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金屬陶瓷介紹

發布時間:2018-12-11 10:55:00  瀏覽次數:

 

金屬陶瓷的定義

金屬陶瓷是由陶瓷硬質相與金屬或合金粘結相組成的結構材料。從金屬陶瓷英文單詞Cermets來,是由Ceramic(陶瓷)和Metal(金屬)結合構成的。金屬陶瓷既保持了陶瓷的高強度、高硬度、耐磨損、耐高溫、抗氧化和化學穩定性等特性,又具有較好的金屬韌性和可塑性。由于“金屬陶瓷”和“硬質合金”兩個學科術語沒有明確的分界,所以具體材料也很難劃分界線,從材料的組元看,“硬質合金”應該歸入“金屬陶瓷”,IE. Campbell就將“硬質合金”歸入到“金屬陶瓷”。

金屬陶瓷的歷史

WC-Co基金屬陶瓷作為研究最早的金屬陶瓷,由于具有很高的硬度(HRA80~92),極高的抗壓強度6000MPa(600kg/mm2),已經應用于許多領域。但是由于W和Co資源短缺,促使了無鎢金屬陶瓷的研制與開發,迄今已歷經三代:第一代是“二戰”期間,德國以Ni粘結TiC生產金屬陶瓷;第二代是20世紀60年代美國福特汽車公司添加Mo到Ni粘結相中改善TiC和其他碳化物的潤濕性,從而提高材料的韌性;第三代金屬陶瓷則將氮化物引入合金的硬質相,改單一相為復合相。又通過添加Co相和其他元素改善了粘結相。近年來,金屬陶瓷研制的另一個新方向是硼化物基金屬陶瓷。由于硼化物陶瓷具有很高的硬度、熔點和優良的導電性,耐腐蝕性,從而使硼化物基金屬陶瓷成為最有發展前途的金屬陶瓷。

金屬陶瓷的組成

金屬陶瓷(cermet)為了使陶瓷既可以耐高溫又不容易破碎,人們在制作陶瓷的粘土里加了些金屬粉,因此制成了金屬陶瓷。金屬基金屬陶瓷是在金屬基體中加入氧化物細粉制得 ,又稱彌散增強材料 。主要有燒結鋁(鋁-氧化鋁) 、燒結鈹(鈹-氧化鈹)、TD鎳(鎳-氧化釷)等。由一種或幾種陶瓷相與金屬相或合金所組成的復合材料。廣義的金屬陶瓷還包括難熔化合物合金、硬質合金、金屬粘結的金剛石工具材料。金屬陶瓷中的陶瓷相是具有高熔點 、高硬度的氧化物或難熔化合物,金屬相主要是過渡元素(鐵、鈷、鎳、鉻、鎢、鉬等)及其合金。

金屬陶瓷的性能

金屬陶瓷兼有金屬和陶瓷的優點,它密度小、硬度高、耐磨、導熱性好,不會因為驟冷或驟熱而脆裂。另外,在金屬表面涂一層氣密性好、熔點高、傳熱性能很差的陶瓷涂層,也能防止金屬或合金在高溫下氧化或腐蝕。金屬陶瓷既具有金屬的韌性、高導熱性和良好的熱穩定性,又具有陶瓷的耐高溫 、耐腐蝕和耐磨損等特性。


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