复合粉是一种特殊的粉末,其中每个颗粒都包含两种或更多种不同的成分。它可以分为混合型复合粉和包覆型复合粉。后者具有独特的核壳结构,由核心粒子和覆盖层组成,实现了颗粒级别的均匀混合。
形态特点
纳米复合粉形貌
纳米碳化钨钴复合粉体因其在工程领域的潜在应用价值而备受关注。研究人员使用偏钨酸铵、可溶性钴盐和有机碳源作为原材料,通过喷雾转化法和连续低温还原碳化法制备了此类复合粉体。他们研究了喷雾转化过程中的四个关键因素——溶液浓度、进料速度、离心转速和转化温度——对复合粉体松装密度、WC晶粒度及其微观形态的影响。
对粉末性能的影响
通过正交实验设计,研究人员评估了这些因素对复合粉体性能的影响。他们的研究表明,离心转速是影响松装密度的最大因素。此外,离心转速也显著影响WC晶粒度,因为较高的转速会导致更小的液滴,进而产生更细小的WC晶粒。
对粉末形貌的影响
扫描电镜图像显示,制备的纳米碳化钨钴复合粉体呈球形,Co元素均匀分布在WC颗粒上。复合粉体在900℃的温度下经过还原碳化处理后,形成了具有空壳球形结构的颗粒。这种结构是由液滴表面水分快速蒸发形成的薄壳,随后内部溶液的迁移和蒸发形成的空隙所共同作用的结果。然而,当离心转速和转化温度较高时,粉末颗粒可能会出现破裂。
应用效果
对定径水口的影响
在定径水口的制造中,添加适量的AlO-ZrO复合粉有助于改善其性能。通过对不同样品的X射线衍射分析,发现随着复合粉加入量的增加,烧成制品中立方相ZrO的含量逐渐减少,而单斜相的含量相应增加。这种变化归因于ZrO在不同温度下的相变特性,以及稳定剂MgO和AlO的相互作用。扫描电镜和能谱分析表明,添加复合粉后的定径水口烧成后,氧化锆基体中均匀分布着第二相粒子,包括柱状氧化锆和镁铝尖晶石。这种结构和组成的变化提高了定径水口的强度和韧性,同时也增强了其热震稳定性。
过量添加的影响
然而,如果过度添加复合粉,则可能导致定径水口的结构松散,颗粒之间排列不紧密,结合强度低。这是由于复合粉中的氧化铝大量消耗了稳定氧化锆中的氧化镁,导致烧成的定径水口中已无立方相存在。