng)，這種反應(yīng)過程簡(jiǎn) 稱為自維持反應(yīng)）。又如，TiC/T-iAl基納米復(fù) 合金屬陶瓷材

4、料的制備：將一定細(xì)度的石墨粉體、 金屬鈦粉和金屬鋁粉按照T i50%、Al30%和C20%混合在一起，在高效球 磨中可以發(fā)生如下反應(yīng)：Ti+C+AlyTiC+T-iAl 該反應(yīng)生成的TiC/T-iAl混合物，是一種具有嚴(yán) 重晶 格缺陷和很高活性的粉體，這種粉體的特點(diǎn)是 TiC晶體是一種非晶態(tài)的物質(zhì)，同時(shí)均勻分布于 非晶態(tài)的T-iAl合金基質(zhì)上，熱壓燒結(jié)后常可以 得到性能優(yōu)良的碳化鈦陶瓷顆粒增 強(qiáng)T-iAl合金復(fù)相金屬陶瓷材料。當(dāng)將20%Al （原子分?jǐn)?shù)）和80%Fe在高效球磨中研磨（料、 球比為110）20h和750e下處理后，就可以得 到性能良好的金屬陶 瓷前驅(qū)Fe-Al基合金材料。無論是Fe-Al基材料、 Zr-Ni基材料以及Cu-Cr材料，它們?cè)陲@微結(jié)構(gòu) 上都具有晶粒細(xì)化和晶粒分布均勻的特點(diǎn) .從強(qiáng)化理論上說， 這些材料由于結(jié)構(gòu)的特殊性，同時(shí)具有了細(xì)晶強(qiáng) 化、彌散強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化的效果，顯著改善了材 料的機(jī)械性能，如用Cu-5%Cr材料在料、球比 為110和氬氣保護(hù)氣氛下經(jīng)40 0e處理后得到的材料制成一定的棒材，其抗拉強(qiáng) 度可達(dá)8001000MPa.結(jié)束語機(jī)械合金化作為 一種新的復(fù)相金屬陶瓷制備方法，已