金属间化合物陶瓷基复合材料的制备及发展.pdf

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1、第24卷第2期华东交通大学学报VoI.24No.22007年4月JournaIofEastChinaJiaotongUniversityApr.，2007文章编号：1005-0523（2007）02-0131-03金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备及发展缪燕平，何柏林（华东交通大学机电工程学院，江西南昌330013）摘要：综述了目前金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备方法、原理以及发展现状，展望了制备技术的进一步发展.关键词：金属间化合物；陶瓷基复合材料；制备技术中图分类号：G633.8文献标示码：A金属间化合物长程有序的超点阵结构，使它们复合材料的制备有多种工艺方法，如粉末冶金法、

2、熔具有许多特殊的物理化学性质和力学性质，与金属渗法、原位合成法、液相烧结法等，这些制备技术各材料相比金属间化合物具有比重小、抗氧化性好、熔有特点，各自适用在不同的材料性能要求和现实条点高、硬度高、蠕变和疲劳性能好，还有些金属间化件.本文将结合实例对这些制备技术作简单的介绍合物强度随着温度升高而增大并出现峰值等许多优和评述.点.由于金属间化合物原子的长程有序排列和原子间金属键和共价键共存的特性，其使用温度介于金!金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备技术属超硬合金和陶瓷之间.陶瓷材料由于具有强度高、抗氧化性、耐高温、!.!粉末冶金法热膨胀系数低和体积质量小等优良性能，因而在许该工艺是制备

3、TiAI基合金比较常用的一种方多方面的应用是一般金属材料和高分子材料所无法法.以单质或合金粉末为原料，一般是先用塑性加工比拟的.但是它的致命弱点———脆性却大大限制了的方法把粉末制备成所需形状的复合材料的制件，其广泛的应用.因此，改善陶瓷的韧性已成为陶瓷材然后再烧结，同时实现了制件的成型.目前常用的粉料得到进一步应用的核心问题，这使得对陶瓷的复末冶金法有机械合金法、反应烧结法、预合金粉末［1］合增韧研究成为当今研究的热点之一.法、爆炸法及等离子喷涂法等，在实际运用当中，这金属间化合物相对于金属是脆性材料，可以预些方法不是独立使用的，常常是两种或多种方法结计相对于陶瓷则具有一定的塑性

4、.而陶瓷材料则具合使用.在金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备有离子键和共价键，其脆性较大而塑性较小.利用金中，应用较多的是机械合金法，下面对其进行介绍.属间化合物的性能介于金属和陶瓷之间的特点，这这种工艺过程是利用高能球磨机把纯金属粉末样如果两者进行复合，有可能消除金属增韧陶瓷材放入球磨罐中并加入适量的添加剂进行球磨.粉体料的一些弊端，获得既有一定强度又有一定塑性的制备由机械合金化完成，块体的制备则由烧结过程［2］材料.实现，它是一种固态反应的过程.该方法有两种工艺为了获得高性能的复合材料，除了寻找新的复方案：a、一次球磨法；b、二次球磨法，工艺流程如图合方式和新的材料外，复合材料

5、的制备技术对材料1所示.性能的影响也是至关重要的.金属间化合物陶瓷基图1-a中的工艺是德国汉堡大学采用的制备收稿日期：2006-11-25基金项目：江西省自然科学基金资助项目（550015）作者简介：缪燕平（1985-），男，江西抚州人，硕士研究生，研究方向：新材料新工艺新技术.132华东交通大学学报2007年Fe3Al/Al203陶瓷基复合材料工艺，图1-b是孙康同.a工艺中金属间化合物主要依靠反应烧结来形［3］宁等采用的工艺.两种工艺的主要区别在于，金属成，而b工艺中则主要靠球磨机机械合金化的作用间化合物的形成方式和Al203陶瓷的加入时间的不来形成.图1粉末冶金法工艺方案图在

6、制备的过程中通过对粉体以及烧结块分析发别要求，不需要复杂的机械合金化过程，易于实现制现，机械球磨过程中导致大量的晶格缺陷，因此不同品大型化生产，是制备致密复合材料的有效方法；适的球磨时间下粉末储存不同的能量，时间越长，储存当提高渗透温度，可大大缩短渗透时间.但是不足之的能量越大，生成金属间化合物的激活能越小；在相处如金属在粉末状态下表面易氧化，阻碍金属与陶同的温度和保温时间下进行热处理，球磨时间越长，瓷的接触，随着温度的升高，陶瓷不断烧结收缩使孔［4］反应越充分.隙减小，限制了金属的继续渗入，而且还会将已渗入!."熔渗法的金属液体挤出，另外添加剂和阻渗剂在渗透过程熔渗法是熔体在无外

7、力作用下，借助浸润导致中会发生一系晾复杂的界面反应，有时会形成脆性的毛细管压力自发进入颗粒多孔预制件的一种制备的金属间化合物，成为裂纹源或应力集中源，降低材工艺.用传统成型工艺，陶瓷粉末可预制成所需要的料的强度和韧性.形状和尺寸，金属性熔体自发渗入并充满预制件中!.#自蔓延高温合成法（SHS）［9，10］的孔隙，冷却凝固后获得颗粒在连续基体中均匀分自蔓延高温合成法是指利用反应物之间高［5］布的复合材料.它包括物理和化学两种渗通机理.化学反应热的自加热和自传导作用来合成