(Ti,Me)C-Fe金属陶瓷界面电子结构与性能的关系.pdf

第38卷 增刊2 稀有金属材料与工程 V01．38．Suppl．2 RARE MATERlALSAND 2009年12月 METAL ENGINEERING December2009 吴一1，龙 飞1,2中玉芳1，一，徐文武4邹正光1 (1．桂林理工大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室，广西桂林541004) (2．武汉理工大学新材料国家重点实验室，湖北武汉430000) (3．广西大学，广西南宁530004) (4．北京工业大学，北京100022) 摘 要：根据固体与分子经验电子理论(EET)以及异相界面电子结构模型，系统计算了(Ti，Me)C／Fe系列金属陶瓷界面 电子结构(Me=Mo、W、V、Nb、Ta)，初步分析了其界面电子结构与界面润湿、金属陶瓷力学性能之间的关系，结果表 明：Me的添加使TiC／Fe金属陶瓷界面电子密度增大，界面润湿改善，改善界面润湿的能力从大到小排列为：Mo、W >Nb、Ta>V：另外，Me的加入使TiC／Fe金属陶瓷界面电子密度差增大，界面应力增大，有利于陶瓷晶粒的细化和提 高界面结合强度，Mo、W添加剂能有效提高Tic／Fe金属陶瓷界面强韧性。 关键词：TiC／Fe金属陶瓷；(Ti，Me)C／Fe界面电子结构；EET；力学性能 中图法分类号：TQl74．75+8．1l文献标识码：A 文章编号：1002．185X(2009)$2．0525．04 碳化钛基金属陶瓷以其优良的性能而具有广泛的 用途。目前，对其陶瓷相和金属相的研究取得了许多 属界面电子结构主要参数——界面结合因子，分别见 成果，但是由于陶瓷相与金属相在物理、化学性质等 表1～表5。具体计算过程见参考文献[3】。 方面存在很大差异，使金属／陶瓷界面问题变得非常复 杂，尤其是有关界面结构与力学性能的关系，从空间 表1 陶瓷相(Til小0)C，Fe的界面电子结构 Table1 luterfucialelectronstructure 尺寸上往往涉及多个层次，许多科学家用多种理论方 of(Tit。Wx)C／Fe 法进行研究。 0 6884 O 8 l786 20世纪70年代末，中国科学家余瑞璜提出了固 8 3 m 体与分子经验电子理论(EET)【1'2】，EET理论在钢中的 2 73824 30 8 J91 858 5 83483 3O 8 442254 应用获得了巨大的成功。近几年，国内部分研究人员 8 8O929 3O 8 437213 运用EET理论对金属／陶瓷复合材料进行了初步研究， O． 9一 2_7—3—4— 3_ 8一 0_2—4．2— 取得了一定的成果【3~5】。本研究以EET理论为基础， 咖毗吣呲¨一 O一 昭昭昭昭盼一 4一6一