纳米Si3N4添加对TiCN基金属陶瓷结构与性能影响研究

"纳米Si3N4添加对TiCN基金属陶瓷的结构和力学性能的影响" 本文探讨了纳米Si3N4粉末对TiCN基金属陶瓷的结构和力学性能的改进效果。研究中，研究人员采用放电等离子烧结（SPS）技术，利用VC作为晶粒生长抑制剂，在特定条件下——1350℃的温度、30 MPa的压力下保温8分钟，制备了一系列含有不同纳米Si3N4含量（0-5 wt%）的TiCN基复合材料。实验结果显示，尽管在最终样品中未检测到独立的Si3N4相，但观察到了Ni3Si相的存在，这表明Si3N4在烧结过程中可能与其他元素发生了化学反应。 随着纳米Si3N4粉添加量的增加，TiCN基金属陶瓷的相对密度、抗弯强度和硬度均呈现出先增后减的趋势。这一现象可能是由于适量的Si3N4促进了致密化过程，而过量的Si3N4可能导致了相变或微结构恶化。在2 wt%的纳米Si3N4添加量时，材料表现出最佳的力学性能，其硬度达到1810 HV10，抗弯强度高达1000 MPa。这一发现对于优化TiCN基金属陶瓷的性能具有重要意义，尤其是在耐磨和高强度应用领域。 关键词涉及的领域包括TiCN基金属陶瓷的制造技术、放电等离子烧结工艺、纳米Si3N4粉的作用以及材料的力学性能评估。这些研究结果对于深入理解陶瓷复合材料的微观结构与其宏观性能之间的关系，以及如何通过调整原料比例来优化材料性能提供了有价值的信息。此外，对于材料科学和工程领域的研究人员来说，这项工作也提供了一种可能的途径，即通过添加纳米粒子来改善传统金属陶瓷的综合性能，以满足更高标准的工业需求。 中图分类号：TG135+5则表明该研究属于材料科学技术的范畴，具体是关于陶瓷材料和粉末冶金的技术与方法。文章最后提及的英文摘要部分，Effect of Nano-Si3N4 Addition on the Microstructure and Mechanical Properties of TiCN-based Cermets，进一步强调了纳米Si3N4对TiCN基陶瓷微观结构和力学性质的影响，这是国际科技交流中的关键表述，有助于全球同行理解并引用该研究。