一种高韧性金属陶瓷颗粒及其制备方法技术

技术编号:46477792 阅读:7 留言:0更新日期:2025-09-23 22:36
本发明专利技术属于金属陶瓷的技术领域,具体涉及一种高韧性金属陶瓷颗粒及其制备方法,所述颗粒由陶瓷微粉、表面改性陶瓷粉和稀土元素碳氮化物构成复合硬质相,分散于由多种金属元素组成的金属基体中,并引入协同调控组分以优化界面结合与组织均匀性。颗粒采用分步热处理与等静压成型工艺,通过控制氧含量和烧结气氛形成稳定结构。所得材料同时具备高抗弯强度、高断裂韧性与良好热震稳定性,适用于极端工况下的耐磨抗裂应用领域,兼具组织致密性与力学稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属陶瓷的,具体涉及一种高韧性金属陶瓷颗粒及其制备方法


技术介绍

1、金属陶瓷(cermet)是一类由金属和陶瓷两相材料组成的复合材料,兼具金属的韧性和陶瓷的高硬度、高熔点、耐磨性等优点,广泛应用于切削工具、耐磨部件、航空航天、高温结构等领域。然而,传统金属陶瓷颗粒由于两相界面结合不强或相分布不均,常存在韧性不足、断裂容易等缺陷,限制了其在高冲击、高强度工况下的应用可靠性。

2、现有技术中,提升金属陶瓷韧性的方式主要包括细化晶粒尺寸、引入第二相增强、改善烧结工艺等。例如,通过高能球磨获得超细粉末、采用热等静压或放电等离子体烧结提高致密性,以及引入纳米结构或功能梯度材料结构等手段,均在一定程度上改善了力学性能。但这些方法往往制备工艺复杂、成本高,且对于材料本身的复合机制与结构设计缺乏系统性控制,导致韧性提升幅度有限,稳定性不足。

3、因此,如何设计一种具有均匀组织结构、高界面结合强度和优异韧性的金属陶瓷颗粒材料,并提出一种工艺简便、成本可控的制备方法,成为当前该领域技术发展亟待解决的问题。

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【技术保护点】

1.一种高韧性金属陶瓷颗粒,其特征在于,由硬质相、金属基体相和协同调控组分组成;

2.根据权利要求1所述的高韧性金属陶瓷颗粒,其特征在于,以总质量为100%计,所述硬质相的总含量为25~50 wt%,所述协同调控组分的总质量百分比不超过5 wt%,剩余部分为所述金属基体相的总含量。

3.根据权利要求1所述的高韧性金属陶瓷颗粒,其特征在于,以总硬质相的质量为100%计,所述陶瓷微粉占硬质相的40~60 wt%,所述稀土元素碳化物和氮化物合计占5~20wt%,剩余部分为所述改性陶瓷粉;

4.根据权利要求1所述的高韧性金属陶瓷颗粒,其特征在于,所述金属基体相...

【技术特征摘要】

1.一种高韧性金属陶瓷颗粒,其特征在于,由硬质相、金属基体相和协同调控组分组成;

2.根据权利要求1所述的高韧性金属陶瓷颗粒,其特征在于,以总质量为100%计,所述硬质相的总含量为25~50 wt%,所述协同调控组分的总质量百分比不超过5 wt%,剩余部分为所述金属基体相的总含量。

3.根据权利要求1所述的高韧性金属陶瓷颗粒,其特征在于,以总硬质相的质量为100%计,所述陶瓷微粉占硬质相的40~60 wt%,所述稀土元素碳化物和氮化物合计占5~20wt%,剩余部分为所述改性陶瓷粉;

4.根据权利要求1所述的高韧性金属陶瓷颗粒,其特征在于,所述金属基体相中铁、镍、钴、铬、钛、铝的任选三种组成部分中,镍与钴的质量比为1~2:1,且所述金属基体相以连续相结构分布于陶瓷颗粒之间,形成互嵌式复合构型。

5.根据权利要求1所述的高韧性金属陶瓷颗粒,其特征在于,所述协同调控组分中氧化石墨烯与三氧化二硼的质量比为(1~3):1,且该组分在显微结构中以亚微米颗粒形式均匀分布于金属基体相晶...

【专利技术属性】
技术研发人员:熊碧军张群力
申请(专利权)人:益阳金能新材料有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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