新工藝解決碳化鎢陶瓷缺陷

碳化鎢陶瓷是一種硬度高，耐磨性能良好的金屬陶瓷，應用範圍廣泛。但其斷裂韌性不佳，且抗熱衝擊性能差，這些都限制了碳化鎢陶瓷的應用範圍，傳統工藝條件下，碳化鎢陶瓷所製備的切割刀具在高溫條件下使用壽命短暫，難以應用於高溫工況。

為了解決上述問題，研究人員創新了一種新型的碳化鎢陶瓷工藝，其主要成分為碳化鎢-矽化鎢-氮化矽，按照重量份的原料組成：碳化鎢88-93份、矽化鎢 12-16份、氮化矽15-19份、氧化釔6-8份、納米鎢粉1-3份、聚乙烯縮丁醛2-5份。製備步驟如下：

1)稱取碳化鎢、矽化鎢和氮化矽，加入至幹法球磨機中，球磨8-10h，獲得第一混合粉末；

2)將第一混合粉末在1200-1250℃下進行煆燒處理，煆燒時間為30-50min，獲得煆燒產物；

3)將煆燒產物進行在120Mpa下進行等靜壓處理，獲得等靜壓產物；

4)將等靜壓產物放入熱壓燒結爐中，在惰性氣體氛圍、20-30Mpa、1550-1600℃下進行預燒結處理，獲得預燒結產物；

5)將預燒結產物粉碎後，獲得預燒結粉料，稱取氧化釔、納米鎢粉和聚乙烯縮丁醛，並與預燒結粉 料合併，投入至幹法球磨機中，球磨15-18h，獲得坯料；

6)將坯料在160Mpa下壓制成型，獲得素坯；

7)將素坯放入熱壓燒結爐中，在惰性氣體氛圍、40-45Mpa、2150-2180℃下進行燒結處理，獲得碳化鎢-矽化鎢-氮化矽複合陶瓷材料。

以上工藝製備的碳化鎢-矽化鎢-氮化矽複合陶瓷材料，斷裂韌性為6.4-6.8Mpa•m1/2，斷裂韌性表現優異，且抗熱衝擊次數達到165-173次，抗熱衝擊性能優異，有利於拓展碳化鎢陶瓷的應用範圍，有利於延長碳化鎢陶瓷產品在高溫工況下的使用壽命。

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