一种高强韧Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料及其制备方法_2

文档序号:9467171阅读:来源:国知局
过100目筛,在10MPa的压力下模压成型,保压511^11。预成型试样依次在200°(:、400°(:、600°(:、8001€保温2h、4h、2h、2h排胶处理,然后在1000 °C、1200 °C、1350°C和1400 °C设置保温平台,保温时间分别为2h、2h、20min和20min,以助于材料烧结过程中基体元素的充分扩散,试样采用无压烧结,最终在1440°C下保温50min得到Ti (C,N)金属陶瓷复合材料,其抗弯强度达到830.67MPa,断裂韧性达到 8.73MPa.m1/2。
[0032]实施例3:
[0033]本实施例Ti (C,N)基金属陶瓷原料配方为:TiC(余量),llwt% TiN,12wt% Mo,1wt% WC, 5wt% Co,30wt% Ni,Iwt% Cr2C3, Iwt% C,原料的质量百分比之和为 100%,在此基础上添加2wt%的碳纤维,碳纤维为增韧纤维。将上述原料粉末放入行星式球磨机中进行湿磨混料,球磨介质为无水乙醇,球料比为7: 1,球磨转速为360r/min,球磨23h后加入碳纤维继续球磨lh,球磨后的料浆放入真空干燥箱干燥12h,干燥温度70°C,干燥后的粉料经掺入5wt%汽油橡胶溶液作为成型剂进行造粒,造粒后粉料过100目筛,在10MPa的压力下模压成型,保压5min。预成型试样依次在200°C、400°C、600°C、800°C保温2h、4h、2h、2h排胶处理,然后在1000°C、1200°C、1350°C和1400°C设置保温平台,保温时间分别为2h、2h、20min和20min,以助于材料烧结过程中基体元素的充分扩散,试样采用无压烧结,最终在1420°C下保温50min得到Ti (C,N)金属陶瓷复合材料。与实施例2相比,其抗弯强度达到 902.15MPa,断裂韧性达到 10.23MPa.m1/2。
[0034]实施例4:
[0035]本实施例Ti (C,N)基金属陶瓷原料配方为:TiC(余量),llwt% TiN,12wt% Mo,1wt% WC, 5wt% Co,30wt% Ni,Iwt% Cr2C3, Iwt% C,原料的质量百分比之和为 100%,在此基础上添加4wt%的改性碳纤维,改性碳纤维为增韧纤维。碳纤维经1050°C CVD改性处理得到改性碳纤维,改性涂层为Pyc涂层,涂层厚度I μ m。将上述原料粉末放入行星式球磨机中进行湿磨混料,球磨介质为无水乙醇,球料比为7: 1,球磨转速为360r/min,球磨23h后加入改性碳纤维继续球磨lh,球磨后的料浆放入真空干燥箱干燥12h,干燥温度70°C,干燥后的粉料经掺入5wt%汽油橡胶溶液作为成型剂进行造粒,造粒后粉料过100目筛,在10MPa的压力下模压成型,保压5min。预成型试样依次在200°C、400°C、600°C、800°C保温2h、4h、2h、2h排胶处理,然后在1000°C、1200°C、1350°C和1400°C设置保温平台,保温时间分别为2h、2h、20min和20min,以助于材料烧结过程中基体元素的充分扩散,试样采用无压烧结,最终在1440°C下保温50min得到Ti (C,N)金属陶瓷复合材料,其抗弯强度达到940.28MPa,断裂韧性达到11.17MPa.m1/2o
[0036]实施例5:
[0037]本实施例Ti (C,N)基金属陶瓷原料配方为:TiC(余量),llwt% TiN,12wt% Mo,1wt% WC, 5wt% Co,30wt% Ni,Iwt% Cr2C3, Iwt% C,原料的质量百分比之和为 100%,在此基础上添加4wt%的改性碳纤维,改性碳纤维为增韧纤维。碳纤维经1050°C CVD改性处理得到改性碳纤维,改性涂层为Pyc涂层,涂层厚度2 μ m。将上述原料粉末放入行星式球磨机中进行湿磨混料,球磨介质为无水乙醇,球料比为7: 1,球磨转速为360r/min,球磨23h后加入改性碳纤维继续球磨lh,球磨后的料浆放入真空干燥箱干燥12h,干燥温度70°C,干燥后的粉料经掺入5wt%汽油橡胶溶液作为成型剂进行造粒,造粒后粉料过100目筛,在10MPa的压力下模压成型,保压5min。预成型试样依次在200°C、400°C、600°C、800°C保温2h、4h、2h、2h排胶处理,然后在1000°C、1200°C、1350°C和1400°C设置保温平台,保温时间分别为2h、2h、20min和20min,以助于材料烧结过程中基体元素的充分扩散,试样采用无压烧结,最终在1440°C下保温50min得到Ti (C,N)金属陶瓷复合材料。与实施例2相比,其抗弯强度达到937.83MPa,断裂韧性达到11.35MPa.m1/2。
[0038]实施例6:
[0039]本实施例Ti (C,N)基金属陶瓷原料配方为:TiC(余量),llwt% TiN,12wt% Mo,1wt % WC, 5wt % Co,30wt % Ni, Iwt % Cr2C3, Iwt % C,原料的质量百分比之和为 100 %,在此基础上添加8被%的改性碳纤维,改性碳纤维为增韧纤维。碳纤维经1050°C CVD改性处理得到改性碳纤维,改性涂层为Pyc涂层,涂层厚度4 μπι。将上述原料粉末放入行星式球磨机中进行湿磨混料,球磨介质为无水乙醇,球料比为7: 1,球磨转速为360r/min,球磨23h后加入改性碳纤维继续球磨lh,球磨后的料浆放入真空干燥箱干燥12h,干燥温度70°C,干燥后的粉料经掺入5wt%汽油橡胶溶液作为成型剂进行造粒,造粒后粉料过100目筛,在10MPa的压力下模压成型,保压511^11。预成型试样依次在200°(:、400°(:、600°(:、8001€保温2h、4h、2h、2h排胶处理,然后在1000 °C、1200 °C、1350°C和1400 °C设置保温平台,保温时间分别为2h、2h、20min和20min,以助于材料烧结过程中基体元素的充分扩散,试样采用无压烧结,最终在1450°C下保温50min得到Ti (C,N)金属陶瓷复合材料,其抗弯强度达到930.67MPa,断裂韧性达到 11.26MPa.m1/2。
[0040]实施例7:
[0041]本实施例Ti (C,N)基金属陶瓷原料配方为:TiC(余量),llwt% TiN,12wt% Mo,1wt% WC, 5wt% Co,30wt% Ni,Iwt% Cr2C3, Iwt% C,原料的质量百分比之和为 100%,在此基础上添加lwt% CNT,CNT为增强体。将上述原料粉末放入行星式球磨机中进行湿磨混料,球磨介质为无水乙醇,球料比为7: 1,球磨转速为360r/min,球磨23h后加入CNT继续球磨lh,球磨后的料浆放入真空干燥箱干燥12h,干燥温度70°C,干燥后的粉料经掺入5wt%汽油橡胶溶液作为成型剂进行造粒,造粒后粉料过100目筛,在10MPa的压力下模压成型,保压5min。预成型试样依次在200°C、400°C、600°C、800°C保温2h、4h、2h、2h排胶处理,然后在1000°C、1200°C、1350°C和1400°C设置保温平台,保温时间分别为2h、2h、20min和20min,以助于材料烧结过程中基体元素的充分扩散,试样采用无压烧结,最终在1420°C下保温50min得到Ti (C,N)金属陶瓷复合材料,其抗弯强度达到849.32MPa,断裂韧性达到9.15MPa.m1,2。
[0042]实施例8:
[0043]本实施例Ti (C,N)基金属陶瓷原料配方为:TiC(余量),llwt% TiN,12wt% Mo,1wt% WC, 5wt% Co,30wt% Ni,Iwt% Cr2C3, Iwt% C,原料的质量百分比之和为 100%,在此基础上添加3被%改性CNT。CNT经1050°C CVD改性处理得到改性CNT,改性涂层为Pyc涂层,涂层厚度20?40nm。将上述原料粉末放入行星式球磨机中进行湿磨混料,球磨介质为无水乙醇,球料比为7: 1,球磨转速为360r/min,球磨23h后加入改性CNT继续球磨lh,最终球磨时间为24h,球磨后的料浆放入真空干燥箱干燥12h,干燥温度70°C,干燥后的粉料经掺入5wt%汽油橡胶溶液作为成型剂进行造粒,造粒后粉料过100目筛,在10MPa的压力下模压成型,保压5min。预成型试样依次在200°C、400°C、600°C、800°C保温2h、4h、2h、2h排胶处理,然后在1000°C、1200°C、1350°C和1400°C设置保温平台,保温时间分别为2h、2h、20min和20min,以助于材料烧结过程中基体元素的充分扩散,试样采用无压烧结,最终在1440°C下保温50min得到Ti (C,N)金属陶瓷复合材料,其抗弯强度达到865.1OMPa,断裂韧性达到 9.36MPa.m1/2。
[0044]实施例9:
[0045]本实施例Ti (C,N)基金属陶瓷原料配方为:TiC(余量),llwt% TiN,12wt% Mo,1wt% WC, 5wt% Co,30wt% Ni,Iwt% Cr2C3, Iwt% C,原料的质量百分比之和为 100%,在此基础上添加5被%改性CNT。CNT经1050°C CVD改性处理得到改性CNT,改性涂层为Pyc涂层,涂层厚度20?40nm。将上述原料粉末放入行星式球磨机中进行湿磨混料,球磨介质为无水乙醇,球料比为7: 1,球磨转速为360r/min,球磨23h后加入改性CNT继续球磨lh,最终球磨时间为24h,球磨后的料浆放入真空干燥箱干燥12h,干燥温度7
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