TaC/(Mo2C+TaC)比例对原位TiB2/Ti(C,N)陶瓷基复合材料的微观结构及力学性能的影响

《International Journal of Applied Ceramic Technology》：Influence of TaC/(Mo2C+TaC) ratio on the microstructures and mechanical performances of in situ TiB2/Ti(C,N) cermets

通过调整TaC/(Mo?C+TaC)质量比，研究其对TiB?/Ti(C,N)陶瓷的微观结构和性能影响。结果表明，最佳比例0.6时，硬度达2145 HV，断裂韧性9.22 MPa·m1/2，磨损深度43.01 μm。

　　

摘要

采用Co-C-BN-Ti-Mo₂C-TaC粉末合成了TiB₂/Ti(C,N)陶瓷复合材料。研究了TaC/(Mo₂C+TaC)质量比对微观结构和性能的影响。结果表明，Mo₂C中的Mo主要存在于结合剂中。当TaC/(Mo₂C+TaC)质量比在0?0.2范围内时，过量的Mo会与部分Co结合形成Co₃Mo。随着质量比的增加，金属液体的量减少，这缩短了原子向Ti(C,N)扩散的距离，从而提高了陶瓷复合材料的相对密度。相比之下，Ta的扩散速率更快。当TaC/(Mo₂C+TaC)质量比增大时，会形成具有核/边缘结构的(Mo,Ta,Ti)(C,N)和无核结构的(Ta,Ti)(C,N)固溶体颗粒。核/边缘结构可以防止Ti(C,N)的聚集和生长。然而，TaC/(Mo₂C+TaC)质量比过高会阻碍碳的快速消耗。因此，当质量比从0.8变化到1.0时，液态中的碳原子会与部分Ti反应生成TiC。在TaC/(Mo₂C+TaC)质量比为0.6时，该陶瓷复合材料表现出最佳的硬度（K_IC）和耐磨深度，分别为2145 HV、9.22 MPa·m^1/2和43.01 μm。这项工作有助于制备具有较高K_IC的TiB₂/Ti(C,N)陶瓷复合材料。