液相烧结制备Mo2FeB2基金属陶瓷及其组织与性能研究

摘要

Mo2FeB2基金属陶瓷是一种具备高硬度、高耐磨性、良好的高温稳定性、优良的导电性的高性能复合材料，在高硬度和高耐磨领域有着广阔的应用前景。本文采用低成本的钼铁粉、碳化硼粉、铁粉为原料通过原位反应烧结法制备了Mo2FeB2基金属陶瓷，并采用了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和力学性能分析等检测手段系统地分析了Mo2FeB2基金属陶瓷的烧结工艺、显微组织和力学性能之间的关系。本研究主要做了以下工作并取得如下结果：　　研究了Mo2FeB2基金属陶瓷的相变过程，以及烧结温度与保温时间对Mo2FeB2基金属陶瓷组织与性能的影响。结果表明：使用钼铁粉、碳化硼粉和铁粉为基本组元制备Mo2FeB2时，在温度为896℃时，发生固相反应，反应过程为Fe与B4C生成Fe2B，Mo再与Fe2B反应获得Mo2FeB2。烧结温度为1280℃时保温30min，样品收缩均匀且结构致密，综合力学性能较好，硬度为84.1HRA、抗弯强度为670MPa。　　研究了该种方法制备的Mo2FeB2基金属陶瓷中存在组织缺陷与形成原因，结果表明：缺陷相是B4C颗粒与杂质相结合导致其无法继续参与反应合成Mo2FeB2，残留在组织中形成的，且不会随着烧结温度的升高和保温时间的延长发生明显变化。　　研究了添加剂LaB6对Mo2FeB2基金属陶瓷组织与性能影响。结果表明：LaB6作用于Mo2FeB2硬质相阻止了Mo2FeB2晶粒的异常长大，也作用缺陷相并对其有一定消除作用。当LaB6添加量为6%时，对缺陷相的基本消失，晶粒组织分布均匀，金属陶瓷的力学性能最佳，抗弯强度为638MPa、硬度为90.5HRA。

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