CN102294473A - TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末及其制备方法和应用 - Google Patents

TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末,其为核壳型结构,且是以微米级的TiC/Ti(C,N)粉末为内核,该内核外包覆有Mo、Ni、Co中至少两种组成的预合金粉末形成的外壳。该复合粉末的制备方法包括以下步骤:先将镍盐和/或钴盐与氨水混合制成镍/钴氨配合物溶液;然后在溶液中添加TiC和/或Ti(C,N)粉末,并添加分散剂得悬浮液;向悬浮液中添加钼酸铵,置于恒温水浴中加热,使其充分反应沉淀,经过滤、洗涤、干燥后制得前驱体粉末;将前驱体粉末充分煅烧使其分解,获得金属氧化物复合粉末;再进行还原反应制得成品。本发明的复合粉末具有良好的分散性和烧结性能,能显著提高金属陶瓷性能。

Description

TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于粉末冶金领域,尤其涉及一种可用于制备金属陶瓷的复合粉末及其制备方法和应用。
背景技术
Ti(C,N)基金属陶瓷在高速切削条件下具有较高的红硬性、耐磨性、耐热性及抗月牙洼磨损能力,因而受到广泛关注。在日本,近年来Ti(C,N)基金属陶瓷刀具已占可转位刀片的30%以上。
Ti(C,N)基金属陶瓷最基本的成分包括Ti(C,N)(或TiC+TiN)、Ni、Co和Mo(或Mo2C),其中Mo或Mo2C是TiC、Ti(C,N)基金属陶瓷不可或缺的成分,在进行金属陶瓷的成分设计时,人们还可能根据不同的性能需要加入不同的添加剂。在金属陶瓷的发展史上,Mo(或Mo2C)的引入是一项重大技术突破,它使得金属陶瓷的硬质相晶粒周围出现环形结构,从而改善了粘结相对硬质相的润湿性,以及硬质相和粘结相的结合强度,提高了金属陶瓷的性能,此后这种材料才开始进行广泛的实际应用。
人们习惯将TiC基、Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料直接称为金属陶瓷,而将传统的WC-Co硬质合金复合材料称为硬质合金。Ti(C,N)基金属陶瓷的性能在很大程度上取决于其微观结构。早期的金属陶瓷的成分为TiC-Mo-Ni,其耐磨性优于WC-Co硬质合金,但强度和韧性却劣于WC-Co硬质合金,这极大地限制了金属陶瓷的应用范围。
金属陶瓷和硬质合金一般采用传统的湿磨混合的方式制得混合料,而金属陶瓷合金组织中的内环相是在固相烧结阶段形成的,由于固相烧结阶段的原子扩散距离短,内环相的分布和厚度就与混合料粉末颗粒的分布与接触状态有很大的关系;然而,湿磨这种物理混料方式的限制,硬质相和粘结相很难混合均匀,从而造成内环相分布和厚度的不均匀。采用包覆型复合粉是一种可以改善合金显微结构均匀性的技术措施,包覆型复合粉在溶液中完成制备,其往往可以实现分子级的混合,目前,有关硬质合金包覆型复合粉的研究有大量文献报道,尤其是具有核壳结构的包覆型复合粉的报道较多,而有关TiC基、Ti(C,N)基金属陶瓷复合粉的研究却鲜有报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种具有良好的分散性和优异的烧结性能、能有效改善金属陶瓷中硬质相和粘结相分布的不均匀性、能显著提高金属陶瓷性能的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末,还提供一种工艺简单、设备简单、成本低的该TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末的制备方法,以及该TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末在制备金属陶瓷中的应用。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为一种TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末,所述复合粉末为核壳型结构,该核壳型结构的复合粉末是以微米级的TiC和/或Ti(C,N)粉末为内核,该内核外包覆有纳米级金属粉末组成的外壳,所述金属粉末为Mo、Ni、Co中的至少两种组成的预合金粉末。
上述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末中,所述金属Ni和Co在所述复合粉末中的质量分数优选为3%~30%。
上述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末中,所述金属Mo在所述复合粉末中的质量分数优选为2%~20%。
上述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末中,所述内核的平均粒径优选为1μm~2μm;所述外壳的厚度优选为100nm~500nm。
作为一个总的技术构思,本发明还提供一种上述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末的制备方法,包括以下工艺步骤:
(1)配制镍/钴氨配合物溶液:将镍盐和/或钴盐(镍盐和钴盐可以任意比例混合)与氨水(作为配位剂,浓度优选为1%~60%)混合,并控制混合后金属离子与NH3·H2O的摩尔比为1∶(6~15),制成镍/钴氨配合物溶液,该溶液为水溶性的,其中溶质的浓度一般控制在5g/L~100g/L;
(2)化学沉淀制备前驱体粉末:在所述的镍/钴氨配合物溶液中添加TiC和/或Ti(C,N)粉末,添加量按每升溶液添加5~100g计,同时添加分散剂,充分搅拌均匀得悬浮液;然后向悬浮液中添加钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O),充分搅匀后置于40℃~90℃恒温水浴中加热(也可水浴加热的同时加入0.5~5倍的去离子水稀释,使镍氨配合物溶液的配位平衡向离解方向移动),搅拌条件下(搅拌速度优选为200r/min~1200r/min)使其充分反应沉淀(沉淀时间优选为1h~10h),反应液经过滤、洗涤、干燥(例如可以在80℃~100℃的烘箱中干燥)后制得前驱体粉末;
(3)煅烧还原制备复合粉末:将所述前驱体粉末置于500℃~800℃ 的温度下充分煅烧使其分解,获得金属氧化物复合粉末;再将金属氧化物复合粉末进行还原反应,还原温度为700℃~1000℃,还原反应完成后制得TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末。
上述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末的制备方法中,所述镍盐优选包括硫酸镍、氯化镍、硝酸镍中的至少一种。所述镍盐可以为镍盐固体或镍盐溶液。上述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末的制备方法中,所述钴盐优选包括硫酸钴、氯化钴、硝酸钴中的至少一种,所述钴盐可以为钴盐固体或钴盐溶液。镍/钴盐溶液可以由镍/钴盐固体与去离子水混合后配制,配制成的溶液中金属离子的浓度为优选不大于10mol/L。
上述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末的制备方法中,所述分散剂优选为有机胺、有机胺盐、表面活性剂或钛酸酯偶联剂(固体分散剂性剂加入之前一般要先加热融化),所述分散剂的添加量优选为所述镍/钴氨配合物溶液质量的0.3%~8%。
上述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末的制备方法中,所述还原反应使用的还原剂优选为氢气或分解氨,所述氢气或分解氨的截面流量优选为10 ml/cm2·min~40ml/cm2·min。
上述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末的制备方法中,所述煅烧的时间优选为1h~4h,所述还原温度下的保持时间优选为60min~120min。
作为一个总的技术构思,本发明还提供一种上述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末在制备TiC/Ti(C,N)基金属陶瓷中的应用。在制备金属陶瓷的应用中,除了生产原料的不同外,其余的工艺步骤和工艺参数与现有的金属陶瓷制备工艺基本相同。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明是在充分分散的TiC/Ti(C,N)陶瓷颗粒表面均匀包覆预合金粉末,预合金粉末的晶粒度为纳米级,且包覆厚度均匀可控,应用本发明的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末制得的金属陶瓷能有效改善金属陶瓷中硬质相和粘结相分布不均匀的问题,具有较好的强韧性,其组织中环形相厚度适中、分布均匀。本发明的制备方法具有工艺简单、设备简单、成本低等优点,本发明方法制得的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末具有良好的分散性和优异的烧结性能。
附图说明
图1为本发明实施例1中原料TiC粉末的显微电镜照片。
图2为本发明实施例1中制得的成品TiC-Mo-Ni/Co复合粉末的显微电镜照片。
图3为本发明实施例1的TiC-Mo-Ni/Co复合粉末制得的金属陶瓷合金显微电镜照片。
图4为本发明实施例4中原料Ti(C,N)粉末的显微电镜照片。
图5为本发明实施例4中制得的成品Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末的显微电镜照片。
图6为本发明实施例4的Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末制得的金属陶瓷合金显微组织电镜照片。
图7为本发明实施例4的Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末制得的金属陶瓷合金断口形貌电镜照片。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1:
一种如图2所示的本发明TiC-Mo-Ni/Co复合粉末,该复合粉末为核壳型结构,该核壳型结构的复合粉末是以平均粒径约为0.8μm的TiC粉末(参见图1)为内核,该内核外包覆有纳米级金属粉末组成的外壳,外壳的厚度大约为100nm~500nm(根据体积比测算得到)。该金属粉末为Mo和Ni组成的预合金粉末。其中,金属Ni在复合粉末中的质量分数为15%,金属Mo在所述复合粉末中的质量分数为10%。
本实施例的TiC-Mo-Ni/Co复合粉末是通过以下步骤制备得到:
1. 称取21.65g 硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)于1000mL烧瓶中,加入去离子水使其完全溶解,然后以氨水为配位剂,在搅拌下缓慢向该硝酸镍溶液中加入过量氨水溶液(220mL,浓度为15wt.%),最后合成得到1L镍氨配合物溶液,反应原理如下所示。
开始加入少量氨水时,可以看到绿色沉淀生成:
Ni 2++2NH3·H2O=Ni (OH)2↓+2NH4
继续加入氨水直至过量,沉淀消失,静置一段时间后,形成浅蓝色的镍氨配合物溶液(以生成[Ni(NH3)6]2+计):
Ni (OH)2+6NH3·H2O=Ni(NH3)6(OH)2+6H2O
但是,该配合物并不稳定,配合物溶液中存在以下配位平衡:
[Ni(NH3)6]2+                                                
Figure 2011102548905100002DEST_PATH_IMAGE001
Ni 2++6NH3↑。
2. 选用FSSS(费歇尔粒度-空气透过法)为0.8μm的TiC为原料(参见图1),向以上合成得到的镍氨配合物溶液中加入18g TiC粉末,按8g/L的量向溶液中加入表面活性剂聚乙二醇(PEG6000),机械搅拌和超声震荡(20min~60min),以形成分散性较好的悬浮液。
称取6.15g钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)加入到上述制得的悬浮液中,[Mo7O24]6-在水溶液中存在以下水解平衡:
[Mo7O24]6-+4H2O
Figure 715313DEST_PATH_IMAGE001
7[MoO4]2-+8H+
在过量氨水存在的条件中,上述水解平衡向右移动,[Mo7O24]6-全部水解成[MoO4]2-;加入钼酸铵后,高速搅拌一定时间以混合均匀。
3. 将上述制得的悬浮液在搅拌条件下(搅拌速度500r/min)置于70℃的恒温水浴中加热驱除氨,使镍氨配合物溶液的配位平衡向离解方向移动,主要反应如下:
Ni(NH3)6(OH)= Ni2++6NH3↑+2OH-
Ni2++[MoO4]2- = Ni MoO4
Ni2++2OH= Ni (OH)2
搅拌及恒温加热沉淀4h后停止,过滤沉淀(抽滤或在低速离心机上离心分离),用去离子水水洗三次,并用无水乙醇洗涤一次,以除去杂质离子,再将沉淀物置于烘箱中80℃烘干,得到前驱体粉末。
4. 将上述制得的前驱体粉末置于马弗炉内,在700℃ 的温度下煅烧2h,使前驱体粉末分解,获得TiC/Ti(C,N)金属氧化物复合粉末;将煅烧后的粉末置于工业管式还原炉中用氢气(或分解氨)还原,还原温度为850℃,氢气(或分解氨)的截面流量为20ml/cm2·min,高温停留时间为90min,最终得到本实施例的TiC-Mo-Ni/Co复合粉末。
将本实施例的上述TiC-Mo-Ni/Co复合粉末应用于制备TiC/Ti(C,N)基金属陶瓷。在制备金属陶瓷的应用中,除了生产原料的不同外,其余的工艺步骤和工艺参数与现有的金属陶瓷制备工艺基本相同,TiC-Mo-Ni/Co复合粉末经掺入成形剂、干燥、过筛、压制成形、真空烧结后,得到如图3所示的金属陶瓷合金。由图3可见,应用本发明的TiC-Mo-Ni/Co复合粉末制得的金属陶瓷能有效改善金属陶瓷中硬质相和粘结相分布不均匀的问题,具有较好的强韧性,其组织中环形相厚度适中、分布均匀。
实施例2:
一种本发明的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末,该复合粉末为核壳型结构,该核壳型结构的复合粉末是以平均粒径约为0.8μm的TiC粉末为内核,该内核外包覆有纳米级金属粉末组成的外壳,外壳的厚度大约为100nm~500nm。该金属粉末为Mo和Co组成的预合金粉末。其中,金属Co在复合粉末中的质量分数为15%,金属Mo在所述复合粉末中的质量分数为10%。
本实施例的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末是通过以下步骤制备得到:
1. 称取36.01g 硝酸钴(Co (NO3)2·6H2O)于1000mL烧瓶中,加入去离子水使其完全溶解,然后以氨水为配位剂,在搅拌下缓慢向该硝酸钴溶液中加入过量氨水溶液(300mL,浓度为15wt.%),最后合成得到1L钴氨配合物溶液,反应原理与实施例1相类似(将金属Ni替换成金属Co即可)。
2. 选用FSSS(费歇尔粒度-空气透过法)为0.8μm的TiC为原料,向以上合成得到的钴氨配合物溶液中加入30g TiC粉末,按8g/L的量向溶液中加入表面活性剂聚乙二醇(PEG6000),机械搅拌和超声震荡(20min~60min),以形成分散性较好的悬浮液。称取10.25g钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)加入到上述制得的悬浮液中,高速搅拌一定时间以混合均匀。
3. 将上述制得的悬浮液在搅拌条件下(搅拌速度500r/min)置于60℃的恒温水浴中加热驱除氨,同时也加入去离子水稀释(1倍的释水量,逐次加入)使钴氨配合物溶液的配位平衡向离解方向移动。搅拌及恒温加热沉淀3h后停止,过滤沉淀(抽滤或在低速离心机上离心分离),用去离子水水洗三次,并用无水乙醇洗涤一次,以除去杂质离子,再将沉淀物置于烘箱中80℃烘干,得到前驱体粉末。
4. 本步骤与实施例1的步骤4相同,最终得到本实施例的TiC-Mo-Ni/Co复合粉末。
将本实施例的上述TiC-Mo-Ni/Co复合粉末应用于制备TiC基金属陶瓷。在制备金属陶瓷的应用中,除了生产原料的不同外,其余的工艺步骤和工艺参数与现有的金属陶瓷制备工艺基本相同,TiC-Mo-Ni/Co复合粉末经掺入成形剂、干燥、过筛、压制成形、真空烧结后,得到金属陶瓷合金。
实施例3:
一种本发明的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末,该复合粉末为核壳型结构,该核壳型结构的复合粉末是以平均粒径约为1.5μm的TiC粉末为内核,该内核外包覆有纳米级金属粉末组成的外壳,外壳的厚度大约为100nm~500nm。该金属粉末为Mo、Ni和Co组成的预合金粉末。其中,金属Ni在复合粉末中的质量分数为10%,金属Co在复合粉末中的质量分数为5%,金属Mo在所述复合粉末中的质量分数为10%。
本实施例的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末是通过以下步骤制备得到:
1. 称取21.74g 硫酸镍(NiSO4·6H2O)、9.82g氯化钴(CoCl2·6H2O)于1000mL烧瓶中,加入去离子水使其完全溶解,然后以氨水为配位剂,在搅拌下缓慢向该混合溶液中加入过量氨水溶液(300mL,浓度为15wt.%),最后合成得到1L镍氨/钴氨配合物溶液,反应原理与实施例1、2相同。
2. 本步骤的操作过程及工艺参数与实施例2的步骤2相同。
3. 本步骤的操作过程及工艺参数与实施例2的步骤3相同。
4. 本步骤的操作过程及工艺参数与实施例1的步骤4相同,最终得到本实施例的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末。
将本实施例的上述TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末应用于制备TiC/Ti(C,N)基金属陶瓷。在制备金属陶瓷的应用中,除了生产原料的不同外,其余的工艺步骤和工艺参数与现有的金属陶瓷制备工艺基本相同,TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末经掺入成形剂、干燥、过筛、压制成形、真空烧结后,得到金属陶瓷合金。
实施例4:
一种如图5所示的本发明Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末,该复合粉末为核壳型结构,该核壳型结构的复合粉末是以平均粒径约为0.5μm级的Ti(C,N)粉末为内核(参见图4),该内核外包覆有纳米级金属粉末组成的外壳,外壳的厚度大约为100nm~500nm(根据体积比估算)。该金属粉末为Mo和Ni组成的预合金粉末。其中,金属Ni在复合粉末中的质量分数为15%,金属Mo在所述复合粉末中的质量分数为10%。
本实施例的Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末是通过以下步骤制备得到:
1. 称取27.20g 氯化镍(NiCl2·6H2O)于1000mL烧瓶中,加入去离子水使其完全溶解,然后以氨水为配位剂,在搅拌下缓慢向该硝酸镍溶液中加入过量氨水溶液(300mL,浓度为15wt.%),最后合成得到1L镍氨配合物溶液,反应原理与实施例1相同。
2. 选用FSSS(费歇尔粒度-空气透过法)为0.5μm的Ti(C,N)为原料(参见图4),向以上合成得到的镍氨配合物溶液中加入24g Ti(C,N)粉末,按8g/L的量向溶液中加入表面活性剂聚乙二醇(PEG6000),机械搅拌和超声震荡(20min~60min),以形成分散性较好的悬浮液。再称取8.20g钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)加入到上述制得的悬浮液中,高速搅拌一定时间以混合均匀。
3. 本步骤的操作过程及工艺参数与实施例1的步骤3相同。
4. 本步骤的操作过程及工艺参数与实施例1的步骤4相同,最终得到本实施例的Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末。
将本实施例的上述Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末应用于制备Ti(C,N)基金属陶瓷。在制备金属陶瓷的应用中,除了生产原料的不同外,其余的工艺步骤和工艺参数与现有的金属陶瓷制备工艺基本相同,Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末经掺入成形剂、干燥、过筛、压制成形、真空烧结后,得到如图6和图7所示的Ti(C,N)基金属陶瓷合金。由图6和图7可见,应用本发明的TiC-Mo-Ni/Co复合粉末制得的金属陶瓷能有效改善金属陶瓷中硬质相和粘结相分布不均匀的问题,具有较好的强韧性,其组织中环形相厚度适中、分布均匀。
实施例5:
一种本发明的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末,该复合粉末为核壳型结构,该核壳型结构的复合粉末是以平均粒径约为1.5μm的Ti(C,N)粉末为内核,该内核外包覆有纳米级金属粉末组成的外壳,外壳的厚度大约为100nm~500nm。该金属粉末为Mo和Co组成的预合金粉末。其中,金属Co在复合粉末中的质量分数为15%,金属Mo在所述复合粉末中的质量分数为10%。
1. 称取27.82g 硫酸钴(CoSO4·7H2O)于1000mL烧瓶中,加入去离子水使其完全溶解,然后以氨水为配位剂,在搅拌下缓慢向该硝酸钴溶液中加入过量氨水溶液(300mL,浓度为15wt.%),最后合成得到1L钴氨配合物溶液,反应原理与实施例1相类似(将金属Ni替换成金属Co即可)。
2. 本步骤的操作过程及工艺参数与实施例4的步骤2相同。
3. 本步骤的操作过程及工艺参数与实施例2的步骤3相同。
4. 本步骤的操作过程及工艺参数与实施例1的步骤4相同。
将本实施例的上述TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末应用于制备TiC/Ti(C,N)基金属陶瓷。在制备金属陶瓷的应用中,除了生产原料的不同外,其余的工艺步骤和工艺参数与现有的金属陶瓷制备工艺基本相同,该TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末经掺入成形剂、干燥、过筛、压制成形、真空烧结后,得到金属陶瓷合金。
实施例6:
一种本发明的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末,该复合粉末为核壳型结构,该核壳型结构的复合粉末是以平均粒径约为1.5μm的Ti(C,N)粉末为内核,该内核外包覆有纳米级金属粉末组成的外壳,外壳的厚度大约为100nm~500nm。该金属粉末为Mo、Ni和Co组成的预合金粉末。其中,金属Ni在复合粉末中的质量分数为10%,金属Co在复合粉末中的质量分数为5%,金属Mo在所述复合粉末中的质量分数为10%。
本实施例的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末是通过以下步骤制备得到:
1. 称取18.11g 氯化镍(NiCl2·6H2O)、9.60g硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)于1000mL烧瓶中,加入去离子水使其完全溶解,然后以氨水为配位剂,在搅拌下缓慢向该混合溶液中加入过量氨水溶液(300mL,浓度为15wt.%),最后合成得到1L镍氨/钴氨配合物溶液,反应原理与实施例1、2相同。
2. 本步骤的操作过程及工艺参数与实施例4的步骤2相同。
3. 本步骤的操作过程及工艺参数与实施例2的步骤3相同。
4. 本步骤的操作过程及工艺参数与实施例1的步骤4相同,最终得到本实施例的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末。
将本实施例的上述TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末应用于制备TiC/Ti(C,N)基金属陶瓷。在制备金属陶瓷的应用中,除了生产原料的不同外,其余的工艺步骤和工艺参数与现有的金属陶瓷制备工艺基本相同,该TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末经掺入成形剂、干燥、过筛、压制成形、真空烧结后,得到金属陶瓷合金。

Claims (10)

1.一种TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末,其特征在于:所述复合粉末为核壳型结构,该核壳型结构的复合粉末是以微米级的TiC和/或Ti(C,N)粉末为内核,该内核外包覆有纳米级金属粉末组成的外壳,所述金属粉末为Mo、Ni、Co中的至少两种组成的预合金粉末。
2.根据权利要求1所述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末,其特征在于:所述金属Ni和Co在所述复合粉末中的质量分数为3%~30%。
3.根据权利要求1或2所述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末,其特征在于:所述金属Mo在所述复合粉末中的质量分数为2%~20%。
4.根据权利要求3所述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末,其特征在于:所述内核的平均粒径为0.5μm~2μm;所述外壳的厚度为100nm~500nm。
5.一种如权利要求1~4中任一项所述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末的制备方法,包括以下工艺步骤:
(1)配制镍/钴氨配合物溶液:将镍盐和/或钴盐与氨水混合,并控制混合后金属离子与NH3·H2O的摩尔比为1∶(6~15),制成镍/钴氨配合物溶液;
(2)化学沉淀制备前驱体粉末:在所述的镍/钴氨配合物溶液中添加TiC和/或Ti(C,N)粉末,添加量按每升溶液添加5~100g计,同时添加分散剂,充分搅拌均匀得悬浮液;然后向悬浮液中添加钼酸铵,充分搅匀后置于40℃~90℃恒温水浴中加热,搅拌条件下使其充分反应沉淀,反应液经过滤、洗涤、干燥后制得前驱体粉末;
(3)煅烧还原制备复合粉末:将所述前驱体粉末置于500℃~800℃ 的温度下充分煅烧使其分解,获得金属氧化物复合粉末;再将金属氧化物复合粉末进行还原反应,还原温度为700℃~1000℃,还原反应完成后制得TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末。
6.根据权利要求5所述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末的制备方法,其特征在于:所述镍盐包括硫酸镍、氯化镍、硝酸镍中的至少一种,所述镍盐为镍盐固体或镍盐溶液;所述钴盐包括硫酸钴、氯化钴、硝酸钴中的至少一种,所述钴盐为钴盐固体或钴盐溶液。
7.根据权利要求5或6所述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末的制备方法,其特征在于:所述分散剂为有机胺、有机胺盐、表面活性剂或钛酸酯偶联剂,所述分散剂的添加量为所述镍/钴氨配合物溶液质量的0.3%~8%。
8.根据权利要求5或6所述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末的制备方法,其特征在于:所述还原反应使用的还原剂为氢气或分解氨,所述氢气或分解氨的截面流量为10 ml/cm2·min~40ml/cm2·min。
9.根据权利要求5或6所述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末的制备方法,其特征在于:所述煅烧的时间为1h~4h,所述还原温度下的保持时间为60min~120min。
10.一种如权利要求1~4中任一项所述的TiC/Ti(C,N)-Mo-Ni/Co复合粉末在制备TiC/Ti(C,N)基金属陶瓷中的应用。
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