（材料学专业论文）化学成分对ti（cn）基金属陶瓷的组织和力学性能的影响.pdf

摘要 本文用粉末冶金工艺制备了t i ( c ，n ) 基金属陶瓷，并采用x 一射线衍射( x r d ) 、扫描电镜 ( s e m ) 、x 一射线能谱( e d x ) 等试验手段研究了c 、w c 、m o 和碳纳米管( c n t s ) 含量对t i ( c ， n ) 基金属陶瓷组织结构和性能的影响。 概述- j t i ( c ，n ) 基金属陶瓷的组织性能和发展过程，并指出了t i ( c ，n ) 基金属陶瓷的发展趋 势；同时概述了碳纳米管( c h i t s ) 及其增强复合材料的发展现状和趋势。在此基础上指出了本文 的研究目的和意义，介绍了本文的试验原材料、研究内容和试验方法 采用t i n 和t i c 等陶瓷粉体原材料，以金属c o 作为粘结剂，制备了t i ( c ，n ) - c o 金属陶 瓷材料，研究了不同c 含量、w c 含量和m o 含量对金属陶瓷的显微组织和力学性能盼影响。 实验结果显示：添加c 、w c 和m o 的t i ( c ，c o 金属陶瓷的组织中均有黑芯一灰壳结构和 自芯一灰壳结构。其中以黑芯结构为主。随着碳含量的增加，金属陶瓷的组织中自芯的陶瓷 相稍有增多，硬质陶瓷相颗粒粒径有所长大，未溶解的t i c 黑芯数量减少；随着碳含量的增 加，金属陶瓷的抗弯强度和硬度有相似的趋势，首先增加到达第一个峰值，然后降低，在碳 含量为1 5 w t 时达到最低，碳含量进一步增加到2 0 w t 时达到最大值，随后又降低；随着 碳含量的增加，金属陶瓷的断裂韧性不是单调增加。随着w c 含量的增加，金属陶瓷的组织 细化；金属陶瓷的抗弯强度和硬度增加，断裂韧性随着w c 含量的增加而降低，w c 含量在 1 0 w t 至u2 0 w t 之间，断裂韧性变化不明显。m o 的加入，由于富钼壳层的形成和硬质相与金 属粘结相润湿性的改善，金属陶瓷的显微组织细化，当m o 的添加量超过1 0 w t 时，硬质相颗 粒的平均粒径小于0 5 9 r n ；随着m o 含量的增加，金属陶瓷的抗弯强度单调增加，硬度和断裂 韧性先增后降，分别在1 0 w t m o 和5 w t m o 添加时获得最大的硬度和断裂韧性。 碳纳米管具有独特的一维管状结构和优异的力学性能，是纤维晶须类复合材料强化相的 终极形式，因此将碳纳米管引入t i ( c ，n ) 基金属陶瓷基体，采用化学镀工艺在碳纳米管表面 镀c o ，采用真空烧结制各了不同碳纳米管含量的t i ( c ，n ) - c o 金属陶瓷复合材料。研究了不 同含量镀钴和未镀钻的碳纳米管对t i ( c ，n ) 金属陶瓷组织和力学性能的影响。结果显示：添加 镀钴碳纳米管和未镀钴碳纳米管的t i ( c ，n ) c o 金属陶瓷的组织中均具有黑芯一灰壳结构和白 芯一灰壳结构，断裂韧性和硬度在碳纳米管含量较低时增加，随着碳纳米管含量增加而降低。 添加镀钴碳纳米管的金属陶瓷的断裂韧性在0 5 w t c n t s 时达到最大，硬度在1 ，0 w t c n t s 时达到最大，比未加碳纳米管的试样分别提高了1t 2 。8 和4 3 ，7 。添加未镀钻碳纳米管的金 属陶瓷的断裂韧性。在2 5 w t 时达到最大，比未加碳纳米管的试样断裂韧性提高了8 7 7 ： 其硬度在碳纳米管含量1 0 w t 对达到最大，比未加碳纳米管的试样硬度提高了5 8 ，5 。可以 看出，镀钴碳纳米管和未镀钴碳纳米管的添加都能提高t i ( c ，n ) c o 金属陶瓷的硬度和断裂韧 性。 研究了镀镍碳纳米管和末镀镍的碳纳米管对t i ( c ，n ) - n i 金属陶瓷组织和力学性能的影响。 实验结果显示：添加镀镍碳纳米管和未镀镍碳纳米管的金属陶瓷，随着碳纳米管添加量的增 加，x r d 衍射图中粘结相n i 的衍射峰逐渐右移；在碳纳米管添加量低于2 5 w t 时这种现象 尚不明显，但达到2 5 w t 以后，衍射峰明显右移，以至n i 的第三个衍射峰几乎与t i ( c ，n ) 的衍射峰重叠。t i ( c ，n ) 基金属陶瓷同时呈现经典的黑芯一灰壳结构以及自芯一灰壳结构。白芯 一灰壳结构的体积分数随着碳纳米管含量的增加而增加。显微组织中的孔洞数量也随着碳纳 米管含量的增加而增加。添加镀镍碳纳米管的金属陶瓷，随着碳纳米管加入量的增加，t i ( c ，n ) 基金属陶瓷的孔洞数量逐渐增加，致密度逐渐减小，增加和减小的幅度在碳纳米管的加入量 为5 0 w t 之前都很小，随后急剧增大，这与碳纳米管的团聚现象有关：硬度变化趋势基本与 密度一致；断裂韧性先增加后减小，峰值在2 5 w t ( 1 5 9 4 m p a m 舱) ，比未加碳纳米管试样 ( 1 0 1 9m p a - m 2 ) 增加5 5 9 ，随后急剧下降。添加未镀镍碳纳米管的金属陶瓷，随着碳纳 米管含量的增加，金属陶瓷的硬度和断裂韧性先增加后减小。当碳纳米管含量为1 0 w t 时， 金属陶瓷的硬度和断裂韧性分别为9 2 o h r a 和1 6 6 m p a m 忱，与未加碳纳米管的金属陶瓷相 比，分别增加0 2 和6 2 7 。可以看出，镀镍碳纳米管和未镀镍碳纳米管的添加对t i ( c ，n ) - n i 金属陶瓷都具有很好的增韧作用。 探讨了碳纳米管的添加对t i ( c ，n ) 基金属陶瓷的增韧机理，主要有拔出与桥联以及残余应 力增韧、裂纹弯曲、偏转和分支增韧和界面增韧等几种机制，碳纳米管增强t i ( c ，n ) 基金属陶 瓷复合材料的力学性能提高是以上几种韧化机制复合作用的结果。 最后，对全文进行了总结。 关键词： 化学成分；t i ( c ，n ) 基金属陶瓷；碳纳米管；显微组织：力学性能 a b s t r a c t i nt h i si n v e s t i g a t i o n , t i ( c ，b a s e dc c n n e t sw e r ep r e p a r e db yp o w d e rm e t a l l u r g yt e c h n i q u e t h e e f f e c t so f c ，w c ，m oa n dc a r b o nn a n o t u b e s ( c n t s ) a d d i t i o no rt h em i c r o s t m c t u r ea n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e so ft i ( c ，n ) - b a s e dc e r m e t sw e r ei n v e s t i g a t e db yx - r a yd i f r a c t i o n ( x r d ) ，s c a n n i n g e l e c t r o n m i e r o s c o p y ( s e m ) ，e n e r g yd i s p e r s i v exq 碍a n a l y s i s ( e d s ) t h e m i c r o s t r u c t u r e ，p r o p e r t i e sa n dt h ed e v e l o p m e n tp r o c e s so f t i ( c ，n ) - b a s e dc e r m e t sw e r e o u t l i n e d ，a n dt h ed e v e l o p m e n tt r e n d sw e r ep o i n t e do u t ；m e a n w h i l e ，t h ed e v e l o p m e n tt r e n do fc a r b o n n a n o t u b e s ( c n t s ) r e i n f o r c ec o m p o s i t e sw a sa l s ob r i e f e d b a s e do na b o v ew o r k ，t h ep u r p o s ea n d s i g n i f i c a n c eo f t h i sd i s s e r t a t i o nw e r ep o i n t e do u t t h er a wm a t e r i a l s ，m a n u f a c t u r i n gp r o c e s sa n d t e s t i n gm e t h o d sw e r eb r i e f l yh n t r o d u c e d t i ( c ，m c oc e r m e t sw e r ep r e p a r e dw i t ht i ca n dt i n 嬲r a wm a t e r i a l s ，c oa sab i n d e r ，a n dt h e e f f e c t so f c ，w ca n dm oa d d i t i o no nt h em i c r o s t r u c t u r ea n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f t i ( c ，n ) b a s e d e e r m e t sw e r es t u d i e d e x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a tt h em i c r o s t m c t u r e so ft i ( c ，n ) b a s e dc e r m e t s w i t hc ，w ca n dm oa d d i t i o na l le x i s tb l a c kc o r e g r e yr i ms t r u c t u r ea n dw h i t ec o r e - g r e yr i m s t r u c t u r e ，a n do f w h i c hm o s ta r ct y p i c a lb l a c kc o r e t h ea m o u n to f w h i t ec o r e g r e yr i ms t r u c t u r ea n d t h ec a r b o n i t r i d eg r a i ns i z ei n c r e a s ea n dt h ev o l u m ef r a c t i o no fu n d i s s o l v e dt i cc o r e sd e c r e a s e s 嘶t l l t h ei n c r e a s eo fc a r b o nc o n t e n t ；t h et r a n s v e r s er u p t u r es t r e n g t ha n dt h eh a r d n e s se x h i b i tas i m i l a r t r e n d ，i e f i r s ti n c r e a s e s 丽mt h ei n c r e a s eo fc a r b o nc o n t e n t ，r e a c h e st h ef i t - s tp e a kv a l u e ，t h e n d e c r e a s e s 谢mf u r t h e ri n c r e a s eo fc a r b o nc o n t e n t ，r e a c h e st h el o w e s tv a l u ea t1 5 w t c ， s u b s e q u e n t l yr e a c h e st h eh i 曲e s tv a l u ea t2 0 w t c ，a n dd e c r e a s e sa g a i n 、) i ，i mf u r t h e ri n c r e a s eo f c a r b o nc o n t e n t w h i l et h ef r a c t u r et o u g h n e s so ft h ec e n n e t sd o e sn o ti n c r e a s em o n o t o n o u s l y 诵t 1 1t h e i n c r e a s eo fc a r b o nc o n t e n t n l em i c r o s t r u c t u r eh a sat r e n dt ob e c o m ef m e rw i t ht h ei n c r e a s eo fw c c o n t e n t ；t h et r a n s v e r s er u p t u r es t r e n g t ha n dt h eh a r d n e s si n c r e a s e 谢mt h ei n c r e a s eo fw cc o n t e n t ， t h ef r a c t u r et o u g h n e s sd e c r e a s e sw i l l li n c r e a s i n gw cc o n t e n t b u tt h ec h a n g ei sn o to b v i o u sw h e n w ca d d i t i o ng o e sf r o m1 0t o2 0 w t b e c a u s eo ft h ef o r m a t i o no fam o - r i c hr i ma n dt h e i m p r o v e m e n to ft h ew e t t a b i l i t yb e t w e e nc e r a m i cp h a s ea n dm e t a l l i cp h a s e ，t h em i c r o s t r u c t u r eh a sa n o b v i o u st r e n dt ob e c o m ef m e rw i t ht h ei n c r e a s eo fm o l y b d e n u mc o n t e n t ，w h e nt h ea d d e dm o e x c e e d sl o w t u l t r a - f m et i c - b a s e dc e r m e t 诵t l la na v e r a g ep a r t i c l es i z eo fl e s st h a n0 5 p mi s o b t a i n e d ；t h et r a n s v e r s er u p t u r es t r e n g t hm o n o t o n o u s l yi n c r e a s e s 、i n lt h ei n c r e a s eo fm oc o n t e n t , t h eh a r d n e s sa n dt h ef r a c t u r et o u g h n e s sf n s f l yi n c r e a s ea n dt h e nd e c r e a s ew i t hi n c r e a s i n gm o c o n t e n t ， a n dt h em a x i m u mv a l u e so ft h eh a r d n e s sa n dt h ef r a c t u r et o u g h n e s sa l ef o u n dw i t h10 w t m oa n d 5 w t m oa d d i t i o n , r e s p e c t i v e l y c a r b o nn a n o t u b e s ( c n t s ) w i t ht u b u l a rs t r u c t u r e sa n de x c e l l e n tm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f f e rak i n d o fn a n o s i z e dr e i n f o r c e m e n tf o rc o m p o s i t em a t e r i a l s s oc n t sw e r e i n c o r p o r a t e di n t ot h em a t r i xo f t i ( c ，n ) c e r r n e t s ，c n t sw e r ed e p o s i t e dw i t hc ob ye l e c t r o l e s sp l a t i n ga n dt h et i ( c ，n ) c oc e r m e t s w i t hv a r i o u sc n t sm a s sf r a c t i o nw e r em a d eb yv a c u b n ls i n t e r i n g t h ee f f e c to fd i f f e r e n tc h i t s c o n t e n t sb o t hd e p o s i t e da n du n d e p o s i t e dc oo nt h em i c r o s t r u c t u r ea n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so ft h e c e r m e t sw a ss t u d i e d r e s u l t ss h o wt h a tt h em i c r o s t r u c t u r e so fc e r m e t se x i s tb l a c kc o r e g r e yr i m s t m c t u r ea n dw h i t ec o r e - g r e yr i ms 协j c t u f ei nt i ( c ，n ) - c oc e r m e t sw i t hc n t sb o t hd e p o s i t e da n d u n d e p o s i t e dc o ，t h ef r a c t u r et o u g h n e s sa n dt h eh a r d n e s sa r ee n h a n c e dw i t ht h ea d d i t i o no fav e r y s m a l la m o u n to fc h i t s ，t h e nd e c r e a s e dw i t hf u r t h e ri n c r e a s i n gt h ec o n t e n to fc n t s t h ef h c t t l 蕾e t o u g h n e s so fc e r m e tw i t ho 5 w t c n t sd e p o s i t e dc oi st h eh i 曲e s t t h eh a r d n e s so fc e r m e tw i t h l w t c n t sd e p o s i t e dc oi st h eh i g h e s t t h e ya r ea b o u t11 2 8 a n d4 3 7 h i g h e rt h a nt h a to ft h e c e r m e tw i t h o u tc n t sa d d i t i o n ，r e s p e c t i v e l y t h e 丘_ a c t l l r et o u g h n e s so fc e r m e tw i m2 5 w t c n t s u n d e p o s i t e dc oa r et h eh i g h e s t i t sf r a c t u r et o u g h n e s si sa b o u t8 7 7 h i g h e rt h a nt h a to ft h ec e r m e t w i t h o u tc n t sa d d i t i o n t h eh a r d n e s so fc e r m e tw i t hlw t c n t su n d e p o s i t e dc oi st h eh i 2 血e s t i t s h a r d n e s si sa b o u t5 8 6 h i g h e rt h a nt h a to ft h ec e r m e tw i t h o u tc n t sa d d i t i o nc o n s o l i d a t e du n d e r t h es a m ep r o c e s s i ts h o w st h a tc n t sb o t hd e p o s i t e da n du n d e p o s i t e dc oc a r th e l pt oi m p r o v et h e f r a c t u r et o u g h n e s sa n dt h eh a r d n e s so ft i ( c ，n ) - c oc e r m e t t h ee f f e c to fd i f f e r e n tc n t sc o n t e n t sb o t hd e p o s i t e da n du n d e p o s i t e dn io nt h em i c r o s 仃u c t i 鹏 a n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f t i ( c ，n ) - n ic e r m e t sw a ss t u d i e d e x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a t t h ed i f f r a c t i o np e a k so fb i n d e rn im o v et ot h er i g h tw i t ht h ei n c r e a s eo fc n t sa d d i t i o n ；t h i s p h e n o m e n o ni sn o tv i s i b l eu n t i lt h ec n t sa d d i t i o nr e a c ht o2 5 w t ，t h ed i f f r a c t i o np e a k sm o v et o t h er i g h ts ov i s i b l e l yt h a tt h et h i r dp e a ka h n o s tl a po v e rt h ed i f f r a c t i o np e a k so f t i ( c ，n ) t h e r ew e r e c l a s s i c a ld a r kc o r e - g r a y i s hr i ms t r u c t u r ea n db r i g h tc o r e - g r a y i s hr i ms 咖c t u r ei nt h en l i c r o s 廿u c t l l f e o fc e r r n e t s t h ev o l u m ef r a c t i o no fb r i g h tc o r e g r a y i s hr i mi n c r e a s e sw i t hi n c r e a s i n gc n t s a d d i t i o n ， s od o s et h ev o l u m ef r a c t i o no fp o r e w i t ht h ei n c r e a s eo fc n t 8d e p o s i t e dn i ，t h ea m o u n to fp o r e s i n c r e a s e s ，t h er e l a t i v ed e n s i t yd e c r e a s e s ，a n dt h ee x t e n to fi n c r e a s i n go rd e c r e a s i n gi sal i t t l eu n t i lt h e c n t sa d d i t i o nr e a c h e st o5 0 w t t h o s ea r er e l a t i v ew i t ht h ea g g l o m e r a t i n go f c n t s t h ec h a n g i n g d i r e c t i o no fh a r d n e s si sb a s i c a l l ya c c o r d a n tw i t ht h a to fr e l a t i v ed e n s i t y t h ef r a c t u r et o u g h n e s s i n c r e a s e sf i r s t l y , a n dt h e nd e c r e a s e s ，a n dt h ep e a kv a l u ep r e s e n ta t2 5 w t ( 15 9 4 m p a m 1 腥) i ti s a b o u t5 5 9 h i g h e rt h a nt h a to ft h ec e r m e tw i t h o u tc n t sa d d i t i o n ( 10 19m p a m 1 尼) w i t ht h e i n c r e a s eo fc n t su n d e p o s i t e dn i ，t h ef r a c t u r et o u g h n e s sa n dt h eh a r d n e s si n c r e a s e sf i r s t l y , a n dt h e n d e c r e a s e s t h ef r a c t u r et o u g h n e s sa n dt h eh a r d n e s so fc e r m e tw i t hl w t c n t sd e p o s i t e dn ia r e 9 2 0h r aa n d16 6 m p a m 2 t h e ya r ea b o u to 2 a n d6 2 7 h i g h e rt h a nt h a to ft h ec e r m e tw i t h o u t c n t sa d d i t i o n ，r e s p e c t i v e l y i tc a nb ed r a w nt h a tc n t sb o t hd e p o s i t e da n du n d e p o s i t e dn ic a np l a y a na c t i v er o l ei ni m p r o v i n gf r a c t u r et o u g h n e s so f t i ( c ，n ) n ic e r m e t s t o u g h e n i n gm e c h a n i s m so fc n t sr e i n f o r c e dt i ( c ，n ) - b a s e dc e r m e t sw e r es t u d i e d t h em a i n t o u g h e n i n gm e c h a n i s m sa r ep u l l i n g - o u to fc n t s ，b r i d g i n go fc n t sa n dr e s i d u a ls t r e s st o u g h e n i n g ，c r a c kb o w i n g ，c r a c kd e f l e c t i o na n dc r a c kb r a n c h i n gt o u g h e n i n g i ti ss u g g e s t e dt h a tt h e i n c r e m e n ti nt h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fc n t sr e i n f o r c e dt i ( c ，n ) 一b a s e dc c r r r t e t si sd u et ot h e c o m b i n e de f f e c t so ft o u g h e n i n gm e c h a n i s m s f i n a l l y , t h ew h o l ew o r k sw e r es u m m a r i z e d ， k e yw o r d s ： c h e m i c a l c o m p o s i t i o n s ；t i ( c , n ) - b a s e dc e r m e t s ；c a r b o nn a n o t u b e s ； m i c r o s t r u c t u r e ； m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s 插图清单 图l 。l典型的金属陶瓷显微组织示意图3 图2 1 过程流程图。2 2 图2 2 主要原料粉末的s e m 显微照片2 3 图2 3 金属陶瓷的脱胶曲线。j 2 6 图2 - 4 金属陶瓷的烧结曲线。2 6 图2 5 压痕和裂纹示意图2 8 图3 1 不同c 含量的金属陶瓷的显微组织( s e m ) 3 3 图3 - 2 金属陶瓷e 的显微组织( s e m ) 和能谱分析0 1 d s ) 3 5 图3 3 金属陶瓷的x r d 衍射图3 8 图3 _ 4 不同c 含量金属陶瓷的断口形貌4 0 图3 5 压痕裂纹扩展路径的s e m ( b s e ) 图4 1 图3 6 碳加入量对金属陶瓷抗弯强度的影响4 2 图3 7 碳加入量对金属陶瓷密度的影响4 3 图3 8 金属陶瓷d 的金相显微镜照片4 3 图3 - 9 金属陶瓷f 的断口形貌和能谱分析。4 3 图3 1 0 碳加入量对金属陶瓷硬度的影响“ 图3 1 1 碳加入量对金属陶瓷断裂韧性的影响4 5 图4 1 金属陶瓷的孔隙4 8 图4 2 不同w c 含量的金属陶瓷的显微组织( s e m ) 4 9 图4 3 金属陶瓷d ( 1 5 w c ) 的显微组织( s e m ) ) 。4 9 图4 4 金属陶瓷的x r d 衍射图5 0 图4 5 不同w c 含量金属陶瓷的断口形貌5 2 图4 6 压痕裂纹s e m ( b s e ) 图5 3 图4 7w c 加入量对金属陶瓷抗弯强度的影响5 3 图4 8w c 加入量对金属陶瓷密度的影响5 4 图4 - 9w c 加入量对金属陶瓷硬度的影响5 4 图4 1 0w c 加入量对金属陶瓷断裂韧性的影响5 5 图5 1 不同m o 含量的金属陶瓷的显微组织( s e m ) 5 7 图5 - 2 金属陶瓷c ( 1 0 m o ) i 媪微组织( s e m ) 和能谱分析( e d s ) 5 9 图5 3 激光粒度分析仪测得的t i c 粉末的粒径分布图6 0 图5 _ 4 金属陶瓷的x r d 衍射图6 1 图5 5 不同m o 含量金属陶瓷的断口形貌6 2 图5 - 6 压痕裂纹s e m ( b s e ) 图6 3 图5 - 7m o 加入量对金属陶瓷抗弯强度的影响6 4 图5 - 8m o 加入量对金属陶瓷硬度的影响6 6 图5 - 9m o 加入量对金属陶瓷密度的影响6 7 图5 一1 0 金属陶瓷d ( 1 5w t m o ) 的金相显微镜照片6 7 图5 一1 1m o 加入量对金属陶瓷断裂韧性的影响 。6 8 图6 1 碳纳米管的t e m 照片7 2 图6 2 纯化后碳纳米管的t e m 照片7 2 图6 - 3 碳纳米管化学镀钴后的t e m 照片7 3 图6 4 六种金属陶瓷的x r d 衍射图7 5 图6 5 不同碳纳米管含量的金属陶瓷的显微组织( s e m ) 2 7 6 图6 - 6c n t s 含量1 0w t 金属陶瓷的断口形貌7 7 图6 7c n t s 含量2 5w t 金属陶瓷的压痕裂纹s e m ( b s e ) 7 7 图6 8 碳纳米管加入量对金属陶瓷密度的影响7 8 图6 - 9 不同碳纳米管含量试样的金相显微镜图片7 8 图6 1 0 碳纳米管加入量为2 5 叭和5 0w t 金属陶瓷的断口形貌7 9 图6 1 1 碳纳米管加入量对金属陶瓷硬度的影响8 0 图6 - 1 2 碳纳米管加入量对金属陶瓷断裂韧性的影响8 1 图6 - 1 3 压痕裂纹s e m ( b s e ) ( 碳纳米管含量为0 5 w t ) 8 2 图6 1 4 碳纳米管加入量为o 5 叭和1 0w t 金属陶瓷的断口形貌8 3 图6 1 5 四种金属陶瓷的x r d 衍射图8 5 图6 - 1 6 金属陶瓷c 的显微组织( 2 5 w t c n t s ) 8 5 图6 1 7 压痕裂纹s e m ( b s e ) 图( 2 5 w t c n t $ ) 8 6 图6 18 碳纳米管加入量对金属陶瓷硬度的影响8 6 图6 1 9 碳纳米管加入量对金属陶瓷断裂韧性的影响8 7 图6 2 0 不同c n t s 含量金属陶瓷的断口形貌8 9 图6 2 1c n t s 含量1 0w t 和2 5 金属陶瓷的压痕裂纹s e m ( b s e ) 睦f l 9 0 图6 2 2 碳纳米管化学镀镍后的t e m 照片9 1 图6 - 2 3 六种金属陶瓷的x r d 衍射图9 2 图6 2 4 六组不同碳纳米管含量试样的背散射s e m 组织扫描图9 3 图6 - 2 5 白芯灰壳结构形成示意图9 4 图6 - 2 6 不同碳纳米管含量试样的金相显微镜图片9 6 图6 - 2 7 碳纳米管加入量对金属陶瓷密度的影响9 6 图6 2 8 碳纳米管加入量对金属陶瓷硬度的影响9 7 图6 2 9 碳纳米管加入量对金属陶瓷断裂韧性的影响9 7 图6 3 0 不同c n t s 含量金属陶瓷的断口形貌9 8 图6 3l 三种金属陶瓷的x r d 衍射图9 9 图6 3 2 不同碳纳米管含量的金属陶瓷的显微组织( s e m ) 。1 0 0 图6 3 3 不同c n t s 含量金属陶瓷的断口形貌1 0 1 图6 - 3 4 压痕裂纹s e m c b s e ) 图。1 0 2 图6 3 5 碳纳米管加入量对金属陶瓷硬度的影响。1 0 3 图6 3 6 碳纳米管加入量对金属陶瓷断裂韧性的影响1 0 3 图6 3 7 碳纳米管在t i ( c ，n 】基金属陶瓷中裂纹偏转效应示意图1 0 7 表格清单 表1 1t i ( c ，n ) 基金属陶瓷的成分演变过程5 表2 1 不同碳含量的t i ( c ，n ) c o 金属陶瓷材料的化学成分1 9 表2 2 不同碳化钨含量的t i ( c ，n ) c o 金属陶瓷材料的化学成分1 9 表2 3 不同钼含量的t i ( c ，n ) c o 金属陶瓷材料的化学成分2 0 表2 _ 4c h i t s ( d e p o s i t e dc o ) r i ( c , n ) c o 金属陶瓷材料的化学成分2 0 表2 5c n t s ( u n d e p o s i t e dc o ) - t i ( c ，n ) c o 金属陶瓷材料的化学成分2 l 表2 - 6c n t $ ( d e p o s i t e dn i ) t i ( c ，n ) - n i 金属陶瓷材料的化学成分2 1 表2 7c n t s ( u n d e p o s i t e dn i ) t i ( c ，m - n i 金属陶瓷材料的化学成分2 l 表2 8 粉末原料的主要技术指标2 2 表3 1 金属陶瓷e 的典型芯，壳结构的化学成分( e d s ) 3 5 表3 2 不同c 含量金属陶瓷的密度4 2 表4 1 金属陶瓷d 的能谱分析( e d s ) 结果5 0 表5 1 金属陶瓷c 的能谱分析( e d s ) 结果5 9 表5 - 2 不同m o 含量金属陶瓷的密度6 6 表6 1 碳纳米管化学镀钴溶液组份及反应条件7 3 表6 2 碳纳米管化学镀镍溶液组份及反应条件9 0 表6 3 金属陶瓷的物理及力学性能。1 0 2 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据 我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的 研究成果，也不包含为获得 金壁王些太堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 学位论文作者签名：耋蒸 签字日期： 啄年 月心日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金目垦王些盔堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权金鲤王 些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：耋蒸 签字日期： 以年乡月j 加 学位论文作者毕业去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名：衣彦 导师签名：哆广t ? 期沪舻6 月肝 电话： 邮编： 致谢 本学位论文是在导师刘宁教授的悉心指导和关怀下完成的，论文的字里行间都浸透着老 师的心血和汗水。自师从老师读博以来，承蒙老师的无私帮助、耐心指导和真诚地教诲，令 我在工作和学习中获益匪浅，也使我的课题和论文得以顺利完成。老师刻苦的钻研精神，渊 博的学识，敏锐的科学思维以