根據金屬陶瓷中主要非金屬相的種類可分為五種類型:氧化物基、硼化物基、碳化物基、碳氮化物基和含有石墨或金剛石狀碳的金屬陶瓷。
氧化物基金屬陶瓷
氧化鋁基金屬陶瓷可用作切削工具,適用于高速切削。用鉻作金屬組分的氧化鋁基金屬陶瓷機械強度高,用鐵作金屬組分的氧化鋁基金屬陶瓷硬度高、耐磨、耐腐蝕、熱穩定性高。
二氧化鋯基金屬陶瓷是一種能用金屬粘結的陶瓷,可以制成耐火材料。用5%~10%原子濃度的鈦粘結的二氧化鋯基金屬陶瓷可以制成適用于制造稀有和活性金屬的坩堝材料。
用鎢作粘結金屬的氧化鈹基金屬陶瓷熱抗熱震性較好,由鎢或鉬作粘結金屬的二氧化釷基金屬陶瓷可制成用于電子工業的產品。由鋁、不銹鋼或鎢粘結的可裂變的二氧化鈾金屬陶瓷可用作為核反應堆堆芯的燃料元件。
硼化物基金屬陶瓷
二硼化鈦陶瓷具有高溫硬度極高、彈性模量高、抗氧化性高、密度和電阻率低、與金屬的粘著性和摩擦系數低、熱傳導性好、化學穩定性好等優點。
用質量分數0.02~0.05的硼粘結的硼化鋯基金屬陶瓷可以在極高溫度下使用,用質量分數0.15的碳化硅和硼化鋯反應可進一步增強硼化鋯的抗氧化性。
碳化物基金屬陶瓷
碳化鎢基金屬陶瓷是碳化物基金屬陶瓷中研究最多、應用最廣的一類金屬陶瓷,納米碳化鎢-鈷基金屬陶瓷能夠保證材料的高機械性能。
由于碳化鈦陶瓷的熔點高于碳化鎢,抗氧化性遠優于碳化鎢,而密度只有碳化鎢的1/3,且耐磨性好,因此常用來代替納米碳化鎢-鈷基金屬陶瓷用于切削刀具工業。
以碳化鉻為主要組分,用鎳、鎳鉻合金或鎳鎢合金作粘結金屬的金屬陶瓷密度低、熱膨脹系數低、高溫抗氧化性好、耐磨、耐腐蝕,在工具和化學工業中得到了廣泛應用。
碳氮化物基金屬陶瓷
鈦(碳,氮)基金屬陶瓷硬度高、強高度、耐高溫和耐磨性能好、韌性良好、密度小、導熱率高。鈦(碳,氮)基金屬陶瓷可制成各種微型可轉位刀片,用于精鏜孔和精孔加工以及“以車代磨”等加工領域。
含石墨或金剛石狀碳的金屬陶瓷
石墨-金屬組合物材料可用于制造電動機和發動機的金屬電刷、較低摩擦速度和低接觸壓力下的滑動觸頭、制動器襯面和離合器襯片,在金屬基體內加入金剛石組成的金屬陶瓷可制造研磨、拋光、鋸開、切割、修整和整形工具。
金屬陶瓷作為先進的高溫復合材料,其兼顧了金屬的高韌性、可塑性和陶瓷的高熔點、耐腐蝕、耐磨損等特性,在航空航天、溫度測量、核能及加工制造等領域中擁有廣闊的應用前景。
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