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Al2O3陶瓷刀具有硬度高,耐磨性好、耐热性高（1300-1400℃）,切削加工性良好的特点,同时Al2O3的价格低廉,原料丰富,故而最有希望成为未来广泛使用的刀具。但是纯Al2O3陶瓷刀具因强度较低,脆性大,焊接较难,未能广泛使用。据文献报道,Al2O3中添加各种碳化物（TiC、WC、SiC）,经过热压成型,可以改善其性能。与碳化物相比,氮化物对钢类材料的亲和性小,切削润湿性好,刀片与被加工材料的摩擦较小,从而可延长刀片使用寿命。所以,出于增韧增强和延长刀具寿命的考虑,本文选用超细TiC0.7N0.3作为硬质第二相,（Ti,Ni）混合粉末作为延性第二相,采用热压烧结来制备陶瓷复合材料。TiC0.7N0.3是TiC和TiN形成的连续固溶体。由于该固溶体的两种组元与基体存在热膨胀系数和弹性模量的失配,选用TiC0.7N0.3作为硬质相,希望制备的材料能得到TiC和TiN各自的优良性能,加入的硬质颗粒能发挥增强增韧的效应。金属Ni具有较好的延展性和粘接性,有优越的增韧效果。本实验结果表明,（Ti,Ni）混合粉末中Ni含量为100at.%时,材料的韧性最高,KIc值达7.91MPa·m1/2。但是Ni对基体的润湿性较差,热压温度下Ni对Al2O3润湿角约为128°,故而加入金属Ti。Ti对基体和硬质相的润湿性比较好,所以可能起到桥梁作用。本文主要从混料方式、热压工艺、TiC0.7N0.3的含量和（Ti,Ni）混合粉末中Ni的含量三个方面去改善Al2O3-TiC0.7N0.3陶瓷刀具的力学性能。实验采用溶剂溶质质量比1:1、球磨方式为滚动球磨时,得到的粉体分散效果较好,制备的材料力学性能较高。在热压压力方面,本实验加压到33MPa,已经得到相当致密的烧结体。最终,热压温度为1550℃,热压压力为33MPa,TiC0.7N0.3含量为30wt.%,（Ti,Ni）混合粉末含量为5vol.%,其中Ni的含量为50at.%时材料的综合性能最好,相对密度和维氏硬度为99.44%和20.1GPa;抗弯强度和断裂韧性分别达到661MPa和6.47MPa·m1/2。值得一提的是,在上述条件下,TiC0.7N0.3含量在20wt.%-30wt.%之间变动,可能得到性能更好的复合材料,这有待于进一步试验。另外,本实验还比较了IM法与SENB法测量断裂韧性KIc值的差异。IM法相对于SENB法,简便经济,但可信度不如SENB法。选择适当计算公式时,也可以得到与SENB法一致的结果。本文选用公式KIc=1.3627H0.5E0.5a2c-1.5计算IM法的KIc值,得到的数值稍微偏大,整体上与SENB法计算的断裂韧性值基本保持一致。
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