金屬陶瓷材料的制造方法

         由于“金屬陶瓷”和“硬質(zhì)合金”兩個(gè)學(xué)科術(shù)語(yǔ)沒(méi)有明確的分界，所以具體材料也很難劃分界線。在早期，Campbell曾說(shuō)過(guò)，金屬陶瓷的其他名詞還有“Ceramals、Ceramets、(；emented Car-bides”等。可見(jiàn)他把“硬質(zhì)合金”歸人到“金屬陶瓷”之內(nèi)。雖然從材料組元看，沒(méi)有理由不把“硬質(zhì)合金”歸人“金屬陶瓷”，特別是近年來(lái)發(fā)展的無(wú)鎢(多半為Tic基)硬質(zhì)合金。但由于硬質(zhì)合金的發(fā)展較早，在“金屬陶瓷”名詞出現(xiàn)之前，“硬質(zhì)合金”這一名詞早已為人們所普遍接受，所以以工具應(yīng)用為主要目的的這類材料就不歸人“金屬陶瓷”，也不作“金屬陶瓷”的子名詞對(duì)待。但當(dāng)wC—C0、wC(TiC、TaC)一C0這類材料用作其他目的時(shí)，又常作為金屬陶瓷進(jìn)行討論。例如Kieffei在討論wC—C0作葉片材料應(yīng)用時(shí)，就把它放在金屬陶瓷一條內(nèi)。另一方面，IJenel又將金屬摩擦材料、彌散型核燃料、金屬粘結(jié)金剛石工具等都?xì)w人金屬陶瓷。
        金屬陶瓷的制備可用粉末燒結(jié)法、浸漬法和熱壓法等工藝，金屬陶瓷一般在高于金屬熔點(diǎn)但低于陶瓷熔點(diǎn)的溫度下燒結(jié)，因此，在燒結(jié)過(guò)程中有液相出現(xiàn)。根據(jù)液相與固相之間有無(wú)化學(xué)反應(yīng)，可把金屬陶瓷的燒結(jié)分為兩種類型。
        (1)固一液相間不發(fā)生反應(yīng)體系的燒結(jié) 在這一體系的燒結(jié)中，固相在液相中的溶解度小到可以忽略的程度。根據(jù)坯體中液相量的多少，又可分為三種情況：

        1)液相量很少，但能與固相完全潤(rùn)濕(θ=O。)。這時(shí)，液相形成薄膜包裹在固相顆粒表面。在表面張力作用下，將鄰近的顆粒拉緊，但不能使坯塊中的孔隙封閉。由于液相量少，顆粒滑移和重排較難。

        2)液相量增加到一定程度，坯塊中的孔隙大部分被液相填滿。坯塊中出現(xiàn)孤立的閉孑L。在液相表面張力的作用下，氣孑L內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)指向氣孔中心的負(fù)壓力。這個(gè)負(fù)壓力使坯塊中的固體顆粒在金屬液相中互相滑移并進(jìn)行重排，坯體進(jìn)一步收縮。因此比第一種情況致密。

        3)當(dāng)液相量多到可以填滿所有孔隙時(shí)，固體顆粒很容易產(chǎn)生“流動(dòng)"并進(jìn)行重排。坯塊達(dá)到高度致密。

        (2)固相在液相中有某種溶解度系統(tǒng)的燒結(jié)這種體系的燒結(jié)除同第一種情況一樣，存在液相生成、顆粒重排等液相燒結(jié)現(xiàn)象外，還存在溶解一析出效應(yīng)。即固相顆粒表面的原子逐漸溶解于液相中。小顆粒、顆粒表面的棱角和凸起部位(具有較大的曲率)優(yōu)先溶解。由于平衡濃度差的原因，溶解物質(zhì)又在大顆粒或顆粒具有負(fù)曲率的表面析出。從而使小顆粒消失，大顆粒長(zhǎng)大并變得平滑和球化。典型的重合金的液相燒結(jié)屬于這種體系。這一體系的合金往往具有好的性能。
相關(guān)閱讀：
熔融金屬(合金)與陶瓷相的潤(rùn)濕性
特種陶瓷材料金屬陶瓷的定義
特種陶瓷材料普通固相燒結(jié)方法
特種陶瓷材料反映燒結(jié)方法
氧化鋯陶瓷熱致密化方法