中國粉體網(wǎng)訊 納米技術(shù)是近年來發(fā)展迅速的一門新興技術(shù)。當材料的晶粒尺寸達到納米級,就會產(chǎn)生許多特異性能。由于納米材料具有較大界面,界面上的原子排列相當混亂,在外力變形條件下極易遷移,因此使材料表現(xiàn)出良好的韌性與延展性。納米刀具材料的顯微結(jié)構(gòu)物相具有納米級尺度,由于尺寸效應(yīng)的作用,晶界面積增大,抗裂紋擴張阻力提高,從而可獲得優(yōu)異的力學性能(如斷裂韌性、抗彎強度、硬度等),表現(xiàn)出良好的切削性能。
由于生產(chǎn)工藝不成熟、價格昂貴以及燒結(jié)過程中納米晶粒容易發(fā)生瘋長等原因,迄今世界上還沒有一家公司實現(xiàn)100nm粒度硬質(zhì)合金材料的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。因此,納米硬質(zhì)合金材料的工業(yè)化應(yīng)用還有待時日。但是人們發(fā)現(xiàn),在細晶粒硬質(zhì)合金基體中加入納米顆粒,也可使硬質(zhì)合金基體材料的硬度、韌性等綜合性能有較大提高。因此,采用納米復(fù)合強化是改善細晶粒硬質(zhì)合金材料性能的有效途徑。
納米復(fù)合強化機理主要是因為彌散在硬質(zhì)合金基體材料中的納米顆粒具有彌散增韌作用。當在基質(zhì)材料中加入高彈性模量的第二相粒子(納米顆粒)后,這些粒子在基質(zhì)材料受到拉伸作用時將阻止橫向截面收縮,而要達到與基體相同的橫向收縮,就則增大縱向拉應(yīng)力,這樣就可使材料消耗更多能量,起到增韌效果。同時,高彈性模量顆粒對裂紋可起到“釘扎”作用,使裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn)、繞道,從而耗散裂紋前進的動力,起到增韌作用。此外,彌散在硬質(zhì)合金基體材料中的納米顆?梢种朴操|(zhì)合金晶粒在燒結(jié)過程中的長大,綜合提高硬質(zhì)合金材料的機械性能。
由于生產(chǎn)工藝不成熟、價格昂貴以及燒結(jié)過程中納米晶粒容易發(fā)生瘋長等原因,迄今世界上還沒有一家公司實現(xiàn)100nm粒度硬質(zhì)合金材料的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。因此,納米硬質(zhì)合金材料的工業(yè)化應(yīng)用還有待時日。但是人們發(fā)現(xiàn),在細晶粒硬質(zhì)合金基體中加入納米顆粒,也可使硬質(zhì)合金基體材料的硬度、韌性等綜合性能有較大提高。因此,采用納米復(fù)合強化是改善細晶粒硬質(zhì)合金材料性能的有效途徑。
納米復(fù)合強化機理主要是因為彌散在硬質(zhì)合金基體材料中的納米顆粒具有彌散增韌作用。當在基質(zhì)材料中加入高彈性模量的第二相粒子(納米顆粒)后,這些粒子在基質(zhì)材料受到拉伸作用時將阻止橫向截面收縮,而要達到與基體相同的橫向收縮,就則增大縱向拉應(yīng)力,這樣就可使材料消耗更多能量,起到增韌效果。同時,高彈性模量顆粒對裂紋可起到“釘扎”作用,使裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn)、繞道,從而耗散裂紋前進的動力,起到增韌作用。此外,彌散在硬質(zhì)合金基體材料中的納米顆?梢种朴操|(zhì)合金晶粒在燒結(jié)過程中的長大,綜合提高硬質(zhì)合金材料的機械性能。