NbC含量和烧结温度对TiN_(0.3)-NbC复合材料微观结构与性能的影响

摘要

NbC和TiN_(x)都具有岩盐结构(NaCl结构),且均有着优异的力学性能,但是存在着难以烧结和脆性大的问题。本文利用放电等离子烧结(SPS)的方式,探究了不同含量(0%~40%,质量分数)的NbC和不同的烧结温度(1300~1600℃)对TiN_(0.3)-NbC复合材料微观结构与性能的影响。分析发现,复合烧结过程中,TiN_(0.3)与NbC相互扩散形成了单相(Ti,Nb)(N,C)_(x)型固溶体。实验结果表明,当烧结温度为1600℃时,随着NbC含量的增加,TiN_(0.3)-NbC复合材料的硬度和韧性都呈先上升后下降的趋势,NbC含量为30%时,硬度和韧性同时达到最大值,分别为22.4 GPa和7.39 MPa·m^(1/2)。另外,随着烧结温度的提高,1600℃时,TiN_(0.3)-15%NbC复合材料的韧性达到了7.68 MPa·m^(1/2),而在1500℃时,TiN_(0.3)-15%NbC复合材料的硬度最大,为22.39 GPa。