超细硬质合金材料的快速制备机理及原料尺度效应研究

利用放电等离子烧结(SPS)技术制备WC-Co超细硬质合金具有显著优势，但目前关于类陶瓷-金属复合体系SPS制备的特殊原理和规律的研究极为有限。本项目以超细硬质合金材料的SPS快速制备机理为首要研究对象。系统阐明WC、Co粉末直接烧结和WO3＋Co3O4＋C混合粉末原位反应烧结这两种SPS快速制备路线的科学机制。模拟计算电流在模具和不同物性的原料粉末之间的分配，为SPS工艺参数对烧结体致密度、晶粒尺寸及还原和化合反应的作用给出定量化描述。对于短流程SPS制备路线，原料粉末间粒径匹配和结合状态对致密化及反应合成过程有重要影响，故以超细硬质合金SPS制备过程和显微组织及性能的原料尺度效应为第二研究对象。揭示其对烧结合成动力学、晶粒尺寸及分布和材料综合性能影响的物理本质及规律。以上述研究为指导，优化确定超细硬质合金材料的SPS制备路线和工艺参数，以及原料粉末间最佳粒径匹配、结合状态及相应预处理。