异构结构纳米金刚石/钛基复合材料的微观组织与力学性能

摘要

目的 探究不同粗细晶比例的异构结构对纳米金刚石/钛基复合材料的物相组成、组织结构及力学性能的影响.方法 首先利用低能与高能球磨机进行粉末混合,接着利用放电等离子烧结技术对复合材料进行制备,最后采用金相显微镜、XRD、SEM、TEM、显微硬度计、材料力学电子万能试验机对复合材料的形貌、成分及力学性能进行分析.结果 复合材料中有纳米TiC相形成,微观组织中形成了细/粗晶的异构结构和增强相的成分浓度梯度分布;随着细晶比例的逐渐增加,硬度和强度都逐渐增强,硬度最高可达382HV,拉伸屈服强度最高可达1017 MPa,塑性为17.8％.结论 添加的增强相纳米金刚石和异构结构的设计,使复合材料的硬度、强度得到了显著提高,而塑性损失很小.异构结构的钛基复合材料具有优异的强度和塑性的组合.强韧化机理为可控非均匀分布的纳米金刚石和TiC增强相对位错运动的阻碍和钉扎机制.