Mo2FeB2基金属陶瓷复合材料的研究

论文摘要

本论文采用差热分析（DTA）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线能谱（EDS）等实验手段系统地研究了Mo2FeB2基金属陶瓷的成分、制备工艺、组织结构和性能等之间的关系。本文首先综述了近二十年来Mo2FeB2基金属陶瓷的发展概况和研究进展。总结了金属陶瓷的制备技术;简述了成分及添加剂对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和性能的影响;总结了Mo2FeB2基金属陶瓷烧结过程中物理化学变化等方面的研究成果;简述了晶粒长大抑制剂在细晶粒金属陶瓷中的研究进展。并在此基础上指出了本文的研究目的和意义。首先研究了金属陶瓷在烧结过程中组织、结构和性能的变化规律,结果表明:L1和L2液相分别在1085.7℃和1131.0℃时出现;硬质相中的Mo含量随着温度的升高而增加,使晶粒的各向异性不断加剧。对Mo2FeB2基金属陶瓷的真空烧结工艺进行了系统地研究,得到了优化的烧结工艺。研究了化学成分对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和性能的影响,得出如下实验结论:碳的加入量为0.5wt%时,既能消除试料中的氧及氧化物杂质,而且没有碳残留;Cr含量为10wt%时,材料具有较佳的微观组织和较好的强韧性;随着Ni含量的提高,Fe基粘结相逐渐由马氏体转变为奥氏体;当Mo/B原子比为0.89时,金属陶瓷中的Fe2B含量较合适,在降低液相温度的同时,不会严重恶化材料性能。研究了Cr3C2、VC、NbC、TaC对金属陶瓷组织和性能的影响。结果表明:Cr3C2和VC会降低界面润湿性,导致最终烧结体的致密度较低;NbC和TaC在金属陶瓷中分布不均匀,无法抑制个别晶粒的异常长大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章金属陶瓷的研究进展
• 1.1 引言
• 1.2 金属陶瓷制备技术的研究进展
• 2FeB₂ 基金属陶瓷的烧结机理'>1.3 Mo₂FeB₂基金属陶瓷的烧结机理
• 2FeB₂ 基金属陶瓷的组织及性能'>1.4 Mo₂FeB₂基金属陶瓷的组织及性能
• 2FeB₂ 基金属陶瓷的合金化'>1.5 Mo₂FeB₂基金属陶瓷的合金化
• 1.6 晶粒长大抑制剂的作用
• 1.7 本课题的研究目的和意义
• 1.8 本文的技术路线
• 第二章试验材料的成分设计及制备工艺
• 2.1 引言
• 2FeB₂ 基金属陶瓷成分设计的总体原则'>2.2 Mo₂FeB₂基金属陶瓷成分设计的总体原则
• 2.3 实验成分设计
• 2.4 粉末的原始条件
• 2FeB₂ 基金属陶瓷的制备技术'>2.5 Mo₂FeB₂基金属陶瓷的制备技术
• 第三章金属陶瓷烧结过程中的物理化学变化
• 3.1 引言
• 3.2 试验方法
• 2FeB₂ 基金属陶瓷烧结过程中的主要相变'>3.3 Mo₂FeB₂基金属陶瓷烧结过程中的主要相变
• 3.4 烧结过程中组织和性能的变化
• 3.5 本章小结
• 第四章活化烧结工艺研究
• 4.1 引言
• 4.2 试验方法
• 4.3 烧结工艺的初步探索
• 2FeB₂ 基金属陶瓷组织和性能的影响'>4.4 烧结工艺对Mo₂FeB₂基金属陶瓷组织和性能的影响
• 2FeB₂ 基金属陶瓷烧结工艺的确定'>4.5 Mo₂FeB₂基金属陶瓷烧结工艺的确定
• 4.6 本章小节
• 第五章化学成分对金属陶瓷组织和性能的影响
• 5.1 引言
• 5.2 试验方法
• 5.3 碳含量对金属陶瓷组织和性能的影响
• 5.4 Mo 的加入量对组织和性能的影响
• 5.5 Cr 含量对组织和性能的影响
• 5.6 Ni 的加入量对组织和性能的影响
• 5.7 晶粒长大抑制剂对金属陶瓷组织和性能的影响
• 5.8 本章小结
• 第六章 全文总结
• 6.1 本文主要结论
• 6.2 本文的创新之处
• 参考文献
• 致谢
• 以攻读硕士学位期间发表的论文