ZTA陶瓷-高鉻鑄鐵基復(fù)合材料的制備及其組織結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、電廠用磨煤機(jī)磨輥、磨盤的制備大多采用傳統(tǒng)的高鉻鑄鐵耐磨材料，對磨煤機(jī)的質(zhì)量和性能產(chǎn)生較大約束，已無法滿足耐磨需求。陶瓷顆粒增強(qiáng)金屬基耐磨復(fù)合材料成為替代傳統(tǒng)鋼鐵耐磨材料的首選材料。采用陶瓷/高鉻鑄鐵金屬基復(fù)合材料制備的磨煤機(jī)磨輥、磨盤等耐磨件，使用壽命是普通高鉻合金或堆焊合金材料的2.5～3倍。目前國內(nèi)對該耐磨復(fù)合材料的制備仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，陶瓷/高鉻鑄鐵金屬基復(fù)合材料磨輥均來自進(jìn)口，因此對于陶瓷顆粒增強(qiáng)鋼鐵基復(fù)合材料的應(yīng)用研究意義

2、重大。
　　本研究以氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷（Zirconia-toughened alumina簡稱ZTA）顆粒和高鉻鑄鐵為原料，試驗(yàn)研究了制備ZTA陶瓷預(yù)制體的模壓成型壓力、燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間以及添加Ti顆粒預(yù)制體的強(qiáng)度和孔隙率的變化。通過無壓浸滲法制備了ZTA陶瓷/高鉻鑄鐵復(fù)合材料，并采用SEM、EDS、XRD等檢測方法研究了ZTA陶瓷/高鉻鑄鐵復(fù)合材料中組成相的結(jié)構(gòu)特征和化學(xué)元素分布情況等，分析了形成陶瓷/高鉻鑄鐵復(fù)合材料的浸

3、滲機(jī)理以及復(fù)合材料中金屬相與陶瓷相的結(jié)合機(jī)制。得出以下結(jié)論：
　?。?）模壓成型壓力、燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間對預(yù)制體的成型有重要的影響，通過試驗(yàn)分析成型壓力為30MPa，燒結(jié)溫度為1300℃，保溫時(shí)間60min時(shí)預(yù)制體的成型較好。并采用該工藝制備了具有一定強(qiáng)度、孔隙率以及不同含Ti量的ZTA陶瓷預(yù)制體，隨著Ti含量的增加，預(yù)制體孔隙率增大，強(qiáng)度逐漸降低，并且有少量的TiO2產(chǎn)生。
　　（2）對比高鉻鑄鐵在含Ti與不含Ti陶瓷基板

4、上的接觸角，ZTA陶瓷顆粒中添加Ti能夠改善高鉻鑄鐵與陶瓷之間的潤濕性。采用浸滲溫度1500℃，浸滲保溫時(shí)間60min，之后隨爐緩慢冷卻的無壓浸滲工藝制備了復(fù)合材料，其中預(yù)制體含Ti量增加，浸滲效果增強(qiáng)。
　?。?）在金屬浸滲含Ti量為20％的預(yù)制體后形成的復(fù)合材料中，金屬與陶瓷分布均勻，結(jié)合緊密。在復(fù)合材料中組成相主要有Al2O3、ZrO2、Fe-Cr-C、FeAl2O4、FeTiO5、AlCrO3、FeTi，金屬與陶瓷的結(jié)合界