碳化矽/碳化鎢複合塗層

磨損已成為現代工業機械零件失效的主要原因之一。隨著工業發展對材料提出了越來越高的的耐磨性要求，耐磨塗層已成為大部分重要易磨損材料的標配。

近年來，許多專家學者對顆粒增強鋼鐵基複合材料的製備工藝、組織結構及性能尤其是耐磨性能做了大量研究。研究得出結論，碳化鎢能大幅提升鋼鐵基複合材料的耐沖蝕磨損性能及磨損性能，隨著WC顆粒體積分數的增加，材料的耐磨性先增加後降低，當體積分數為36%時，材料具有較好的耐磨性，其磨損機理為碳化鎢顆粒對基體的“遮罩效應”和基體對碳化鎢顆粒的“支撐效應”。

但需要注意的是，目前鎢的價格已不再低廉，大面積噴塗碳化鎢意味著成本在流血，工業上亟待尋找一類較便宜的材料來綜合性成和成本。眾所周知，碳化矽也具有一系列優異的性能，被廣泛應用於磨料磨具、切割刃料、高級耐火材料、加熱元件、功能陶瓷和半導體等領域；同是矽作為地殼中含量最多的元素，儲量豐富，成本低廉。有學者用SiC晶須增強WC，得到的複合陶瓷的彎曲強度、斷裂韌性、維氏硬度分別提高50%、30%～40%和10%～15%，但是存在的缺點是SiC晶須不易分散，和WC組分混合的均勻性不易控制。

有方向也就有了目標，在早先碳化矽和碳化鎢複合材料研究的基礎上，學者們再次出發，力圖通過以下方案來改進先前工藝所存在的不足.

（1）SiC活化：取粒徑為0～15μm的碳化矽浸泡於1～14 mol/L的濃硝酸中，酸化處理1～10 h後，以蒸餾水將酸洗滌乾淨；

（2）酸沉澱：取含鎢試劑配製成含W元素濃度為0.1～1 mol/L的水溶液，將上步所得SiC顆粒加入到該含鎢溶液中，並使SiC和W元素的摩爾比在1:5～5:1之間，超聲分散0.5～2 h，室溫下再將濃度為0.5～2 mol/L的硝酸溶液緩慢的滴加入到該混合溶液中，在室溫～100℃下攪拌反應2～24 h，然後於80～100℃水浴反應至水分蒸幹，將得到的粉末於100℃真空乾燥5～20 h，得前驅體；

（3）WO₃/SiC製備：上步所得前驅體在空氣中於300～600℃下煆燒0.5～5 h，得到WO₃/SiC複合粉體；

（4）碳化：將上步所得 WO₃/SiC複合粉體置於氣氛爐中，先以10～100 ml/min的流量通CO₂氣體洗爐0.5～2h，再以50～200ml/min的流量通CO₂和CO的混合氣體，其中CO₂:CO的體積比為0＜～1:10，同時以2～50℃/min的升溫速率加熱至700～900℃，保溫2～10h，再自然冷卻至室溫，即得WC/SiC複合粉體。

採用碳化鎢包裹碳化矽的方法，可以改善碳化矽和金屬基體的相容性，在保證所得材料耐磨耐高溫等性能的前提下，拓寬了SiC的適用範圍，減少耐磨複合塗層中貴金屬W的用量，所得的複合粉體可以作為金屬添加劑用於增強金屬基體的耐磨性，較大程度的降低了金屬基體磨損，進而有效的降低了生產成本。

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