碳化钛基金属陶瓷的合成及其应用研究现状
Al2O3基金属陶瓷的研究现状及发展趋势
澳大利亚 的 Ｇ ｒｅ ２ ａｖ 在 ０世纪 ７ ｉ ０年代初期 ， 首次
利用 Ｚ０ ｒ２的相变 来增 韧 陶瓷后 ， 国的 Ｃａｓ ｎ发 展 德 ｌ ｓ ｕｅ 了用 ＺＯ ｒ 相变来增 韧 Ａ２ ，陶瓷 （ Ｔ ） 。在 ２ 世 纪 １ Ｏ ＺＡ ０
Ｉｎ ｔｌ ｉ且ｌ７ ｏ ｌ ） ｏｓＭｅａ ’Ｉ ｌ ０ ６ Ｘ ，
Ａｂ ｔａ ｔＴ ｅａ ｖｎ ｅｉ ｅｄ ｖｌｐ ｎ ｆ ｓｒｃ ： ｈ ｄ ａｃ ｔ ｅｅｏ ｍｅ ｔ ０ ａｅ ｅｎｃｓ ｎ ｓｉ ｏｔ ｃ ｅ￣Ｒ ｖｅ ｄ．Ｔ ｅｅ ｈ ｓ ｓｐ ｉ ｎｔｅｐｏ ｎｈ ｏ Ａｈ ｔ ａ ＇ ｗ ｈ ｍｐ ａｉ ｗａ ａｄｏ ｈ ｒ－ ｓ
西安
７０ １） １０ ６
基金属陶瓷 的发展 过程及 其意 义。重点介 绍 了 ０ 一ＴＣ ３ ｉＮ基金 属陶瓷 的生 产工艺 和性 能 ， 并讨
论 了添加荆对其性能 的影 响。 关键 词 Ａ２ 基金属陶瓷 ｌ 碳化钛 氮化钛 钴 镍
Ｔ ｅＡ ｖｎ ｅ ｉ ｅ ｅ ｅ ｐ ｎ ｆＡ ２ ３ ａｅ ｅｍｅ ｈ ｄ ａ ｃｓ ｎ ｔ ｖ ｌ ｍｅｔ ｌ ｓｄ Ｃ ｒ ｔ ｈ Ｄ ｏ ｏ Ｏ Ｂ ｓ
维普资讯
２０ ． ｏ ６ ０６ Ｎ ．
陶 瓷
・ ・ ５
Ａ２ ３ １ 基金属陶瓷的研究现状及发展趋势 ０
卢 红 宪 胡 水 蒋 明 学
（ １西安 建筑科 技 大学
摘 要 回顾了
７０ ５ ） （ １０ ５ ２西北 有色 金属研 究院
８ 代 ， 、 研 制 的 ＺＯ ０年 美 德 ｒ：增 韧 Ａ 陶 瓷 已投 入 市 １ Ｏ
钛碳化硅陶瓷材料的研究进展
钛碳化硅陶瓷材料的研究进展贾换 王娇 徐简 武国强(西安思源学院 陕西西安 710038)摘要：三元层状化合物钛碳化硅是一种结合金属和陶瓷性能的新型金属陶瓷，它具有较高的力学性能、优良的耐磨损性能、导热导电性能、良好的耐腐蚀和抗高温氧化性能等，被广泛应用于机电、化工、冶金和航空航天等领域。
该文首先综述了Ti3SiC2材料的结构、制备方法，其次对Ti3SiC2材料的制备工艺、力学性能等进行了介绍，最后对Ti3SiC2材料未来研究方向进行了展望。
关键词：Ti3SiC2制备 性能 第二相中图分类号：TQ175文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)16-0120-04Research Progress of Ti3SiC2Ceramic MaterialsJIA Huan WANG Jiao XU Jian WU Guoqiang (Xi′an Siyuan University, Xi'an, Shaanxi Province, 710038 China)Abstract:The laminated Ti3SiC2is a new kind of metallic ceramic because they combine properties of metallic andceramic simultaneously. Due to the favourable high mechanical property, excellent wear resistance, thermal andelectrical conductivity and excellent high temperature oxidation resistance properties, Ti3SiC2ceramic materials areused in a wide range of fields such as electromechanical, chemical machinerymetallurgical and aerospace. Ti3SiC2materials preparation, structure and preparation method are reviewed. This paper summarizes properties, preparationmethods and the future research direction of Ti3SiC2composite materials.Key Words: Ti3SiC2; Preparation technology; Performance; Reinforced phaseMn+1AXn是三元层状化合物，如Ti3SiC2、Ti2A1C、Ti2SnC、Ti3A1C2等，其中最典型的是Ti3SiC2[1]。
SPS烧结Ti(C,N)基金属陶瓷的工艺研究--毕业设计论文
毕业设计（论文）题目SPS烧结Ti(C,N)基金属陶瓷的工艺研究学生姓名学号专业材料成型及控制工程班级指导教师评阅教师完成日期2012 年5 月23 日学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：2012年5月17日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于1、保密□，在_________年解密后适用本授权书。
2、不保密□`。
（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日目录摘要 (4)1 绪论 (6)1.1 Ti(C,N)基金属陶瓷 (6)1.1.1 Ti(C,N)基金属陶瓷介绍 (6)1.1.2 Ti(C,N)基金属陶瓷的结构与性能 (6)1.1.3 Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织 (7)1.1.4 Ti(C,N)基金属陶瓷的发展趋势与运用 (7)1.2 放电等离子烧结（SPS烧结） (8)1.2.1 放电等离子烧结介绍 (8)1.2.2 SPS(放电等离子烧结)的技术装置、原理及特点 (8)1.2.3 SPS技术在材料制备中的发展和运用 (10)1.2 研究的内容 (11)1.3 研究的技术路线 (12)1.4 研究的目的和意义 (12)2 研究SPS烧结Ti(C,N)金属陶瓷的实验方法 (15)2.1 Ti(C,N)金属陶瓷基体成分设计 (15)2.2 金属陶瓷基体材料的制备工艺 (15)2.3 性能测试 (16)3 Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织的形成及特点 (17)3.1 普通真空烧结Ti(C,N)金属陶瓷的组织结构特点 (17)3.2 SPS烧结Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织的形成及特点 (18)4 SPS烧结Ti(C,N)基金属陶瓷工艺研究 (22)4.1 SPS烧结工艺 (22)4.2 烧结温度对金属陶瓷组织和性能的影响 (23)4.3 升温速率对金属陶瓷组织和性能的影响 (25)4.4 保温时间对金属陶瓷组织和性能的影响 (27)4.5 SPS烧结工艺的确定 (29)5 全文小结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)SPS烧结Ti(C,N)基金属陶瓷的工艺研究学生：指导老师：摘要：采用SPS烧结工艺制备了Ti(C,N)基金属陶瓷，研究了烧结温度、升温速率和保温时间对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响，并用SEM观察其断口形貌。
碳化钛金属陶瓷材料
碳化钛金属陶瓷材料
碳化钛，TiC，是一种极其坚硬（莫氏硬度）的耐火陶瓷材料，类似于碳化钨。
其外观为黑色粉末，晶体结构为氯化钠（面心立方）。
它以非常稀有的矿物khamrabaevite（俄语：Хамрабаевит）- (Ti,V,Fe)C 的形式存在于
自然界中。
碳化钛在1984 年在苏联（今吉尔吉斯斯坦）恰特卡尔区靠近乌兹别克斯坦边境的阿拉善山被发现。
碳化钛是一种重要的金属陶瓷材料，它具有高硬度、高熔点、耐磨损等特点，广泛应用于制造切削工具、耐磨部件、涂层材料等。
具体来说，碳化钛可以与TiN、WC、Al₂O₃等原料制成各类复相陶瓷材料，这些材料具有高熔点、高硬度、优良的化学稳定性，是切削工具、耐磨部件的优选材料。
碳化钛还可以用作表面涂层，是一种极耐磨损的材料，可以增强金刚石与基体金属之间的粘接力。
在刀具上沉积层碳化钛薄膜，就可以使刀具的使用寿命提高几倍。
此外，碳化钛金属陶瓷材料还具有很好的抗氧化性能，被用于高速线材的导轮和碳钢的切削加工。
含碳化钛的复相陶瓷刀具已经有比较广泛的应用。
以上信息仅供参考，如果想要了解更多关于碳化钛的信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
碳热还原法制备碳氮化钛的研究与应用现状
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald55碳氮化钛基硬质合金有熔点高、强度高、耐磨性强、耐腐蚀及抗氧化等优良特性，常用于制备刀具及密封环类等耐磨材料，适用于机械、化工、汽车制造和航天等许多领域[1]。
碳氮化钛可用自蔓延法，氨解法、溶胶-凝胶法、等离子法及机械合金法等方法制备[2-6]，从传统的制备工艺到近年来发展的新方法中，最容易实现规模化生产且经济有效的是碳热还原法。
1 碳热还原法制备碳氮化钛1.1 以TiO 2、C为原料于仁红等[7]以T i O 2粉和活性炭粉为原料合成了碳氮化钛粉末。
研究表明：在0.1 M Pa的N 2压力下，于1 700 ℃保温3 h后，制备出了碳氮化钛粉末。
陈帮桥等[8]以TiO 2和纳米碳黑为原料，在石墨管炉中得到了纳米晶碳氮化钛粉末。
结果表明：当配碳量为28%的混合物在1 700 ℃，保温3 h，得到了晶粒为52.6 n m的Ti(C,N)粉末。
1.2 以氢化钛、淀粉为原料李喜坤等人[9]以氢化钛、淀粉为原料，制备出碳氮化钛纳米粉末，通过控制合成温度及保温时间后，控制T i （C1-x Nx）中的碳氮比，得到不同x值的碳氮化钛。
1.3 以钛精矿、石墨为原料肖玄[10]以钛精矿和石墨为原料制取碳氮化钛。
研究表明，铁氧化物在钛精矿碳热还原的过程中优先还原，钛氧化物最终还原形成碳氮化钛。
1.4 以高钛渣、碳黑为原料李慈颖等人[11]以合成的高钛渣与碳黑为主要原料制取碳氮化钛，发现混合物在氮气气氛下，产物主要为T i(C,N)，对工业中高钛渣的利用具有重要意义。
1.5 以TiO 2凝胶、聚乙烯吡咯烷酮为原料崔燚等[12]以高活性的TiO 2凝胶为钛源，以聚乙烯吡咯烷酮为碳源合成碳氮化钛，但该工艺的流程较复杂，能耗较大。
1.6 以TiO(O H)2溶胶和炭黑为原料肖汉宁等[13]以T i O (OH)2溶胶和炭黑为原料，在氨解溶胶-凝胶工艺以及碳热还原法下制备出了分散性能良好的T i(C,N)。
碳化钛陶瓷硬度
碳化钛陶瓷硬度
碳化钛陶瓷是一种非常重要的金属陶瓷材料，其硬度非常高，可达到2800~3200HV，相当于高速钢的两倍以上。
碳化钛陶瓷具有高熔点、高硬度、高耐磨性、优良的化学稳定性和良好的高温强度等特点，因此在航空航天、石油化工、汽车、电子、冶金等工业领域得到了广泛应用。
碳化钛陶瓷的硬度主要来自于其化学键合和晶体结构。
碳化钛陶瓷的晶体结构类似于碳化钨，属于面心立方结构，其硬度值很高，具有极佳的耐磨性和耐腐蚀性。
此外，碳化钛陶瓷的化学稳定性也非常好，可在高温和强腐蚀性的环境下使用。
在实际应用中，碳化钛陶瓷可以加工成各种形状和大小的零件，广泛应用于切削刀具、喷涂材料、耐磨件等领域。
由于其硬度很高，碳化钛陶瓷的加工非常困难，需要采用特殊的加工方法和工具。
总之，碳化钛陶瓷是一种具有优异性能的材料，其硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性强等特点使其在许多领域中得到了广泛应用。
随着科技的不断发展，碳化钛陶瓷的应用前景将更加广阔。
金属陶瓷
金属陶瓷材料一、金属陶瓷的定义材料是人类文明的里程碑，是人类赖以生存和得以发展的重要物质基础。
正是材料的使用、发现和发明，才使人类在与自然界的斗争中，走出混沌蒙昧的时代，发展到科学技术高度发达的今天。
当今世界，能源、信息、材料已成为人类现代文明进步的标志，继金属、有机高分子材料以后，金属陶瓷材料正以其卓越的性能、繁多的品种和广泛的用途进入各行各业，其发展之快，作用之大，令世人瞩目。
金属陶瓷材料具有比强度高、比模量高、耐磨损、耐高温等优良性能，在众多场合已被作为新材料的代名词，成为现代高新技术、新兴产业和传统工业技术改造的物质基础，也是发展现代国防所不可缺少的重要部分，引起了世界各国尤其是发达国家的高度重视，纷纷投入巨资进行研究开发，把金属陶瓷材料作为本国高技术发展的一个重要领域。
图1 金属陶瓷复合材料性能图1、金属陶瓷的概念金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的结构材料。
从金属陶瓷英文单词Cermets来，是由Ceramic（陶瓷）和Metal（金属）结合构成的。
金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性和可塑性。
由于“金属陶瓷”和“硬质合金”两个学科术语没有明确的分界，所以具体材料也很难划分界线，从材料的组元看，“硬质合金”应该归入“金属陶瓷”，IE. Campbell就将“硬质合金”归入到“金属陶瓷”。
2、金属陶瓷的历史WC-Co基金属陶瓷作为研究最早的金属陶瓷，由于具有很高的硬度（HRA80~92），极高的抗压强度6000MPa（600kg/mm2），已经应用于许多领域。
但是由于W和Co资源短缺，促使了无钨金属陶瓷的研制与开发，迄今已历经三代：第一代是“二战”期间，德国以Ni粘结TiC生产金属陶瓷；第二代是20世纪60年代美国福特汽车公司添加Mo到Ni粘结相中改善TiC和其他碳化物的润湿性，从而提高材料的韧性；第三代金属陶瓷则将氮化物引入合金的硬质相，改单一相为复合相。
现代陶瓷材料7-碳化物陶瓷
对烧成的碳化物陶瓷进行切割、磨削等机械加工，以满足其使用要求。
04
碳化物陶瓷的性能优化
添加物对碳化物陶瓷性能的影响
01
02
03
增强剂
添加如碳化硅、氮化硅等 增强剂可以提高碳化物陶 瓷的强度和韧性，降低其 脆性。
稳定剂
添加适量的稳定剂如氧化 铝、氧化锆等可以改善碳 化物陶瓷的抗热震性能， 提高其使用温度。
碳化锆陶瓷的制备工艺主要包括反应烧结、热压烧结和溶胶-凝胶法等， 不同的制备工艺会影响碳化锆陶瓷的性能和应用。
03
碳化物陶瓷的生产工艺
原料选择与制备
原料选择
选择高纯度、高耐热性、高硬度的原材料，以确保碳化物陶 瓷的性能。
原料制备
将原材料进行精细研磨、混合、筛分等处理，以获得均匀的 原料粉末。
成型工艺
干压成型
通过干压成型技术将粉末制成所需形 状的生坯。
注射成型
利用注射成型技术将粉末与粘结剂混 合后注入模具中，形成生坯。
烧成工艺
烧成温度
根据不同的碳化物陶瓷材料，选择适当的烧成温度，以确保陶瓷的性能。
烧成气氛
在烧成过程中控制气氛，如氧化、还原、中性等，以获得所需的陶瓷性能。
后处理工艺
表面处理
对碳化物陶瓷表面进行涂层、抛光等处理，以提高其耐磨、耐腐蚀等性能。
碳化物陶瓷的特性
01
02
03
04
高硬度
碳化物陶瓷的硬度仅次于金刚 石，具有极高的耐磨性和耐划
痕性能。
高温稳定性
碳化物陶瓷具有出色的耐高温 性能，能够在高温环境下保持
稳定的物理和化学性质。
良好的化学稳定性
碳化物陶瓷对酸、碱、盐等化 学介质具有良好的抗腐蚀性，
陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法及研究进展
陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法及研究进展【摘要】陶瓷颗粒增强金属基复合材料具有优异的力学性能和热稳定性，因而受到广泛关注。
本文主要探讨了陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法及研究进展。
在分别介绍了研究背景、研究意义和研究现状。
在详细讨论了陶瓷颗粒的选择与表面处理、金属基体材料的选择与预处理，以及增强相的分散与复合方法。
结论部分总结了未来研究方向和发展前景，强调了陶瓷颗粒增强金属基复合材料在材料领域的重要性。
通过本文的研究，可以更好地理解和应用陶瓷颗粒增强金属基复合材料，推动该领域的进一步发展。
【关键词】陶瓷颗粒增强金属基复合材料、制备方法、研究进展、陶瓷颗粒选择、表面处理、金属基体材料、预处理、增强相分散、未来研究方向、发展前景、总结。
1. 引言1.1 研究背景金属基复合材料是一种集金属和陶瓷的优点于一体的高性能材料，具有良好的力学性能和热性能，在航空航天、汽车、能源等领域具有广泛的应用前景。
陶瓷颗粒作为增强相可以有效提高金属基复合材料的强度、硬度和磨损性能，因此备受关注。
在过去的研究中，人们主要关注于增强相的性能和分散性，以及金属基体与增强相的界面结合强度等问题。
当前对于陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法和研究仍存在一些挑战和不足之处，需要进一步深入研究和改进。
本文将针对该领域的研究现状进行综述，探讨目前存在的问题，提出未来的研究方向和发展前景，为相关研究提供参考和指导。
1.2 研究意义陶瓷颗粒增强金属基复合材料在工程材料领域具有重要的应用价值，其具有优异的力学性能、热性能和耐腐蚀性能，可以被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造等领域。
通过研究陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法，可以为相关领域提供高效、可靠的材料解决方案，推动相关行业的技术发展和创新。
陶瓷颗粒增强金属基复合材料的研究也可以促进材料科学领域的交叉融合，推动材料制备技术的进步。
深入探讨陶瓷颗粒增强金属基复合材料的研究意义，不仅可以拓展材料领域的研究范围，还可以为相关产业的发展提供有力支持。
Ti(C,N)基金属陶瓷强韧化技术的研究进展
Ti(C,N)基金属陶瓷强韧化技术的研究进展Ti(C,N)基金属陶瓷是一种非常具有发展前景和应用价值的新型材料，其独特的性能和优势使得其在诸多领域均有广泛的应用前景。
其中，它的强韧化技术是关键之一，对于其在工业应用领域的推广具有非常重要的作用。
本文通过综合分析相关文献资料，介绍Ti(C,N)基金属陶瓷强韧化技术的研究进展。
一、Ti(C,N)基金属陶瓷的概述Ti(C,N)基金属陶瓷是一种由钛、碳、氮等原子组成的高强度、高韧性、高温稳定性的新材料。
它具有金属的韧性和殊高的硬度和耐磨性，同时还具有陶瓷的高温、高硬度、高耐腐蚀性的优异性能，是一种典型的“金属+陶瓷”复合材料。
由于其优良的性能，Ti(C,N)基金属陶瓷在航空航天、汽车、船舶、刀具、模具等领域有着广泛的应用。
二、Ti(C,N)基金属陶瓷的制备及其烧结机制Ti(C,N)基金属陶瓷的制备通常采用粉末冶金法，包括机械合金化和热处理等步骤。
在粉末冶金法中，首先将Ti、C、N 等原料粉末混合，并经过球磨等方法进行机械合金化，再经高温反应制备出Ti(C,N)相的颗粒。
最后，通过热压或等离子烧结等高温处理技术使得颗粒粘结，形成致密的Ti(C,N)基金属陶瓷材料。
Ti(C,N)基金属陶瓷的烧结是其制备中的重点、难点之一。
近年来，烧结参数的优化和机理的研究对Ti(C,N)基金属陶瓷的强韧化优化起到了重要作用。
烧结温度、压力、时间、脱氧剂等因素均会影响烧结过程中晶粒的生长和相界面的稳定性，进而影响材料的力学性能和热学性能。
三、Ti(C,N)基金属陶瓷的强韧化机制Ti(C,N)基金属陶瓷具有良好的高温和高强度等优越性能，但其低韧性是限制其广泛应用的主要困难。
因此，强韧化成为了目前Ti(C,N)基金属陶瓷研究的主要方向之一。
主要强韧化机制为韧性增散机制和图案转化机制：（1）韧性增散机制韧性增散机制是指通过向Ti(C,N)基金属陶瓷中添加少量的可溶性增散相（如Ni、Fe、Co 等）以调节晶界能量，减缓晶粒生长速率，从而增加Ti(C,N)基金属陶瓷的韧性。