王帅，汪建英，娄嘉，汪炯，张翔，杨海林

WC含量对TiB2基金属陶瓷微观组织与力学性能的影响

王帅1，汪建英1，娄嘉2，汪炯1，张翔1，杨海林1

(1. 中南大学 粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083；2. 湘潭大学 材料科学与工程学院，湘潭 411105)

采用粉末冶金法制备(WC)为0～20%的TiB2-WC-0.8Cr3C2-20(Co/Ni) (质量分数，%)金属陶瓷，研究WC含量对TiB2基金属陶瓷微观组织与力学性能的影响。结果表明，随WC含量增加，TiB2在黏结相中的溶解度降低，TiB2/黏结相界面减少，使得TiB2基金属陶瓷晶粒细化，晶粒尺寸更加均匀。此外，添加WC可显著改善TiB2基金属陶瓷的力学性能。当(WC)为15%时，金属陶瓷的性能最佳，硬度(HRA)、抗弯强度以及相对密度分别达到92.6±0.2、(1256±30) MPa和(99.65±0.20)%。但添加过量WC((WC)=20%)时部分WC相发生团聚并生成脱碳相W2C，使得TiB2基金属陶瓷的力学性能降低。

力学性能；微观组织；TiB2基金属陶瓷；WC添加；晶粒细化

二硼化钛(TiB2)具有高熔点、高硬度和高弹性模量，以及优良的导电导热性能、耐磨性能和耐腐蚀性能，是一种综合了各种优异性能的陶瓷材料[1]，在刀具、耐磨件、高温结构材料、中子吸收剂和轻质抗冲击装甲材料等领域受到广泛的关注[2−4]。然而至今都难以获得高致密度的TiB2材料，导致该材料的热抗震性能抗弯强度和断裂韧性低，从而限制其更广泛的应用[5]。由于TiB2的熔点高、自扩散系数低，导致其烧结性能差，在无压烧结条件下，2 200 ℃烧结的TiB2单相材料相对密度不到95%[6−7]。此外，TiB2颗粒表面氧化物(B2O3和TiO2)的存在也会降低TiB2金属陶瓷的烧结密度[8]。因此，要获得近全致密的TiB2材料通常需要较高的烧结温度(>2 000 ℃)和压力。但……