西双版纳双金属复合耐磨管

 对材料性能的系统测试考察烧结助剂含量对双金属复合耐磨管材料力学性能及热导率的影响规律。研究结果表明，以CeO2为烧结助剂，氮化硅的相变转换率为**；当CeO2含量不**过8mol%时，氮化硅晶界相的构成主要为Ce4.67（SiO4）3O、Si2ON2以及Ce2Si2O7，其结晶析出状况随烧结助剂含量增加呈规律性变化；晶粒尺寸随烧结助剂含量增加变化微弱长柱状晶数目增多。采用适当的烧结助剂可有效提高双金属复合耐磨管的热导率，增加双金属复合耐磨管断裂韧性，促进材料性能完善。
选择α-Si3N4为烧结原料，以CeO2为烧结助剂，在烧结温度为1800℃，烧结时间为1h，单轴压力为30MPa条件下热压烧结制备出不同烧结助剂含量的高致密氮化硅陶瓷材料。本文通过对所制备氮化硅陶瓷材料的物相分析、微观形貌分析的表征，研究烧结助剂含量变化对双金属复合耐磨管晶界相构成、相变率及晶粒尺寸的作用机理，通过烧结助剂CeO2通过对晶界相及微观结构的影响作用于氮化硅陶瓷材料相对密度、强度、硬度及断裂韧性，CeO2含量变化对双金属复合耐磨管材料力学性能影响显着。
当CeO2含量不**过7mol%时，氮化硅陶瓷材料的热扩散系数及热导率随CeO2含量增加而升高，CeO2含量由1mol%增加至7mol%时，双金属复合耐磨管热扩散系数增加50%，热导率增加38.7%。且氮化硅热传导导机制为声子导热，其热导率的大小依赖于氮化硅晶粒的净化程度双金属复合耐磨管具有高性能(如强度高、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、抗氧化、耐腐蚀性好等).

双金属复合耐磨管其力学性能好,抗氧化性的研究也取得了突破性进展。采用ＳＥＭ、ＴＥＭ等分析手段，研究了双金属复合耐磨管在低应变速率下的拉伸行为。结果表明：单晶**合金ＤＤ３在拉伸过程中，滑移具有强烈择优性；宏观断口都比较平坦，但在微观上均呈现塑断特征；拉伸变形时位错对切割γ′粒子是其主要的变形机制。为了提高气体透平机、喷气发动机的输出功率及效率,要求开发高温下具有高强度及抗氧化性的Ni基**合金。
观察表明，粘结相γ与WC的湿润性良好，因此用双金属复合耐磨管作硬质合金的粘结相，不仅可节约战略物质Co，而且有可能使硬质合金的性能提高，使用范围扩大。双金属复合耐磨管替代Ni基**合金、将燃气轮机进气温度提高到1500℃的高温材料研究项目。该项目以难熔金属中密度小、室温塑性好的Nb为基材,通过固溶强化和复合弥散强化改善双金属复合耐磨管的高温强度和韧性,通过多层膜和梯度组成膜进行抗氧化性和耐蚀性的表面改性,收到了较好的成效。
通过6年的努力,研制成功了具有较高高温强度的Nb基固溶体合金(Nb-W-Mo系)和Nb基复合材料(Nb-W-Mo-Si-HfC系),当双金属复合耐磨管中添加过量的Re,W,Mo等强化元素时,在高温环境下就析出拓朴密堆积相(TCP相),反而使高温强度显着下降。近年来的研究发现,添加铂族元素能够抑制TCP相的析出,因此含有铂族元素的双金属复合耐磨管可以添加比*3代Ni基合金更多的强化元素,实现抑制TCP相的析出,使合金具有优异高温强度,但这种合金的抗氧化性能有下降的趋势。