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Ti(C,N)基金属陶瓷具有高的强度、硬度以及良好的耐磨性,近年来发展迅速,在多个领域得到了广泛应用,Ni-Ti形状记忆合金具有良好的相变性能、优异的超弹性性能,在材料科学、医学等领域得到了普遍重视,本文首先使用机械合金化制备了Ni-Ti合金粉末并试样XRD对其测试,然后在Ti(C,N)基金属陶瓷成分中分别加入不同含量Ni-Ti合金粉末和短纤维,采用传统的粉末冶金方法制备金属陶瓷试样,接着测定了试样的主要力学性能,并使用XRD、SEM、EDS等对材料的显微组织进行了表征分析,最后对试验结果进行了分析和讨论。
本论文共分五章,第一章为绪论,简要介绍了Ni-Ti形状记忆合金、Ni-Ti机械合金化以及Ti(C,N)基金属陶瓷的组织性能和发展过程。
第二章介绍了机械合金化制备Ni-Ti合金粉末试验,研究了球磨工艺(球磨时间、球磨转速)对机械合金化过程的影响。使用XRD进行相分析,结果表明,转速260r／min,球磨60h可以合成Ni-Ti非晶粉末,在氩气气氛下530℃退火30min可以使Ni-Ti非晶粉末晶化。
第三章介绍了Ti(C,N)／Ni-Ti金属陶瓷试验方案、试样制备过程以及其力学性能和显微组织的表征方法。
第四章分别讨论了Ni-Ti短纤维和Ni-Ti合金粉末对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响,分析了其成分,显微组织和宏观力学性能之间的关系。试验结果表明:(1)金属陶瓷成分里加入Ni-Ti合金纤维以后,压坯的致密度降低,烧结后的试样出现了孔洞,随着Ni-Ti纤维加入量的增加,金属陶瓷内孔洞的数量也在增多,其抗弯强度降低；(2)运用XRD分别对加入Ni-Ti合金纤维和粉末的试样进行相分析,结果均显示其衍射峰主要Ti(C,N)和Co的衍射峰,没有发现Ni-Ti合金的衍射峰,大部分Ni-Ti合金在烧结时被分解；(3)金属陶瓷成分里加入Ni-Ti合金粉末以后,金属陶瓷组织有典型的芯-壳结构,随着Ni-Ti合金粉末含量的增加,会使晶粒变得更细小,更不规则,芯-壳组织变得不明显,金属陶瓷的抗弯强度先增加后降低,在含量8wt％时达到最大,其断裂韧性随着Ni-Ti合金粉末的增加而增加,硬度则降低。
第五章对全文进行了简单的总结,并提出了对未来工作的建议。