Mo2Fe B2基金属陶瓷是一种具备高硬度、高耐磨性、良好的高温稳定性、优良的导电性的高性能复合材料,在高硬度和高耐磨领域有着广阔的应用前景。本文采用低成本的钼铁粉、碳化硼粉、铁粉为原料通过原位反应烧结法制备了Mo2Fe B2基金属陶瓷,并采用了X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）和力学性能分析等检测手段系统地分析了Mo2Fe B2基金属陶瓷的烧结工艺、显微组织和力学性能之间的关系。本研究主要做了以下工作并取得如下结果:研究了Mo2Fe B2基金属陶瓷的相变过程,以及烧结温度与保温时间对Mo2Fe B2基金属陶瓷组织与性能的影响。结果表明:使用钼铁粉、碳化硼粉和铁粉为基本组元制备Mo2Fe B2时,在温度为896℃时,发生固相反应,反应过程为Fe与B4C生成Fe2B,Mo再与Fe2B反应获得Mo2Fe B2。烧结温度为1280℃时保温30min,样品收缩均匀且结构致密,综合力学性能较好,硬度为84.1HRA、抗弯强度为670MPa。研究了该种方法制备的Mo2Fe B2基金属陶瓷中存在组织缺陷与形成原因,结果表明:缺陷相是B4C颗粒与杂质相结合导致其无法继续参与反应合成Mo2Fe B2,残留在组织中形成的,且不会随着烧结温度的升高和保温时间的延长发生明显变化。研究了添加剂La B6对Mo2Fe B2基金属陶瓷组织与性能影响。结果表明:La B6作用于Mo2Fe B2硬质相阻止了Mo2Fe B2晶粒的异常长大,也作用缺陷相并对其有一定消除作用。当La B6添加量为6%时,对缺陷相的基本消失,晶粒组织分布均匀,金属陶瓷的力学性能最佳,抗弯强度为638MPa、硬度为90.5HRA。
基本信息
| 题目 | 液相烧结制备Mo2FeB2基金属陶瓷及其组织与性能的研究 |
| 文献类型 | 硕士论文 |
| 作者 | 薛瑞萌 |
| 作者单位 | 湖南工业大学 |
| 导师 | 银锐明 |
| 文献来源 | 湖南工业大学 |
| 发表年份 | 2020 |
| 学科分类 | 工程科技Ⅰ辑 |
| 专业分类 | 材料科学,冶金工业 |
| 分类号 | TF125.4;TB333 |
| 关键词 | 基金属陶瓷,显微组织,组织缺陷 |
| 总页数： | 67 |
| 文件大小： | 3765K |
论文目录
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 引言 |
| 2FeB2基金属陶瓷研究进展'> 1.2 Mo2FeB2基金属陶瓷研究进展 |
| 2FeB2基金属陶瓷制备工艺的研究'> 1.2.1 Mo2FeB2基金属陶瓷制备工艺的研究 |
| 2FeB2基金属陶瓷的液相烧结'> 1.2.2 Mo2FeB2基金属陶瓷的液相烧结 |
| 2FeB2基金属陶瓷液相烧结期间颗粒长大'> 1.2.3 Mo2FeB2基金属陶瓷液相烧结期间颗粒长大 |
| 2FeB2基金属陶瓷的组织与性能'> 1.3 Mo2FeB2基金属陶瓷的组织与性能 |
| 2FeB2基金属陶瓷的组织结构'> 1.3.1 Mo2FeB2基金属陶瓷的组织结构 |
| 2FeB2基金属陶瓷的力学性能'> 1.3.2 Mo2FeB2基金属陶瓷的力学性能 |
| 2FeB2基金属陶瓷的耐磨性'> 1.3.3 Mo2FeB2基金属陶瓷的耐磨性 |
| 2FeB2基金属陶瓷的耐腐蚀性'> 1.3.4 Mo2FeB2基金属陶瓷的耐腐蚀性 |
| 2FeB2基金属陶瓷组织和性能的影响'> 1.4 化学成分Mo2FeB2基金属陶瓷组织和性能的影响 |
| 1.4.1 氧含量的影响以及氧化行为 |
| 1.4.2 碳含量的影响 |
| 1.4.3 其他添加剂的影响 |
| 2FeB2基金属陶瓷覆层材料的研究'> 1.5 Mo2FeB2基金属陶瓷覆层材料的研究 |
| 1.6 本文的研究内容目的及意义 |
| 第二章 金属陶瓷的制备及研究方法 |
| 2FeB2基金属陶瓷成分设计'> 2.1 Mo2FeB2基金属陶瓷成分设计 |
| 2.1.1 实验成分确定 |
| 2.1.2 实验成分设计 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 技术路线 |
| 2.4 实验方法 |
| 2.4.1 球磨 |
| 2.4.2 干燥与制备 |
| 2.4.3 成型 |
| 2.4.4 烧结 |
| 2.5 分析与测试 |
| 2.5.1 金属陶瓷的收缩性与密度的测量 |
| 2.5.2 力学性能检测 |
| 2.5.3 显微组织及物相分析 |
| 2.6 实验设备 |
| 第三章 烧结工艺对金属陶瓷组织与性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验方法 |
| 3.3 金属陶瓷烧结过程中的主要相变 |
| 3.3.1 烧结过程中的XRD分析 |
| 3.3.2 烧结过程中的DSC分析 |
| 3.4 烧结过程中的显微组织的变化 |
| 3.5 烧结温度对金属陶瓷显微组织和力学性能的影响 |
| 3.5.1 烧结温度对金属陶瓷显微组织的影响 |
| 3.5.2 烧结温度对金属陶瓷力学性能的影响 |
| 3.6 保温时间对金属陶瓷显微组织和力学性能的影响 |
| 3.6.1 保温时间对金属陶瓷显微组织的影响 |
| 3.6.2 保温时间对陶瓷力学性能的影响 |
| 3.7 本章总结 |
| 第四章 金属陶瓷缺陷相的分析与改进 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方法 |
| 4.3 缺陷相的形成原因及分析 |
| 4.3.1 缺陷相的存在形式及能谱分析 |
| 4.3.2 C元素的添加对缺陷相的影响 |
| 4.3.3 烧结温度和烧结时间对缺陷相的影响 |
| 4.4 LaB6对金属陶瓷组织及力学性能的影响 |
| 4.4.1 LaB6的添加对金属陶瓷物相的影响 |
| 4.4.2 LaB6的添加对金属陶瓷的显微组织的影响 |
| 4.4.3 LaB6的添加对金属陶瓷缺陷相的影响 |
| 4.4.4 LaB6的添加对金属陶瓷的力学性能影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 5.1 本文主要结论 |
| 5.2 本文的创新之处 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的主要研究成果 |
| 致谢 |
参考文献
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