中國(guó)粉體網(wǎng)訊  金屬陶瓷復(fù)合材料（Cermet）是一種由金屬相與陶瓷相復(fù)合而成的高性能材料，兼具金屬的韌性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和陶瓷的硬度、耐磨性、耐高溫及耐腐蝕性。

金屬陶瓷復(fù)合材料的組成結(jié)構(gòu)包括金屬相和陶瓷相，金屬相通常為過(guò)渡金屬（如鐵、鈷、鎳、銅、鈦及其合金），提供韌性和塑性。陶瓷相包括氧化物（Al₂O₃、ZrO₂）、碳化物（SiC、TiC、WC）、氮化物（Si₃N₄、BN）或硼化物（TiB₂、ZrB₂），賦予高硬度和耐極端環(huán)境能力。在界面設(shè)計(jì)上，通過(guò)優(yōu)化潤(rùn)濕性、熱膨脹匹配和化學(xué)相容性，確保兩相結(jié)合強(qiáng)度。

關(guān)鍵性能優(yōu)勢(shì)

1. 力學(xué)性能  

高強(qiáng)度與高硬度：陶瓷增強(qiáng)相使復(fù)合材料硬度可達(dá)純金屬的數(shù)倍（如SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料）。

優(yōu)異耐磨性：適用于摩擦部件（如剎車(chē)盤(pán)、密封環(huán)），磨損率比傳統(tǒng)材料低50%以上。  

2. 熱穩(wěn)定性  

耐高溫達(dá)1000°C（如Inconel/YSZ復(fù)合材料用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱障涂層）。  

低熱膨脹系數(shù)匹配，減少高溫?zé)釕?yīng)力開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。  

3. 功能特性  

輕質(zhì)高強(qiáng)：密度低于傳統(tǒng)合金，比強(qiáng)度提升40%（如鈦基復(fù)合材料用于航天結(jié)構(gòu)件）。  

多功能兼容：兼具導(dǎo)電性（銀-石墨觸頭）、電磁屏蔽（Ag/SiO₂）或生物相容性（鈦/羥基磷灰石骨科植入物）。

應(yīng)用領(lǐng)域

NiFe₂O₄基金屬陶瓷制備

NiFe₂O₄基金屬陶瓷在金屬陶瓷陽(yáng)極材料中占主導(dǎo)地位，因?yàn)樘沾上?/span>NiFe₂O₄在冰晶石氧化鋁熔體中具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，目前以金屬相、質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%以內(nèi)的NiFe₂O₄基金屬陶瓷研究的最多。NiFe₂O₄基金屬陶瓷制備以粉末冶金為核心，流程涵蓋配比設(shè)計(jì)→混合→成型→脫脂→燒結(jié)→后處理。

1. 粉末制備與混合：將金屬和陶瓷粉末分別球磨至納米或微米級(jí)，加入分散劑（如三聚磷酸鈉）高速球磨混合，確保成分均勻。  

2. 成型：混合粉末通過(guò)模壓（160–200MPa壓力）、注射成型或冷等靜壓制成坯體，添加粘結(jié)劑（如聚乙烯醇）輔助定型。  

3. 脫脂與預(yù)燒結(jié)：坯體在惰性氣氛（氮?dú)?氬氣）中加熱至400–600℃去除有機(jī)粘結(jié)劑，再升溫至600–900℃預(yù)燒結(jié)以強(qiáng)化結(jié)構(gòu)。  

4. 燒結(jié)：分階段升溫：  

固相燒結(jié)：1100–1300℃保溫，促進(jìn)顆粒擴(kuò)散；  

液相燒結(jié)：1420–1530℃（或更高至4600℃），金屬熔化填充陶瓷間隙，提高致密度（需真空或惰性氣氛防氧化）。  

5. 后處理：拋光或酸洗去除表面雜質(zhì)，噴涂耐腐蝕釉層（560–900℃二次燒結(jié)），或通過(guò)熱處理優(yōu)化性能。  

金屬陶瓷惰性陽(yáng)極制備工藝流程

2025年7月17日，中國(guó)粉體網(wǎng)將在湖南·長(zhǎng)沙舉辦“2025高端金屬粉體制備與應(yīng)用技術(shù)大會(huì)暨2025通信電子、3D打印、粉末冶金市場(chǎng)金屬粉國(guó)產(chǎn)化交流會(huì)”。屆時(shí)，我們邀請(qǐng)到中南大學(xué)粉末冶金研究院熊慧文副教授出席本次大會(huì)并作題為《新型金屬陶瓷復(fù)合材料的粉末冶金流變制造》的報(bào)告，熊慧文副教授將為您介紹粉末冶金流變制造技術(shù)在金屬陶瓷復(fù)合材料中的應(yīng)用。

個(gè)人簡(jiǎn)介：

熊慧文，中南大學(xué)粉末冶金研究院副教授。研究方向主要包括新型粉末冶金制品的流變成形制造、金屬陶瓷材料設(shè)計(jì)、制備與性能研究，主持國(guó)家自然科學(xué)基金、湖南省自然科學(xué)基金、重大橫向課題等項(xiàng)目，近年在Additive Manufacturing, Journal of American Ceramic Society, Journal of Material Chemistry A等期刊發(fā)表SCI論文40余篇，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利24項(xiàng)，PCT美國(guó)專利2項(xiàng)，獲授權(quán)發(fā)明專利10余項(xiàng)。團(tuán)隊(duì)搭建了粉末冶金流變制造技術(shù)、粉末粘結(jié)熔融沉積成型3D打印平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)先進(jìn)陶瓷（高熵陶瓷）、金屬陶瓷(NiFe₂O₄-Cu-Fe等)、金屬與合金（不銹鋼、鈦合金等）、功能梯度等復(fù)雜粉末冶金大制品的制備與應(yīng)用。

參考來(lái)源：

熊慧文，等：高金屬含量NiFe₂O₄基金屬陶瓷在880℃空氣中的氧化行為

熊慧文：Cu-Ni/（10NiO-NiFe₂O₄）金屬陶瓷的氧化與熔鹽腐蝕行為的研究

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/留白）

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