TiC增强钨基复合材料微观结构及力学性能.pdf

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1、——实用研究种铸造及有色合金2014年第34卷第6期TiC增强钨基复合材料微观结构及力学性能种法力(徐州工程学院数理学院)摘要利用高能球磨和热压烧结方法制备TiC／W基复合材料，通过微观形貌、相对密度、显微硬度、杨氏模量和抗弯强度等表征方法分析了TiC弥散增强钨基复合材料的效果。结果发现，TiC弥散相有效地抑制了w晶粒的长大，断裂模式转为穿晶断裂，有效增强了w基合金材料的性能，特别是纳米TiC质量分数为l％时，增强效果较显著。与纳米TiC相比，微米TiC增强效果不明显。关键词W；TiC；力学性能中图分类号TG146．4；TB333文献标志码A文章编号1001—2249(2014

2、)06—0574—04】Iicr0structuresandMechanicalPropertiesofTiCReinforcedWMatrixCompositeChongFoIi(DepartmentofMathamaticsandPhysics，XuzhouInstituteofTechnology)Abstract：TiCdispersedlystrengthenedtungstenmatrixcompositeswerefabricatedwiththehelpofthehighenergymillingandvacuumhotpressing．Themicrostru

3、ctureandmechanicalpropertiessuchasrel—ativedensity，micro—hardness，YoungSmodulusandbendingstrengthofthecompositeswereinvestiga—ted．Theresultsshowthatasmal1additionofTiCcanchangethefracturemodefromintergranulartypetOtransgranulartype8SaresultofinhibitingeffectivelythegrowthofWparticle，improvin

4、gtheme—ehanicalpropertiesofTiC／W，especiallyfor1％n-TiC／Wcomposite．Comparedwiththen—TiC，theeffectsof一TiConthemechanicalpropertiescanbeneglected．KeyWords：Tungsten，TiC，MechanicalProperties由于钨(w)具有熔点高、传热好、溅射率低等优异强分析，同时，制备纯W和微米TIC(#一TiC)增强复合性能，被作为核聚变装置最具有前景的等离子体材料应材料两种材料进行比较研究。用。然而，其晶体晶粒之间界面相互作用能很

5、小、韧性1试验方法脆性转变温度高。当把w晶体加热到重结晶温度时，由重结晶脆性产生的裂纹沿着界面扩展，降低了w的所用粉末晶粒、纯度见表1。复合材料按照W、TiC传热性能，进而影响了w的使用寿命。为了增强钨基质量分数精确称量配比，然后进行高能球磨混粉，为了材料的性能，一般常用的方法是对w进行合金固溶强防止粉末氧化，球磨过程中通入Ar气保护烧结过程化，如在钨基体中加入少量铼(Re)]。但是，Re的加入是在真空热压炉上进行，烧结气氛为真空，烧结压力为会大大提高钨基复合材料的制备成本。30MPa，烧结温度曲线见图1。为了作对比分析，在相碳化钛(TiC)具有高熔点、低密度以及与w具有同的条

6、件制备了纯W材料。相似的热膨胀系数等性质，是钨合金的一种较好的增强表1W、TiC粉末粒径和纯度体材料]。研究者对TiC增强w基复合材料做了初步研究，主要集中在低含量复合材料的制备以及多元(TiC，ZrC等)增强研究[3]。考虑到纳米粒子的特殊效应(表面界面效应、量子隧道效应、小尺寸效应等)，往往能够使材料表现出较为复合材料密度采用阿基米德排水法测量；形貌分析优异的物理性能，大大影响复合材料的宏观性能等因借助Sirion200型场发射扫描电镜；在室温下，采用三素，选择纳米碳化钛(—TiC)来进行w基合金材料的增点弯曲法在万能电子拉伸试验机上测量复合材料的抗收稿日期：2013-09

7、-12；修改稿收到日期：2013一I1-I2基金项目：国家自然科学基金资助项目(11205130)；江苏省“青蓝工程”资助项目作者简介：种法力，男，1977年出生，副教授，徐州工程学院数理学院，江苏省徐州市富春路1号(221000)，电话：15150012799，E-mail：flchong2008@163．tom574实用研究种铸造及有色合金2014年第34卷第6期提-同_C_】jZLll4A壳体铸件厚大部位力学性能的措施肖文丰周国柱苏彦庆(1．首都航天机械公司；2．哈尔滨工业大学材料科学