通过火花等离子体烧结进行体加工WC/(W5Vol%Ni) 的微观结构和机械表征
Ahmed-Ameur Zegai1, Hossein Besharatloo2,3, Pablo Ortega2
1Laboratory of Materials Sciences and Engineering (LSGM), Faculty of Mechanical Engineering and Process Engineering, University of Sciences and Technology Houari Boumediene, Bab Ezzouar 16111, Algiers, Algeria.
Materials (Basel, Switzerland)
|July 14, 2023
概括
这项研究探讨了使用W5vol%Ni粘合剂的碳化物 (WC) 复合材料,发现了更好的烧结和高密度. 由于碳化 (W2C) 阶段形成,结合剂含量增加导致硬度降低.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 粉末金 粉末金是什么
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 基于碳化 (WC) 的复合材料对于高性能应用至关重要.
- 优化烧结行为和机械性能是先进材料开发的关键.
- 了解像W5vol%Ni这样的粘合剂相的作用对于定制复合材料性能至关重要.
研究的目的:
- 研究WC-WC/W5vol%Ni复合材料的烧结行为和性能.
- 评估W5vol%Ni粘合剂含量 (10vol%和20vol%) 对烧结和机械特性的影响.
- 分析在火花等离子体烧结过程中实现的相位形成和密度.
主要方法:
- 在水中进行合处理,用于颗粒分散.
- 用于整合的火花等离子烧结 (SPS).
- 用于收缩分析的扩展度学研究.
- 用X射线衍射 (XRD) 来进行相位识别.
- 宏观的机械表征 (硬度测试).
主要成果:
- 添加W5vol%Ni降低了初始烧结温度,并改善了烧结过程.
- 在1600°C达到高最终密度 (>99.8%).
- 观察到单碳化物 (W2C) 的形成,在较高的粘合剂含量时更加明显.
- WC/10(W5vol%Ni) 复合材料的硬度为18.9 GPa,而WC/20(W5vol%Ni) 的硬度为18.3 GPa.
- 增加W5vol%Ni含量导致由于W2C形成而导致机械性能下降.
结论:
- W5vol%Ni有效地帮助WC复合材料的烧结.
- 需要考虑由于W2C形成而导致的烧结增强和机械性能降低之间的权衡.
- 这些WC/W5vol%Ni复合材料显示出在苛刻环境中应用的潜力.
