Ni-SiC復(fù)合粉體增強(qiáng)Fe基復(fù)合材料的制備與力學(xué)性能研究.pdf

1、碳化硅顆粒具有耐磨、耐腐蝕、高強(qiáng)度、高硬度以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，是較為理想的增強(qiáng)材料，若將碳化硅顆粒與具有良好韌性和可加工性的鐵進(jìn)行復(fù)合，可以產(chǎn)生一種低成本、高耐磨的復(fù)合材料。
　　本實(shí)驗(yàn)以六水合氯化鎳(NiCl2·6H2O)為鎳源，水合肼(N2H4·H2O)為還原劑，采用原位化學(xué)沉淀法制得包裹均勻的Ni/SiC復(fù)合粉體。然后使用真空熱壓燒結(jié)法制備結(jié)構(gòu)均勻、致密度高的SiC(Ni)/Fe基復(fù)合材料。借助掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜

2、儀(EDS)、X射線衍射儀（XRD）、傅立葉紅外光譜儀(FT-IR)、綜合熱分析儀(TG-DTA)等測(cè)試表征手段，研究了復(fù)合粉體和復(fù)合材料的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)。通過(guò)測(cè)試復(fù)合材料的密度、維氏硬度、抗彎強(qiáng)度、力-位移曲線等研究了燒結(jié)溫度、燒結(jié)壓力、燒結(jié)時(shí)間對(duì)SiC(Ni)/Fe基復(fù)合材料性能的影響。通過(guò)研究不同SiC含量對(duì)SiC/Fe復(fù)合材料、SiC(Ni)/Fe復(fù)合材料的力學(xué)性能和組織結(jié)構(gòu)的影響，探討了SiC/Fe和SiC(Ni)/Fe復(fù)

3、合材料的摩擦磨損機(jī)理、受力破壞類型和致密化機(jī)理。
　　研究結(jié)果表明:絡(luò)合反應(yīng)時(shí)間為5min形成的鎳肼絡(luò)合物前驅(qū)體在50℃水浴溫度下得到的復(fù)合粉體包裹效果最佳，絡(luò)合反應(yīng)時(shí)間為2h得到的鎳肼絡(luò)合物前驅(qū)體在60℃水浴溫度下得到的復(fù)合粉體包裹效果最佳。
　　通過(guò)分析燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間和燒結(jié)壓力對(duì)SiC(Ni)/Fe復(fù)合材料各項(xiàng)性能的影響，確定1000℃，45min和40MPa為其最佳燒結(jié)制度，此時(shí)復(fù)合材料的體積密度為7.1564g/

4、cm3，維氏硬度為3.39GPa，抗彎強(qiáng)度為1120MPa，位移為0.4025mm。通過(guò)對(duì)比SiC的含量對(duì)SiC/Fe和SiC(Ni)/Fe復(fù)合材料的力學(xué)性能的影響規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn):Ni/SiC復(fù)合粉體增強(qiáng)的鐵基復(fù)合材料具有更高的相對(duì)密度和力學(xué)性能。隨著SiC含量的逐漸增加，SiC(Ni)/Fe復(fù)合材料、SiC/Fe復(fù)合材料的磨損形式由粘著磨損轉(zhuǎn)變?yōu)槟チ夏p和表面疲勞磨損。可能是由于Ni包裹SiC顆粒后不僅可以促進(jìn)SiC顆粒和Fe粉之間燒