Ni微纳陶瓷复合材料的微观结构与性能.pdf

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1、2014年3月第38卷第3期Vo1．38No．3Mar．2014Al2o3／TiC／M0／Ni微纳陶瓷复合材料的微观结构与性能刘维民，艾兴，赵军，周咏辉(山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室(山东大学)，济南250061)摘要：采用真空热压烧结技术制备了纳米TiC体积分数为3～5的AIzOs／TiC／Mo／Ni微纳陶瓷复合材料，并对其力学性能、相对密度、微观结构和三点弯曲断口形貌进行了研究。结果表明：微纳陶瓷复合材料中存在非典型的灰芯／白环结构；复合材料的断裂方式为穿晶断裂和沿晶断裂的混合形式；添加的纳米粒子分布于AlzO。基体晶粒的内部与晶界，形

2、成了晶内／晶界型结构，细化了晶粒，强化了晶界，提高了复合材料的强度和相对密度，其抗弯强度、断裂韧度、硬度和相对密度分别为970MPa，5．5MPa·1TI。，2O．4GPa和99．5。关键词：Al2O。；纳米TiC；微纳陶瓷复合材料；微观结构中图分类号：TQ174文献标志码：A文章编号：1000—3738(2014)03—0035—04MicrostructureandPropertiesofAI2o3／TiC／Mo／NiMicro-nano-ceramicCompositeLIUWei-min，AIXing，ZHAoJun，ZHOUYong-hui(KeyLab

3、oratoryofHigh-EfficiencyandCleanMechanicalManufacture(ShandongUniversity)，MinistryofEducation，SchoolofMechanicalEngineering，ShandongUniversity，Jinan250061，China)Abstract：A12O3／TiC／Mo／Nimicro-nano-ceramiccompositewith3vo1．一5vo1．ofnano—sizedTiCparticleswasfabricatedbyhot—pressedsinterin

4、ginvacuum．Themechanicalproperties，relativedensity，microstructureandthree-point-bendingfracturesurfacemorphologyofthecompositewerestudied．Resultsshowthattherewasanon-typicalstructureofgraycore／whiteriminthemicrostructureofthecomposite．Thecompositefracturedasamixingmodeofintergranularfr

5、actureandtransgranularfracture．Astheaddednano-sizedTiCparticlesdispersedintheboundariesorinsideofthegrainsoftheA1203matrix，intragranularandintergranularstructureSformed，grainswererefined，andthegrainboundarieswerestrengthened，thusthestrengthandrelativedensityofthecompositeimproved．Theb

6、endingstrength，fracturetoughness，Vichershardnessandrelativedensitywere970MPa，5．5MPa·rn，2O．5GPaand99．5％，respectively．Keywords：A1203；nano-sizedTiC；micro-nano-ceramiccomposite；microstructure有的脆性和低强度降低了它的使用可靠性，并限制O引言了它的应用范围。国内外学者针对如何提高氧化铝氧化铝(A1O。)基陶瓷具有硬度高、高温化学基陶瓷材料的强韧性进行了大量的探索和研稳定性好、耐磨损和成

7、本低等优点，广泛用作切削刀究[4-5]。新原皓一[6]首先提出了纳米陶瓷复合材料具、耐磨导轨、轴承和拉丝模等的材料引，但其固的概念，按纳米粒子与微米级陶瓷基体晶粒的位置关系，将其分为晶内型、晶界型和晶内／晶界型，并成收稿Et期：2013—03—27；修订日期：2013—12—13功制备出了室温强度高达1500MPa的Al。O。／SiC基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目纳米陶瓷复合材料。此后，众多学者制备了多种高(2009CB724402)；山东省优秀中青年科学家考研奖励强度的纳米陶瓷复合材料_4]，结果表明，将纳米基金资助项目(BS2011ZZ0

8、10)粒子