Mo2FeB2粉体的制备研究及铁源对其微观结构的影响.pdf

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1、王杰等：Mo：FeBz粉体的制备研究及铁源对其微观结构的影响Mo2FeB2粉体的制备研究及铁源对其微观结构的影响王杰，叶金文，刘颖，王斌(四川大学材料科学与工程学院，四川成都610065)摘要：以钼粉、羰基铁粉、无定形硼粉和硼铁粉为粘接金属生产脆性相的问题l3]，成功地制备了原料，采用真空烧结法制备了MoFeB。粉体。利用XMo2FeB2、Mo2NiB2、Mo2WB2等一系列三元硬质合射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析产物金。其硬度和抗弯强度范围在80～92HRA和1．0～的物相演变规律和微观形貌，取得以下结果：在2．6GP

2、a，其密度约为普通硬质合金的3／5，接近不锈钢1400℃下反应2h可以得到相组成单一的Mo。FeB粉的密度口]。体；用硼铁粉代替羰基铁粉为铁源可以大幅降低反应近年来，国内外对Mo。FeB金属陶瓷都做了较多产物的颗粒和晶粒尺寸，并减少其晶格畸变，制备的的研究，但主要集中在对MoFeB。基硬质合金以Mo2FeB。粉体颗粒尺寸为5m左右，晶粒尺寸在及MoFeB。涂层的研究_】]。然而，对于单质64nm左右。MoFeB。粉体的制备研究至今为止，研究甚少。在三关键词：MozFeB。；真空烧结；三元硼化物；相变元硼化物中以MoFeB为硬质相的材料具有很

3、好的中图分类号lTF123文献标识码：A耐磨性，在高速滑动磨损状态下，磨损面上有少量文章编号：1001-9731(2O13)01—0099—04MoO、B。O。、Fe。O等低熔点氧化物形成，这些氧化物能起到防止粘着磨损的作用口，从而提高其耐磨l引言性。所以，MoFeB。粉体作为添加剂提高材料耐磨性对于传统硬质合金而言，其使用了大量的钨、钴等能具有广阔的前景。本文就单相Mo。FeB粉体的制战略资源，且成本较高。因此，不含钨、钴等贵金属的备研究展开总结和探讨。金属陶瓷复合材料以其优良的耐磨、耐蚀、耐热性而具2实验有重要的使用价值和战略意义。三元

4、硼化物金属陶瓷具有硬度高、抗弯强度高、密度低、断裂韧性高、耐磨2．1实验原料性高、耐腐蚀性好等特点，成为了很好的替代材料。20实验所用主要原料的主要成分和平均粒度如表1世纪80年代，日本ToyoKohan公司研究开发了反所示。应硼化烧结法，解决了硼化物烧结性能差，烧结时易于表1原始粉末的主要特性Table1Characteristicsofrawpowders原料羰基铁粉硼铁粉钼粉硼粉主要成分(质量分数，)Fe≥99．62B一19．3，Si一0．78，C一0．28。Fe=79．5Mo≥99．9B≥99．0平均粒度(tam)6．23453．2

5、22～52．2实验方法检测手段5900型扫描电子显微镜(SEM)观察、分析粉体的显微按8(质量分数)BK一21(质量分数)Fe71Y0形貌和颗粒粒径。(质量分数)Mo和2(质量分数)B一27(质量分数)3结果与讨论FeB一71(质量分数)Mo配料，将混合料放入聚氨酯球磨罐中湿磨24h，球磨介质为无水乙醇。浆料取出后在3．1物相演变分析7O。C下烘干待用。最后将其置于真空碳管炉内，在以钼粉、硼粉和羰基铁粉的混合物为反应物，在低1400。C下保温2h制得Mo。FeB粉体。温段(500700。C)下反应2h后所得的产物XRD如图利用DX一2000

6、型x射线多晶衍射仪对烧结后的l所示。由图1可看出，在500℃下，原始粉末基本没实验产物进行物相分析，并根据衍射结果、晶格常数计有发生反应，其物相为Mo和Fe；在600。C下，反应产算公式和谢乐公式计算产物晶格常数和晶粒大小，实物中出现了少量的FeB及Fe。B，表明在此温度下，发验参数为电压40kV，电流30mA，一0．15406nm，扫描生Fe+B--~FeB和Fe+B—FeB反应；根据文献[2]报速度为0．06。／s，扫描范围为20—2O～90。；利用JSM一道，还可能发生FeB+B—Fe。B反应；在700C下，并没*基金项目：国家自然科

7、学基金青年科学基金资助项目(51104103)；四川省科技成果转化资助项目(2011CGZ0054)收到初稿日期：2012-06—18收到修改稿日期：2012—08—08通讯作者：刘颖作者简介：王杰(1988一)，男，重庆人，在读硕士，师承刘颖教授，从事粉末冶金相关研究。100助材料2013年第1期(4_)卷有其它新相生成，而Fe所对应的衍射峰相对强度变+B—Mo2FeB2反应以及Fe+Mo—FeMo反应。弱，而FeB和FeB对应的衍射峰相对强度增强，表明1100℃下，其物相和1000。C下的产物相比，并没有变在该温度下将持续生成硼铁化物。

8、在5()0～1400C下，化。但Fe。Mo对应的衍射峰的相对强度有所增强，表保温2h所得产物的相组成如表2所示。明该温度下会持续反应生成FeMo。图3为高温阶段(1200～140