La2O3-ZrC復(fù)合陶瓷粉末對(duì)鎢的力學(xué)性能與顯微組織的影響.pdf

1、碳化物增強(qiáng)鎢合金和ODS鎢合金由于在高溫下具有良好的力學(xué)性能和蠕變抗力，成為最具潛力的新一代高溫穩(wěn)定服役材料。但單一增強(qiáng)相的強(qiáng)化效果有局限性，兩相或多相復(fù)合協(xié)同強(qiáng)化有利于各相優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。
　　 首先，針對(duì)以上問題，本論文設(shè)計(jì)采用La2O3/ZrC復(fù)合陶瓷粉末增強(qiáng)鎢，制備出氧化物/碳化物復(fù)合增強(qiáng)高溫鎢材料。采用非均相沉淀法制備出La2O3/ZrC包覆型復(fù)合粉末，分析討論制備過(guò)程中的影響因素和相轉(zhuǎn)變，得到最優(yōu)工藝。并對(duì)包覆粉末的形貌

2、、結(jié)構(gòu)、粒徑大小和包覆效果進(jìn)行表征。探討非均相沉淀包覆過(guò)程的機(jī)理。
　　 將包覆型復(fù)合粉末與W粉按照一定比例混合，壓制、燒結(jié)制備出合金塊體材料。探討包覆處理和包覆相成分對(duì)合金組織和性能的影響。研究包覆相相對(duì)含量的變化對(duì)合金密度和線收縮率的影響，并對(duì)合金的燒結(jié)行為進(jìn)行分析討論。結(jié)果表明:
　　 (1)采用非均相沉淀法，制備核-殼結(jié)構(gòu)的La2O3/ZrC納米復(fù)合粉末的最優(yōu)工藝是:反應(yīng)溶液體系最終反應(yīng)pH=10，分散劑PEG4

3、00的添加量為溶液體系體積百分?jǐn)?shù)為0.8％，包覆粉末前驅(qū)體在750℃下煅燒2h。包覆后粉末顆粒體現(xiàn)出核-殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，顆粒表面表現(xiàn)出La2O3的化學(xué)性質(zhì)。形成包覆粉末的機(jī)理是異相形核和均相長(zhǎng)大。
　　 (2)ZrC和La2O3的添加方式、添加量對(duì)W合金力學(xué)性能影響較大。合金在1950℃燒結(jié)的結(jié)果表明，包覆型W-2ZrC/3La2O3合金的拉伸強(qiáng)度為450MPa，比混合添加的W-2ZrC-3La2O3合金強(qiáng)度提高了近50％。與單獨(dú)加

4、入ZrC的W-6ZrC合金相比，ZrC與La2O3包覆加入W-6ZrC/xLa2O3合金中，合金強(qiáng)度得到提高。并分別在La2O3添加量為0.5％和3.0wt％時(shí)強(qiáng)度接近370Mpa，強(qiáng)度分別提高了31％和32％。
　　 (3)復(fù)合添加方式可提高ZrC/La2O3在合金中的均勻分布，并在燒結(jié)過(guò)程中與鎢形成二次相顆粒，阻礙了晶界遷移，細(xì)化了晶粒，使合金強(qiáng)度提高。復(fù)合相粒子分布于晶界，對(duì)其進(jìn)行能譜分析發(fā)現(xiàn)，復(fù)合粒子由W，Zr，La，C