东北大学Fan, Yonggang：通过金刚石/Cu-Sn-Ti复合材料的界面反应层特性实现最佳Ti含量
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Ceramics International
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Achieving optimal Ti content via interfacial reaction layer characteristics of diamond/Cu–Sn–Ti composites
Fan Y.; Li K.
Published：2024-01-01
DOI：10.1016/j.ceramint.2024.04.131
研究背景
在当今社会，超硬磨料产品在工业领域有着重要应用，然而，钻石/铜锡钛复合材料的制备和性能优化一直存在挑战。如何提高复合材料的耐磨性和界面反应层特性一直是研究的焦点。
研究内容
一项最新研究发表在《Ceramics International》期刊上，通过在1223K下采用火花等离子烧结制备了钻石/铜锡钛复合材料，以探究Ti含量对整体复合材料润湿性、界面反应层厚度和耐磨性的影响。研究发现，当Ti含量低于5wt%时，仍然观察到完全未涂覆和部分涂覆的钻石颗粒，表明润湿性不足，界面反应层较薄。当Ti含量为5wt%时，所有钻石颗粒均完全涂覆，生成了连续稳定的由TiC组成的界面反应层，厚度达到1.72μm的峰值。然而，当Ti含量超过5wt%时，出现了脆性Cu41Sn11相的形成，导致耐磨性下降。研究结果显示，Ti含量为5wt%时获得了最小的重量损失。
研究意义
该研究揭示了在钻石/铜锡钛复合材料中，5wt% Ti含量是实现最佳性能的关键。此外，利用FIB-TEM技术确认了界面反应层主要由邻近钻石的连续TiC层和填充金属中不连续的TiC层组成，构成了高强度冶金界面结合层的形成。
希望通过这项研究，未来可以优化超硬磨料产品的制备工艺，提高其性能，为工业领域带来更多创新和进步。
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