在矩阵中对金属替代 W4C4碳化物进行粘附分析的工作
1Department of Chemical and Materials Engineering, University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada T6G 2H5.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|December 11, 2023
概括
用 (Mo) 或 (Cr) 部分替代碳化 (WC),可以增强其与金属的结合性. 这些改性碳化物显示出作为强化硬面覆盖和工具的承诺.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算材料科学科学 计算材料科学
- 金工业是金工业的一个方面.
背景情况:
- 碳化 (WC) 密度很高,但可以通过用 (Mo) 和 (Cr) 等金属代替 (W) 来改变,以减少密度,同时保持强度.
- 修改后的WC可以作为有效的强化在硬面覆盖和工具合金中,因为在金属矩阵中均分散.
- 修改后的WC与金属矩阵 (如 (Co)) 之间的接口粘合是至关重要的,但尚未得到充分理解.
研究的目的:
- 通过使用第一原则计算,研究和用Mo和Cr杂的WC之间的界面结合.
- 评估金属替代WC的适用性,作为硬面覆盖和工具合金的增强材料.
主要方法:
- 用第一原则计算来研究接口结合.
- 确定了对六角密封 (HCP) 和面中心立方 (FCC) 的低不匹配的选择接口.
- 对接口连接特征的分析包括电子定位函数,电子状态密度,键序和净电荷.
主要成果:
- 部分用Mo和Cr替代的WC碳化物,表示为 (W4-xMx) C4 (M = Mo或Cr),对具有强烈的粘附性.
- 用金属替代的WC对的粘附性与纯净的WC相美或更好.
- 确定了特定的低不匹配的接口: (1120) 碳化物//(001) , (1010) 碳化物//(100) , (1010) 碳化物//(110) ,以及 (0001) 碳化物//(110) .
结论:
- 金属替代 (W4-xMx) C4碳化物表现出与的优异接口粘合.
- 这些改性碳化物是对硬面覆盖,切削工具和轴承等应用的有希望的增强材料.
- 对接口粘合的担忧得到了缓解,为其实际使用铺平了道路.
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