碳熱還原合成鈦鎢金屬陶瓷

Ti（C，N）基金屬陶瓷是一種誕生於20世紀70年代的新型金屬陶瓷材料。它具有密度低、化學穩定性和抗氧化性好、對鋼的摩擦係數小、能切削難熔金屬、抗切削熔著和擴散等優點，近幾年得到了很大的發展。Ti（C，N）基金屬陶瓷用做刀具材料適合於鑄鐵、普通鋼、高硬度鋼的高速切削和幹式切削，使用性能優於硬質合金和塗層硬質合金刀具。 

工業上製備 Ti（C，N）及其固溶體粉末的方法一般是將 TiC＋WC、TiO₂+WO₃+C或Ti+W+C的球磨混合料，在1600-2000 ℃範圍內進行碳熱合成反應。近來，有學者在實驗室嘗試用“前驅＋碳熱還原”技術成功合成Ti（C，N）固溶體，及其他碳化物粉。該方法具有工藝操作簡單、製備成本低，能顯著降低合成溫度，易於合成納米級粉末等優點。

“前驅體＋碳熱還原”法製備納米Ti（C，N）基金屬陶瓷步驟有：1、將偏鎢酸銨、偏鈦酸、酸和木糖等組元原料，放入裝有一定量去離子水的燒杯中充分溶解配置成前驅體溶液，然後放入烘箱中於80℃恒溫乾燥，獲得前驅體混合料粉末。2、將前驅體混合料放入管式爐煆燒，獲得TiO₂＋WO₃+B₂O₃產物。3、在真空碳管爐進行碳熱還原，在1200℃下進行2ｈ碳熱還原氮化，成功製備了納米晶Ti（W）（B，C，N）粉末，其粉末平均晶粒尺寸約為21.3ｎｍ。

與傳統的“普通球磨＋碳熱還原”法相比，前驅體＋碳熱還原”法能在較低的合成溫度下獲得物相成分單一的納米晶粉末，不僅所制出的金屬陶瓷材刀具品質更好，而且成本相對於球磨法節約了30%。

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