金属硫化物陶瓷摩擦材料的制备与性能研究_李双君

粘接学术论文Academic papers材料科技与应用ADHESION 解析汽车刹车片中的陶瓷基摩擦材料韩乐（咸阳职业技术学院汽车学院，陕西咸阳712000）摘要：随着人们对刹车片的性能要求越来越高，很多的摩擦材料都在不断的发展过程中被另外一种刹车材料所替代，而陶瓷基摩擦材料凭借其自身的优良性质而受到了人们的广泛关注。

文章主要研究了汽车刹车片中的陶瓷基摩擦材料的性能。

通过研究可以看出，当钛酸钾晶须增加时，陶瓷基摩擦材料的密度、硬度和抗压能力都会有所提升；当钛酸钾晶体的含量适中时，陶瓷基摩擦材料性能最佳；钛酸钾晶须使摩擦材料的各种性能都比较稳定，是一种实用性很强的晶须。

钛基晶须具有很好的性能，各方面都很优秀，不仅具有良好的化学性质，而且非常的不易腐蚀，也很少产生磨损的现象，硬度适中，具有石棉不具备的性能，被世界公认是石棉的代替者之一。

关键词：汽车刹车片；陶瓷基；摩擦材料中图分类号：TQ173.71文献标识码：A文章编号：1001-5922（2019）08-0066-03Analysis of Ceramic-based Friction Materials inAutomotive Brake PadsHAN Le（Automobile College of Xianyang Vocational and Technical College ，Xianyang Shaanxi 712000，China ）Abstract ：With the increasing demand for the performance of brake pads ，many friction materials have been re⁃placed by another kind of brake material in the process of continuous development.Ceramic-based friction ma⁃terials have attracted extensive attention because of their excellent properties.This paper mainly studies the properties of ceramic-based friction materials in automobile brake pads.It can be seen from the research that the density ，hardness and compressive strength of ceramic-based friction materials will be improved with the in⁃crease of potassium titanate whisker ；when the content of potassium titanate crystal is moderate ，the perfor⁃mance of ceramic-based friction materials is the best ；potassium titanate whisker makes all kinds of properties of friction materials stable ，and it is a practical material.Whisker.Titanium-based whiskers have good proper⁃ties ，all aspects are excellent ，not only have good chemical properties ，but also are not to corrode ，and rarely pro⁃duce wear phenomenon ，moderate hardness ，asbestos does not have the performance ，is recognized as one of the replacement of asbestos in the world.Key words ：brake pads ；ceramic matrix ；friction materials收稿日期：2019-07-16作者简介：韩乐（1988-），男，陕西西安人，硕士研究生，助教，研究方向：汽车工程。

纳米过渡金属硫化物在摩擦学应用中的研究进展
李长生;李俊茂;刘艳清
【期刊名称】《润滑与密封》
【年(卷),期】2007(032)002
【摘要】介绍了过渡层状金属硫化物MX2(M=Mo、W;X=S、Se)的结构和独特的性质,综述了无机类富勒烯过渡金属硫化物纳米材料的摩擦学研究现状和近年来的研究成果.通过对包括纳米颗粒、纳米薄膜在内的纳米硫化物摩擦性能研究的介绍,评述了纳米金属硫化物的抗磨减摩机制,如滚动滑动摩擦机制、化学反应、第三体等,并对纳米摩擦学的表征方法和研究手段进行了总结.最后展望了纳米过渡层状金属硫化物在摩擦学应用中存在的问题及发展趋势.
【总页数】7页(P174-179,188)
【作者】李长生;李俊茂;刘艳清
【作者单位】江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江,212013;江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江,212013;江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江,212013【正文语种】中文
【中图分类】TH117
【相关文献】
1.过渡金属硫化物纳米粒子制备技术研究进展 [J], 何杰;管翠诗;安长华;王宗贤
2.过渡金属硫化物无机类富勒烯纳米材料的研究进展 [J], 陈海芳;宋旭春;王芸
3.工业化生产无机富勒烯过渡金属硫化物纳米材料的研究进展 [J], 张思念
4.无机类富勒烯过渡金属硫化物纳米材料的合成及其摩擦学应用研究进展 [J], 陈卫祥;涂江平;马晓春;徐铸德;陈文录;夏军保;成旦红
5.含无机类富勒烯(IF)过渡族金属硫化物纳米复合涂层的环境摩擦磨损特性 [J], 涂江平
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金属硫化物陶瓷摩擦材料的制备与性能研究李双君,魏明坤(武汉理工大学理学院,湖北武汉430070)摘要:以硫粉、锡粉、三硫化二锑为烧结剂,再加入其他辅助原料,利用金属硫化物的低熔点烧结制备陶瓷摩擦材料。

研究了原料的不同配比对金属硫化物陶瓷摩擦材料的体积密度、气孔率、力学性能、摩擦性能以及显微结构的影响。

硫含量对金属硫化物陶瓷摩擦材料性能有很重要的影响,通过对比寻求较为理想的原料配比,并对其实际应用的可行性进行探讨。

关键词:硫化物陶瓷;摩擦材料;性能Preparati on ofM etal Sulfi des Cera m i c Friction M aterial and its PropertiesLI Shuang-jun,WE I M ing-kun(Schoo l o f Sc i e nce,W uhan Un iversity of Techno l o gy,H ube iW uhan430070,Chi n a)Abst ract:E le m ental su lfur,ti n powder and anti m ony trisu lfide used as sinteri n g agents,and then added other sup-porti n g m aterials,w ith lo w m elti n g po i n tm etal su lfides sinteri n g,cera m ic fricti o n m ater i a lw as prepared.The ra w m ater-i als of different proporti o ns ofm etal su lfide cera m ic friction m ateria l b u l k density,porosity,m echanical properties,friction properties and m icr oscopic structure w ere studied.Su lfur content had a sign ificant i m pact on m eta l sulfi d e cera m ic friction m aterial perfor m ance,By co m pari n g the ratio o f ra w m ateria ls,a m ore satisfactory rati o of ra w m aterials w as found ou,t and the feasi b ility of the ir practical app lication w as discussed.K ey w ords:su lfi d e cera m ic;friction m ateria;l property车载摩擦片发展到现在,大概分为四种类型:石棉基摩擦衬片、半金属摩擦制动衬片、无石棉摩擦制动衬片和金属基烧结摩擦制动衬片[1]。

Al_2O_3／WC-Co金属陶瓷的制备与性能研究
熊震;邵刚勤;段兴龙;史晓亮
【期刊名称】《稀有金属材料与工程》
【年(卷),期】2006(35)A02
【摘要】以亚微米Al2O3粉末和WC-Co粉末为原料,经热压烧结制备了
Al2O3/WC-Co金属陶瓷。

用XRD、SEM测试了物相组成和显微结构,用VSM测试了磁滞回线。

获得了断裂韧性为6．042 MPa·m1/2、洛氏硬度为92．0 HRA 的金属陶瓷。

【总页数】4页(P79-82)
【关键词】金属陶瓷;Al2O3;WC-Co;力学性能
【作者】熊震;邵刚勤;段兴龙;史晓亮
【作者单位】武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.4
【相关文献】
1.冷喷多尺度WC-Co金属陶瓷涂层结构与性能研究 [J], 王洪涛;陈枭;白小波;纪岗昌;董增祥;仪登亮;杨凤根
2.Al含量对Al_2O_3/Al金属陶瓷性能影响研究 [J], 宋杰光;富伟;王瑞花;李养良;马明亮;李世斌;纪岗昌;华林
3.等离子喷涂Al_2O_3金属陶瓷组织与性能研究 [J], 黄旭八;薛兆栋
4.316L钢+Al_2O_3金属陶瓷复合膜的制备与组织性能研究 [J], 邱秀丽;胡显奇
5.Al_2O_3/Ag金属陶瓷的制备与研究 [J], 李芸;王少海;王忠义;张少锋;丁秉钧因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

水润滑陶瓷滑动轴承材料配副摩擦学性能的研究
李云鹤;谭雁清;马廉洁;赵资恒;姚景馨
【期刊名称】《轴承》
【年(卷),期】2024()6
【摘要】陶瓷滑动轴承由于材料化学性能稳定,适合在各种与水直接接触的场合下运行。

为找到边界水润滑条件下摩擦学性能较优良的陶瓷轴承材料配副及其适合的运行工况,对Al_(2)O_(3),ZrO_(2)陶瓷分别与不同陶瓷材料组成的配副开展了摩擦学性能试验。

结果表明:1)Al_(2)O_(3)系列配副的磨损机制为从前期的机械磨损为主逐步过渡到以摩擦化学磨损为主;Al_(2)O_(3)/Si_(3)N_(4)配副的摩擦系数最小,耐磨性好且摩擦接触面较光滑;在选取的4种速度条件下,当摩擦副相对滑动速度为0.157 m/s时,润滑效果最好。

2)ZrO_(2)系列配副的磨损机制以磨粒磨损为
主,ZrO_(2)/Si_(3)N_(4)配副的摩擦系数和磨损体积最小;在选取的4种速度条件下,当摩擦副相对滑动速度为0.136 m/s时,摩擦系数最小,但其摩擦系数曲线不稳定。

【总页数】6页(P73-78)
【作者】李云鹤;谭雁清;马廉洁;赵资恒;姚景馨
【作者单位】东北大学机械工程与自动化学院;东北大学秦皇岛分校控制工程学院【正文语种】中文
【中图分类】TH133.31;TG115.58
【相关文献】
1.陶瓷与灰铸铁配副在水润滑下的摩擦学性能
2.HIP-Si3N4陶瓷/45#钢副干摩擦和水润滑下摩擦学性能
3.不同润滑条件下B4C/hBN复相陶瓷与灰铸铁配副的摩擦学性能
4.B_4C/hBN复相陶瓷与球墨铸铁配副在乳化液润滑下的摩擦学性能研究
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U HMWPE-SiAlON陶瓷摩擦副的生物摩擦学特性及机理的研究 王昌祥1,郑昌琼1,周　馨1,尹光福1,李家杰21四川大学无机材料系,四川成都610065;2自贡硬质合金厂科研所,四川自贡643011摘　要:　为了探索SiAlON陶瓷与超高分子量聚乙烯(U N MW-PE)组合作为人工关节置换材料的可能性,利用Falex摩擦磨损实验机测定了Si AlON陶瓷与UH MWPE在37℃、血浆润滑条件下的生物摩擦学性能。

同时,在扫描电镜下观察了摩擦副表面形貌。

实验结果表明U H MWPE-SiAlON陶瓷摩擦副的摩擦系数为0.06,UH MWPE的磨损系数小于8.45×10-10mm3/(N·m)。

表面轮廓仪对摩擦磨损前后SiAlON陶瓷表面测试,未发现明显变化,说明陶瓷磨损甚微。

根据XPS分析结果,提出了生物摩擦磨损机理。

关键词:　超高分子量聚乙烯;SiAlON陶瓷;血浆;生物摩擦学特性;机理1　引　言自1960年英国医生Charnley采用聚甲基丙烯酸甲酯(PM-M A)作为骨水泥以来,关节置换,特别是全髋置换,已广泛应用于关节炎晚期治疗、外伤致残和骨瘤切除手术中,并已成为一种常规的外科手术。

据不完全估计,全世界每年有几十万人进行了关节置换[1,2],而需要进行关节置换的患者远超过此数。

虽然关节置换材料具有许多优异的性能,但由于置换关节长时间承受着载荷的冲击,置换关节和骨水泥,骨水泥和骨之间均存在着界面。

在外力和机体环境作用下,它们之间必然产生摩擦磨损,即生物摩擦磨损。

研究表明,置换材料经生物摩擦磨损的产物——磨屑,直接引起置换关节晚期松动,是导致关节置换失败的重要原因之一[3]。

磨屑对关节置换的影响,促使人们寻求生物摩擦磨损性能更优异的人工关节置换材料或对材料表面进行表面改性,以达到提高材料耐磨性的目的[4,5]。

Si AlON陶瓷是近二十年来发展起来的一种新型结构陶瓷,它以Si3N4为基础,通过Si+N被Al+O部分取代而形成固溶体。

陶瓷摩擦材料摩擦性能影响因素探讨摘要：本文探讨了外部因素和纤维对结构陶瓷摩擦磨损的影响，旨在促进在特定工况下正确使用相应的陶瓷材料作为摩擦学部件。

关键词：陶瓷摩擦材料摩擦性能陶瓷是一种无机非金属材料，陶瓷材料一般具有较高的摩擦系数。

陶瓷及其复合材料所具有的高熔点、高硬度、良好的化学稳定性、高温机械性能等特点，使其在众多领域中得到了实际应用，作为高温耐磨结构件具有比金属基材料更加广阔的应用前景。

其中陶瓷纤维更是以其良好的抗老化性能、强度和在各种工作温度下保持稳定的摩擦能力而引起摩擦材料行业的广泛注意。

将陶瓷材料用于制造阻摩器件，可利用其强度高、高温性能好、耐磨损等优良性能。

另外，陶瓷材料的密度较低，如果将陶瓷材料制造的制动器在高速列车上成功应用，可使每个转向架上制动盘的总重量由1560kg下降到750kg。

1外部因素对工程陶瓷摩擦学特性的影响外部因素是指一个完整的摩擦学系统中除了摩擦材料自身特性以外的因素，主要包括法向载荷、滑动速度、滑行距离、滑行时间、界面介质、环境气氛、温度、对摩材料、摩擦方式等。

1.1法向载荷的影响研究者们普遍发现摩擦因数、磨损量随载荷增加而增加，但变化规律不是简单的线性递增关系，而是在某个载荷下摩擦因数有一明显跃变，磨损率也呈量级增加，国外的研究者们将之称作磨损突变(Wear Transition)。

磨损率的突变对应着磨损机制的变化，即由塑性变形、犁耕、微切削和微断裂磨损转变为断裂磨损。

研究表明在干摩擦条件下Y-TZP陶瓷材料在法向载荷大于142N时，轻微磨损突变为严重磨损，磨损机制由塑性变形转变为脆性断裂。

同时，滑行速度对磨损行为有较大影响，在高速(≥1.26m/s)条件下发生了磨损突变。

磨损由塑性变形转为断裂发生。

在石蜡油润滑条件下A1203陶瓷在50N(10min)、ZTA复合陶瓷在320N(150min)时，磨损率发生突变。

Kong等采用环一块式摩擦副，研究了自相配莫来石陶瓷在不同的介质和载荷下的摩擦磨损特性，实验结果表明：莫来石陶瓷以水为介质时在20N、以机油为介质时在1000N附近存在磨损突变。

坡缕石负载金属硫化物光催化剂的制备及其性能研究坡缕石负载金属硫化物光催化剂的制备及其性能研究引言光催化剂是一种在太阳光照射下能够激发化学反应的材料，具有非常广阔的应用前景。

其中，坡缕石负载金属硫化物光催化剂因其特殊的结构和优异的性能，已经成为研究的热点之一。

本文将探讨坡缕石负载金属硫化物光催化剂的制备方法及其在光催化反应中的应用性能。

一、坡缕石和金属硫化物的介绍坡缕石是一种层状硅酸盐矿物，有着特殊的层状结构和大扩展平面，这使得其在催化剂载体方面具有独特的优势。

金属硫化物作为一类重要的光催化剂，具有较窄的禁带宽度和高的光吸收效率。

因此，将金属硫化物负载在坡缕石上能够构建出具有良好光吸收性能和较高表面积的光催化剂。

二、坡缕石负载金属硫化物光催化剂的制备方法1. 化学沉积法：此方法是通过可控的化学反应，在坡缕石表面形成金属硫化物纳米颗粒。

首先，将坡缕石分散在溶液中，并添加金属离子前驱体。

然后，通过搅拌和控制反应温度，使金属硫化物纳米颗粒沉积在坡缕石的表面。

最后，用水洗涤和干燥的方式得到坡缕石负载金属硫化物光催化剂。

2. 水热法：水热法是利用高温和高压的环境，使金属离子和硫源在坡缕石上反应生成金属硫化物。

首先，将坡缕石与金属离子和硫源一起放入高压釜中，在高温和高压的条件下反应一段时间。

随后，将反应物体取出，并用水洗涤和干燥的方式制备坡缕石负载金属硫化物光催化剂。

三、坡缕石负载金属硫化物光催化剂的性能研究1. 光催化活性测试：使用分解有机染料来评价坡缕石负载金属硫化物光催化剂的活性。

首先，将染料溶液与催化剂悬浮液混合，并在紫外光照射下进行反应。

通过监测吸收光谱中染料浓度的变化，确定催化剂的降解效果。

2. 光吸收性能测试：使用紫外-可见光分光光度计测试坡缕石负载金属硫化物光催化剂的光吸收性能。

结果显示，该催化剂在可见光和紫外光区域均有较高的吸收率，表明其适应各种光照条件。

3. 循环使用性能研究：通过连续进行多次光催化反应，评估坡缕石负载金属硫化物光催化剂的循环使用性能。

N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术及其研究发展现状和发展趋势*江涛黄一丹(西安石油大学材料科学与工程学院西安710065)摘要 N i-S i金属间化合物具有很多优秀的性能,例如具有较高的力学性能㊁优秀的耐磨损性能和抗高温氧化性能等㊂N i-S i金属间化合物包括N i3S i㊁N i2S i和N i S i,陶瓷材料也具有很多优秀的性能㊂陶瓷材料具有较高的力学性能,良好的耐磨损性能和抗高温氧化性能,可以将N i-S i金属间化合物与陶瓷相复合制备N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料㊂N i -S i金属间化合物/陶瓷复合材料具有较高的力学性能和良好的耐磨损性能和抗高温氧化性能等㊂笔者首先叙述了N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术㊁物相组成㊁显微结构㊁力学性能㊁耐磨损性能和抗高温氧化性能等,并叙述了N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的研究发展现状和发展趋势,并对N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的未来研究发展趋势和发展方向进行分析和预测㊂关键词 N i-S i金属间化合物陶瓷复合材料制备技术研究发展现状发展趋势中图分类号:T Q174.75文献标识码:A 文章编号:1002-2872(2023)11-0050-05F a b r i c a t i o nT e c h n o l o g y,R e s e a r c h a n dD e v e l o p m e n t S t a t u s a n dD e v e l o p m e n t T r e n d o f t h eN i-S i I n t e r m e t a l l i c s C o m p o u n d s/C e-r a m i c sM a t r i xC o m p o s i t e sJ i a n g T a o,H u a n g Y i d a n(S c h o o l o fM a t e r i a l s S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,X i a nS h i y o uU n i v e r s i t y,X i a n710065,S h a a n x i,C h i-n a)A b s t r a c t:T h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c s c o m p o u n d s e x h i b i t e dm a n y e x c e l l e n t p r o p e r t i e s,s u c ha s h i g hm e c h a n i c a l p r o p e r t y,e x-c e l l e n tw e a r r e s i s t a n c ea n dh i g ht e m p e r a t u r eo x i d a t i o nr e s i s t a n c e.T h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c sc o m p o u n d s i n c l u d e d N i3S i, N i2S i a n dN i S i.C e r a m i c s e x h i b i t e dm a n y e x c e l l e n t p r o p e r t i e s.C e r a m i c s e x h i b i t e dh i g hm e c h a n i c a l p r o p e r t y,e x c e l l e n tw e a r r e s i s t a n c e a n dh i g h t e m p e r a t u r e o x i d a t i o n r e s i s t a n c e.S o t h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c s c o m p o u n d sa n dc e r a m i c s c o u l db e c o m-b i n e d t o f a b r i c a t e i n t o t h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c sc o m p o u n d s/c e r a m i c sm a t r i xc o m p o s i t e s.T h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c sc o m-p o u n d s/c e r a m i c sm a t r i x c o m p o s i t e s e x h i b i t e d h i g hm e c h a n i c a l p r o p e r t y,e x c e l l e n tw e a r r e s i s t a n c e a n d h i g h t e m p e r a t u r e o x-i d a t i o n r e s i s t a n c e.I n t h i s p a p e r,t h e f a b r i c a t i o n t e c h n o l o g y,p h a s e c o m p o s i t i o n,m i c r o s t r u c t u r e,m e c h a n i c a l p r o p e r t y,w e a r r e s i s t a n c e a n dh i g ht e m p e r a t u r eo x i d a t i o nr e s i s t a n c eo f t h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c sc o m p o u n d s/c e r a m i c s m a t r i xc o m p o s i t e s w e r e i n t r o d u c e d,t h e r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t s t a t u sa n dd e v e l o p m e n t t r e n do f t h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c s c o m p o u n d s/c e-r a m i c sm a t r i x c o m p o s i t e sw e r e i n t r o d u c e d.T h e f u t u r e r e s e a r c h a n dd e v e l o p m e n t t r e n d a n dd e v e l o p m e n t d i r e c t i o no f t h eN i -S i i n t e r m e t a l l i c s c o m p o u n d s/c e r a m i c sm a t r i x c o m p o s i t e sw e r e a n a l y z e da n d p r e d i c t e d.K e y w o r d s:N i-S i i n t e r m e t a l l i c s c o m p o u n d s;C e r a m i c s c o m p o s i t e s;F a b r i c a t i o n t e c h n o l o g y;R e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t s t a-t u s;D e v e l o p m e n t t r e n dN i-S i金属间化合物具有很多优秀的性能,例如具有较高的力学性能,优秀的耐磨损性能和抗高温氧化性能等㊂N i-S i金属间化合物包括N i3S i㊁N i2S i和N i S i,陶瓷材料也具有很多优秀的性能㊂陶瓷材料具有较高的力学性能,良好的耐磨损性能和抗高温氧化性能等㊂N i-S i金属间化合物与陶瓷材料具有良好的相容性,可以将N i-S i金属间化合物与陶瓷相复合制备N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料㊂本文首先叙述了N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术㊁物相组成㊁显微结构㊁力学性能㊁耐磨损性能和抗高温氧化性能等,并叙述了N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的研究发展现状和发展趋势,并对N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的未来研究发展趋势和发展方向进行分析和预测㊂㊃05㊃陶瓷C e r a m i c s(研究与应用)2023年11月*作者简介:江涛(1978-),博士,副教授;研究方向为复合材料的制备和性能㊂1 N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术主要采用粉末冶金工艺进行制备㊂其中粉末冶金工艺主要包括热压烧结工艺㊁常压烧结工艺㊁放电等离子烧结工艺㊁热等静压烧结工艺㊁热压反应烧结工艺㊁原位反应自生法制备工艺等㊂2 N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的研究发展现状和发展趋势可以将N i-S i金属间化合物与陶瓷相复合制备N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料㊂陶瓷材料主要有碳化硅(S i C)㊁碳化钛(T i C)㊁氧化铝(A l2O3)㊁氮化硅(S i3N4)㊁碳化钨(W C)㊁碳化铌(N b C)等,所以可以将N i-S i金属间化合物加入到这些陶瓷材料中形成N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料,例如形成N i-S i/S i C复合材料,N i-S i/T i C复合材料,N i-S i/ A l2O3复合材料,N i-S i/S i3N4复合材料,N i-S i/W C 复合材料,N i-S i/N b C复合材料等㊂而上述的这些复合材料的制备技术㊁物相组成㊁显微结构㊁力学性能㊁耐磨损性能和抗高温氧化性能等,研究发展现状和发展趋势概述如下:2.1 N i-S i/S i C复合材料T i a n W B等[1]研究了N i-S i-T i粉末混合物对碳化硅陶瓷的钎焊㊂在许多工业应用中,通过传统的无压钎焊方法越来越需要大型S i C组件㊂在研究中使用含有0~10w t%T i的N i-S i-T i粉末混合物用于钎焊S i C陶瓷,进行差热分析(D T A)和润湿测试以确定合适的连接温度为1450ħ㊂对制备的S i C接头的微观结构,物相成分和机械强度进行了表征㊂对于不添加T i的钎焊组合物,中间层主要由N i S i和N i3S i2相组成㊂随着T i的加入,在夹层内除了N i-S i金属间化合物外新形成N i49T i14S i37相㊂目前钎焊时S i C 接头的抗弯强度在66~75M P a,试样一般从合金夹层与S i C基体的界面处断裂㊂G a oF e i等[2]研究了镍和碳化硅颗粒的固态反应制备出具有不同显微结构的N i-S i-C复合材料㊂各组织固相镍和碳化硅颗粒通过热压烧结工艺制备N i -S i-C复合材料㊂根据界面反应的程度,将复合材料分为三种类型,即部分的,完全的和过度的反应㊂对于部分反应(I型),复合材料的特征是基体和碳化硅之间的薄的反应层㊂完全反应(I I型)的复合材料的微观结构演变到各种不同的微观结构和组合物,取决于烧结温度㊂应避免过度反应(I I I型)㊂与部分反应的复合材料相比,完全反应的复合材料具有良好的力学性能㊂硬度和抗弯强度显著提高㊂I I型复合材料的力学行为与复合材料的组成成分和组织结构密切相关㊂在900ħ获得了复合材料对不锈钢最有前途的摩擦学性能㊂S e l v a n J S e n t h i l等[3]研究了采用激光熔覆工艺在纯钛表面制备S i C和N i-S i C涂层的制备工艺㊂研究了含量为100%的碳化硅和50%的镍+50%的纯钛的激光合金化的结果㊂100%和50%的N i+50%碳化硅合金化条件是由于诸如T i C,T i S i,T i5S i3和N i T i2各种金属间化合物相的存在获得高硬度HV800~ 1200㊂这些化合物存在于激光表面合金化是通过X 射线衍射分析(X R D)和N i,S i,C扩散验证,钛负责这些相的形成是由二次离子质谱(S I M S)研究确定㊂合金层的显微组织由枝晶组成,其密度高低取决于激光加工条件㊂在低功率密度的渗层深度约0.5mm的硬度恒定的水平,而在高功率密度的渗层深度触及1.6 mm最大与硬度较大的波动㊂2.2 N i-S i/T i C复合材料W a n g W e n j u a n等[4]研究了原位合成T i C x-N i (S i,T i)合金复合材料的制备及力学性能㊂通过无压烧结T i3S i C2(10v o l%和20v o l%)和N i作为前驱体,在烧结温度为1250ħ下保温时间为30m i n制备了具有优异机械性能的新型原位T i C x增强N i(S i,T i)合金复合材料㊂T i3S i C2颗粒分解成亚化学计量的T i C x 相,而额外的S i和来自T i3S i C2的部分T i原子扩散到N i基体中形成N i(S i,T i)合金㊂原位形成的T i C x相主要分散在N i(S i,T i)合金化的晶界上,形成坚固的骨架,细化金属基体的微观结构㊂20.6v o l%T i C x-N i (S i,T i)复合材料的维氏硬度可以达到(2.15ʃ0.04) G P a,屈服应力σ0.2%可以达到(466.8ʃ55.8)M P a和极限抗压强度可以达到(733.3ʃ78.4)M P a㊂T i C x-N i(S i,T i)复合材料的力学性能增强是由于T i C x骨架的原位形成,N i(S i,T i)合金的细化显微组织和固溶效应以及T i C x与N i(S i,T i)基体之间良好的润湿性所导致㊂C h i k e rN a b i l等[5]研究了N i和T i3S i C2粉末制备㊃15㊃(研究与应用)2023年11月陶瓷C e r a m i c s的原位T i C-N i(S i,T i)复合材料的微观结构和摩擦学行为㊂在此研究了T i3S i C2对由N i和T i3S i C2MA X相粉末对钢(100C r6)制成的原位T i C 增强N i(S i,T i)复合材料的微观结构和摩擦学性能的影响㊂在烧结温度为1080ħ下无压烧结4h的N i和T i3S i C2粉末被用来制备具有10w t%,20w t%和30w t%T i3S i C2的复合材料㊂通过扫描电子显微镜(S E M),X射线衍射(X R D)和拉曼光谱研究了这些复合材料的微观结构㊂在室温下对复合材料表面进行不同施加载荷下的标准球盘摩擦磨损试验㊂对于3种精细复合材料,T i3S i C2完全分解并转变为T i C相,而从T i3S i C2中释放的S i和T i原子扩散到N i基体中,形成N i(S i,T i)固溶体㊂与参考(N i)烧结复合材料相比,在N i基体中添加20w t%T i3S i C2将硬度提高了约250%㊂T i3S i C2颗粒的添加对这些复合材料对钢的摩擦学性能也有有益的影响㊂在所有施加载荷下,精细复合材料的磨损表面的特征在于存在润滑的F e3O4-αF e2O3摩擦膜㊂讨论了化学成分和不同施加载荷对三种精细复合材料磨损机制的影响㊂S h a hN e e lR等[6]研究了离心铸造T i C增强功能级铜复合材料的表征㊂研究分析了使用水平离心机铸造工艺制造的功能级C u-N i-S i/T i C复合材料的物理性能和抗磨损性能㊂在距外部1mm,8mm和13 mm的壁厚处径向进行的显微组织分析表明,颗粒分布梯度的增加使内部周边的硬度提高了41%,并且通过X射线衍射(X R D)分析确定了N i S i2相的形成㊂对复合材料的外壁(1~8mm)和内壁(9~15mm)进行拉伸载荷测试;后来的断裂分析表明,外部为延展性,内部为脆性㊂使用针盘式摩擦磨损试验机对内件的耐磨损性能进行了试验㊂使用信噪比确定最小磨损率的最佳摩擦参数(10N,2m s-1,500m)㊂使用方差分析预测每个有影响的参数的贡献及其相互作用㊂结果表明,滑动速度对磨损率的影响最大(45.56%),其次是外加载荷(21.82%)和滑动距离(14.63%)㊂测试样品的磨损分析显示机械混合层;后来由能谱分析(E D X)确认㊂D o n g YJ等[7]研究了激光熔覆T i C增强T i-N i -S i金属间化合物涂层的显微组织和干滑动耐磨损性能㊂采用T i C/T i-N i-S i合金粉末作为前驱体材料通过激光熔覆工艺在T A15钛合金基体上制备耐磨T i C增强T i-N i-S i金属间化合物复合涂层,T i C均匀分布在T i2N i3S i-N i T i-T i2N i多相金属间化合物基体中㊂采用光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SE M),X射线衍射仪(X R D)和能谱分析仪(E D S)对涂层的微观结构进行了表征㊂在室温下评价了激光熔覆T i C增强T i-N i-S i金属间化合物涂层的干滑动耐磨损性能㊂结果表明,T i C/(T i2N i3S i-N i T i-T i2N i)金属间化合物复合涂层表现出优异的耐磨损性能和粘附磨损性能㊂F a nD i n g等[8]研究了激光熔覆制备T i C增强金属间化合物基复合材料涂层的原位形成㊂采用激光熔覆技术在N i基高温合金基体上原位形成T i C颗粒增强N i3(S i,T i)金属间化合物复合涂层㊂实验结果表明,强大的冶金界面确保了涂层与基材之间的良好结合㊂复合涂层非常好,没有裂缝和气孔㊂采用扫描电子显微镜(S E M),能谱分析仪(E D S)和X射线衍射仪(X R D),研究了T i-C的添加对涂层显微组织和显微硬度的影响㊂涂层的显微组织主要由N i(S i),N i3(S i, T i)和T i C组成㊂涂层的平均显微硬度随着T i-C含量的增加而提高㊂当T i-C添加量为20w t%时,显微硬度达到780H V㊂远大于镍基高温合金基体㊂S u nY a o n i n g等[9]研究了激光熔覆工艺制备的N i3S i金属间化合物复合涂层的抗氧化腐蚀行为㊂已经通过循环氧化试验研究了在温度为1100ħ时,N i -S i-T i-C和N i-S i-C-N b原位增强复合涂层的高温抗氧化性能㊂进行了热重分析(T G),扫描电子显微镜(S E M)和X射线衍射仪(X R D),热重分析(T G)数据表明熔覆层达到了良好的耐氧化性能㊂动力学常数K p和氧化的样品表明,N b C加强熔覆层比T i C增强复合涂层具有更好的耐氧化性能,N b C加强熔覆涂层氧化物产品包括N i O,S i O2和铌,T i C增强复合涂层氧化产物为N i O,一些S i O2和T i O2㊂2.3 N i-S i/A l2O3复合材料C h e nH等[10]研究了机械合金化合成M o2N i3S i -A l2O3纳米复合材料的显微组织和力学性能㊂以M o O3,N i,S i和A l为起始材料,通过机械合金化合成M o2N i3S i-A l2O3纳米复合材料㊂机械合金化的粉末通过热压烧结固结制备M o2N i3S i-A l2O3纳米复合材料㊂通过扫描电子显微镜(S E M)和X射线衍射(X R D)研究了M o2N i3S i-A l2O3复合粉末的形貌和结构演变㊂详细研究了M o2N i3S i-A l2O3纳米复合材料固结产品的显微组织和力学性能㊂结果表明,研磨10h后得到M o2N i3S i-A l2O3复合材料㊂反应机理是机械诱导的自蔓延合成反应㊂研磨20h后㊃25㊃陶瓷C e r a m i c s(研究与应用)2023年11月M o2N i3S i和A l2O3的平均晶粒尺寸分别为15.9n m 和32.4n m㊂M o2N i3S i-A l2O3复合粉末在1000ħ的退火过程中是稳定的㊂热压烧结固结后,M o2N i3S i -A l2O3复合材料具有较高致密度(96.3%)和细晶粒(微米和亚微米范围)㊂M o2N i3S i-A l2O3复合材料的维氏硬度为13G P a,抗弯强度为533M P a和断裂韧性为6.29M P a㊃m1/2㊂同时,该M o2N i3S i-A l2O3复合材料在高温下具有更高的抗弯强度,在高达1000ħ时仍保持稳定的抗弯强度约为513M P a㊂2.4 N i-S i/S i3N4复合材料R a d h i k aN等[11]研究了采用离心铸造法制备了C u-11N i-4S i/10w t%S i3N4功能梯度复合材料,并研究了其力学行为和三体磨粒磨损行为㊂沿径向的显微结构分析表明,C u-11N i-4S i/10w t%S i3N4复合材料内周有高浓度的S i3N4颗粒,X射线衍射(X R D)分析证实存在引入的增强材料㊂在具有最高浓度(53v o l%)增强颗粒的C u-11N i-4S i/10w t%S i3N4复合材料的内周观察到最高的显微硬度(207H V),并且内部区域显示出更高的拉伸强度(425.58M P a)㊂基于L27正交阵列的磨粒磨损试验,仅在基于力学行为的内周边进行㊂通过信噪比和方差分析负载,速度和时间等参数对磨损率的影响㊂结果表明,外加载荷对磨损率的影响最大(60.45%),其次是速度和时间㊂对磨损样品进行扫描电子显微镜(S E M)分析,观察到磨损随着参数的增加而从轻微变为严重㊂这种C u-11N i-4S i/10w t%S i3N4复合材料适用于汽车材料㊂2.5 N i-S i/W C复合材料樊丁等[12]研究了激光熔覆制备W C p/N i-S i-T i 复合涂层㊂在N i基高温合金表面预置3种不同W C 含量的N i78S i13T i9(a t%)粉末,采用激光熔覆制备了W C和原位自生T i C复相陶瓷增强N i3(S i,T i)基复合涂层㊂利用扫描电镜(S E M),能谱分析仪(E D S)和X 射线衍射仪(X R D)对熔覆层组织进行分析,并测量了其熔覆层的显微硬度㊂结果表明,熔覆层与基体呈冶金结合,熔覆层组织主要由N i(S i)固溶体,N i3(S i,T i)金属间化合物和W C-T i C复相陶瓷组成㊂随W C添加量增加,涂层中复相陶瓷含量增多;孔隙率增大;碳化物形态演变历程为不规则形状,花瓣形状以及不规则形状和花瓣形状共存㊂2.6 N i-S i/N b C复合材料孙耀宁等[13]研究了激光非平衡制备N i-S i-N b -C涂层㊂以N i-S i-N b-C混合粉末作为预置合金,采用横流C O2激光器进行激光熔覆处理,在高温合金表面制备原位合成N b C颗粒增强N i3S i复合材料涂层㊂结果表明,采用合适的激光熔覆工艺参数,可获得N b C颗粒增强的以N i3S i金属间化合物及γ-N i 固溶体为主要组成相的复合涂层㊂尺寸约在24μm 的N b C颗粒弥散分布,与复合材料基体润湿良好,熔覆层致密,组织细小,与基材呈良好的冶金结合㊂晶体结构及动力学生长过程决定了N b C以不同的生长形态出现㊂S u nY a o n i n g等[14]研究了采用激光熔覆工艺制备的原位N b C增强N i3S i金属间化合物涂层的制备工艺过程㊂激光熔覆技术是用来形成N i3S i金属间化合物复合涂层的原位生成N b C颗粒增强镍基高温合金基体㊂激光熔覆技术的工艺参数进行了优化以获得包覆层㊂研究了N b C对N i3S i金属间化合物涂层的微观结构的影响㊂并对增强颗粒的形态进行了讨论㊂实验结果表明,一个很好的涂层和基体之间的结合,确保了一个强大的冶金界面㊂复合涂层是非常好的,没有裂缝和孔隙㊂涂层的微观结构,主要由N i (S i),N i3(S i,N b)和N b C的微粒组成,这N b C微粒是由于在激光熔覆过程中N b和C之间的原位反应产生的㊂N b C的颗粒均匀地分布在复合材料中㊂此外, N b C颗粒的最大尺寸超过4μm㊂3 N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的未来研究发展趋势和发展方向可以将N i-S i金属间化合物与陶瓷相复合制备N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料㊂N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料主要包括N i-S i/S i C复合材料,N i-S i/T i C复合材料,N i-S i/A l2O3复合材料, N i-S i/S i3N4复合材料,N i-S i/W C复合材料,N i-S i/N b C复合材料等㊂还应该开展新型的复合材料例如N i-S i/A l N复合材料,N i-S i/Z r O2复合材料,N i -S i/T i B2复合材料,N i-S i/Z r B2复合材料,N i-S i/ Z r C复合材料,N i-S i/Z r N复合材料,N i-S i/T i N复合材料,N i-S i/T i(C,N)复合材料,N i-S i/S i A l O N 复合材料,N i-S i/M g A l O N复合材料研究开发工作㊂4结论与展望N i-S i金属间化合物和陶瓷都具有优秀的性能㊂㊃35㊃(研究与应用)2023年11月陶瓷C e r a m i c s可以将N i-S i金属间化合物与陶瓷相复合制备N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料㊂N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料具有优秀的性能㊂笔者首先叙述N i -S i金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术,物相组成,显微结构和力学性能,耐磨损性能和抗高温氧化性能等,并对N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的未来发展趋势进行分析和预测㊂N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的未来发展趋势是:(1)开发新型的氧化物,氮化物,碳化物和硼化物作为基体并与N i-S i金属间化合物相复合制备新型的N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料,例如制备N i -S i/氧化物陶瓷,N i-S i/氮化物陶瓷,N i-S i/碳化物陶瓷,N i-S i/硼化物陶瓷复合材料等㊂(2)为了提高N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的力学性能,可以向复合材料中加入颗粒,晶须,短纤维等作为增强增韧相提高复合材料的力学性能㊂(3)还需要研究N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的耐磨损性和抗高温氧化性以及耐腐蚀性等㊂(4)还需要研究N i-S i金属间化合物与陶瓷基体之间的界面结合性能和界面显微结构㊂(5)将T i C,T i N,T i(C,N),W C硬质合金等与N i -S i合金相复合形成N i-S i/硬质合金复合材料,使得N i-S i/硬质合金复合材料能够应用到耐磨损工程领域㊂N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料具有良好的耐磨损性能和耐高温性能以及抗高温氧化性能等可以应用到耐磨损工程领域,耐高温工程领域㊂因此N i -S i金属间化合物/陶瓷复合材料将广泛应用在工程领域㊂参考文献[1] T i a n W B,S u nZ M,Z h a n g P,e t a l.B r a z i n g o f s i l i c o nc a r b ide c e r a m i c sw i t hN i-S i-T i p o w d e rm i x t u r e s[J].J o u r n a l of t h eA u s t r a l i a nC e r a m i cS o c i e t y,2017,53(2):511-516.[2] G a oF e i,L uJ i n j u n,L i u W e i m i n.N i-S i-Cc o m p o s-i t e sw i t h v a r i o u sm i c r o s t r u c t u r e s v i a s o l i d s t a t e r e a c t i o n o f n i c k-e l a n ds i l i c o nc a r b i d e p a r t i c u l a t e[J].C o m p o s i t e sS c i e n c ea n d T e c h n o l o g y,2008,68(2):566-571.[3]S e l v a n J S e n 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专利名称：双金属硫化物及其制备方法、复合物及其制备方法、锂硫正极材料及锂硫电池
专利类型：发明专利
发明人：李海军,孙克宁,王振华,赵雪玲
申请号：CN202010676740.2
申请日：20200714
公开号：CN111933904A
公开日：
20201113
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种双金属硫化物及其制备方法、复合物及其制备方法、锂硫正极材料及锂硫电池。

该双金属硫化物的化学式为MCoS，M选自Ni、Cu、Mn、V、Fe、Zn、Mo中的任意一种，双金属硫化物的形貌为空心的多孔纳米立方体结构，其中0.5≤x≤1.5。

空心多孔纳米立方体的MCoS具有高比表面积(较多的活性位点)，若将其用于S的负载，极大地提高了MCoS的固硫作用，并缓解了充放电带来的体积膨胀；再经多重化合价的双金属(M与Co)对多硫化物的催化转化起到协同作用，提高了锂硫电池正极材料的理论容量，改善了锂硫电池的倍率性能和循环性能。

申请人：银隆新能源股份有限公司
地址：519040 广东省珠海市金湾区金湖路16号
国籍：CN
代理机构：北京康信知识产权代理有限责任公司
代理人：梁文惠
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