内生碳化物调控高熵金属陶瓷复合材料耐磨性研究
编号:201
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更新:2026-03-26 12:27:27 浏览:26次
口头报告
摘要
高熵设计为突破面向高速切削和高温摩擦学应用的金属陶瓷材料性能极限提供了一条极具潜力的途径。本文提出一种通过调控原位生成的碳化物,协同提升金属陶瓷材料的韧性与耐磨性的策略。在CALPHAD相图计算的指导下,采用真空烧结工艺制备了可析出(Mo,W)3Co3C碳化物的(Ti,W,Mo,Nb,Ta)(C,N)-Co(简称HECN-Co)复合材料,并以传统Ti(C,N)-Co复合材料作为对照。与M6C型碳化物对复合材料性能有害的传统认知相反,HECN-Co复合材料的硬度提升了23%,且断裂韧性未受损失,同时在20~600 ℃温度范围内,磨损率降低超过50%。微观应变分析表明,(Mo,W)₃Co₃C相通过晶格扭转容纳局部塑性变形,从而释放裂纹尖端应力并促进裂纹桥接。此外,材料优异的耐磨性源于(Mo,W)3Co3C相的双重作用:一方面作为结构屏障抑制Co粘结相挤出,另一方面为连续非晶-纳米晶摩擦釉层的稳定存在提供必要的力学支撑。本研究结果验证了利用成分灵活性设计高性能金属陶瓷复合材料的思路可行性。
关键字
高熵金属陶瓷,内生碳化物,力学性能,磨损行为
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