金属陶瓷材料

金属陶瓷材料

[长春工业大学]

金属陶瓷材料读书笔记

090201 20090516

胡冰

2013/3/14

摘要：介绍了Ti(C，N)基金属陶瓷的基本组成和结构，其组织性能及其影响因素，综述了Ti(C，N)基金属陶瓷的研究现状，指出了未来的发展方向和应用。

Ti(C，N)基金属陶瓷的基础研究与进展

前言

TiC—Ni金属陶瓷最早出现在1929年，作为WC—Co合金的替代材料，主要用于切削加工[1]。Ti(C，N)基金属陶瓷是1931年发明的[2]。1956年，美国福特汽车公司Humenik发现在TiC—Ni基金属陶瓷中加入Mo后，可以改善Ni对TiC的润湿性，大大提高合金强度[3]。1971年Kiefer发现在TiC —Ni基金属陶瓷中引入N，并同时加入Mo2C和Mo粉，可使其获得更高的硬度、耐磨性、抗弯强度，较好的切削性能和抗氧化能力。此后，Ti(C，N)基金属陶瓷的研究越来越多。因此国内外对Ti(C，N)基金属陶瓷非常重视，进行深入系统的研究。自2O世纪8O年代以来，Ti(C，N)基金属陶瓷获得了迅速的发展，世界各国硬质合金厂先后推出了系列的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具[4]。

3O多年来，随着粉末冶金技术的发展，成分的演化趋于稳定，烧结技术的不断更新，粉末粒径的不断细化，Ti(C，N)基金属陶瓷的机械性能不断提高，Ti(C，N)基金属陶瓷发展到一个比较成熟的阶段。在日本，Ti(C，N)基金属陶瓷刀具材料已占可转位刀片的30%。我国在“八五”期间也研制成功多种牌号的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具，并批量上市，但性能不稳定[5]。

Ti(C，N)基金属陶瓷作为一种新型的工具材料，具有密度低、室温硬度和高温硬度都优于WC基硬质合金，化学稳定性和抗氧化性好，耐磨性好等优点。其应用填补了WC硬质合金和陶瓷刀具之间高速精加工和半精加工的空白，既适用于高速精加工，又适用于半精加工和间断切削加

工，且切削速度高，表面质量好，刀具寿命长。Ti(C，N)基金属陶瓷也可以制成可转位刀片，用于精镗孔、精孔加工和以车代磨等精加工领域。

1 Ti(C，N)基金属陶瓷的发展

Ti(C，N)基金属陶瓷沿着三条主线发展：①组分和成分设计；②晶粒细化，即晶粒朝亚微和超细粒径方向发展；③烧结技术。还有一个新研究方向是功能梯度材料(FGM)，随着对现代陶瓷烧结技术的深入研究，并借助现代分析手段如MS，DSC，DTA等，对功能梯度碳氮陶瓷(FGCC)进行了新的研究。研究包括多元系统Ti/Mo/W/Ta/Nb/C,N-Co/Ni中复杂的相反应和相平衡，还包括TiC-WC/MoC-Ni/Co,TiC-TiN-WC-Co和

TiCN-TaC-WC-Co的熔点行为模式的建立[6]。研究的主要问题是：硬质相的组成及含量，烧结工艺，氮的加入形态，最佳的C/N比，Ti(C，N)基金属陶瓷的润湿性，脱氮问题等。

1．1 组分和成分设计

由于过渡性金属碳化物、氮化物、碳氮化物，有其独特的物理性质，如高熔点、高硬度等，所以采用它们作为Ti(C，N)基金属陶瓷的硬质相。Ti(C，N)基金属陶瓷以Ti(C，N)为主要硬质相，添加WC，TaC，NbC等难熔金属碳化物，并以Ni，Mo等为粘结剂，形成典型芯一环结构的复合材料。

1．2 晶粒细化

在最近20年，特别是最近l0年，晶粒细化已经成了Ti(C，N)基金属陶瓷发展的一个重要趋势。早在20世纪60年代，通过细化晶粒，获得高强度、高硬度、高耐磨性的超细WC—Co基硬质合金，所制备的WC—Co

基硬质合金广泛用于制造加工印刷电路板的微型钻头、打印针及各类切削刀具，大幅度提高了工具的寿命[7]。但是，对通过细化晶粒来提高金

属陶瓷性能的报道很少，公开发表的文献也很少。20世纪90年代，陆续出现了一些关于亚微米Ti(C，N)基金属陶瓷的报道[8]。目前，许多学者希望通过细化晶粒获得优质金属陶瓷，并深化对细化晶粒提高合金性能的机理的认识。

1．3 烧结技术

烧结是Ti(C，N)基金属陶瓷生产过程的最后一道工序，也是最基本、最关键的一道工序，烧结前工序中的某些缺陷在一定范围内可以通过调整烧结工艺加以纠正，而由烧结造成的废品一般无法通过以后的工序来挽救，因此烧结工艺和设备选择是否恰当，对烧结产品的质量有着决定性的影响。

微波烧结是利用在微波电磁场中材料的介质损耗使烧结体整体加

热至烧结温度而实现致密化的快速烧结新技术[9]。微波烧结是依靠材料本身吸收微波能转化为材料内部分子的动能和势能，材料内外同时均匀加热，这样材料内部热应力可以减少到最小程度；其次在微波电磁能作用下，材料内部分子或离子的动能增加，使烧结活化能降低，扩散系数提高，可以进行低温快速烧结，使细粉来不及长大就已被烧结。

放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering，简称SPS) 是一种快速烧结新工艺，它在粉末颗粒间直接通入脉冲电流进行加热烧结，是利用脉冲能、放电脉冲压力和焦耳热产生的瞬时高温场来实现烧结过程，通过瞬时产生的放电等离子使烧结体内部每个颗粒产生均匀的自发热并

使颗粒表面化，由于升温、降温速率快，保温时间短，使烧结过程快速跳过表面扩散阶段，减少了颗粒的生长，同时也缩短了制备周期，节约了能源。

除了以上烧结技术，还有一些其他烧结技术。T．Laoui等采用选择

性激光烧结(Selective Laser Sin—tering)烧结WC一9Co硬质合金闭，热挤压法(Hot Ex·trusion)将挤压和烧结结合起来，利用纯剪切变形也可以有效的消除孔隙，提高致密度，细化晶粒，锻造烧(Sinterforging)法通过粉末的高温塑性变形可以有效消除孔隙，并细化晶粒圆。

2 材料组织

经金相观察、电镜扫描、能谱及透射电镜等分析[10]Ti(C,N)基金属陶瓷在烧结时，随温度的升高，WC、Mo2C、TiC等相互间发生扩散，当液相出现后，溶解和析出现象继续进行。对于较大的硬质相颗粒，在液相出现之前，大的TiC颗粒未完全溶解，于是，由于固溶在其周围形成一层(W,Mo,Ti)C，继续升温，由于TiN分解而产生的N会替代部分C，表面层的(W,Mo,Ti)C变成(W,Mo,Ti) (C,N)，因而形成了具有黑色芯部并有明显包覆层的结构，黑色的芯部即为较粗的未完全溶解的TiC。对于较细的TiC，情况正与之相反，在液相出现前，由于WC、Mo2C、TiC等相互发生扩散，较小的硬质颗粒都已完全溶解，形成固溶的(W,Mo,Ti)C，当液相出现后，在其表面析出一层(W,Mo,Ti)C，继续升温，表面层变成(W,Mo,Ti)(C,N)。在固溶和液相阶段分别形成的(W,Mo,Ti)C，差别较小，因而形成白色芯部，包覆层不明显的结构。故Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织由芯部为黑色、具有明显包覆层的陶瓷颗粒+芯部为白色、包覆层不明显的陶瓷颗粒+粘结相组成。当较大的硬质相颗粒较多时，显微组织中芯部为黑色、具有明显包覆层的颗粒数量较多，粉末细化，可使材料的显微组织变得均匀，并使具有白色芯部的颗粒的数量增加，最终使材料的硬度和抗弯强度提高。文献[11]用背散射电子观察了原始粉末为亚微粉和混合粉试样的显微组织，如图1(a)、(b)。由图1可知，对于主

要硬质相为亚微粉的金属陶瓷，经过合适的真空烧结后，材料的显微组织具有明显的芯一壳结构，绝大部分为“黑芯一白壳”，也存在少量小颗粒的“白芯一黑壳”。对于主要硬质相为混合粉的金属陶瓷，没有明显的Rim相小颗粒，且“白芯一黑壳”结构小颗粒的数量大大增加，而具有“黑芯一白壳”结构的大颗粒的数量没有明显的增加。

图1 不同粉末粒度的金属陶瓷的显微组织

3 材料性能的影响因素

3.1 化学成分对材料性能的影响

不同的化学成分和添加元素直接影响材料的性能。表1为不同粘结相含量的金属陶瓷材料的性能，表2为不同粘结相含量在真空烧结(VS)及烧结一热等静压(SH)条件下的性能。

表1 不同粘结相含.的金属陶瓷的机械性能

由表1和表2可见:在其它成分相同及相同的工艺处理条件下，随Ni 含量降低，硬度升高，而弯曲强度及横向断裂强度降低。对Ti(C,N)基金属陶瓷材料进行耐腐蚀研究发现:室温及沸点下，有极佳的耐碱(50% NaOH)腐蚀性能，随Ni含量的增加，耐酸(5% HN0)腐蚀率降低。

表2 不同Ni含量在VS和SH烧结条件下的性能

在Ti(C,N)基金属陶瓷中分别添加0% ,3% ,5%的NbC、TaC、(Nb,Ta)C,随添加量的增多，断裂韧性单调下降，这主要是因为金属Ni对陶瓷相NbC、TaC、(Nb,Ta)C的润湿性差，随加人量的增多，基体中孔洞增加，使材料密度降低，故使断裂韧性Klc降低。

3.2 粉末粒度对材料性能的影响

文献[12-14]研究了粉末粒度对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响。硬质相粒度对维氏硬度和断裂韧性的影响见表5。

表3 硬质相粒度对维氏硬度和断裂韧性的影响

由表3可知:在相同工艺和粘结相含量不变的条件下，Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性随硬质相粒度的增大而减小。主要原因是:当Ti( C,N)

颗粒较粗时，极易发生穿晶断裂，并且裂纹连续穿晶扩展时不会发生明显的偏转，这与Ti(C,N)中存在较多的潜在滑系有关。随Ti(C,N)粒度的减小，沿晶断裂的比例大大上升，导致裂纹在硬质相晶界处发生偏转以及裂纹在韧性粘结相中扩展的几率增大而增韧。

金属陶瓷配料中所用硬质相粉末的粒度直接影响试料的液相点，粉末粒度越细，液相点越低;主要硬质相TiC、TiN全为纳米粉时，其快速致密化过程开始得较早，但由于粉末中氧含量太高，最终无法使其达到较高的致密度。主要硬质相TiC 、 TiN为混合粉和亚微粉的试样最终都能完全烧结致密。粉末细化可使材料的显微组织变得均匀，并使具有白色芯部的颗粒增加，最终使材料的硬度和抗弯强度得以提高。

3.3 烧结工艺对材料性能的影响

表3为采用真空烧结(vs)和烧结一热等静压(SH)条件的性能，由表3可知:相同成分的合金，其SH条件下的硬度及横向断裂强度均比VS条件下的高，这是因为Ti(C,N)基金属陶瓷的液相烧结过程中存在较多影响致密化的因素，而烧结一热等静压能可有效抑制这些因素，并且有效避免硬质相不均匀长大、枯结相分布不均匀等组织缺陷，从而改善其性能。

4 Ti(C，N)基金属陶瓷的研究方向

2l世纪是高科技的世纪，复合材料的研究开发仍是一个重点，金属陶瓷(Cermet)是由陶瓷(Ceramics)中的词头Cer与金属(Meta1)中的词

头Met结合起来构成的[15]。“金属陶瓷”和“硬质合金”两个科学术语没有明显的分界，所以具体材料也很难划分界线。但从材料组元看，“硬质合金”应该归入“金属陶瓷”，IE．Campbell就曾把“硬质合金”归入到“金属陶瓷”中。研究金属陶瓷的目的主要是制备具有良好综合性能的材料，而这些性能是仅用金属或者仅用陶瓷所不能得到的。WC—Co

基金属陶瓷作为研究最早的金属陶瓷，由于具有很高的硬度(HRA80～92)，极高的抗压强度(600MPa)，已经应用于许多领域。但是由于W和Co 资源的短缺，促使了无钨金属陶瓷的开发与研制，迄今已历经了三代[16]。

5 结束语

金属陶瓷的研究开发主要集中在Ti(C，N)一Ni—Co系和WC-Co系，后者的研究要早于前者，制备技术也比前者成熟，因此在研究Ti(C，N)基金属陶瓷时，有许多要借鉴的，比如超细硬质合金的制备，功能梯度材料等。Ti(C，N)基金属陶瓷具有耐磨损、耐高温、重量轻等优点，但最大的弱点是脆性大，所以进一步提高其断裂韧性和抗弯强度仍是目前研究的热点问题。

参考文献

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田,1992:12(3)S6

[2] 铃木寿，林宏尔，松原秀彰.日本金属学会会报田,1983,22(4):312

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[13] 郑勇，熊惟皓.微米级和亚微米级Ti(C,N)基金属陶瓷的组织和性能.材料工程,2001，(5);37 [14] 李晨辉，熊惟皓，余立新.硬质相粒度对

Ti(C,N)基金属陶瓷断裂韧性的影响.理化检验一物理分册，2001,37(10);415

[15] 黄培云主编.粉末冶金原理.北京:冶金工业出版社，1982.306

[16] 《稀土》编写组编.稀土(下册).北京:冶金工业出版社，1978.351

金属基复合材料的现状与展望

金属基复合材料的现状与 展望 学院：萍乡学院 专业：无机非金属材料 学号：13461001 姓名：蒋家桐

摘要综述了金属基复合材料的进展情况,重点阐述了颗粒增强金属基复合材料和金属基复合 涂层的进展,包括其性能、现有品种、制备工艺、应用情况. 同时报道了目前本领域研究存在的问 题,如:力学问题、界面问题、热疲劳问题,并在此基础上展望发展前景. 关键词颗粒增强金属基复合材料,复合涂层材料,界面,热疲劳,功能梯度材料 随着近代高新技术的发展,对材料不断提出多方面的性能要求,推动着材料向高比强度、高比刚度、高比韧性、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等多方面发展[1 ] . 复合材料的出现在很大程度上解决了材料当前面临的问题,推进了材料的进展.金属基复合材料(MMC) 是以金属、合金或金属间化合物为基体,含有增强成分的复合材料. 这种材料的主要目标是解决航空、航天等高技术领域提高用材强度、弹性模量和减轻重量的需要,它在60 年代末才有了较快的发展,是复合材料一个新的分支. 目前尚远不如高聚物复合材料那样成熟,但由于金属基复合材料比高聚物基复合材料耐温性有所提高,同时具有弹性模量高、韧性与耐冲击性好、对温度改变的敏感性很小、较高的导电性和导热性,以及无高分子复合材料常见的老化现象等特点,成为用于宇航、航空等尖端科技的理想结构材料. 1 进展情况 目前,金属基复合材料基本上可分为纤维增强和颗粒增强两大类,所用的基体包括Al , Mg ,Ti 等轻金属及其合金以及金属间化合物等,也有少量以钢、铜、镍、钴、铅等为基体. 增强 纤维主要有碳及石墨纤维、碳化硅纤维、硼纤维、氧化铝纤维等,增强颗粒有碳化硅、氧化铝、硼 化物和碳化物等. 用以上的各种基体和增强体虽可组成大量金属基复合材料的品种,但实际上 只有极少几种有应用前景,多数仍处在研究开发阶段,甚至也有不少品种目前尚看不到其应用 前景[2 ] . 1. 1 纤维增强金属基复合材料 纤维增强金属基复合材料,由于具有高温性能好、比强度、比模量高、导电、导热性好等优 点,而成为复合材料的主要类型. 1. 2 颗粒增强金属基复合材料 由于纤维增强金属基复合材料存在上述缺点,从而未能得以大规模工业应用,只有美国、 日本等少数发达国家用于军事工业. 为此,近年来国际上又将注意力逐渐转移到颗粒增强金属 基复合材料的研究上. 这一类金属基复合材料与纤维增强金属基复合材料相比制备工艺简单, 成本低,可采用常规金属加工设备来制造,这样有利于其开发和应用. 可见,颗粒增强金属基复 合材料是非常有发展前途的. 金属基颗粒复合材料通常是作为耐磨、耐热、耐蚀、高强度材料开发的,目前用于颗粒增强

金属陶瓷

金 属 陶 瓷 材 料 2014级材料一班 王倩文 1430140512

目录 一、金属陶瓷的定义 (3) 二、金属陶瓷的特点 (4) 1.金属对陶瓷相的润湿性好。 (4) 2.金属相与陶瓷相应无剧烈的化学反应 (4) 3.金属相与陶瓷相的膨胀系数相差不会过大 (4) 三、金属陶瓷的行业现状 (5) 1.中国硬质合金工业产业分布、生产企业和研发机构 (5) 2.碳化钛基金属陶瓷 (5) 2.1 切削加工领域的应用 (6) 2.2 航天航空工业方面的应用 (6) 2.3 其他方面的应用 (7) 3.碳氮化钛基金属陶瓷 (8) 3.1 Ti(C,N)基金属陶瓷组分和成分设 (8) 3.2 晶粒细化 (9) 3.3 Ti(C,N)基金属陶瓷的应用 (9) 4.三元硼化物金属陶瓷 (10) 四、金属陶瓷的发展趋势 (11) 1.新材料的研究与开发。 (11) 2.超细晶粒和纳米级金属陶瓷。 (12) 3.梯度金属陶瓷的应用开发。 (12) 4.金属陶瓷回收再利用问题。 (12) 5.基础研究的发展。 (13)

材料是人类文明的里程碑，是人类赖以生存和得以发展的重要物质基础。正是材料的使用、发现和发明，才使人类在与自然界的斗争中，走出混沌蒙昧的时代，发展到科学技术高度发达的今天。当今世界，能源、信息、材料已成为人类现代文明进步的标志，继金属、有机高分子材料以后，金属陶瓷材料正以其卓越的性能、繁多的品种和广泛的用途进入各行各业，其发展之快，作用之大，令世人瞩目。金属陶瓷材料具有比强度高、比模量高、耐磨损、耐高温等优良性能，在众多场合已被作为新材料的代名词，成为现代高新技术、新兴产业和传统工业技术改造的物质基础，也是发展现代国防所不可缺少的重要部分，引起了世界各国尤其是发达国家的高度重视，纷纷投入巨资进行研究开发，把金属陶瓷材料作为本国高技术发展的一个重要领域。 一、金属陶瓷的定义 金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的结构材料。从金属陶瓷英文单词Cermets来，是由Ceramic（陶瓷）和Metal（金属）结合构成的。金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性和可塑性。由于“金属陶瓷”和“硬质合金”两个学科术语没有明确的分界，所以具体材料也很难划分界线，从材料的组元看，“硬质合金”应该

常见金属材料的介绍

常用金属材料 1、钢的分类 钢的分类方法很多，常用的分类方法有以下几种： 1）按化学成分碳素钢可以分为：低碳钢（含碳量<0.25%）、中碳钢（含碳量0.25%?0.6%）、高碳钢（含碳量>0.6%）;合金钢可以分为：低合金钢（合金元素总含量<5% ）、中合金钢（合金元素总含量5%?10%）、高合金钢（合金元素总含量>10%）; 2）按用途分结构钢（主要用于制造各种机械零件和工程构件）、工具钢（主要用于制造各种刀具、量具和模具等）、特殊性能钢（具有特殊的物理、化学性能的钢，可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢等） 3）按品质分普通碳素钢（P W 0.045% S<0.05% ）、优质碳素钢（P W 0.035% S <0.035% ）、高级优质碳素钢（P W 0.025% S <0.025%） 2、碳素钢的牌号、性能及用途 常见碳素结构钢的牌号用“Q+数字”表示，其中“Q”为屈服点的“屈”字的汉语拼音字首， 数字表示屈服强度的数值。若牌号后标注字母，则表示钢材质量等级不同。 优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示钢的平均含碳量的质量分数的万分数，例如，20钢 的平均碳质量分数为0.2%。 表1 —1常见碳素结构钢的牌号、机械性能及其用途 3、合金钢的牌号、性能及用途 为了提高钢的性能，在碳素钢基础上特意加入合金元素所获得的钢种称为合金钢。

合金结构钢的牌号用“两位数（平均碳质量分数的万分之几） +元素符号+数字（该合金元 素质量分数，小于 1.5%不标出；1.5%?2.5%标2; 2.5%?3.5%标3,依次类推）”表示。 对合金工具钢的牌号而言，当碳的质量分数小于 1%,用“一位数（表示碳质量分数的千分 之几）+元素符号+数字”表示；当碳的质量分数大于1%时，用“元素符号+数字”表示。（注: 高速钢碳的质量分数小于 1%，其含碳量也不标出） 表1 — 2常见合金钢的牌号、机械性能及其用途 4、铸钢的牌号、性能及用途 铸钢主要用于制造形状复杂，具有一定强度、塑性和韧性的零件。碳是影响铸钢性能的主要 元素，随着碳质量分数的增加， 屈服强度和抗拉强度均增加， 而且抗拉强度比屈服强度增加 得更快，但当碳的质量分数大于 0.45%时，屈服强度很少增加，而塑性、韧性却显著下降。 所以，在生产中使用最多的是 ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570三种。 表1 — 35、铸铁的牌号、性能及用途 铸铁是碳质量分数大于 2.11%，并含有较多Si 、Mn 、S 、P 等元素的铁碳合金。铸铁的生产 工艺和生产设备简单，价格便宜，具有许多优良的使用性能和工艺性能， 所以应用非常广泛, 是工程上最常用的金属材料之一。 铸铁按照碳存在的形式可以分为：白口铸铁、 灰口铸铁、麻口铸铁；按铸铁中石墨的形态可 以分为：灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。

金属陶瓷材料

[长春工业大学] 金属陶瓷材料读书笔记 090201 20090516 胡冰 2013/3/14 摘要：介绍了Ti(C，N)基金属陶瓷的基本组成和结构，其组织性能及其影响因素，综述了Ti(C，N)基金属陶瓷的研究现状，指出了未来的发展方向和应用。

Ti(C，N)基金属陶瓷的基础研究与进展 前言 TiC—Ni金属陶瓷最早出现在1929年，作为WC—Co合金的替代材料，主要用于切削加工[1]。Ti(C，N)基金属陶瓷是1931年发明的[2]。1956年，美国福特汽车公司Humenik发现在TiC—Ni基金属陶瓷中加入Mo后，可以改善Ni对TiC的润湿性，大大提高合金强度[3]。1971年Kiefer发现在TiC —Ni基金属陶瓷中引入N，并同时加入Mo2C和Mo粉，可使其获得更高的硬度、耐磨性、抗弯强度，较好的切削性能和抗氧化能力。此后，Ti(C，N)基金属陶瓷的研究越来越多。因此国内外对Ti(C，N)基金属陶瓷非常重视，进行深入系统的研究。自2O世纪8O年代以来，Ti(C，N)基金属陶瓷获得了迅速的发展，世界各国硬质合金厂先后推出了系列的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具[4]。 3O多年来，随着粉末冶金技术的发展，成分的演化趋于稳定，烧结技术的不断更新，粉末粒径的不断细化，Ti(C，N)基金属陶瓷的机械性能不断提高，Ti(C，N)基金属陶瓷发展到一个比较成熟的阶段。在日本，Ti(C，N)基金属陶瓷刀具材料已占可转位刀片的30%。我国在“八五”期间也研制成功多种牌号的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具，并批量上市，但性能不稳定[5]。 Ti(C，N)基金属陶瓷作为一种新型的工具材料，具有密度低、室温硬度和高温硬度都优于WC基硬质合金，化学稳定性和抗氧化性好，耐磨性好等优点。其应用填补了WC硬质合金和陶瓷刀具之间高速精加工和半精加工的空白，既适用于高速精加工，又适用于半精加工和间断切削加

金属基复合材料的种类与性能

金属基复合材料的种类与性能 摘要：金属基复合材料科学是一门相对较新的材料科学，仅有40余年的发展历史。金属基复合材料的发展与现代科学技术和高技术产业的发展密切相关，特备是航天、航空、电子、汽车以及先进武器系统的迅速发展对材料提出了日益增高的性能要求，除了要求材料具有一些特殊的性能外，还要具有优良的综合性能，有力地促进了先进复合材料的迅速发展。单一的金属、陶瓷、高分子等工程材料均难以满足这些迅速增长的性能要求。金属基复合材料正是为了满足上述要求而诞生的。 关键词：金属；金属基复合材料；种类；性能特征；用途 1. 金属基复合材料的分类 1.1按增强体类型分 1.1.1颗粒增强复合材料 颗粒增强复合材料是指弥散的增强相以颗粒的形式存在，其颗粒直径和颗粒间距较大，一般大于1μm。 1.1.2层状复合材料 这种复合材料是指在韧性和成型性较好的金属基材料中含有重复排列的高强度、高模量片层状增强物的复合材料。片曾的间距是微观的，所以在正常比例下，材料按其结构组元看，可以认为是各向异性的和均匀的。 层状复合材料的强度和大尺寸增强物的性能比较接近，而与晶须或纤维类小尺寸增强物的性能差别较大。因为增强物薄片在二维方向上的尺寸相当于结构件的大小，因此增强物中的缺陷可以成为长度和构件相同的裂纹的核心。 由于薄片增强的强度不如纤维增强相高，因此层状结构复合材料的强度受到了限制。然而，在增强平面的各个方向上，薄片增强物对强度和模量都有增强，这与纤维单向增强的复合材料相比具有明显的优越性。 1.1.3纤维增强复合材料 金属基复合材料中的一维增强体根据其长度的不同可分为长纤维、短纤维和晶须。长纤维又叫连续纤维，它对金属基体的增强方式可以以单项纤维、二维织物和三维织物存在，前者增强的复合材料表现出明显的各向异性特征，第二种材料在织物平面方向的力学性能与垂直该平面的方向不同，而后者的性能基本是个向同性的。连续纤维增强金属基复合材料是指以高性能的纤维为增强体，金属或他们的合金为基体制成的复合材料。纤维是承受载荷的，纤维的加入不但大大改变了材料的力学性能，而且也提高了耐温性能。 短纤维和晶须是比较随机均匀地分散在金属基体中，因而其性能在宏观上是各向同性的；在特殊条件下，短纤维也可以定向排列，如对材料进行二次加工（挤压）就可达到。 当韧性金属基体用高强度脆性纤维增强时，基体的屈服和塑性流动是复合材料性能的主要特征，但纤维对复合材料弹性模量的增强具有相当大的作用。 1.2按基体类型分 主要有铝基、镁基、锌基、铜基、钛基、镍基、耐热金属基、金属间化合物基等复合材料。目前以铝基、镁基、钛基、镍基复合材料发展较为成熟，已在航天、航空、电子、汽车等工业中应用。在这里主要介绍这几种材料 1.2.1铝基复合材料 这是在金属基复合材料中应用最广的一种。由于铝合金基体为面心立方结构，因此具有良好的塑性和韧性，再加之它所具有的易加工性、工程可靠性及价格低廉等优点，为其在工程上应用创造了有利条件。再制造铝基复合材料时通常并不是使用纯铝而是铝合金。这主要是由于铝合金具有更好的综合性能。

金属薄钢板风管共板法兰连接施工工艺

金属薄钢板风管共板法兰连接施工工艺 一、工法特点 1.1.生产线机械化、自动化程度高，大大提高了制作效率以及风管的制作精度，降低工程 造价； 1.2.风管自成法兰，减轻风管重量，与传统角铁法兰比较，节约了法兰型钢及连接螺栓， 降低材料损耗； 1.3.风管密封性好，显著降低漏风量，节约能源，降低主机运行成本； 1.4.风管自动压筋，强度高且外形美观整洁，无锌层破损； 1.5.生产安装快捷，减轻劳动强度，提高劳动效率，满足现代化工程需要，提高安装单位 竞争优势。 二、主要设备 2.1. 卷板进行校平所需的卷板校平机； 2.2. 卷板或薄钢板进行剪断所需的剪板设备(如龙门剪板机)； 2.3. 制做风管进行咬口连接所需的弯头咬口机(如联合角咬口机、单平咬口机或按扣式咬 口机)、制做风管弯头部分所需的弯头咬口机(如弯头联合角咬口机或弯头按扣式咬口机)； 2.4. 增加风管强度所需的起筋设备(如压筋机,压筋合缝两用机或五线压筋机)； 2.5. 法兰预留边剪角所需的手动剪刀,剪角机或电动剪； 2.6. 风管进行折边和风管法兰连接面的折边加工所需的共板法兰手动折边机或板料液压 折边机配专用模具及两段风管法兰面四角连接。 三、本工法适用范围 3.1 适用于矩形金属风管且大边长不超过2500mm。 四、施工工艺 4.1 风管制作 4.1.1 板厚规格

4.1.2绘制风管加工草图 根据施工图纸及现场实际情况（风管标高、走向及与其它专业协调情况）按风管所服务的系统绘制出加工草图，并按系统编号。 4.1.3 直管的生产流程 根据草图→进镀锌板于生产线调直→压筋（大边尺寸＞630mm）→切割机切角→剪板机剪板→咬口（插口及承口）→机制TDF法兰成形机→折弯机折弯（根据口径的大小折成一字形、L形、U形、口形）→质检。 4.1.4 异形管(弯头、三通等配件)生产制作流程 根据图纸电脑制出切割图→切割机切割出半成品→单机咬承口和插口→T DF法兰成型机→折弯机折弯→质检。 4.2风管安装 4.2.1风管加固 ①风管大边尺寸在630

金属陶瓷材料

金属陶瓷材料

[长春工业大学] 金属陶瓷材料读书笔记 090201 20090516 胡冰 2013/3/14 摘要：介绍了Ti(C，N)基金属陶瓷的基本组成和结构，其组织性能及其影响因素，综述了Ti(C，N)基金属陶瓷的研究现状，指出了未来的发展方向和应用。

Ti(C，N)基金属陶瓷的基础研究与进展 前言 TiC—Ni金属陶瓷最早出现在1929年，作为WC—Co合金的替代材料，主要用于切削加工[1]。Ti(C，N)基金属陶瓷是1931年发明的[2]。1956年，美国福特汽车公司Humenik发现在TiC—Ni基金属陶瓷中加入Mo后，可以改善Ni对TiC的润湿性，大大提高合金强度[3]。1971年Kiefer发现在TiC —Ni基金属陶瓷中引入N，并同时加入Mo2C和Mo粉，可使其获得更高的硬度、耐磨性、抗弯强度，较好的切削性能和抗氧化能力。此后，Ti(C，N)基金属陶瓷的研究越来越多。因此国内外对Ti(C，N)基金属陶瓷非常重视，进行深入系统的研究。自2O世纪8O年代以来，Ti(C，N)基金属陶瓷获得了迅速的发展，世界各国硬质合金厂先后推出了系列的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具[4]。 3O多年来，随着粉末冶金技术的发展，成分的演化趋于稳定，烧结技术的不断更新，粉末粒径的不断细化，Ti(C，N)基金属陶瓷的机械性能不断提高，Ti(C，N)基金属陶瓷发展到一个比较成熟的阶段。在日本，Ti(C，N)基金属陶瓷刀具材料已占可转位刀片的30%。我国在“八五”期间也研制成功多种牌号的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具，并批量上市，但性能不稳定[5]。 Ti(C，N)基金属陶瓷作为一种新型的工具材料，具有密度低、室温硬度和高温硬度都优于WC基硬质合金，化学稳定性和抗氧化性好，耐磨性好等优点。其应用填补了WC硬质合金和陶瓷刀具之间高速精加工和半精加工的空白，既适用于高速精加工，又适用于半精加工和间断切削加

镀锌薄钢板

镀锌薄钢板 1.概述（１）定义：为防止钢板表面遭受腐蚀，延长其使用寿命，在钢板表面涂以一层金属锌，这种涂锌的薄钢板称为镀锌钢板。（２）分类和用途：按生产及加工方法可分为以下几类：①热浸镀锌钢板。将薄钢板浸入熔解的锌槽中，使其表面粘附一层锌的薄钢板。目前主要采用连续镀锌工艺生产，即把成卷的钢板连续浸在熔解有锌的镀槽中制成镀锌钢板；②合金化镀锌钢板。这种钢板也是用热浸法制造，但在出槽后，立即把它加热到５００℃左右，使其生成锌和铁的合金被膜。这种镀锌板具有良好的涂料的密着性和焊接性；③电镀锌钢板。用电镀法制造这种镀锌钢板具有良好的加工性。但镀层较薄，耐腐蚀性不如热浸法镀锌板；④单面镀和双面差镀锌钢板。单面镀锌钢板，即只在一面镀锌的产品。在焊接、涂装、防锈处理、加工等方面，具有比双面镀锌板更好的适应性。为克服单面未涂锌的缺点，又有一种在另面涂以薄层锌的镀锌板，即双面差镀锌板；⑤合金、复合镀锌钢板。它是用锌和其他金属如铅、锌制成合金乃至复合镀成的钢板。这种钢板既具有卓越的防锈性能，又有良好的涂装性能。除上述五种外，还有彩色镀锌钢板、印花涂装镀锌钢板、聚氯乙烯叠层镀锌钢板等。但目前最常用的仍为热浸镀锌板。镀锌钢板按用途又可分为一般用、屋顶用、建筑外侧板用、结构用、瓦垄板用、拉伸用和深冲用等镀锌钢板。（３）主要生产厂及进口生产国家：①国内主要生产厂：武汉、鞍钢、宝钢及广东等；②国外主要生产国有日本、德国、俄罗斯、法国等。 2.尺寸规格有关产品标准都列明镀锌板推荐的标准厚度、长度和宽度及其允许偏差。可查阅本节“８”中所提供的有关产品标准。 3.外观（１）表面状态：镀锌板由于涂镀工艺中处理方式不同，表面状态也不同，如普通锌花、细锌花、平整锌花、无锌花以及磷化处理的表面等。德国标准还规定有表面级别。（２）镀锌板应具有良好的外观，不得有对产品使用有害的缺陷，如无镀、孔洞、破裂以及浮渣、超过镀厚、擦伤、铬酸污垢、白锈等。国外标准对具体外观缺陷规定都不十分明确。订货时对一些具体缺陷应在合同上列明。 4.镀锌量（１）镀锌量标准值：镀锌量是表示镀锌板锌层厚度的一个普遍采用的有效方法。镀锌量的单位为g/ｍ２。日本、美国及德国标准对镀锌薄钢板镀锌量的规定详见表６—７—４。（２）测定方法：取样要求及试验方法见“８”中有关标准。 5.化学成分对镀锌板基板的化学成分的要求，各国标准规定不同，如日本就不要求，美国则要求。一般不作成品检验。 6.包装分为切成定尺长度的镀锌板和带卷镀锌板包装两种。一般铁皮包装，内衬防潮纸，外以铁腰子捆扎在托架上。捆扎要牢靠，以防内装镀锌板相互摩擦。 7.有关镀锌板方面的国外主要标准（１）产品标准：ＪＩＳＧ３３０２—９４镀锌钢板；ＪＩＳＧ３３１２—９４涂色镀锌铁皮；ＪＩＳＧ３３１３—９０（９６）电镀锌钢板及钢带；热浸镀锌薄钢板的一般要求；ＡＳＴＭＡ５２６—９０商业级热镀锌薄钢板；ＡＳＴＭＡ５２７—９０（７５）咬合成型级热镀锌薄钢板；ＡＳＴＭＡ５２８—９０深冲级热镀锌薄钢板；屋面和壁板用热浸镀锌薄钢板；ＡＳＴＭＡ４４４—８９沟渠用热镀锌薄钢板；ＡＳＴＭＡ４４６—９３结构级热镀锌薄钢板；ＡＳＴＭＡ５９９—９２冷轧电镀锌薄钢板；ＡＳＴＭＡ６４２—９０热镀锌特殊脱氧深冲级薄钢板；ΓOCＴ７１１８—７８镀锌薄钢板；ＤＩＮEＮ１０１４２-９１部分１低碳钢热镀锌钢带和钢板；ＤＩＮEＮ１０１２-９２部分２热镀锌薄钢板。（２）试验方法标准：ＪＩＳＨ０４０１—８３热浸镀锌试验方法；ＤＩＮ５０９５２—６９热浸镀锌试验方法。 8.机械性能（１）弯曲试验：弯曲试验是衡量薄板工艺性能的主要项目，但各国标准对各种镀锌板的要求并不一致，美国标准除结构级以外，其余均不要求弯曲和抗拉试验。而日本则除结构级、建筑波纹板及一般波纹板以外其余均要求作弯曲试验。①要求：一般要求镀锌板弯曲１８０°后，外侧表面不得有锌层脱离，板基不得有龟裂及断裂；②试验方法：取样部位及数量见“８”有关产品标准，弯曲角度为１８０°，内侧间隔与试验样品板厚之比，见“８”中所列的有关产品标准。（2）抗拉试验：①性能指标：一般说来，只有结构用、拉伸用和深冲用镀锌板有抗拉性能要求。其中结构用镀锌板要求有屈服点、抗拉强度和伸长率等；拉伸用只要求伸长率。具体数值见本节“８”中有关产品标准；②试验方法：与一般薄钢板试验方法相同，见“８”所提供的有关标准及“普通碳素钢薄钢板” 所列的试验方法标准。

第六章 金属、玻璃、陶瓷材料

第六章 金属、玻璃、陶瓷包装材料及容器 第一节金属包装材料与容器 金属材料（metal m aterial ）用于食品包装有近200年的历史，是现代最重要的四大包装材料之一。 金属包装材料以金属板或箔材为原材料，再加工成各种形式的容器来包装食品。 金属包装材料的性能 1、高阻隔性能；阻隔气、汽、水、油、光的透过 2、优良的机械性能；抗拉、抗压、抗弯、韧性及硬度 3、容器成型加工性好且生产效率高 4、具有良好的耐高低温性, 良好的导热性、耐热冲击性 5、表面装饰性好 6、包装废弃物易回收处理。 缺点：化学稳定性差，不耐酸碱腐蚀； 价格较贵；重量较大。 食品包装常用金属材料主要分类 1 、钢基包装材料 镀锡薄钢板(马口铁)、镀铬薄钢板（TFS 板）、 涂料板、镀锌板、不锈钢板。 2 、铝质包装材料 铝合金薄板、铝箔、铝丝等。 一、镀锡薄钢板（马口铁tinplate ） 镀锡薄钢板是低碳薄钢板表面镀锡而制成的产品，简称镀锡板，俗称马口铁板。它大量用于制造包装食品的各种容器，也可为其他材料制成的容器配制容器盖或底。 镀锡板由五部分组成，由内向外依次为钢基板、锡铁合金层、锡层、氧化膜和油膜组成。 (一)镀锡薄钢板（马口铁tinplate ）） 镀锡薄钢板结构组成

T 50 可塑性好，用于拉伸容器如拉伸罐罐身。 T 52 拉伸性能中等，稍有刚性用于盖、圆环、螺旋盖、一次拉伸罐 T 57 刚性好，可用于大直径瓶盖、皇冠盖。T61 刚性稍高，可用于较大容器罐身、罐盖、罐底。 T 65 刚性高，可用于三片罐的罐身、罐盖、罐底。T 70 刚性很强，用于罐底、盖。 镀锡薄钢板的性能与使用 镀锡板由于露铁点等因素，具有的耐腐蚀性有时不能满足某些食品的需要，采用镀锡板上涂覆涂料，将食品与镀锡板隔离，以减少它们的接触反应。如富 含蛋白质的鱼、肉食品在高温加热中蛋白质分解产生硫化氢对镀锡罐产生化学腐蚀作用，与露铁点发生作 用形成硫化铁，将对食品产生污染；高酸性食品对罐壁腐蚀产生氢胀和穿孔；有色果蔬因罐内壁溶出二价锡离子的作用将发生褪色现象等等。 （二）涂料镀锡板 镀铬板是由钢基板、铬层、水合氧化铬层和油膜构成。 （一）镀铬薄钢板TFS （tin of free steel ） 二、无锡薄钢板 各层成分成分厚度性能特点 油膜 水合氧化铬层金属铬层 钢基板葵二酸二辛酯 水合氧化铬金属铬低碳钢 22mg/m 27.5～27mg/m 2 32.3～140mg/m 2制罐用0.2～0.3mm 防锈、润滑 保护金属铬层，便于涂料和印铁，防止产生孔眼 有一定腐蚀性，但比纯锡差 提供板材必须的强度，加工 性良好 镀铬板各层厚度、成分及性能特点 镀铬薄钢板性能与使用 （1）机械性能与镀锡钢板相差不大；（2）耐腐蚀性 有较好的耐腐蚀性，但比镀锡板稍差。 （3）加工性能镀铬板不能锡焊，制罐时接缝需采用熔接或黏结。适宜用于制造罐底、盖和两片罐。（4）价格便宜镀铬板加涂料后具有的耐腐蚀性比镀锡板高，价格便宜低10%左右，具有较好的经济性，其使用量逐渐扩大。

常用金属材料

2.1 铸铁 2.1.1灰口铸铁 2.1.2可锻铸铁 2.1.3球墨铸铁 2.2 碳素钢 2.2.1.碳素钢的分类 2.2.2普通碳素钢 2.2.3优质碳素钢 2.2.4高级优质碳素钢 2.3 合金钢 2.3.1合金钢分类 2.3.2常用合金钢 2.4 常用金属材料技术条件标准 2常用金属材料 介绍压力管道中常用的金属材料的分类、特点、用途和表示方法 金属材料:黑色金属：通常指铁和铁的合金 有色金属：指铁及铁合金以外的金属及其合金。 黑色金属根据它的元素组成和性能特点分为三大类,即铸铁、碳素钢及合金钢。 2.1铸铁 铸铁：含碳量大于2.06％的铁碳合金。 ◆真正有工业应用价值的铸铁其含碳量一般为2.5%~6.67%。 ◆铸铁的主要成分除铁之外,碳和硅的含量也比较高。由于铸铁中的含碳量较高,使得其中的

大部分碳元素已不再以Fe3C化合物存在,而是以游离的石墨存在。 性能特点：是可焊性、塑性、韧性和强度均比较差,一般不能锻,但它却具有优良的铸造性、减摩性、切削加工性能,价格便宜。 用途：常用作泵机座、低压阀体等材料；地下低压管网的管子和管件。 根据铸铁中石墨的形状不同将铸铁分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁。 2.1.1灰口铸铁：石墨以片状形式存在于组织中的铸铁称之为灰口铸铁。 ◆灰口铸铁浇铸后缓冷得到的组织为铁素体和游离石墨共存,断口呈灰色，灰口铸铁也因此而得名。灰口铸铁的各项机械性能均较差,工程上很少使用。 2.1.2可锻铸铁：经过长时间石墨化退火,使石墨以团絮状存在于铸铁组织中,此类铸铁称为可锻铸铁。 性能特点：强度、塑性、韧性均优于灰口铸铁，其延伸率可达12%；但可锻铸铁制造工艺复杂,价格比较高。 ◆由于可锻铸铁具有一定的塑性,故"可锻"的名称也由此而出,其实它仍为不可锻。 用途：可锻铸铁在工程上常用作阀门手轮以及低压阀门阀体等。 根据断面颜色或组织的不同,可锻铸铁又分为黑心可锻铸铁、白心可锻铸铁和珠光体可锻铸铁三种。常用的是黑心可锻铸铁。 2.1.3球墨铸铁：是通过在浇注前向铁水中加入一定量的球化剂进行球化处理,并加入少量的孕育剂以促进石墨化,在浇注后直接获得具有球状石墨结晶的铸铁。 性能特点：球墨铸铁的各项性能指标均优于可锻铸铁，比可锻铸铁价格便宜。 用途：可代替可锻铸铁用在较苛刻条件下。用途更广泛。 铸铁命名：根据GB9439的规定铸铁的牌号表示方法：

金属陶瓷

金属陶瓷材料 一、金属陶瓷的定义 材料是人类文明的里程碑，是人类赖以生存和得以发展的重要物质基础。正是材料的使用、发现和发明，才使人类在与自然界的斗争中，走出混沌蒙昧的时代，发展到科学技术高度发达的今天。当今世界，能源、信息、材料已成为人类现代文明进步的标志，继金属、有机高分子材料以后，金属陶瓷材料正以其卓越的性能、繁多的品种和广泛的用途进入各行各业，其发展之快，作用之大，令世人瞩目。金属陶瓷材料具有比强度高、比模量高、耐磨损、耐高温等优良性能，在众多场合已被作为新材料的代名词，成为现代高新技术、新兴产业和传统工业技术改造的物质基础，也是发展现代国防所不可缺少的重要部分，引起了世界各国尤其是发达国家的高度重视，纷纷投入巨资进行研究开发，把金属陶瓷材料作为本国高技术发展的一个重要领域。 图1 金属陶瓷复合材料性能图

1、金属陶瓷的概念 金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的结构材料。从金属陶瓷英文单词Cermets来，是由Ceramic（陶瓷）和Metal（金属）结合构成的。金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性和可塑性。由于“金属陶瓷”和“硬质合金”两个学科术语没有明确的分界，所以具体材料也很难划分界线，从材料的组元看，“硬质合金”应该归入“金属陶瓷”，IE. Campbell就将“硬质合金”归入到“金属陶瓷”。 2、金属陶瓷的历史 WC-Co基金属陶瓷作为研究最早的金属陶瓷，由于具有很高的硬度（HRA80~92），极高的抗压强度6000MPa（600kg/mm2），已经应用于许多领域。但是由于W和Co资源短缺，促使了无钨金属陶瓷的研制与开发，迄今已历经三代：第一代是“二战”期间，德国以Ni粘结TiC生产金属陶瓷；第二代是20世纪60年代美国福特汽车公司添加Mo到Ni粘结相中改善TiC和其他碳化物的润湿性，从而提高材料的韧性；第三代金属陶瓷则将氮化物引入合金的硬质相，改单一相为复合相。又通过添加Co相和其他元素改善了粘结相。近年来，金属陶瓷研制的另一个新方向是硼化物基金属陶瓷。由于硼化物陶瓷具有很高的硬度、熔点和优良的导电性，耐腐蚀性，从而使硼化物基金属陶瓷成为最有发展前途的金属陶瓷。 3、金属陶瓷的设计 为了使金属陶瓷同时具有金属和陶瓷的优良特性，首先必须有一个理想的组织结构，要达到理想的组织结构，得注意以下几个主要原则： （1）金属对陶瓷相的润湿性要好。金属与陶瓷颗粒间的润湿能力是衡量金属陶瓷组织结构与性能优劣的主要条件之一。润湿能力愈强，则金属形成连续相的可能性愈大，金属陶瓷的性能愈好。

高级金属屋面常用材料介绍

铝镁锰铝镁锰 铝镁锰合金介绍： 铝金属通过电解作用从自然界中提炼出来，再通过熔炼分别配以定量的铜、锰、镁、硅、锌等元素形成多种多样的合金，可获得能满足各种不同需要的机械和物理性能。目前规定了从1000到9000共九个系列的变形铝合金，分别应用于消费品、航空航天、建筑、包装、交通运输、电气设备等各个方面。 符合DIN1725标准所规定的3004合金，其具有质轻、结构强度适中、耐候、耐渍，易于加工和焊接，正常气候环境（空气污染严重除外）下使用寿命可达50年，其再欧美等国建建筑上早已广泛应用，在近几年在国内建筑的使用中得到了认可和肯定，为现代建筑向舒适、耐久、轻型、经济、环保等方向发挥了重要的作用。 铝镁锰合金的性能铝镁锰合金的性能：： 屋面和墙面所用铝镁锰合金板常用厚度有0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm1.2mmmm 等规格，密度为2.73g/cm 3，抗拉强度≥225Mpa，屈服强度≥190Mpa，延伸率＞3%,基材膨胀系数23×10-6。 铝镁锰合金的特点铝镁锰合金的特点：： 1、重量轻，密度为2.73g/cm 3，只有刚的1/3. 2、抗拉强度是普通铝的2.5倍，铝合金中含有一定的镁和锰，使其具有一定的强度和刚度。

3、耐腐蚀；与大气形成氧化铝薄膜，防止被进一步腐蚀。 4、外观表面处理多样、美观：可进行锤纹、阳极氧化、电泳、化学处理、抛光、涂漆处理。 5、可塑性好，易加工，适合各种建筑金属屋面和金属幕墙。 6、良好的导电性：厚度一般为0.7~0.9mm 的铝镁锰，可直接作防雷接闪器（国家规范《建筑防雷设计规范》GB 50057），但应避免在屋面穿孔。 7、优越的电磁波屏蔽性能，使人体大脑不受到伤害。 8、不释放有害毒素，是理想的环保材料。 9、回收利用价值很高，长期使用成本较经济，节约自然资源。 9、利于消防：熔点低（660摄氏度），发生火灾时，屋面易被烧穿，使火势向外蔓延，而不向内横向蔓延，有助于消防人员从顶部灌水灭火，到A 1级防火标准。 10、综合性价比较高。 锌铜钛锌铜钛（（俗称钛锌板俗称钛锌板）） 锌铜钛合金介绍锌铜钛合金介绍 锌铜钛合金（俗称钛锌）是上世纪10年代研制出的一种高强度、抗蠕变合金，其机械性能可以与铜合金、铝合金相媲美。60年代后在欧美逐步获得了工业生产和应用，开辟了结构材料的新领域。 钛锌板是以符合欧洲质量标准的E N179的高纯度金属锌（99.995）与少量的钛和铜熔炼而成。钛的含量是0.06~0.2%，可以改善合金的

现代陶瓷材料发展及应用.

现代陶瓷材料发展及应用 摘要:本文简述了现代技术陶瓷最新研究、发展动态以及在实际中的应用,其中包括结构陶瓷、陶瓷基复合材料和功能陶瓷三个部分。还介绍了绿色陶瓷的发展及前景,科 学家试图使陶瓷生产与环境和谐完美的结合,开发出新型的绿色陶瓷材料。 关键词:陶瓷材料绿色陶瓷碳化硅晶须切削刀具氧化铝非氧化物陶瓷功能陶瓷结构陶瓷陶瓷基复合材料发展应用环境和谐 参考文献:《陶瓷材料概述》《现代技术陶瓷展与应用》《绿色陶瓷的发展前景》《陶瓷生产与环境和谐》 我国是一个具有悠久历史的陶瓷古国,在世界长期享有盛誉。当今陶瓷可以说已然成为了对我们生活产生重大影响的一门重要学科。近半个多世纪以来,随着先进陶瓷材料的研究和开发,在与人类生活息息相关的各个领域,如电子、通讯、能源、交通、宇宙探索和国家安全等,都能找到陶瓷的身影。可以说现代人的生活离不开陶瓷,陶瓷的进步给人类带来的是生活方式的日新月异。 陶瓷材料一般分为传统陶瓷和现代技术陶瓷两大类。传统陶瓷是指用天然硅酸盐粉末(如黏土、高岭土等为原料生产的产品。因为原料的成分混杂和产品的性能波动大,仅用于餐具、日用容器、工艺品以及普通建筑材料(如地砖、水泥等,而不适用于工业用途。现代技术陶瓷是根据所要求的产品性能,通过严格的成份和生产工艺控制而制造出来的高性能材料,主要用于高温和腐蚀介质环境,是现代材料科学发展最活跃的领域之一。 现代陶瓷材料主要有三大领域:结构陶瓷、陶瓷基复合材料和功能陶瓷。 一、结构陶瓷 同金属材料相比,陶瓷的最大优点是优异的高温机械性能、耐化学腐蚀、耐高温氧化、耐磨损、比重小(约为金属的1/3,因而在许多场合逐渐取代昂贵的超高合

金属基复合材料基体材料

金属基复合材料基体材料 姓名：xx 班级：xx 学号：xx 学院：xx

金属基复合材料基体材料 金属基复合材料是上世纪60年代发展起来的一门相对较新的材料科学，是复合材料的一个分支。随着航天、航空、电子、汽车以及先进武器系统的迅速发展对材料提出了日益增高的性能要求，除了要求材料具有一些特殊的性能外，还要具有优良的综合性能，这些都有力地促进了先进复合材料的迅速发展。电子、汽车等民用工业的迅速发展又为金属基复合材料的应用提供了广泛的前景。特别是近年来，由于复合材料成本的降低，制备工艺逐步完善，在21世纪金属基复合材料将会得到大规模的生产和应用。 本文主要介绍金属基复合材料的基体材料。 一、金属机体的作用： 固结增强体，与增强体一道构成复合材料整体，保护纤维使之不受环境侵蚀；传递和承受载荷，在颗粒增强金属基复合材料中基体是主要承载相，在纤维增强金属基复合材料中，基体对力学性能的贡献也远大于在聚合物基体和陶瓷基体在复合材料中的贡献；赋予复合材料一定形状，保证复合材料具有一定的可加工性;复合材料的强度、刚度、耐高温、耐介质、导电、导热等性能均与基体的相应性质密切相关。 二、金属基体占得比重： 基体在复合材料中占有很大的体积百分数。在连续纤维增强金属基复合材料中基体约占50%一70％的体积，一般占60%左右最佳。颗粒增强金属基复合材料中根据不同的性能要求，基体含量可在90%一25％范围内变化，多数额粒增强金属基复合材料的基体约占80%一90％。而晶须、短纤维增强金属基复合材料基体含量在70％以上，一般在80一90％。 三、金属基体的优势： 金属是最古老、最通用的工程材料之一，它们有许多成熟的成型、加工、连接方法可供金属基复合材料借鉴。在使用寿命、性能测试等方面有丰富的技术资料；对金属基体自身的性能积累有丰富的数据，对它们在使用中的优缺点拥有丰富的经验。弹性模量和耐热性高；强度高，还可以通过各种工程途径来进行强化；塑性、韧性好，是强而韧（strong and tough)的材料; 电、磁、光、热、弹等性能好，有应用于多功能复合材料的发展潜力。 四、金属基体的种类 金属与合金的品种繁多，目前用作金属基体材料的主要有铝及铝合金、镁合金、钛合金、镍合金、钢与铜合金、锌合金、铅、钛铝金属间化合物等。 五、金属基体选取的原则 基体材料成分的正确选择，对能否充分组合和发挥基体金属和增强物的性能特点，获得预期的优异综合性能满足使用要求十分重要。所以，在选择基体金属时应考虑以下几方面：

(1)--常见的金属材料

(1)--常见的金属材料

九年级化学辅导《讲义一》学生姓名:__________ 课题常见的金属材料 【优秀的学习品质】专心听讲、勤于思考的习惯 【是真的吗？】市场上有人卖假黄金欺骗消费者，谋取暴利，是真的吗？ 在室内放一盆水可以为防止煤气中毒，是真的吗？ 【问题一】金属的物理性质有哪些？ （一）金属的物理性质 1. 大部分金属具有银白色金属光泽，而铜呈紫红色，金呈黄色。 2. 常温下，大多数金属都是固体，而汞（水银）是液体。 3. 金属有导电性、导热性、延展性，密度大、熔点高，硬度大等物理性质。（参见课本表54页） （二）认识几种重要的金属 1. 铁 （1）纯铁具有银白色的金属光泽，质软，有良好的延展性，密度为7.86g/cm3，熔点1535℃，沸点2750℃，铁是电和热的导体。铁能被磁体吸引。 （2）铁是最常见的金属，是人类生活和生产中非常重要的材料。 2. 铝 （1）铝是分布较广的元素，在地壳中含量仅次于氧和硅，是金属元素中含量最高的。 （2）纯铝具有银白色金属光泽，较软，熔点较低660℃，密度较低，为2.7g/cm3，导电性很好（仅次于Cu），在电力工业上它可以代替部分铜作导线和电缆。铝有很大的延展性，能够抽成细丝，也能压成薄片成为铝箔。有良好的耐腐蚀性。铝粉跟某些油料混合，可以制成银白色防锈油漆。 （3）铝是最常见的金属之一，虽然利用比铜、铁晚，但现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。 3. 铜 （1）纯铜呈紫红色，故又称紫铜。密度较大，10.5g/cm3，熔点1083℃，有极好的导热、导电性，其导电性仅次于银。 （2）铜具有优良的化学稳定性和耐蚀性，具有优良的导电性。 【反馈练习一】 1、菜刀、锤子用铁制而不用铅制的原因是（） A. 铁硬度大，铅硬度小 B. 铁熔点高，铅熔点低 C. 铁密度小，铅密度大 D. 铁导电性好，铅导电性较差 2、下列金属不用于制作装饰品的是（） A. 金 B. 银 C. 铂 D. 铁 3、下列各项比较中不正确的是（） A. 地壳中元素含量：Al>Fe B. 含铁量：Fe2O3>Fe3O4 C. 延展性：铁>金 D. 导电性：银>铜 【问题二】合金是纯净物还是混合物？ 1. 合金的定义： 在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有________的物质叫合

金属与陶瓷的润湿性概述

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/2615589915.html, 金属与陶瓷的润湿性概述 作者：刘娟娟苟小斌 来源：《城市建设理论研究》2013年第24期 摘要：研究金属对陶瓷的润湿性对开发新型金属—陶瓷体系，探寻和发展材料的制备技术，制备高性能金属—陶瓷复合材料有着重要的现实意义。本文阐述了润湿性的分类、界面化学反应对金属—陶瓷润湿性和陶瓷材料性能的影响，并介绍了润湿性研究的实验研究方法，探讨改善润湿性的途径。 关键词：金属—陶瓷；接触角；化学反应；润湿性 中图分类号：TL25 文献标志码：A 文章编号： 1 引言 金属—陶瓷复合材料作为一种以一种或多种陶瓷相为基体，以金属或合金为粘结相的复合材料[1]，如何发挥其中陶瓷相基体的优良性能一直是科研人员研究的重点方向。其中陶瓷与 金属润湿性的好坏很大程度上决定了金属—陶瓷复合材料综合性能的发挥，因此金属—陶瓷复合材料研究的热点在于开发新型金属—陶瓷体系、改善金属—陶瓷界面结合状况以提高材料综合性能，这一切都是建立在金属对陶瓷具有良好的润湿性的基础之上。研究金属对陶瓷的润湿性对制备高性能金属—陶瓷复合材料有着重要的现实意义。金属陶瓷复合材料的研究还处于初期阶段。研究较多的有金刚石、石墨、SiC、Al2O3、ZrO2、TiC等陶瓷相和金属合金所组成 的体系。由于陶瓷和金属的晶体类型及物理化学特性的差异，两者的相容性很差，绝大部分液态金属都不能润湿陶瓷，因此如何改善金属与陶瓷的润湿性，从而改善材料的综合性能性能成为当前材料制备中的一个重要问题。 2 润湿性的分类 根据陶瓷—金属的界面结合情况，金属对陶瓷的润湿过程可分为非反应性润湿和反应性润湿。 非反应性润湿是指界面润湿过程中不发生化学反应，润湿过程的驱动力仅仅是扩散力及范德华力。其中液态金属的表面张力是决定液态金属是否能在固相陶瓷表面润湿的主要热力学参数。一般此类润湿过程进行得很快，在很短的时间内就能达到平衡；且温度和保温时间对润湿性影响不大。非反应性润湿体现出对体系成分的不敏感性。添加合金元素对改善金属—陶瓷润湿性有较大的影响，其机制为合金元素在液态金属表面及固—液界面的吸附和富集，降低了液态金属表面张力及固—液界面张力。如在Cu中添加Cr不但降低液态金属表面张力，且Cr在金属—陶瓷界面偏聚造成界面张力降低，从而有效地降低Cu对ZrO2的接触角。

金属陶瓷复合材料的应用

金属陶瓷复合材料的应用 我公司提供以下热喷涂技术服务：修复各类设备主轴、曲轴以及所有轴的轴颈、轴承档、油封档、键槽的磨损、拉伤等缺陷。“锅炉四管”（水冷壁管、过热器管、预热器管和省煤器管）喷涂防护、循环硫化床锅炉、膜式壁热喷涂防护、风机叶片、拉丝塔轮、拨丝缸、水轮机的导风叶、水轮机叶片的迷宫环等部件的防汽蚀、防磨处理。大型液压油缸的陶瓷涂覆活塞杆和液压缸以及位置测量成套系统、化工泵中往复泵柱塞陶瓷涂层、机械密封环和轴套表面喷涂、陶瓷蝶阀密封面喷涂代替镶圈结构、高参数球阀喷涂陶瓷、在石油、天然气勘测和钻采过程中所用设备的关键部件如钻头、轴、轴套、灌浆泵等表面热喷涂防护。 在塑料工业设备中，塑料挤出机螺杆、塑料切碎机喷嘴、塑料薄膜生产辊。冶金工业中，连续退火炉辊、张紧辊和偏转器辊自清理炉辊、热浸镀锌用沉没辊、稳定辊等先进涂层。热轧无缝管顶头的表面强化涂层、铜合金热挤压模具强化涂层。在化纤工业中，各种槽辊、锭杯、牵伸辊、导丝辊、表面陶瓷涂层、造纸烘缸表面防腐防磨防护、上光砑光棍、纸浆真空吸水箱板、印刷工业中铸铁印刷滚表面喷涂防护、陶瓷网纹辊、电晕辊。 在玻璃工业中，铜电板的抗高温氧化保护涂层、喂料柱塞和喂料管、内燃机燃烧室的热障陶瓷涂层（汽缸盖底面、活塞底面、活塞顶面、汽门全部底面缸套、活塞环、水泵动密封环、气门顶杆、增压器涡轮） 热喷涂涂层工业应用介绍 随着涂层新材料和新工艺的不断涌现，热喷涂涂层已在国民经济各个工业部门广泛地应用。加之现代计算机技术、传感测试技术、自动化及机器人技术、真空技术与热喷泉涂技术的结合和渗透，使得热喷涂技术的深入发展和工业规模化生产均有大幅度的进步和提高。对未来热喷涂发展的方向以及市场与工业规模的预测为：技术附加值高、效益好的如生物工程，航空航天，工、模具，电子工业等，但规模相对较小；要求成本低的大规模产业如汽车工业和钢结构，但技术附加值低；应用面最广的仍是机械工业，包括石油化工、轻纺、能源、冶金、航空、汽车等也均属此范畴。 热喷涂技术能赋予各类机械产品，特别是关键零部件许多特种功能涂层，形成复合材料结构具有的综合作用，真正做到了“ 好钢用在刀刃上” ，是材料科学表面技术发展的一个方向。但热喷涂技术仅通过涂层在机械产品基体表面获得一定的特殊功能，而不能代替基材或提高产品的结构性能。 钢铁长效防腐蚀涂层 由于锌、铝、锌铝、铝镁涂层的电极电位均负于钢铁，故对钢铁结构能起到阴极保护作用。从20世纪40年代起，国外已将它们喷涂于钢铁构件上作为长效抗腐涂层。国内自70年代起开始推广应用，迄今成功的实例不胜枚举。目前大面积钢结构喷涂锌、铝涂层一般采用电弧喷涂工艺，局部辅助以氧乙炔火焰线材喷涂补遗。现在国内每年采用热喷涂大面积施工工程均在数百万平方米以上。