發(fā)布時(shí)間：2020-07-10 04:56

【摘要】： 本論文采用熱分析(DSC)、X射線衍射分析(XRD)、掃描電鏡(SEM)、X射線能譜(EDS)、透射電鏡(TEM)等實(shí)驗(yàn)手段系統(tǒng)地研究了Mo2FeB2基金屬陶瓷的成分、制備工藝、組織結(jié)構(gòu)和性能等之間的關(guān)系。 本文綜述了近二十年來(lái)Mo2FeB2基金屬陶瓷的發(fā)展概況和研究進(jìn)展。總結(jié)了金屬陶瓷的制備技術(shù);簡(jiǎn)述了成分及添加劑對(duì)Mo2FeB2基金屬陶瓷組織和性能的影響;總結(jié)了Mo2FeB2基金屬陶瓷燒結(jié)過(guò)程中物理化學(xué)變化等方面的研究成果;簡(jiǎn)述了晶粒長(zhǎng)大抑制劑在細(xì)晶粒金屬陶瓷中的研究進(jìn)展。并在此基礎(chǔ)上指出了本文的研究目的和意義。 研究了化學(xué)成分對(duì)Mo2FeB2基金屬陶瓷組織和性能的影響,得出如下實(shí)驗(yàn)結(jié)論:Cr添加量為2.4wt %時(shí),Cr固溶入硬質(zhì)相生成正方晶系(Mo, Fe, Cr)3B2固溶體,晶粒向球形轉(zhuǎn)化,材料具有較佳的微觀組織和較好的強(qiáng)韌性;當(dāng)Mo/B原子比為0.92時(shí),晶粒細(xì)小,硬質(zhì)相在粘結(jié)相中分布比較均勻,金屬陶瓷中的Fe2B含量較合適,材料力學(xué)性能最佳;Mn添加量為2.5wt%時(shí), Mn降低了液相形成溫度,提高了液相對(duì)固相的潤(rùn)濕性進(jìn)而增強(qiáng)兩相的結(jié)合,從而獲得組織致密力學(xué)性能良好的Mo2FeB2基金屬陶瓷。 研究了用FeMo合金部分代替Mo和Fe制備的低成本金屬陶瓷在燒結(jié)過(guò)程中組織、結(jié)構(gòu)和性能的變化規(guī)律,結(jié)果表明:Mo2FeB2是在固相燒結(jié)階段通過(guò)原位反應(yīng)生成;液相L1和L2分別在1091℃和1135℃時(shí)出現(xiàn);隨著燒結(jié)溫度的逐漸升高,金屬陶瓷的組織逐漸變得均勻,硬質(zhì)相通過(guò)溶解-析出機(jī)制逐漸長(zhǎng)大;溫度過(guò)高時(shí),晶粒明顯長(zhǎng)大。 研究了稀土元素對(duì)金屬陶瓷組織和性能的影響。結(jié)果表明:適量的稀土細(xì)化晶粒的作用比較明顯,稀土元素在金屬陶瓷中富集在Mo2FeB2和Fe的相界處,抑制了溶解-析出過(guò)程的進(jìn)行,最終阻止了Mo2FeB2基金屬陶瓷燒結(jié)過(guò)程中晶粒的長(zhǎng)大。 根據(jù)固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論(EET理論)對(duì)(Mo, Fe, Mn)3B2固溶體進(jìn)行定量分析。通過(guò)鍵距差(BLD)方法計(jì)算了Mn對(duì)Mo2FeB2晶體價(jià)電子結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:Fe-B鍵最強(qiáng),其共價(jià)電子數(shù)nB= 0.51776。沿[001]方向分布的Fe-Fe鍵較弱,其共價(jià)電子數(shù)nI= 0.186264;其最強(qiáng)鍵nA值可作為硬度高低的比較指標(biāo);Σnα可用來(lái)比較其塑性的相對(duì)高低;Mn溶入Mo2FeB2,使其塑性增加。Mn可以使金屬陶瓷的硬質(zhì)相得以增韌,因而對(duì)于Mo2FeB2基金屬陶瓷,Mn是一種重要的添加劑。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TG148
【圖文】：

(0，1，1)，(0.5，0.5，0)，(0.5，0.5，1)。4個(gè)B原子在晶面(001)上關(guān)于坐標(biāo)(0.5，0.5，1)中心對(duì)稱。4個(gè)Mo原子在晶面(0，0，0.5)上關(guān)于坐標(biāo)(0.5，0.5，0.5)中心對(duì)稱。Mo2FeB2晶體的原子對(duì)垛順序是ABAB…，如圖所示，在z=0的第一層是由FeB2組成的實(shí)線相連的五邊型結(jié)構(gòu)，而在z=1/2的二層則是由Mo組成的虛線相連的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

圖1.2 Mo2FeB2的工藝流程硼化物基金屬陶瓷覆層材料的研究物硬質(zhì)覆層材料(Mo2FeB2)具有較高的硬度、耐磨性、耐蝕性及抗疲勞抗熱的工業(yè)材料，具有較高的強(qiáng)度和韌性，其價(jià)格相對(duì)比較便宜。機(jī)械工程役性能要求的前提下，采用廉價(jià)的普通鋼材，通過(guò)表面處理技術(shù)提高機(jī)耐磨性、耐腐蝕性、抗沖擊性等)，從而滿足機(jī)械零件對(duì)材料使用性能的的方法。因此，材料研究工作者采用真空液相燒結(jié)法和鑄造燒結(jié)工藝制相的鋼覆層材料[31-33]。燒結(jié)法利用了二元硼化物(如 FeB、MoB 等)易與金屬發(fā)生反應(yīng)的特性，屬基體共存的三元硼化物硬質(zhì)相，消耗掉原料中的二元硼化物，而無(wú)須26]。研究發(fā)現(xiàn)，在真空液相燒結(jié)過(guò)程中，覆層中 Mo 粉與 FeB 粉、Fe 粉發(fā)量的 Mo2FeB2陶瓷硬質(zhì)相。燒結(jié)過(guò)程中，生成的 Mo2FeB2硬質(zhì)相在液相位移，進(jìn)行顆粒重排，覆層逐漸開始致密化，隨著液相量的增多，其中溶解于液相，通過(guò)液相擴(kuò)散，向晶粒非受壓區(qū)遷移，然后在自由固相(非受

基金屬陶瓷力學(xué)性能的影響3.3.2 Cr 含量對(duì)組織的影響圖3.2為不同Cr含量的金屬陶瓷的顯微組織。從圖3.2可知，不同Cr含量的Mo2FeB2基金屬陶瓷由兩個(gè)基本相組成，即柱狀的硬質(zhì)相顆粒分布在Fe基粘結(jié)相中。但是，添加10wt%Cr的硬質(zhì)相顆粒更加圓整。編號(hào) Fe FeB Mo Cr Ni CA-1 17.51 29.69 47.5 2.4 2.9 0.5A-2 9.91 29.69 47.5 10 2.9 0.5A-3 7.41 29.69 47.5 12.5 2.9 0.5

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 余海洲;反應(yīng)硼化燒結(jié)Mo_2FeB_2基金屬陶瓷的組織與性能[D];南京航空航天大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 孫帆;三元硼化物基硬質(zhì)合金制備技術(shù)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

2 王秋紅;高性能Mo_2FeB_2基金屬陶瓷制備技術(shù)及斷裂韌性的研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2748474