高温高压合成无粘结剂碳化钨陶瓷

以硬质合金碳化钨(WC)为代表的碳化物陶瓷，存在硬度高、强度高的优越性能，大部分用于需要耐磨损和特种加工的行业，并且在医疗器械方 向也有一定的应用。但在制作WC过程中，为了增强材料的力学性能，一般需要使用金属粘接剂，金属粘结剂可以提高陶瓷的力学性能，但是同时容易被腐蚀。

无粘结剂碳化钨陶瓷，由于具有更好的耐腐蚀性能，已经作为传统硬质合金的替代品，广泛使用于腐蚀环境。此外，该类陶瓷应用于磨损材料时，还具有比其他陶瓷材料更优异的耐高压力和高速滑动摩擦。

不过，无粘结剂的碳化钨陶瓷制备也相对复杂，一般而言，无粘接剂碳化物陶瓷是由两种或者两种以上不同的碳化物烧结制备而成。制备过程中不同碳化物原材料的粒径、混合均匀性、两相界面等因素对最终制备的陶瓷材料性能有很大的影响。直接利用单质元素，制备无粘接剂陶瓷材料还非常有难度，目前我国能掌握生产技术的企业也是凤毛麟角。

近来，有企业采用高温高压合成方法制备无粘结剂碳化物陶瓷材料。该工艺不需要二元碳化物——碳化钼和碳化钨——做为原料、不采用任何降低合成条件的助熔剂，直接通过不同单质成分的混合，通过调节合成温度和压力来调整二碳化钼钨的材料组分及纯度，制备出高纯度块体二碳化钼钨陶瓷材料。其大致过程是这样的：

以钼粉(Mo)、钨粉(W)和碳粉(C) 三种单质为原料，经原料混合、利用液压机粉压成型后， 将样品装入合成腔体当中。组装腔体中采用石墨热管，用叶腊石做保温材料，利 用六角氮化硼保护腔体，合成压力为5.0GPa，合成温度为1800K，保温保压时 间为60分钟，停止加热后样品自然冷却至室温后卸压，获得二碳化钼钨陶瓷材料，这是一种性能优异的无粘结剂碳化钨陶瓷。

本工艺不需要二元的碳化物做为原料；不需要任何(比如金属铝等)助熔剂；通过调节单质原料的配比、温度和压力来提高二碳化钼钨的纯度，并制备出了较高纯度的块体二碳化钼钨材料。从而大大缩短了传统方法的制备周期和烧结的时间，合成的块体材料有利于优化其物理和机械性能。

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