納米硬質(zhì)合金材料的工業(yè)化應(yīng)用尚有待時日

時間：2015-11-11 11:14:01 來源：中國機(jī)械網(wǎng) 點(diǎn)擊量：390

    
　　納米技術(shù)是近年來發(fā)展迅速的一門新興技術(shù)。當(dāng)材料的晶粒尺寸達(dá)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(dāng)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(kuò)張阻力提高，從而可獲得優(yōu)異的力學(xué)性能（如斷裂韌性、抗彎強(qiáng)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(shí)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(xì)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(qiáng)化是改善細(xì)晶粒硬質(zhì)合金材料性能的有效途徑。

　　納米復(fù)合強(qiáng)化機(jī)理主要是因?yàn)閺浬⒃谟操|(zhì)合金基體材料中的納米顆粒具有彌散增韌作用。當(dāng)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(dá)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(jìn)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粒可抑制硬質(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(jī)械性能。