【摘 要】
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AlMgB14具有硬度高、耐磨性好、摩擦系数低、高温稳定性好、密度小及自润滑等特点,是继金刚石、立方氮化硼之后的一种新的超硬材料,近年来受到科研人员的广泛关注。但该材料
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AlMgB14具有硬度高、耐磨性好、摩擦系数低、高温稳定性好、密度小及自润滑等特点,是继金刚石、立方氮化硼之后的一种新的超硬材料,近年来受到科研人员的广泛关注。但该材料的脆性较大,其断裂韧度为3.0-4.1 MPam1/2,该材料需要进行改性增韧才有可能在金属切削领域应用。本课题采用了机械合金化和热压烧结工艺,制备AlMgB14,并以此为基础分别制备了AlMgB14-Ni3Al、AlMgB14-SiCw 以及 AlMgB14-TiB2-Ni3Al 等复合材料,并分别对这些复合材料的微观结构、力学性能进行了分析、测试。研究表明,原材料为高纯A1粉、Mg粉、B粉,按照摩尔比1:1:14配比混粉,采用氩气气氛热压烧结,烧结温度为1500℃,保温时间1小时,可获得致密的A1MgB14块体材料,平均密度为2.695g/cm3,平均硬度高达28.42GPa,断裂韧度为2.92MPa.m1/2。通过向AlMgB14材料中添加一定量的增韧相Ni3Al,制备的AlMgB14-Ni3Al复合材料,其硬度和断裂韧度都有不同程度的下降,且Ni3Al的含量越多,硬度和断裂韧度下降越大,原因是AlMgB14材料中A1与Ni3Al中富含的Ni,反应生成了 NiAl,大大影响了复合材料的硬度和断裂韧度。向AlMgB14材料中添加一定量的SiC晶须,制备的AlMgB14-SiC复合材料,其硬度和断裂韧度也是随着SiC含量的增加,而逐渐减小,主要原因SiC的增加,降低了复合材料的致密度,影响了复合材料的硬度和断裂韧度。AlMgB14-TiB2-Ni3Al复合材料,在1450℃下,复合材料对着Ni3Al含量的增加,致密度和硬度值都呈现出上升的趋势;而在1600℃下,致密度和硬度随着Ni3Al含量的增加而呈现出下降的趋势。
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