热压原位合成(Ti,Mo)C-Ni和(Ti,W,Mo)C-Ni复合材料的组织及性能

TiC-Ni复合材料具有高硬度、高熔点、优良的耐磨性和抗氧化性，近年来得到国内外大量关注。以TiC和Ni为原料的粉末冶金法是制备TiC-Ni复合材料的传统方法，但该方法存在TiC颗粒与粘结相Ni的润湿性不良、界面易受污染等问题。与之相比，原位合成TiC-Ni复合材料法因具有界面洁净、结合牢固、TiC颗粒尺寸细小和分布均匀等突出优点，近年来得到广泛关注。目前有关原位合成大块TiC-Ni复合材料的研究大都集中在自蔓延高温合成上，但此方法不适用于制备TiC含量较低的金属-陶瓷复合材料。热压原位合成是将传统热压烧结和原位合成相结合的一种新型原位合成技术，其原理是把粉末混合物或压坯装于模具并置于高压容器中，同时施加高温高压，使材料的反应合成和致密化烧结一步完成。虽然热压原位合成技术在制备高性能复合材料方面的优势受到越来越多的重视，但应用此技术原位合成大块TiC-Ni复合材料的研究却鲜于报道。本文选用碳粉、钛粉、镍粉、钼粉和碳化钨粉作为原材料，采用热压原位合成技术合成了(Ti，Mo)C-Ni和(Ti，W，Mo)C-Ni两种复合材料，并对其组织和力学性能进行了研究。

　　以钛粉、碳粉、镍粉、钼粉和碳化钨粉为原材料，按一定配比混合均匀。将配料在100℃下真空烘干24h，然后在行星球磨机中球磨24h，按一定的工艺在真空热压炉中进行热压合成。

　　(Ti，Mo)C-Ni复合材料中原材料反应比较完全；对于(Ti，W，Mo)C-Ni复合材料，原料中的WC粉替代一部分碳粉，与钛粉反应，造成了碳粉剩余。WC对(Ti，Mo)C-Ni复合材料的显微组织和性能的影响很显著。随WC的加入，碳化物颗粒和粘结相的边界从多边形转变成近球形，且复合材料的致密度、硬度和抗弯强度都有所提高。