第５２卷第１期２０００年２月
有色金属
ＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳＭＥＴＡＩ．Ｓ
、，０１．５２，Ｎｏ．１
Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０００ＴｉＣ颗粒增强钨基复合材料
的组织结构与力学性能
宋桂明１，杨跃平：王玉蟹，周玉２，雷廷权２
（１．北京矿冶研究总院冶金室，北京１０００４４；２．哈尔滨工业大学材料学院，哈尔滨１５０００１）
摘要：本文用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＴＥＭ研究了ＴｉＣ颗粒增强钨基复合材料（Ｔｉｑ，Ｗ，ＴｉＧ体积分数为３０％）的组织结构。结果表明，由于Ｔｉｑ的加入，阻碍ｗ晶粒在烧结时的长大；复合材料的致密度较纯Ｗ的有所提高；Ｗ向ＴｉＣ品格发生扩散，在ＴｉＣ中形成（Ｔｉ，ｗ）Ｃ固溶体，Ｔｉ也向Ｗ中发生少量扩散，使ＴｉＧｆｗ界面形成冶金结合。在复合材料中没有发现Ｗ，Ｃ和ＷＣ相。复合材料的韧性．弹性模量和硬度都明显比纯Ｗ的高。复合材料的韧化机制是裂纹偏转和细晶韧化。
关键词：钨基复合材料；ＴｉＣ颗粒；组织结构；力学性能：韧化机制
中图分类号：ＴＢ３５文献标识码：Ａ文章编号：１００１一０２１１（２０００）０１—００７８—０５
钨作为超高温结构材料一直受到世界各国国防军事部门的高度重视。为了提高Ｗ的高温强度，在钨中加入Ｒｅ进行合金化强化（１，２３和加入少量第二相颗粒（如ＨｆＣ‘∞、ＴｈＯ，‘钔、ＺｒＣｏ’等）进行弥散强化。加Ｒｅ改善了钨的塑性，并且钨的强度也得以提高，但即使只加入３％Ｒｅ，也已使成本成倍提高。目前第二相颗粒含量过少（一般不超过２％），钨的强度随温度上升依然明显下降“￣５’。钨在室温下为脆性，高温下为塑性，则加入第二相弥散颗粒进行高温强化，相对加人Ｒｅ来说，一般要经济一些。对于在航天高温环境中使用的钨结构件来说，提高其高温强度和降低密度有着非常重要的意义。在我们前期的研究工作中，尝试在钨中加入高体积分数的ＺｒＣ（ＺｒＣ，体积分数为２０％）或ＴｉＣｆｆｉＣ，体积分数为３０％）颗粒，形成颗粒增强钨基复合材料，显著提高了复合材料的高温强度‘∽。本文对含ＴｉＣ。体积分数为３０％的ＴｉＣｐ门Ⅳ的组织结构与室温力学性能进行研究。
１实验方法
将平均粒径３～４＃ｍ、纯度９９．５％的Ｗ粉（图ｌ（ａ））和粒径２～３＃ｍ、纯度９９％的ＴｉＣ粉（图Ｋｂ））混合球磨２４ｈ后，在２００ＭＰａ下冷压成型，再将生坯放于ＡＶＳ真空／可控气氛热压烧结炉
图１ＴｉＣ，胛复合材料所用的原始粉末
（ａ）ｗ粉．（ｂ）ＴｉＣ粉
ｒｉｇ．１Ｒａｗｐｏｗｄｅｒｓｆｏｒｐｒｅｐａｒｉｎｇ
（ａ）Ｗｐｏｖ＜ｌｅｒｓ，（ｂ）ＴｉＣｐｏｖｘｌｅｒｓ
收稿日期：１９９９—０４—１６
基金项目：航天部“九五”预研项目（１８．１０）
作者简介：宋桂明，３２岁，博士，北京矿冶研究总院电子材料中心
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