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金屬陶瓷種類
金屬陶瓷是由陶瓷硬質(zhì)相與金屬或合金粘結(jié)相組成的結(jié)構(gòu)材料。從金屬陶瓷英文單詞Cermets來,是由Ceramic(陶瓷)和Metal(金屬)結(jié)合構(gòu)成的。金屬陶瓷既保持了陶瓷的高強度、高硬度、耐磨損、耐高溫、抗氧化和化學(xué)穩(wěn)定性等特性,又具有較好的金屬韌性和可塑性。由于“金屬陶瓷”和“硬質(zhì)合金”兩個學(xué)科術(shù)語沒有明確的分界,所以具體材料也很難劃分界線,從材料的組元看,“硬質(zhì)合金”應(yīng)該歸入“金屬陶瓷”,IE. Campbell就將“硬質(zhì)合金”歸入到“金屬陶瓷”。
金屬陶瓷(cermet)為了使陶瓷既可以耐高溫又不容易破碎,人們在制作陶瓷的粘土里加了些金屬粉,因此制成了金屬陶瓷。金屬基金屬陶瓷是在金屬基體中加入氧化物細(xì)粉制得,又稱彌散增強材料 。主要有燒結(jié)鋁(鋁-氧化鋁) 、燒結(jié)鈹(鈹-氧化鈹)、TD鎳(鎳-氧化釷)等。由一種或幾種陶瓷相與金屬相或合金所組成的復(fù)合材料。廣義的金屬陶瓷還包括難熔化合物合金、硬質(zhì)合金、金屬粘結(jié)的金剛石工具材料。金屬陶瓷中的陶瓷相是具有高熔點、高硬度的氧化物或難熔化合物,金屬相主要是過渡元素(鐵、鈷、鎳、鉻、鎢、鉬等)及其合金。
根據(jù)各組成相所占百分比不同,金屬陶瓷種類分為以陶瓷為基質(zhì)和以金屬為基質(zhì)兩類。
1、 陶瓷基金屬陶瓷種類主要有:
①氧化物基金屬陶瓷。以氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈹?shù)葹榛w,與金屬鎢、鉻或鈷復(fù)合而成,具有耐高溫、抗化學(xué)腐蝕、導(dǎo)熱性好、機械強度高等特點,可用作導(dǎo)彈噴管襯套、熔煉金屬的坩堝和金屬切削刀具。
②碳化物基金屬陶瓷。以碳化鈦、碳化硅、碳化鎢等為基體,與金屬鈷、鎳、鉻、鎢、鉬等金屬復(fù)合而成,具有高硬度、高耐磨性、耐高溫等特點,用于制造切削刀具、高溫軸承、密封環(huán)、撿絲模套及透平葉片。
③氮化物基金屬陶瓷。以氮化鈦、氮化硼、氮化硅和氮化鉭為基體,具有超硬性、抗熱振性和良好的高溫蠕變性,應(yīng)用較少。
④硼化物基金屬陶瓷。以硼化鈦、硼化鉭、硼化釩、硼化鉻、硼化鋯、硼化鎢、硼化鉬、硼化鈮、硼化鉿等為基體,與部分金屬材料復(fù)合而成。
⑤硅化物基金屬陶瓷。以硅化錳、硅化鐵、硅化鈷、硅化鎳、硅化鈦、硅化鋯、硅化鈮、硅化釩、硅化鈮、硅化鉭、硅化鉬、硅化鎢、硅化鋇等為基體,與部分或微量金屬材料復(fù)合而成。其中硅化鉬金屬陶瓷在工業(yè)中得到廣泛地應(yīng)用。
2、金屬基金屬陶瓷是在金屬基體中加入氧化物細(xì)粉制得,又稱彌散增強材料 。主要種類有燒結(jié)鋁(鋁-氧化鋁) 、燒結(jié)鈹(鈹-氧化鈹)、TD鎳(鎳-氧化釷)等。燒結(jié)鋁中的氧化鋁含量約5%~15%,與合金鋁比,其高溫強度高、密度小、易加工、耐腐蝕、導(dǎo)熱性好。常用于制造飛機和導(dǎo)彈的結(jié)構(gòu)件、發(fā)動機活塞、化工機械零件等。