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TiC-Ni系金属陶瓷复合材料在高温下仍具有与WC-Co系硬质合金相媲美的耐磨性、耐腐蚀性和热稳定性,可用于制备刀具和磨具。目前普遍采用传统粉末冶金法制备金属陶瓷复合材料,但是该法的致命缺点是烧结温度比较高,通常在1400℃以上,并且材料的抗崩刃性较差,因而寻求工艺简单、制备成本低又可在较低温度下烧结来获得性能良好的材料的新途径便成了一个重要的研究课题。 本文利用纳米晶可降低烧结温度的特性,采用高能球磨法(或机械合金化)代替传统机械混粉来制备TiC-Ni系金属陶瓷复合材料纳米晶粉末,然后进行真空液相活化烧结。利用X-射线衍射分析(XRD)和透射电子衍射分析(TEM)研究高能球磨过程中纳米晶的细化、活化机理。利用扫描电子显微分析(SEM)、普通光学显微分析(OM)及差热分析(DTA)研究纳米晶在低温(1290℃)和高温(1340℃、1350℃)下烧结形成的TiC-Ni系金属陶瓷复合材料的微观组织和力学性能的关系。主要研究结果如下: 干式球磨的混合粉末经XRD和TEM分析,球磨过程中各组成相晶粒不断细化至20nm保持稳定,球磨促进了晶体固溶,并引入大量缺陷和位错;湿式球磨混合粉末经XRD和TEM分析,球磨过程中各组成相晶粒不断细化并引入大量缺陷和位错,但未发生明显晶体固溶。 TiC-Ni、TiC-NiCr及TiC-NiCrTiAl活化烧结结果表明:球磨初期粉体的压缩性得到改善,同时作为烧结驱动力的表面能的增大,使烧结活化能降低,烧结温度降低,烧结过程中烧结体中的液相含量逐渐增加,烧结体的微观组织表现为成分分布均匀细小的组织,其力学性能也有较大提高。当烧结体中的液相含量不断增多至超出适宜含量甚至有大量溢出时,会造成烧结体的成分分布不均甚至发生严重固相烧结。球磨时间过长,粉末的压缩性急剧变差,烧结体的致密度因生坯密度的降低而急剧降低。对于TiC-NiCrTiAl的活化烧结,在烧结的冷却过程中粘结相中有少量γ(Ni3Al)相析出,对材料具有强韧化作用,有望提高刀具的抗崩刃性和耐磨性。