论文部分内容阅读
金属钼及其合金具有熔点高、高温蠕变速率低、高温强度大、膨胀系数小、导热导电及抗热震性能好、抗磨损和抗腐蚀性能强等特性，作为高性能材料广泛应用于航空航天、国防军事、石油化工、核工业等关键领域。然而，金属钼在高温下强度、韧性、硬度较差，再结晶温度低，再结晶后易脆断。同时，钼及其合金低温脆性大，塑―脆转变温度高。这些缺点影响了钼及其合金的加工性能，从而限制其应用范围。本课题主要通过稀土氧化物提高钼的再结晶温度和高温抗蠕变性能，降低钼的塑脆转变温度，增加延伸性，改善钼的室温脆性，并通过添加第二相Al2O3陶瓷硬质颗粒，以达到提高材料的摩擦磨损性能的要求。利用溶胶凝胶（sol-gel）法制备出Al2O3/La2O3/Mo混合粉末，结合粉末冶金相关工艺制备出自生Al2O3颗粒增强稀土钼基复合材料。研究成果为：La2O3/Al2O3/Mo混合粉体的主要成份为La2O3、Al2O3和Mo。烧结坯中主要成份为Mo、Al2O3、La2O3以及La2O3·11Al2O3复合氧化物。随La2O3、Al2O3含量的增加，粉体颗粒得到明显细化，粉体团聚现象均有一定程度的改善。Al2O3颗粒对晶界有钉扎作用，阻碍晶粒长大，钼晶粒明显得到细化；La2O3掺杂稀土钼坯组织相对细小，La2O3均匀分布在钼基体的晶内和晶界上。随Al2O3、La2O3含量的增加，复合材料的密度值呈下降趋势；随Al2O3体积分数的增加，复合材料的显微硬度有上升的趋势；复合材料显微硬度与La2O3加入量无明显的线性关系。500℃时复合材料磨损量远远小于25℃时磨损量；同一温度下随Al2O3含量的增加复合材料的磨损量递减；相同体积分数Al2O3的复合材料的磨损量随载荷的增加而增加。25℃时不同Al2O3含量的复合材料的摩擦系数值接近且波动平缓；500℃时不同体积分数的摩擦系数值差值较大；随着载荷的增加，相同Al2O3含量的复合材料的摩擦系数值逐渐降低，在高载荷下摩擦系数值波动较大。25℃时复合材料的磨损表面主要是因磨削滚压切削作用而产生沟槽和犁沟；随着载荷的增加，犁沟的深度、宽度均增加；随着Al2O3体积分数的增加，磨损过程中产生的沟槽和犁沟在数量、深度上都有一定程度的减少。500℃磨损时随着Al2O3体积分数的增加，磨损产生的沟槽和犁沟亦有一定程度的减少，形成了球状与鱼鳞状的堆叠。