Ti(C，N)基金屬陶瓷具有紅硬性高、摩擦系數(shù)低、耐磨性好、耐腐蝕性高等特性，并且在市場成本上占有明顯優(yōu)勢，在刀具應用領(lǐng)域大有取代傳統(tǒng)WC-Co硬質(zhì)合金和TiC基金屬陶瓷之勢。但是長期以來，山于金屬Ni不能完全潤濕TiC和TiN，致使合金韌性不足，抗沖擊性能較差，限制了其應用。本文研究了Ti(C，N)基金屬陶瓷中潤濕性與陶瓷相價電子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，以期為制備高性能Ti(C，N)基金屬陶瓷提供理論指導，豐富材料設(shè)計理淪。 首先，采用座滴法研究了金屬Ni對Ti(C，N)基多元陶瓷相的潤濕性。研究發(fā)現(xiàn)實驗工藝條件及試樣制備都對接觸角有一定影響；在Ti(C，N)固溶體中添加其它碳化物能夠降低金屬Ni對Ti(C，N)固溶體的接觸角，其對潤濕性改善的強弱依次為Mo_2C＞TaC＞W(wǎng)C＞VC＞NbC，并且增加碳化物添加量或降低TiC的含量能使接觸角持續(xù)下降。通過SEM／EDS觀察發(fā)現(xiàn)，體系潤濕性的改善與陶瓷相在金屬相的溶解與擴散有關(guān)，直接反映在界面反應層的組織結(jié)構(gòu)上。 其次，采用真空焊接技術(shù)研究金屬相與陶瓷相界面結(jié)合狀況。研究發(fā)現(xiàn)粘附功隨潤濕性的改善而提高，但是焊接試樣的抗彎強度并沒有呈現(xiàn)明顯的這種趨勢；由于WC和Mo與金屬Ni熱膨脹系數(shù)相差較大，焊接試樣斷裂方式為內(nèi)聚型斷裂(Ⅱ型斷裂)，抗彎強度較低；以Ⅳ型方式斷裂的體系具有較高的抗彎強度。 最后通過EET理論計算了多元陶瓷相價電子結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明，添加不同碳化物均能導致n_A增加，對價電子n_A增加的效果由大到小依次為VC＞Mo_2C＞NbC＞W(wǎng)C＞TaC；以價電子結(jié)構(gòu)為橋梁，通過多元線性回歸及多項式回歸建立了成份與潤濕性的關(guān)系。
【學位單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2003
【中圖分類】：TG148
【文章目錄】：
第一章 緒論
    1.1 金屬陶瓷
        1.1.1 金屬陶瓷的發(fā)展
        1.1.2 金屬陶瓷的組織與性能特點
    1.2 金屬陶瓷中潤濕性的研究
        1.2.1 潤濕現(xiàn)象與表征
        1.2.2 潤濕性分類
        1.2.3 潤濕性機理
        1.2.4 潤濕性研究實驗方法及手段
        1.2.5 改善潤濕性的途徑
    1.3 固體與分子經(jīng)驗電子(EET)理論及其應用
    1.4 課題研究背景及意義
第二章 陶瓷基板的制備和測試
    2.1 實驗設(shè)想和方案
    2.2 陶瓷基板試樣的成分
    2.3 陶瓷基板試樣的制備
        2.3.1 常規(guī)粉末冶金法+熱等靜壓法(Sintering+HIP)
        2.3.2 熱壓法(HP)
    2.4 測試與表征
        2.4.1 試樣致密度的測試
        2.4.2 XRD物相分析
    2.5 結(jié)果與討論
        2.5.1 不同制備方法對試樣致密度的影響
        2.5.2 熱壓燒結(jié)坯相成分分析
    2.6 本章結(jié)論
第三章 Ni對Ti(C,N)基多元陶瓷潤濕性的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗
        3.2.1 試樣制備
        3.2.2 實驗方法
    3.3 潤濕性試驗工藝條件對接觸角的影響
    3.4 添加碳化物對接觸角的影響
        3.4.1 單獨添加碳化物對接觸角的影響
        3.4.2 二元添加碳化物對接觸角的影響
        3.4.3 三元添加碳化物對接觸角的影響
        3.4.4 四元添加碳化物對接觸角的影響
        3.4.5 五元添加碳化物對接觸角的影響
    3.5 本章結(jié)論
第四章 Ni/(Me,Ti)(C,N)體系界面結(jié)合強度的研究
    4.1 實驗
        4.1.1 試樣制備
        4.1.2 實驗方法
        4.1.3 性能測試和試佯表征
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 界面結(jié)合強度
        4.2.2 斷裂方式
        4.2.3 斷口分析
    4.3 本章結(jié)論
第五章 潤濕性與多元陶瓷相價電子結(jié)構(gòu)的關(guān)系初探
    5.1 平均原子模型
    5.2 EET理論的基本內(nèi)容
        5.2.1 EET理論四個基本假設(shè)
        5.2.2 鍵距差方法(BLD法)
    5.3 六元陶瓷相的價電子結(jié)構(gòu)計算步驟
    5.4 陶瓷相價電子結(jié)構(gòu)計算結(jié)果
    5.5 多元回歸分析
        5.5.1 多元線性回歸模型
        5.5.2 回歸方程的顯著性檢驗
        5.5.3 回歸系數(shù)的顯著性檢驗
        5.5.4 回歸精度
        5.5.5 回歸結(jié)果
    5.6 潤濕性與價電子結(jié)構(gòu)的關(guān)系初探
    5.7 潤濕性與化學鍵結(jié)合的關(guān)系初探
    5.8 本章結(jié)論
第六章 全文結(jié)論
參考文獻
致謝
碩士期間發(fā)表論文情況

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 同艷維;方民憲;張雪峰;;Ti(C,N)基金屬陶瓷的價電子結(jié)構(gòu)及潤濕性研究[J];材料導報;2009年S1期

2 許育東,劉寧,陳名海,石敏;金屬陶瓷中陶瓷相的潤濕性與其價電子結(jié)構(gòu)的關(guān)系[J];合肥工業(yè)大學學報(自然科學版);2004年02期

3 石敏;許育東;劉寧;陳名海;孫武;梁超斌;;金屬陶瓷中(Ti,Me)(C,N)/Ni界面價電子結(jié)構(gòu)[J];礦冶工程;2005年06期

4 徐文武;鄒正光;吳一;龍飛;姚東野;;Mo改善TiC/Fe金屬陶瓷界面潤濕機理的價電子理論分析[J];硬質(zhì)合金;2007年02期

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 李大圣;銅合金與鎢鉬間潤濕性的研究[D];西安理工大學;2006年

2 于濤;Ti（C，N）基金屬陶瓷的界面價電子結(jié)構(gòu)與性能研究[D];合肥工業(yè)大學;2010年

本文編號：2837841