三元硼化物基金属陶瓷的研究进展

第40卷第4期2019年8月Vol.40No.4Aug.2019 Journal of C eramicsDOI:ki.tcxb.2019.04.001陶瓷金属化的方法、机理及影响因素的研究进展王玲康文涛2,高朋召1,康丁华S张桓桓2(1.湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410082； 2.娄底市安地亚斯电子陶瓷有限公司，湖南娄底417000)摘要：主要介绍了陶瓷金属化的工艺流程，综述了近十年来陶瓷金属化的主要方法及相关机理研究，总结了金属化配方、烧结温度、显微结构等因素对陶瓷金属化效果的影响，并列举了陶瓷金属化效果的评价方法，最后对陶瓷金属化工艺的下一步的研究工作进行了展望。

关键词：陶瓷金属化；机理；影响因素；效果评价中图分类号：TQ174.75文献标志码：A文章编号：1000-2278(2019)04-0411-07 Research Progress of Methods,Mechanisms and Influencing Factorsof Ceramic MetallizationWANG Ling1,KANG Wentao2,GAO Pengzhao1,KANG Dinghua2,ZHANG Huanhuan2(1.College of Materials Science and Engineering,Hunan University,Changsha410082,Hunan,China;2.Loudi City Andeans Electronic Ceramics Co.Ltd.,Loudi417000,Hunan,China)Abstract:The technological process of ceramic metallization is introduced firstly,and main methods and relative mechanisms of ceramic metallization in recent ten years are reviewed.Also,the influence of metal powder compositions,sintering temperature and microstructure on the results of ceramics metallization are summarized.The evaluation method of ceramic metallization effect is also listed.Finally,the future research work of ceramic metallization technology is prospected.Key words:ceramic metallization;mechanism;influence factors;effect evaluation0引言随着微电子技术的发展，电子器件和电子装置中元器件的复杂性和密集型日益提高，开发性能优异、可满足各种要求的元器件电子封装材料已经成为当务之急［切。

料 的制备 过程 为 ： 料 一 钢 板 的处 理一 喷涂 一 烧 混 结 。按所 需 比例称 （ 量） 球磨 好 的 Ｆ Ｂ粉 、 或 取 ｅ 羰 基 铁粉 、 钼粉 、 墨 粉 等金 属 粉 末 和 Ｐ 、 ＯＰ 石 ＶＢ Ｄ 、 环 己酮等 添加 剂 ， 以无水 乙 醇为溶 剂 ， 入量 为 加
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第 ２ 卷 ： ｚ州 【 ｊ 军 ； ２０ ０ ６午 ４川
山东陶瓷 、
ＳＨ ＡＮＤ０ＮＧ ＣＥＲＡＭ Ｉ ＣＳ
ＶＯ１ ９ ＮＯ． ．２ ２ Ａ ｐ ． ２ ０６ ｒ ０
・
科 学实验 ・
文章 编 号 ：０ ５ ６ ９ ２０ ） ２ ０ ３ ３ １０ —０ ３ （ ０ ６０ ０ ０ ０
耐 腐 蚀 性 能 远 远 好 于 １ Ｍ ｎ和 Ｑ２ ５钢 的 耐 腐 蚀 性 能 。 ６ ３
关 键 词 三 元 硼 化 物 ； 属 陶 瓷 覆 层 ； 腐 蚀 性 金 耐
中 圄 分 类号 ： ＴＱ１ ４ ７ ８ ２ ７ ．５ ， ２ 文献 标 识 码 ： Ａ
ｌ 引言
采用 液相 烧结 工艺 制 备的二元 硼化 物金 属 陶 瓷 钢覆层 材 料 是 一 新 型 覆 层材 料 ， 种 它是 利 用 钼粉 、 粉 、 基 铁 粉 和 Ｆ Ｂ粉 ， 入 其 他 添 加 铬 羰 ｅ 加 剂 ， 备成 均 匀 分散 、 定 悬 浮 的料 浆 ， 后喷 涂 制 稳 然
为 １ ２ ℃Ｉ Ｊ ０ “ “ 。三元硼 化 物金 属 陶瓷 与 钢板 的 ２
复 合 如 图 １所 示 ¨ 。
】 基体表 面 ， 过 真 空 液 相烧 结 技 术 制 备成 硬 钢 通
质覆 层材料 ｎ 。采用 该技 术 制备 的 金属 陶 瓷覆 一］

三元硼化物硬质合金的研究进展摘要：本文对三元硼化物硬质合金的研究进展作了评述，介绍了三元硼化物硬质合金的发展趋势，总结了三元硼化物硬质合金在刀具材料及覆层材料等领域的应用情况，并对三元硼化物硬质合金的研究进行展望。

关键词：三元硼化物；硬质合金；研究进展前言硬质合金号称工业的牙齿，其具有较高的硬度和强度，良好的耐磨损、耐腐蚀等性能，作为一种高效的工具材料和结构材料，已广泛用于工具钢、注射成型模具、轧辊等领域，并且其应用领域不断拓展。

硬质合金的研究始于20世纪20年代，1923年，德国人Karl Schroeter[1]往碳化钨粉末中加进10%～20%的Co做粘结剂，发明了碳化钨和钴的新合金，硬度仅次于金刚石，这是世界上人工制成的第一种硬质合金。

在其后几十年里硬质合金的生产技术、产量和应用范围都得到了极大的发展。

基于近年原材料价格上涨、环保意识增强、硬质合金产品应用层面的拓宽等多方面的影响，硬质合金在近成型技术、涂层技术、工艺稳定性控制方面取得了长足的进步。

中国硬质合金工业起步于20世纪50年代的株洲硬质合金厂，60多年来，中国硬质合金从无到有，不断发展，取得了令世界瞩目的成就。

2011年我国硬质合金的产量约为2.35万吨，硬质合金的产量约占世界产量的38%，是世界硬质合金第一大生产国，但还不是强国[2,3]。

我国生产的硬质合金产品基本是中、低档产品，高端硬质合金产品仍由日美等发达国家垄断。

新型硬质合金材料被列入国家"十二五"发展规划，预计到"十二五"末，我国硬质合金产量达到3万吨,销售收入达到300亿元，由此可见硬质合金材料的重要性。

因此，开发新型硬质合金材料，促进材料工业转型升级已是科研工作者的责任使命。

1三元硼化物硬质合金的研究现状硬质合金也称为金属陶瓷，它是一种由高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC)和粘结金属(Co、Fe、Mo)通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。

感应加热Mo_2FeB_2金属陶瓷涂层组织及性能研究【摘要】反应火焰喷涂技术是将普通的热喷涂技术与自蔓延高温合成技术二者结合起来的一种新工艺,然而由该方法制备的涂层存在着结合强度过低,组织孔隙较多等不足。

为解决以上问题,本文采用感应加热方法,对由反应火焰喷涂法制得的钢基三元硼化物Mo2FeB2金属陶瓷涂层进行相应后续热处理,以提高涂层的综合性能。

逐一分析13s 感应加热时间工艺对于Mo2FeB2涂层的相组成、显微组织、界面结构、结合强度、硬度以及耐磨性的影响,为此特增设一组未加任何后续热处理之Mo2FeB2涂层与感应加热Mo2FeB2涂层一并进行分析（以下为便于分析,将以上两组涂层分别简称为对照涂层与热处理涂层）。

结合他人针对对照涂层相组成所作的分析结果,采用X射线衍射仪对热处理涂层的相组成进行分析;为便于更详尽地了解感应加热工艺对于涂层的显微组织以及界面结构的影响,增设一组感应加热时间为10s的Mo2FeB2涂层,使用扫描电镜、... 更多还原【Abstract】 React flame spraying （RFS） is the combination of the self-propagation high temperature synthesis and the traditional thermal spray and the coating prepared by RFS still exists some defects, such as low bond strength, porous microstructure. In this study, Mo2FeB2 ternary boride cermet coating was deposited on Fe substrate by react flame spraying and the induction heating was chosen for the purpose ofimproving the combination property of the coating.The effects of induction ... 更多还原【关键词】Mo2FeB2三元硼化物；感应加热；界面结构；结合强度；【Key words】Mo2FeB2 ternary boride；Induction heating；Interfacial microstructure；Bond strength；摘要4-5Abstract 5第1章引言8-171.1 热喷涂技术简介8-91.2 三元硼化物M0_2FeB_2 金属陶瓷9-121.2.1 三元硼化物M0_2FeB_2 金属陶瓷性能9-101.2.2 金属基三元硼化物M0_2FeB_2 金属陶瓷层研究10-121.3 感应加热技术12-151.4 课题介绍15-171.4.1 课题来源151.4.2 研究目的151.4.3 研究内容15-161.4.4 研究意义16-17第2章试验材料及涂层制备17-232.1 试验材料17-192.1.1 基体材料17-182.1.2 粉末材料18-192.2 涂层制备19-232.2.1 三元硼化物金属陶瓷涂层的制备19-202.2.2 涂层感应加热处理20-23第3章涂层的组织及界面结构23-353.1 涂层的相组成23-243.2 涂层的显微组织及分析24-293.3 涂层的界面结构及分析29-343.4 本章小结34-35第4章涂层的结合强度35-434.1 涂层的结合强度测试方法35-374.2 涂层的结合强度37-404.3 涂层的结合强度分析40-424.4 本章小结42-43第5章涂层的显微硬度和耐磨性43-495.1 涂层显微硬度43-455.1.1 试验方法435.1.2 试验结果及分析43-455.2 涂层的耐磨性45-485.2.1 试验方法455.2.2 试验结果及分析45-485.3 本章小结48-49第6章结论与展望49-516.1 结论496.2 展望49-51参考文献。

抗 氧 化 剂 ，抗 水 解 性 能 优 良 ；而 且 能 够 承 受 住 温
Ｓ ｈ ａ ｏ ｗ ｅ ｉ Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ［ ８ ］ 等人 也 采 用 两 步 法 ，在 １ ６ ５ ０ ｏ Ｃ 保
度 剧 烈 变 化 ，如 在 １ ５ ０ ０ ￣ Ｃ 急 剧 冷 却 到 室 温 材 料 的 性 能 维持 较好 。 以下 主要 简要 评述 国 内Ｐ Ｆ Ａ １ Ｂ Ｃ 陶
由图１ 可看 出 ： （ １ ）含 有 一个 ｃ — Ｂ — ｃ 键 ，其
电子 结 构 研 究 表 明Ｃ — Ｂ — Ｃ 中 的共 价 键 强 度 在 材 料
１ Ａ １ ， Ｂ Ｃ 的 晶体 结构 和 性 能
１ ． １ Ａ Ｉ ３ Ｂ Ｃ ３ 的晶体 结构
Ａｌ ３ Ｂ Ｃ 。 的 晶 体 结 构 最 早 由Ｚ．Ｉ ｎ ｏ １ １ ｅ ， Ｈ． Ｔ ａ ｎ ａ ｋ ａ ，ａ ｎ ｄ Ｙ ． Ｉ ｎ ｏ ｍａ ｔ ａ 等人 测 定 ，得 出其
晶 体 结 构 为 六 方 晶 系 ， 空 间 群 为 Ｐ６ ／ ａｍｃ， ｒ
中最 强 ，从 而大大 降低 了Ａ Ｉ Ｂ Ｃ 的剪切 模量 ，由于 具 有 特殊 的 晶体 结 构 ，就 可 能通 过 独 特 的形 变 方
式 而具有低剪切形变阻力 ，使材料表现 出 良好 的
韧性和损伤容限【 ｌ ；（ ２ ）一个碳原子被５ 个铝原子 包 围形成Ａ ｌ ｃ 双三角锥体 ，铝原子 和硼原子结合
性。
最 早是 Ｔ ． Ｗａ ｎ ｇ ［ ７ ］ 等人 采用 两 步法 烧 结 ，以Ａ ｌ 粉 （ ９ ９ ． ９ ９ ％ ）、纯 Ｂ Ｃ 粉 （ ９ ９ ． ９ ％ ）以及 纯 Ｃ 粉无 压
烧结成功合成Ａ １ １ ３ Ｃ ，在 １ ８ ０ ０ ￣ Ｃ 保温２ ｈ ，升 温速 率为 １ ０ ￣ ２ ／ ｍ ｉ ｎ ；合成Ａ １ Ｂ Ｃ 块体材料被捣碎研磨成 粉末 ，采用放 电等离子热压烧结合成致 密度达到

直接通过模具及样 品进行烧结 ． 能够在较低烧结 温度和较小成 型压力 条件下将粉 末原料烧结成具有高性能 的材料【。在 Ｓ Ｓ 程 中． Ｐ过 晶粒 表面 容易活 化 ， 体扩 散 、 晶界扩散都 得到加 强 ， 速 了烧 结致 密化 过 加 程． 在短时间 内就可实现烧结体的高度致密化。 周兴华 。 以 Ｆ 粉 、 ｏ 等 ｅ Ｍ 粉及硼铁粉等为原 料 ． 以无水 乙醇 为球磨 介质 ， 球磨后进行真空干燥 ， 经过筛后压制成型 。 将成 型的坯体 和表面 净化处理后 的钢基体装入石墨模具 中后 ． 用放 电等离子烧结装 置进 利 行烧结 。 该烧结 过程分为烧 结体膨胀 、 气体溢 出、 烧结收缩 和烧结完 成四 个阶段 。与真空烧结相 比， 可大 大降低烧结 温度和保 温时间 ； 层由 覆 ＭｏＦ Ｂ 硬质相 和 ａ Ｆ ２ｅ — ｅ粘结相组 成 。 显微硬度 约为 １ ０ ＨＶ， ４０ 覆层 中 铬、 镍等元 素的添加起 到 了合金 强化的作用 ： 覆层和钢 基体之 间的结 合没有 出现硬度的突变 ． 而是存在一个硬度 的渐变 区嘲。
１ 固相反应法 ． ３
１ 三 元 硼 化 物 金 属 基 陶瓷 涂 层 的制 备 方 法
１１ 真 空 液 相 烧 结 法 ．
真空液相 烧结 Ｖ ｃ ｕ ｉ ｉ Ｐ ａ ｉ ｅ ｒ） ａｕ ｍ Ｌ ｕ ｈｓ Ｓ ｔ ｉｇ ｑｄ ｅ ｎ ｒ 是一种现代 表面涂 ｉ 层新技术 ． 可在金属表面得到耐磨抗 蚀的金属陶瓷复合涂层 其成分可 根据需要调整 ． 涂层硬度可在一定范围内变化 ． 其硬度上限可达 Ｈ Ｃ ０ Ｒ ７ 以上 ， 这是其它涂层工艺难 以达 到的 ． 层硬度分布均匀 ［ １ 且涂 ７。 － ８ 真空液相烧 结工艺制备涂层 的基本过程 为： 涂层原料粉 按预定成 分 比例配料 并混合均 匀 ． 加入有 机粘结 剂制备成料 浆 ： 对基 材的涂覆 面进行清 洗 ． 以去 除油污和氧 化皮 ： 料浆涂敷 或喷刷于 清洗过 的表 将 面上 ， 然后烘于 ． 使有机粘结剂 中的溶剂挥发掉 ． 然后 在真空下将试样 快速加热到熔结 温度 ． 温适 当时间后在真空炉 中冷 却 涂层 的熔 结 保 温度设定 在基材熔 点以下 ． 而在涂层 固相 温度 以上 ． 在该温 度下合金 涂层处于熔融状态 ． 使涂层 与基 材之间形成牢 固的冶金结合 。 赵正 ， 等以含有 ＭｏＦ 、 、 ｒＮ 组 分的金属 和合金粉末 为原料 ， 而氩 弧熔覆法 （ ＧＣａｄ 曲 、 ｅＢ Ｃ ， ｉ Ｔ ｌ ｉ 制备三元 硼化物 所需设备少 ， 作简单 ， Ｉ ｄｎ 操 通过真空液相烧结法成 功制得了三元硼化物硬质合金覆层材料 。 研究 成本低廉 ． 于推广 旧 易 。电弧热源 的能流密度虽不 如激光 束高 ， 但其高 测定表 明．三元硼化物硬质合 金材 料的硬度远高于 Ｑ ３ 钢基体 的硬 温足 以使 大多数材料熔化 ， ２５ 是实现熔覆 的一种灵活 的热 源。氩 弧的特 度 ． 中陶瓷硬质 相颗粒 提高 了覆层 抵抗压力 变形的 能力 ． 其 合金元 素 点是 热量集 中 。 能量密度 介于 自由电弧和压缩 电弧之 间 ， 加工 件被氩 的加入对铁基粘结相 也起到了显著的强化作用 ， 提高 了铁基粘结 相的 气包 围． 加热 、 冷却 过程中几乎无氧化 、 烧损现象 。 硬度 ， 进一 步提高 了覆 层的硬度 。 ｏＢＦ 等元素 通过浓 度梯度扩散 ， Ｍ ， 、ｅ 刘宗德 ． 等利用氩 弧熔覆 的方法原 位反应合成 了不同 Ｍ 、 ｏＢ原子 使三元硼化物金 属覆 层与钢基体牢 固结合㈣。 比的覆层 具体方法 为 ： 基高温合金为基体材料 ， 以镍 熔覆材料选 择 Ｂ １ 放 电等离 子烧结 技术 ． ２ 粉 、 ０ 、ｒ Ｍ 粉 ｃ 粉和 Ｎ 箔 。熔覆前 ， ｉ 基体 要除锈并清 除表面油污 。将 Ｂ 放 电等离 子烧结 （ ａ １ｍ ｉｅ ｎ 技 术是 近十几 年发 展起 粉 、 ０ 、ｒ Ｓ ｒ Ｐａ ａＳ ｔｉ ｐｋ ｓ ｎｒ Ｍ 粉 ｃ 粉球磨并制备成均匀 粉末 ， 用 Ｎ 箔作 外皮将 复合粉末 后 ｉ 来 的一 种致密化技术 。它在外加轴 向压力 的同时 ， 利用 大的脉冲 电流 制成粉芯焊 丝 ， 后采用钨极 氩弧熔覆设 备在一 定的熔覆 电流 、 最 熔覆

度保持在 １０ － ３ ~ １０ － ２ Ｐａꎬ随炉冷却至室温取出.
取出后的样品经研磨过筛后取用ꎬ图 １ 为制备的
产物的 ＸＲＤ 衍射图谱ꎬ可知产物为纯相 ＭｏＢ. 图
转变ꎬ掺杂质量分数 ２ ５％ Ｎｉ 的金属陶瓷观察到
２ 为原料粉末的形貌ꎬ如图可见ꎬＭｏＢ 粉末粒径在
金元素的 Ｎｉ 基黏结相的 Ｍｏ２ ＮｉＢ２ 基金属陶瓷的
. Ｔａｋａｇｉ
提出ꎬ当 Ｍｏ / Ｂ 原子比为 １ ０ 时ꎬ可以获得
较高的断裂强度( ＴＲＳ) . 同时ꎬ过量的 Ｂ 会导致
形成 Ｆｅ２ Ｂ、Ｆｅ３ Ｂ 和 Ｆｅ２３ Ｂ６ 等相的形成ꎬ其中 Ｆｅ２ Ｂ
作为一种硬度较高 [１８ － １９] 的脆性金属间化合物ꎬ会
降低材料抗弯强度
[２０]
. 当在 Ｍｏ２ ＦｅＢ２ 基金属陶
ｔｈｅ ｈａｒｄ￣ｐｈａｓｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｇｇｒｅｇａｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ｎｏｔ ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓꎬ ｗｈｉｃｈ ｌｅｄ ｔｏ ｔｈｅ
ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ. Ａｆｔｅｒ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ａｔ １３５０ ℃ ｆｏｒ ２ ｈꎬ ｔｈｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｂｅｎｄｉｎｇ
机械性能 [２１] .
硬度、强度、韧性都有显著的影响ꎬＭｏ２ ＦｅＢ２ 的成
分配比和烧结工艺的改变与其微观组织调控密切
相关. 然而ꎬ以往制备 Ｍｏ２ ＦｅＢ２ 基金属陶瓷的原
料大多使用的是 ＦｅＢ 粉和 Ｍｏ 粉ꎬ有关改变 Ｍｏ
源和 Ｂ 源的研究鲜有报道. 此外ꎬ值得注意的是ꎬ
添加 Ｎｉ 可以改善 Ｆｅ 基黏结相的结构ꎬ随着黏结
第４４ 卷 第９ 期

第19卷第4期Vol.19N o.4硬　质　合　金C EMEN T ED C ARBI DE2002年12月Dec.2002综合评述金属陶瓷的研究进展徐　强　张幸红　曲伟　韩杰才(哈尔滨工业大学复合材料研究所,哈尔滨,150001)摘　要　综述了金属陶瓷的发展、类型和应用,并对金属陶瓷的发展趋势进行了评述。

关键词　金属陶瓷　类型　应用　发展趋势1　引　言金属陶瓷,是一种由金属或合金同一种或几种陶瓷相所组成的非均质的复合材料,其中后者约占15%～85%(体积),同时在制备的温度下,金属和陶瓷相之间的溶解度相当小[1]。

它既保持有陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性,又有较好的金属韧性和可塑性,是一类非常重要的工具材料和结构材料。

其用途极其广泛,几乎涉及到国民经济的各个部门和现代技术的各个领域,对工业的发展和生产率的提高起着重要的推动作用,对金属陶瓷的研究已成为材料研究领域中一个非常重要的研究课题。

金属陶瓷(Cerm et)是由陶瓷(Ceramics)中的词头Cer与金属(Metal)中的词头Met结合起来构成[2]。

由于“金属陶瓷”和“硬质合金”两个学科术语没有明确的分界,所以具体材料也很难划分界线。

从材料的组元看,“硬质合金”应该归入“金属陶瓷”,I.E.Cam pbell就曾把“硬质合金”归入到“金属陶瓷”之内[2],本文采用了他的观点,即将“硬质合金”归于“金属陶瓷”。

研究金属陶瓷的目的是要制取具有良好综合性能的材料,而这些性能是仅用金属或仅用陶瓷所不能得到的。

WC-Co基金属陶瓷作为研究最早的金属陶瓷,由于具有很高的硬度(HRA80～92),极高的抗压强度(600kg/m m2),已经应用于许多领域。

但是由于W和Co资源的短缺,促使了无钨金属陶瓷的研制与开发,迄今已历经三代[4,5,6]。

第一代是二战期间,德国以Ni粘结TiC生产金属陶瓷;第二代是60年代美国福特汽车公司发明的,它添加Mo到Ni粘结相中改善TiC和其它碳化物的润湿性,从而提高材料的韧性;第三代金属陶瓷则将氮化物引入合金的硬质相,改单一相为复合相,又通过添加Co 和其它元素改善了粘结相。

还原铁粉为基本原料 。 加入 少量 Ｃ粉 、 另外 羰基 ｃ 粉和羰基 ｒ Ｎ粉 ， ｉ 其基本成分和 配比见表 ｌ 。
表 １硬质合 金覆层 的原料 组成 Ｗ（ ％）
Ｔ ｂ１ ａｒ ｗ ｔ ｒ ｓｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ｏ ｈ ａｄ ａ ｉ ａ ｏ ｌｄ ｉｇ ¨ ｙｃａ ｄｎ
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２ １
中 国 陶 瓷 工 业
２０ ０ ７年 第 ３期
区是铁素体。而在过 渡区域内可 以清楚地看到浅色的长方形 块状三元硼化物 ＭｏＦ Ｂ 陶瓷硬质相与钢基体形成了冶金镶 ｅ 嵌结构 ， 界面 区无空洞 、 隙等界面结 合缺陷的存在 。 缝
原料 Ｍｏ 粉 Ｆ Ｂ粉 Ｃ 粉 Ｎｉ ｅ ｆ 粉 Ｃ粉 Ｆ 粉 ｅ
含量
４ ８
３ ０
５
２
０ ． ７
余量
２２实验 方 法 ，
按所需 比例称 （ 或量 ） 球磨 好 的 ＦＢ粉 、 基铁粉 、 取 ｅ 羰 钼 粉 、 墨粉 等金 属粉末 和 Ｐ 石 ＶＢ、 Ｐ 环 己酮等添加剂 。 ＤＯ 、 以无 水乙醇为溶 剂 ， 加入 量为 ｌ０ ｍｌ ｇ 放于球磨罐 中用湿 混法 Ｏ０ ／ 。 ｋ 混料 ２ ｈ 形成稳定的悬浮料浆。用压缩空气和雾化喷枪将料 ４， 浆喷至 Ｑ２ ５ ３ 钢基体 表面形成覆层坯体 ，干燥 后置于真空 炉 中烧结。钢基体进 行覆 层坯 体成形操 作前 ， 要进行除锈 、 清洗 等表面净化处理。
图 ２ 各元素在覆层材料 中分布的线扫描图象 ，可以看 是 出覆层材料 中 ，各种 元素 的浓度都有一定程度的逐渐变化 过 程， 而不是元素浓度的突变 。 由此可 以断定烧 结过程 中在高温 和浓度梯度 的作 用下 ，硬质覆层 中高浓度状 态的 Ｍｏ Ｃ 、 、 、 ｒＮｉ Ｂ元素穿越初始界面 向钢基体 中扩散 ，而钢基体表面高浓度

Ｗ Ｃ Ｂ金 属 陶 瓷 的 制 备 及 其 性 能 研 究 ｏ
潘 应君 ， 徐 明 ， 胡 兵 ， 小林 饶
（ 汉 科 技 大 学材 料 与 冶 金 学 院 ， 北 武汉 ， ３ ０ １ 武 湖 ４０ ８ ）
摘 要 ： ＷＣ、 Ｂ 、 ｏ粉 末 为 原料 ， 用 真 空液 相 反 应 烧 结 技 术 制 备 ＷＣｏ 以 Ｔｉ ２ Ｃ 采 Ｂ金 属 陶 瓷 ， 利 用 ＸＲＤ、 ＥＭ 和 并 Ｓ
Ｗ Ｂ或 Ｃ Ｂ 等 二 元 硼 化 物 ， 生 产 过 程 较 长 。 ｏ 且
Ｓ ｅ 等ｎ］ ａｚ １ 在硬质 合金 原料 粉末 中直 接加 入 Ｔｉ Ｂ
察试 样微 观结 构 ， 用 能谱 仪 （ ＤＳ 对 试 样进 行 并 Ｅ ）
元 素分析 。采 用 ＭＭ一０ ２ ０型磨 损 仪 （ 选定 ７ ｇ ５ｋ
Ｗ Ｃ Ｂ被 用 作 硬 质 合 金 的 涂 层 ， 且 研 究 发 现 该 ｏ 并 涂 层 具 有 很 高 的 耐 磨 性 和 抗 氧 化 性 ［ ］ １ ９ ６ 。 ９３ 年， 日本 Ｔ ｙ ｈ ｎ公 司 采 用 原 位 反 应 液 相 烧 ｏ ｏＫｏ ａ 结 工 艺 成 功 开 发 出 包 括 Ｗ Ｃ Ｂ 在 内 的 三 元 硼 化 ｏ
Ｔ Ｅ ２０ Ｙ 一０ ０型 压 力 实 验 机 上 以 １ ０ＭＰ制 备 出 三 元 硼 化 物 ， 得 到 了 该 系 列 的 三 并
元 相 图 。Ｋｕ ， ｚ ｍａ等 ］ 定 了 ＷＣ Ｂ 的 晶格 参 测 ｏ 数 ， 出 它 具 有 类 似 于 Ｐ Ｃ 的 结 构 。 随 后 指 ｂ１
体 。压坯 体采用 真 空炉 进 行烧 结 ， 结 温度 分别 烧
为 １ ０ 、 ２ ０ １４ ０和 １４ ０ ℃ ， 保 温 １ｈ ４ ４ 并 。

MAB相Cr-Al-B体系三元层状硼化物的制备与性能研究MAB相Cr-Al-B体系三元层状硼化物的制备与性能研究摘要：本文采用热压烧结法制备了Cr-Al-B体系三元层状硼化物。

通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）等手段对样品的相组成、形貌结构和元素分布进行表征和分析。

结果表明，在Cr-Al-B体系中，成功制备了MAB相Cr2AlB2和Cr3AlB4两种层状硼化物。

其晶体结构属于典型的MAB相结构，具有均匀的层状结构和优异的机械性能，硬度和压缩强度接近于Cermets材料。

本研究表明，Cr-Al-B体系层状硼化物具有很好的应用前景，可用于制备耐高温、耐腐蚀等先进功能材料。

关键词： Cr-Al-B体系；层状硼化物；热压烧结； XRD；SE。

引言层状硼化物是一类具有特殊结构和性能特点的陶瓷材料，具有优异的高温强度、耐腐蚀性和热稳定性等特点，被广泛应用于航空、航天、能源和化工等领域。

Cr-Al-B体系层状硼化物作为一种新型的层状硼化物材料，其具有较好的高温力学性能和较高的抗氧化性能，因此备受研究者的关注。

在过去的研究中，研究人员主要采用化学气相沉积、反应烧结、等离子喷涂等方法制备Cr-Al-B体系层状硼化物，但这些方法需要高成本的设备和操作复杂，限制了其广泛应用。

热压烧结法是一种简单易行、简便快捷、成本低廉的制备陶瓷材料的方法，该方法可以在较短的时间内制备出高质量的层状硼化物材料。

因此，本研究采用热压烧结法制备Cr-Al-B体系层状硼化物，并通过XRD、SEM、EDS等手段对其相组成、形貌结构、元素成分进行分析，研究其性能特点，探讨其在高温、腐蚀等领域中的应用前景。

实验部分材料的制备本研究所使用的原料为Cr、Al、B（以BN为源）粉末。

首先，按照摩尔比例Cr：Al：B = 1：2：2和Cr：Al：B = 3：1：4分别混合粉末，使用乙醇作为流体使其混合均匀，并在60℃下干燥24小时。

三元硼化物陶瓷涂层的制备及貝力学性能研究王坤(新沂市星辰新材料科技有限公司江苏新沂718100)摘要笔者采用的是在Q235钢基体表面用固相反应法制备三元硼化物陶瓷涂层，因为固相反应法制备陶瓷消耗的能源少、污染小、工艺简单，相对传统的制备工艺所需成本较低，所以研究固相反应型三元硼化物陶瓷涂层有很高的科学价值和实用价值。

笔者采用Fe—B、Mo、Fe、Al、Cr为陶瓷骨料，使用无机粘结剂磷酸二氢铝作为陶瓷涂层的粘结剂来制备三元硼化物陶瓷涂层，对这种制备陶瓷涂层的工艺做基础性的研究。

研究主要有：陶瓷涂层配比研究，陶瓷骨料配比，陶瓷骨料与磷酸二氢铝粘结剂最佳配比；固相反应法制备三元硼化物陶瓷涂层工艺:Q235钢基体表面预处理，固化温度，固化工艺等；涂层结构与性能研究：对涂层的致密性、显微组织、相组成、涂层与基体的结合强度、涂层抗热震性能、涂层的耐磨性进行了研究。

关键词陶瓷涂层陶瓷骨料骨料配比固相反应法结合强度抗热震性能中图分类号：TQ174文献标识码:A文章编号1002—2872(2021)03—0027—11Preparation And Mechanical Properties of Ternary Boride Ceramic CoatingsWANG Kun(Xinyi Xingchcn New material Technology Co.Ltd,J iangsu,Xinyi,718100,China)Abstract:In this paper,the ternary boride ceramic coating is prepared by solid phase reaction on the surface of Q235steel substrate.Because the solid phase reaction method produces ceramics with less energy,less pollution,simple process and lower cost than traditional preparation process.a lot of.Therefore,the study of solid phase reaction type ternary boride ce­ramic coating has high scientific value and practical value.In this paper,Fe—B,Mo,Fc,Al,Cr are used as ceramic aggre­gates,andaninorganicbinderofaluminumdihydrogenphosphateisusedasabinderforceramiccoaingtoprepareaterna-ry boride ceramic coating.The coating process is fundamentally studied.The main contents of the research arc:ceramic coating ratio research,ceramic aggregate ratio,ceramic aggregate and aluminum dihydrogen phosphate binder.Solid phase reaction methodforpreparingternaryborideceramiccoatingprocess：surfacepretreatment,curingtemperatureandcuring process of Q235steel substrate.Study on the structure and properties of the coating:The compactness,microstructure, phase composition,bond strength of the coating to the substrate,thermal shock resistance of the coating,and wear rcsis--ance of the coating were investigated.Key words:Ceramic coating;Ceramic aggregate;Aggregate ratio;Solid state reaction method;Bonding strength;Thermal shockresistance前言二元硼化物的共价键较强，在烧结过程中硼化物晶粒容易团聚，并与金属反应生成金属间化合物，从而降低金属液相对硼化物晶粒的润湿性，导致二元硼化物基金属陶瓷的机械性能较差［］。

三元硼化物金属陶瓷抗氧化三元硼化物金属陶瓷是一种重要的材料，在高温、高压或极端环境下具有出色的性能和稳定性。

这种材料由三种金属元素和硼元素构成，可以通过不同的合成方法来获得。

在本文中，我将详细介绍三元硼化物金属陶瓷的抗氧化性能。

首先，我们来看看三元硼化物金属陶瓷的基本组成。

这种材料由三种金属元素和硼元素组成，通常是过渡金属和贵金属如钛、锰、铝等。

这些金属元素具有良好的高温稳定性和高抗氧化性能。

硼元素作为一种非金属元素，能够增强材料的硬度和抗磨损性能。

因此，三元硼化物金属陶瓷结构的设计使其具有出色的抗氧化性能。

其次，三元硼化物金属陶瓷具有良好的抗氧化性能。

在高温或高压环境下，材料表面容易出现氧化反应。

然而，三元硼化物金属陶瓷能够抵抗氧化反应，保持材料的原始性能。

这主要归功于材料中金属元素和硼元素的特殊结构和成分。

金属元素能够形成氧化层，并与环境中的氧气相互作用，阻止氧气进一步渗透到材料内部。

硼元素则能够形成硼氧化物层，进一步阻止氧气的渗透。

因此，三元硼化物金属陶瓷能够在高温或高压环境下维持稳定的性能，并延长材料的使用寿命。

此外，三元硼化物金属陶瓷还具有其他优异的性能。

首先，它具有优异的导热性能。

这得益于材料中金属元素的良好导热性。

这使得三元硼化物金属陶瓷在高温环境下能够快速传输热能，并保持材料的稳定性。

其次，它具有优异的机械性能和硬度。

三元硼化物金属陶瓷具有良好的强度和硬度，能够抵抗压力和磨损。

这使得它在极端环境下能够承受高压和高负荷。

最后，它还具有优异的化学惰性。

三元硼化物金属陶瓷对酸、碱等化学物质具有很好的抗腐蚀性能，能够在恶劣的化学环境下保持稳定。

总之，三元硼化物金属陶瓷是一种具有出色抗氧化性能的材料。

它由三种金属元素和硼元素组成，能够保持原始性能，并在高温、高压或极端环境下保持稳定性。

此外，它还具有优异的导热性能、机械性能和化学惰性。

因此，在航空航天、能源、化工等领域具有广泛的应用前景。

随着科学技术的进步，三元硼化物金属陶瓷的性能还将不断改善和优化，为更多领域的应用提供支持。

多元硼化物系金属陶瓷的发展概况
杨宣增;范细东
【期刊名称】《稀有金属与硬质合金》
【年(卷),期】2000(0)2
【摘要】简单介绍了多元硼化物基金属陶瓷的发展历程。

对其制备工艺、各种性质以及应用作了比较详细的论述。

【总页数】4页(P49-52)
【关键词】硼化物;金属陶瓷;钼
【作者】杨宣增;范细东
【作者单位】中南工业大学粉末冶金厂;南昌硬质合金厂
【正文语种】中文
【中图分类】TG148;TF125.3
【相关文献】
1.三元硼化物基金属陶瓷涂层的制备、应用与发展 [J], 代宽宽;宋光明
2.高强度硼化物系金属陶瓷 [J], 驹井正雄;黄春贺
3.大力发展硼化物金属陶瓷 [J], 王彦顺
4.激光熔覆硼化物基金属陶瓷涂层的显微结构与性能研究 [J], 陈枭;王洪涛;白小波
5.感应加热三元硼化物金属陶瓷涂层的组织和性能 [J], 赵丽;周小平
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瓷的组词造句1、金属陶瓷造句：用扫描电镜对三元硼化物基金属陶瓷进行了必要的显微结构分析，为此类金属陶瓷的研究提供了重要的理论和实用价值。

解释：用金属粉末和陶瓷原料烧结成的材料，兼有金属和陶瓷的优点，具有韧性好、硬度高、耐高温、抗氧化等特点，广泛用于发动机、火箭、金属切削及原子能工业等方面。

2、搪瓷造句：喷射泵可由各种各样的材料制成，例如铸铁、钢、不锈钢、哈氏合金、钛、搪瓷、玻璃、塑料和石墨，并可制成各种尺寸。

解释：用石英、长石、硝石、碳酸钠等烧制成的象釉子的物质。

涂在铁质器物上，能烧制成不同颜色的图案，并可防锈，又可作为装饰。

3、氧化铝陶瓷造句：希望能为电真空用氧化铝陶瓷的质量控制和检验提供理论依据，同时也为工艺方法包括材料工艺和电真空器件工艺的选择提供有益的技术参考。

解释：以工业氧化铝为主要组分的陶瓷。

能耐高温，具有优良的高、低温电绝缘性和化学稳定性。

为工业广泛采用的一种氧化物材料。

4、青瓷造句：青瓷青绿莹润的釉色，如同薄雾缠绕的青峰、宁静清澈的湖水一样，给人以满目青翠的润透清新之感，体现了人们对美丽大自然的依恋之情;解释：不绘画而涂上淡青色釉的瓷器。

5、瓷漆造句：煤焦油瓷漆具有优良的物理化学性能和稳定的’防腐性能，而且原料来源广，价格低廉，近生来又开始在我国管道防腐中应用。

解释：涂料的一种，用树脂、颜料等制成，涂在器物的表面可以增加光泽，防止腐朽。

6、瓷砖造句：他感到邮局的地板在脚下移动，他试图把视线从她身上挪开，让他的注视停留在某种结实可靠的东西上：邮箱、天花板上的瓷砖、窗户。

解释：瓷土烧制的建筑材料，一般是方形，白色，表面有釉质。

7、瓷土造句：进而根据国际标准化组织ISO推荐标准《命名原则》，给出了瓷石瓷土、陶石、陶土的定义，并论证了它们的基本特征;解释：烧制瓷器用的高岭土。

有的地区叫坩子土。

8、瓷器造句：在郑和的旅途中，他赠送包括黄金、瓷器和丝绸等在内的中国皇帝的礼物，作为交换，他把象牙、琥珀、斑马和骆驼带回国。