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“刀枪水火不入”的陶瓷制品,都会用到哪些非氧化物陶瓷粉体?
2020年07月24日 发布 分类:行业要闻 点击量:475
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俗话说真金不怕火炼,指的是正确的事物经得起考验。虽然金子的化学稳定性很好,但它的熔点并不高,因此在高温下依旧会被烧融化。套用现代科技背景,这句话可能更适合说成“真·陶瓷不怕火炼”。

高温陶瓷 

与金属或塑料相比,特种陶瓷在高温、高压、强腐蚀等条件下确实具有更大的应用优势。但如果是非常极端的条件(如超高温或多种极端条件并行),也不是每种陶瓷材料都能够hold住的。比如说高端的航天、军工、核能领域,或是平民一些的切削刀具领域,它们对陶瓷材料的耐高温、耐磨、耐腐蚀、使用寿命等方面都有极高的要求,这些都是普通陶瓷无法满足的。

但既然有需求,就会有供应。专门从事该类陶瓷的研发生产工作的企业虽然不多,但胜在够“精”,比如说吉林长玉特陶新材料技术股份有限公司(下称:长玉特陶)就是其中之一。粉体圈在此前也曾介绍过长玉特陶,它是一家通过ISO认证的国家高新技术企业由龙翔投资控股集团有限公司及哈尔滨工业大学合资成立,主攻600nm以下超细非氧化物粉体的量产,包括钛、锆系碳化物、氮化物、硼化物等,下面便以长玉特陶的产品为例,说说这些陶瓷粉体都发挥了些什么作用。

长玉特陶的产品目录

长玉特陶的产品目录 

1、Ti(C1-x,Nx)碳氮化钛

碳氮化钛的分子式是Ti(C1-x,Nx)TiC和TiN是构成Ti(C1-x,Nx)的基础,它们均具有面心立方点阵的NaCl型结构,这种晶体结构使TiN和TiC可形成连续固溶体。以Ti(C,N)粉体为主要原料,Co-Ni为黏结剂,其它碳化物如WC、Mo2C、(Ta,Nb)C、Cr3C2VC、AlN等为添加剂,可制成Ti(C1-x,Nx)基金属陶瓷。

应用上,Ti(C1-x,Nx)粉体可应用于多个行业,整体偏结构陶瓷类,如各类刀具。在相同的切削条件下,Ti(C1-x,Nx)基金属陶瓷刀具的耐磨性远远高于W-Co硬质合金在钢铁和有色金属精加工领域,Ti(C1-x,Nx)基金属陶瓷刀具有寿命长加工表面光洁度的优势。

比如说日本京瓷近十年推出了数种新型金属陶瓷工具,被加工表面质量和长寿命远超传统牌号,广受钢和铸铁加工行业认可,引领了金属陶瓷工具材料未来十年的发展方向。对一系列新型金属陶瓷工具的研究发现,优异性能主要得益于内部的超细晶结构,而制造超细晶的前提条件便是利用形貌良好、粒径分布均匀的超细碳氮化钛粉为主要原材料。

左图为Ti(C1-x,Nx)粉体的SEM照片,右图为超细晶金属陶瓷SEM照片 

左图为Ti(C1-x,Nx)粉体SEM照片    右图为超细晶金属陶瓷SEM照片

2、TiC碳化钛

碳化钛典型的过渡金属碳化物,灰色金属状,面心立方系结构具有高熔点3140±90℃、高硬度、高杨氏模量、高化学稳定性、耐磨和耐腐蚀、良好的电导和热导等特性

左图为TiC粉体SEM照片,右图为TiC粉体包装图 

左图为TiC粉体SEM照片      右图为TiC粉体包装图

应用:在较为宽泛的硬质合金、金属陶瓷及特种陶瓷制品制造领域,TiC可作为基体材料或添加剂在原有的工艺链条上进行使用,提升烧结制品综合性能,如降低摩擦系数,提高耐磨性能,提高硬度强度,提高耐腐蚀性等,因此非常适合于高端结构制品领域有工艺改进或材料体系换代需求的企业

3、ZrC碳化锆

ZrC的熔点极高,达3540℃,具有耐高温、抗氧化、高强度、高硬度、导热性良好的特点是一种重要的高熔点、高强度和耐腐蚀的高温结构材料,并具有高效吸收可见光,反射红外线和储能等的特性。长玉特陶所制备的超细碳化锆粉体具有优异的烧结活性和易分散性,可作为各类超高温材料、硬质合金以及涂层的主材和添加剂。

左图为ZrC热压烧结专用牌号SEM照片,右图为ZrC常规牌号SEM照片 

左图为ZrC热压烧结专用牌号SEM照片     右图为ZrC常规牌号SEM照片

应用ZrC粉体现有常规脱铪两种规格常规ZrC可用于超高温陶瓷脱铪ZrC主要用于对铪含量敏感的核能领域。另外,ZrC也和TiC一样可用于提升烧结制品的各种综合性能,因此同样能够满足对高端结构制品有工艺改进或材料体系换代需求的企业

总结

整体来看,虽然这些陶瓷粉体似乎都比较“冷门”,但它们在重要的细分领域往往能起到不可取代的作用。值得一提的是,凭借哈工大航空航天特陶超细粉体制造技术,由长玉特陶生产的超细陶瓷粉体相比于传统工艺生产的陶瓷粉体具有粒度分布窄、流动性好、杂质含量少、烧结活性高特点;相比于化学合成法制备的粉体,又兼具氧含量低,质量稳定的优势。

据长玉特陶的相关负责人介绍,目前这些非氧化物陶瓷粉体已经在多个高端数控工具和特种陶瓷科研、产业项目中实现应用,有效提升了研发技术指标和相关产品的市场竞争力。日后,他们还将继续拓展应用意在通过该技术开发更多类型的超细非氧化物陶瓷粉体

粉体圈 小榆

 

 

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