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金属陶瓷是如何获得互溶或单向溶解的呢?

出处:金属陶瓷 人气:发表时间:2015-3-14 9:04:21

 

我国国家标准GB3500—83基本上与第一定义相同,定义为“由至少一种金属相和至少一种通常为陶瓷性质的非金属相组成的烧结材料”。按照这一定义,弥散强化材料、烧结摩擦材料,含石墨或氧化物、碳化物的电触头材料等都属于金属陶瓷。

金属陶瓷

(金属陶瓷管)

对于金属陶瓷来说,需要考虑的主要问题是如何把两个以上不同的相结合起来,获得良好的显微结构。为此金属(合金)相和陶瓷相必须考虑以下条件:

金属相与陶瓷相之间应有一定的溶解度,但无剧烈的化学反应。一定的溶解度有助于粘结相和非金属相之间的牢同结合,这一点被认为是C0一WC合金获得高强度的重要原因。为了获得一定程度的互溶或单向溶解,添加另一组元和控制工艺也是方法之一。例如cr—Al2O3体系,如果在烧结时适当控制氧化气氛,使金属铬表面生成一层Cr203这层Cr2O3和Al2O3是异晶同构的,极易形成固溶体而产生牢固的结合。又如Fe、Co、Ni和Al2O3反应可生成尖晶石相,即(Fe、Ni、C0)O•Al2O3也有利于结合。

金属相和陶瓷相之间一定的反应是允许的,有时还是有利的。但如果反应剧烈,金属相变成为金属化合物相。结果,金属相的量大大减少,甚至不复存在,整个复合体变成几种化合物的聚集体,也就不成为金属陶瓷了。例如,CrB2和金属Ni,在高温下可发生如下反应:2CrB2+Ni=Cr2NiB4又如MoSi:陶瓷中也很难添加金属制成金属陶瓷来改善其脆性。因为它与在金属陶瓷中常用的那些金属会发生反应生成复杂的硅化物。

金属相和陶瓷相的热胀系数应尽可能接近。对于单一材料来说,热胀系数愈小,抗热震性愈好。但对金属陶瓷来说,除考虑整体热胀系数之外,还要考虑组元材料热胀系数的差别。这种差别如果太大,便会使材料在急冷急热的使用条件下产生巨大的热应力,甚至使材料产生裂纹或断裂。

为了获得良好的显微结构,金属相和陶瓷相的量应有适当的要求。金属陶瓷的理想显微结构往往是随着用途的不同有很大的差异。但从获得最好的力学性能出发,最理想的结构应该是:细颗粒的陶瓷相均匀分布于金属相中,金属相以连续的薄膜状态存在,将陶瓷颗粒包裹。根据这一要求陶瓷相的量应15%~85%是有理由的。

 

 

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