《表3 Ti (C, N) 基金属陶瓷的荧光光谱分析结果》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《"w(Co)/w(Ni)对Ti(C,N)基金属陶瓷高温氧化和耐腐蚀性能的影响"》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

表3所列为Ti（C，N）基金属陶瓷的荧光光谱分析结果。从表3看出，实际的Co与Ni的含量与设定含量几乎一致，说明烧结过程中没有产生金属相的大量损失。Co含量略微偏高，可能是球磨过程中由硬质合金球引入的。图1所示为金属陶瓷的SEM形貌。由图可见所有Ti（C，N）金属陶瓷都表现出明显的核壳结构，即黑色核相和灰色壳相；EDS分析结果表明黑色核相的成分为Ti（C，N），该相是保留下来的原始Ti（C，N）颗粒；壳相有2种存在形态，分别为内环相和外环相（见图1 （b）） ，内环相为富W的复杂碳氮化物固溶体，在固相烧结过程通过元素的扩散在Ti（C，N）颗粒表面形成固溶体，外环相为富W、Mo的复杂碳氮化物固溶体，是在液相烧结过程中通过固溶析出机制在Ti（C，N）颗粒表面以固溶体的形式析出而形成的；核相和壳相形成的核壳结构为陶瓷相，主要为材料提供硬度。Ti（C，N）晶粒均匀分布，图1（e）所示为以纯Ni为粘结相的金属陶瓷T5的显微形貌，相较于其它样品，T5中灰色相所占比例最大且与粘结相之间没有明显界限，这说明Ni与碳化物之间相互固溶形成了均匀的复杂固溶体；黑色核相的尺寸均匀细小，分布零散。EDS结果表明白色环相为富W的复杂碳氮化物固溶体，根据文献报道，该固溶体相是在固相烧结过程中通过元素扩散而形成的[2，18]。当加入少量Co时，材料的显微组织发生巨大的改变，与T5相比，w（Co）/w（Ni）为3/7的T4中，黑色相所占比例显著提高（图1 （d）所示） ，环相变薄，陶瓷相晶粒尺寸的离散性增加，并且部分陶瓷颗粒没有完全被环形相包裹，如图1（d）中箭头所示。以纯Co为粘结相的金属陶瓷T1（图1 （a）所示） ，有明显的白色不规则相存在，核相尺寸较大，其周围包覆的环形相较厚，部分核相周围包覆着白色内环和灰色外环两层环形相，这是由于金属Co对于陶瓷相有良好的润湿性，在烧结过程中固液两相接触面积大，固溶析出过程进行得较充分，从而形成较厚的环形相。与T1相比，添加少量Ni的T2中（w （Co）/w（Ni）为7/3，图1（b）所示） ，陶瓷相颗粒明显细化，不规则白色相增多，通过能谱分析可知白色相的主要成分为W和Ti，存在少量Co和Mo，表明该相为富W碳化物固溶体，为烧结过程中Ti、Mo等元素扩散进入WC相中形成的富钨碳化物固溶体，同时在T2中黑芯–白色内环–灰色外环结构的数量增多。图1（c）所示为Co和Ni以等比例添加（即w （Co）/w（Ni）=1） 的金属陶瓷T3的显微组织，可见陶瓷颗粒大小均匀且被环形相包覆的程度较高，具有较多的黑芯–白色内环–灰色外环结构存在（如图1 （c）中箭头所示） ，该结构的形成过程分为2个阶段，首先在固相烧结阶段，没有液相形成，随温度不断升高，元素扩散愈加剧烈，W、Mo、Ti元素相互扩散使得Ti（C，N）颗粒表面溶入W、Mo元素而形成一层白色的富W复杂碳氮化物环形相，当温度继续升高达到粘结相的液相形成温度后，液相开始流动，填充空隙并包裹硬质相颗粒，各元素通过固溶–析出机制在硬质相周围形成一层复杂的碳氮化物固溶体环形相，在背散射电子像下其颜色为灰色；在整个烧结阶段形成双环相，即构成显微组织中的黑芯–白色内环–灰色外环结构。综合比较不同成分粘结相的金属陶瓷的组织可看出，T3的核壳结构最均匀且所占比例最高，同时环相对核相的包覆程度最高，该形貌源于合适的w（Co）/w（Ni）比，使得粘结相具有良好的润湿性来充分填充到颗粒间的缝隙中，同时也具有良好的固溶性以促进固溶析出过程的进行，从而促进环形相的形成。