SiCw对WC-ZrO2材料微观组织及力学性能的影响

摘要

cqvip:采用热压烧结工艺制备了WC-ZrO2-SiCw复合材料,研究了SiCw含量对材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着SiCw含量增加,材料平均晶粒尺寸先增大后降低,其中WC-ZrO2-2%SiCw的晶粒尺寸为0.55μm。在WC-ZrO2-4%SiCw中出现了m-ZrO2相,这是晶粒尺寸过大和晶须热膨胀系数较小共同作用的结果。随着SiCw含量增加,由于晶粒粗化以及过量的晶须缠绕会产生孔洞等缺陷,复合材料硬度呈现先降低后略微上升的趋势,其中WC-ZrO2-4%SiCw的硬度最低,仅为17.8GPa。断裂韧性随SiCw含量的变化先升高后降低,其中WC-ZrO2-2%SiCw的断裂韧性最高,较未添加SiCw的WC-ZrO2提高了12.3%,这是因为SiCw的添加引起裂纹偏转、穿晶断裂和裂纹桥接,从而起到增韧效果。烧结态WC-ZrO2-2%SiCw致密度可达到99.4%,其断裂韧性和硬度分别为9.12MPa·m^1/2和18.5GPa。