金属陶瓷与腕表

1、金属陶瓷金属陶瓷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。金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，它密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。另外，在金属表面涂一层气密性好、熔点高、传热性能很差的陶瓷涂层，也能防止金属或合金在高温下氧化或腐蚀。金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性，又具有陶瓷的耐高温 、耐腐蚀和耐磨损等特性。粉末冶金法 （见例）熔体搅拌法金属陶瓷共沉积法叠层复合法浸渗法以雷达表D-STAR帝星Cer

2、amos(R)材质计时表为例Ceramos是结合碳化钛与高科技陶瓷所诞生的全新材质，首次被应用于手表的制造，表壳、表链经过特殊表面硬化技术(Kolsterising)处理。制造制造工艺（粉末冶金法）工艺（粉末冶金法）TiC浅灰色，立方晶系，不溶于水，具有很高的化学稳定性，与盐酸、硫酸几乎不起化学反应，但能够溶解于王水，硝酸，以及氢氟酸中，还溶于碱性氧化物的溶液中。可由骨炭与二氧化钛在电炉中加热制得。是硬质合金的重要成分。用作金属陶瓷，具有高硬度、耐腐蚀、热稳定性好的特点。还可用来制造切削工具。在炼钢工业中用作脱氧剂。碳化钛原材料选取原材料选取碳化钨粉末RADO瑞士雷达表在制作最初的耐磨表壳时使

3、用的主要原材料。碳化钨是一种由钨和碳组成的化合物。为黑色六方晶体，有金属光泽，硬度与金刚石相近，为电、热的良好导体。碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸，易溶于硝酸氢氟酸的混合酸中。纯的碳化钨易碎，若掺入少量钛、钴等金属，就能减少脆性。用作钢材切割工具的碳化钨，常加入碳化钛、碳化钽或它们的混合物，以提高抗爆能力。碳化钨的化学性质稳定。碳化钨粉应用于硬质合金生产材料。碳化钨注塑成型注塑成型该粉末在与一种合成粘结材料混合之后，以黏流熔融状态注入模具成型。从模具中取出后就带有Rado标志，具有防伪功能。此时的表壳仍易碎，有待进一步加工。烧结表壳部件在1450C的真空条件下经过烧结处理后，材料在体积减少约20%

4、的同时，达到其最大硬度和韧性。成品表壳经金刚石砂轮的打磨抛光后，表壳会发出熠熠光辉。成品表壳成品表壳在约1000 C的条件下，采用氮化钛(TiN)在表壳表面形成一层金黄色化学气态沉积(CVD)涂层，然后通过抛光处理使之具有极高光泽度。 Ceramos(R) 碳化钛金属陶瓷采用高科技陶瓷材质与合金制成，具有与高科技陶瓷相同的质地，而不同的是，它不但具有强烈的金属光泽，还具备金属的导热性，可根据体表温度进行快速温度调节，不像高科技陶瓷是恒温材料。 相关特性1.坚硬如玉石，不怕划伤，不会磨损，不会失去光泽。2.表面经过精打细磨也能晶莹透亮，光滑玉润，闪闪发亮；而且不锈钢等传统材质是无论怎么加工都不可

5、能呈现出纯黑色和纯白色的。3.材质如玉石，不伤肌肤，感觉滑润舒适。4.不怕水淋，不怕汗渍，不怕腐蚀，永不生锈。高科技陶瓷具有“亲油性”，一旦沾上油就很难处理，擦是擦不干净的。质感和色泽仍旧比较单一。难以切割打磨，也限制了手表的款式，无法像钢表和金表那样各种色泽，各种棱角曲线，各种拉丝抛光处理都随心所欲。拥有陶瓷手表所具有的几乎所有优点。由于加入了金属元素，所以可以呈现出多种色彩。相较传统陶瓷手表，在制作过程中可以加工出棱角曲线。具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性，佩戴的时候更加舒适。对于金属陶瓷来说，要使其具有理想的性能，需要考虑的主要问题是如何把两个以上的相结合起来，获得理想的结构。而

6、相界面的润湿性、化学反应以及组分的溶解对相界面的结合都有着重要的影响。第一，熔融金属与陶瓷相的润湿性要良好，这是决定金属陶瓷性能优劣的主要条件之一。第二，金属相与陶瓷相之间不发生剧烈的化学反应，如果反应太剧烈，纯金属相就会变成金属化合物，而无法达到用金属来改善陶瓷脆性的目的。第三，金属相和陶瓷相的热膨胀系数相差不可过大，对于单一材料来说膨胀系数愈小，抗热震性愈好。但对金属陶瓷来说，除考虑整体膨胀系数外，还要考虑组元材料热膨胀系数的差别，这种差别如果太大，便会使材料在急冷、急热条件下产生巨大的热应力，甚至使材料产生裂纹或断裂。金属相与陶瓷相间的润湿性问题当液体金属与固体陶瓷接触时就会形成一个界面

7、，如图1 所示 通常人们用接触角（）来表示两相间润湿性的好坏，式中sv-陶瓷基体表面能，sl-陶瓷基体与金属液滴间固液界面能，lv-金属液滴表面能 。90表明金属不润湿陶瓷，90表明金属润湿陶瓷。一般来讲，润湿性越好，两相结合越好。改善两相的润湿性的方法第一，在金属陶瓷中加入第二种点阵类型与第一种金属相同的多价金属 ，加入合金元素改善润湿性有三种机制 降低液相（金属基体）的表面张力 降低固/液界面能在固液界面参与界面反应。第二，加入少量其它氧化物（如V2O5 MoO3 WO3）其熔点应比金属陶瓷的烧结温度低，又能被氢还原成高熔点金属，这些被还原的新生态金属微粒子附着在陶瓷表面，具有很高的化学活

8、性，可以显著地促进两相的润湿。改善两相的润湿性的方法第三，提高陶瓷组分的细度、分散度及增加表面缺陷来改善两相间的润湿性。陶瓷细度以及分散度的加大必然增大了陶瓷相的比表面积和反应活性，增加表面缺陷可起到加大陶瓷表面能的作用，同样提高了陶瓷相的反应活性从而促进了润湿。第四，使用涂层技术。陶瓷表面的金属涂层或经表面处理后可以提高表面能，用新形成的金属陶瓷界面代替原来结合性不好的界面，从而提高了润湿性，Ni 涂层用于Al基复合材料效果比较明显，Ni可以和Al 反应形成稳定的金属间化合物NiAl 3，Ni2Al3等。但有一个缺点，这些化合物是脆性相。金属陶瓷具有高硬度、高强度、耐磨损、耐高温等优点，在国防及民用领域有着非常广阔的发展前景。硬质合金是工业应用最早、用量最大的一类金属陶瓷，在切削工具、磨具、耐磨、耐热、耐蚀等方面得到广泛应用，并由此促进了以氧化物、硼化物、氮化物、碳氮化物陶瓷相为硬质相的金属陶瓷的发展。国内在此领域的研究还非常有限，体现在： （1）所选用的金属间化合物和与之匹配的陶瓷基体形成复合材料的体系还很有限，因此，寻求更多更合理的金属间化合物与陶瓷相复合的陶瓷基金属间化合物复合材料是一项有意义和必要的工作； （2）目前所报道的金属基陶瓷复合材料的机械性能不尽理想，在高温强度方面、高温蠕变性能方面的研究也十分有限，使得金属基陶瓷复合材