碳化钽的材料介绍


发布时间:

2021-07-09

金属基复合材料因其特有的高比强度、高比模量、耐磨和耐高温等优势而受到各国材料领域科学家的广泛关注。目前,关于金属基复合材料的研究主要集中在整体均匀复合,但由于磨损只发生在零件表面,整体复合不利于材料的回收和再利用,对环境造成污染。另一方面,许多研究表明,耐磨材料需要同时具有高硬度和高韧性,而整体复合只提高了硬度,却不能使韧性得到改善,而金属-陶瓷复合材料既保持了陶瓷的高硬度、高耐磨性等优良性能,又

  金属基复合材料因其特有的高比强度、高比模量、耐磨和耐高温等优势而受到各国材料领域科学家的广泛关注。目前,关于金属基复合材料的研究主要集中在整体均匀复合, 但由于磨损只发生在零件表面,整体复合不利于材料的回收和再利用,对环境造成污染。另一方面,许多研究表明,耐磨材料需要同时具有高硬度和高韧性, 而整体复合只提高了硬度,却不能使韧性得到改善,而金属-陶瓷复合材料既保持了陶瓷的高硬度、高耐磨性等优良性能,又具有金属基体的高韧性、高延展性。

  碳化物颗粒具有高强度、高硬度、与基体润湿性良好等优点, 使其作为第二相颗粒增强金属基复合材料已广泛应用于航空航天、冶金、建材、电力、水电、矿山等领域,并取得了很好的实际应用效果。目前所见报道的碳化物颗粒主要有碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化铌(NbC)和碳化钒(VCp)等,而与金属钒、铌同族的元素钽却研究较少。

  碳化钽(TaC)陶瓷颗粒具有高熔点(3880℃)、高硬度(2100HV0.05)、化学稳定性好、导电导热能力强等优点,但由于其成本等问题,目前所见报道仅限于镍基、铝基等基体。Chao 等利用激光熔覆技术,制备出了镍基增强碳化钽表面复合材料,结果表明此材料与纯镍相比硬度显著提高, 磨损率比硬化钢明显降低;Yu 等研究了在高温梯度下镍基、铬基、铝基增强碳化钽原位反应定向凝固与其微观结构的关系,结果表明随着凝固速率的提高,固相结构发生了变化,而且碳化钽的体积分数也随凝固速率的改变而变化;王文丽等利用激光熔覆技术,在A3 钢表面制备出了原位生成TaC 颗粒强化的镍基复合涂层,结果表明在适当的工艺条件下,其生成TaC 颗粒增强镍基复合涂层成形良好、表面光滑,涂层与基体呈现良好的冶金结合。而对钢铁基原位生成TaC的研究鲜有报道。因此,在本实验中采用了表面陶瓷颗粒增强铁基复合的方法。同时,选用TaC颗粒作为第二相颗粒增强相。对TaC 颗粒原位增强铁基表面复合材料的微观形貌及反应过程进行分析  。