此外，金属基陶瓷的性能和价格优于传统的固体合金，特别是在加工和高切割速度两个方面是很大的优势。因此近年来，工业生产中常用的金属陶瓷主要以陶瓷TiC和TiCN金属陶瓷为主。相对于TiC基金属陶瓷，他们拥有相同的导热性，抗氧化性和优异的高温硬度。 TiCN金属陶瓷不仅具有更高的断裂韧性。此外，金属陶瓷TiCN与TiC基金属陶瓷在高温下相比，TiCN更细的硬相在耐形变上更优异。在使用TiCN基金属陶瓷刀具的机加工过程中，TiCN金属在减少氧化物切割，剥离生长引起的氧化层形成方面也做得更加好。但TiCN产生的热量略高于TiC。总之，TiCN金属陶瓷在各方面要优于TiC,而目前多用于不锈钢和碳钢的精炼和高速铣削。因此，以TiCN为基础的金属陶瓷逐渐取代其他材料，成为工业切割的主要切削工具，许多改造工艺逐渐开始取代金属陶瓷TiC。

1。2。2  TiCN金属基陶瓷的优势论文网

Ti(C,N)基金属陶瓷与之传统的WC硬质合成金属的最大的不足点在于它的断裂韧性略差，这对于切削来说是很重要的一点，所以限制了它的广泛应用。所以，在不降低硬度的前提下，如何让使该材料增韧增强便成为现在研究的焦点了。为了改善这一性能，在近些年间，大多学者主要针对TiCN基金属陶瓷的这一性能结构进行研究。也就是超细TiCN基金属陶瓷，它的主要特点是其中至少一相是具有极小的晶粒尺寸，并且已经被证实了它具有优异的摩擦学性能、各个温度下都优良的物理性质和机械性能，所以在一些严酷的工作条件下与传统的切削刀具材料相比有广阔的前景和极大的竞争力。

    碳化钨（WC）的主要应用是用于高耐磨性部件（例如切削工具），其中需要优异的硬度和良好的韧性。碳氮化钛（TiCN）由于其性能也获得了关注。与常规碳化钨基材料相比，TiCN基硬质合金具有几个潜在的优点，例如增加的硬度和耐火性，高耐磨性，高边缘强度和边缘锐度。

    无添加TiCN的陶瓷只能在烧结温度超过2300℃的条件下获得。为了在相对低的烧结温度下烧结无添加剂的TiCN金属陶瓷，可以引入两种方法：使用纳米晶体TiCN粉末并应用先进的烧结方法如放电等离子烧结（SPS）。另外对于无添加剂结剂TiCN的压实，SPS方法可以是非常合适的，具有实现高烧结密度和低晶粒尺寸的显着潜力。

通过SPS方法在相对较低的温度（1400-1500℃）下使用不同的WC和TiCN纳米粉末获得几乎致密的细晶粒单相材料（WC和TiCN）时，由于与HP方法相比，通过SPS方法产生的特定加热机制（等离子体的形成，电子的迁移和粉末颗粒之间的其他过程）在稍低的温度和较短的时间内烧结。SPS激发烧结过程，导致晶粒生长更快，此时TiCN的力学性能开始优于WC，所以我们开始讨论其不同烧结温度下的力学性能。

1。2。3 TiCN金属基陶瓷的致密机理、微观结构和力学性能

本实验的目的是研究烧结不同温度烧结温度下的碳氮化钛的行为通过放电等离子烧结法得到样品并将结果进行技术比较。碳氮化钛因独特的属性，具有几个潜在的优势例如，高硬度和耐火性，高磨损电阻，高边缘强度和边缘锐度。由于碳氮化钛相的高熔点，金属需要添加剂作为常规烧结中的粘合剂来烧结TiCN基金属陶瓷。无添加剂的碳氮化钛只能在超过2300度时用普通烧结温度获得金属陶瓷。下文介绍，应用先进的烧结方法放电等离子烧结（SPS）时TiCN的致密机理，微观结构和力学性能。

放电等离子体烧结（SPS）是基于同时进行的应用高温，高轴压，低模（低电压，高电流）场（等离子体）电流，通过粉末压实，这个过程使能各种粉末材料的快速固结。不一样的热压，脉冲直流电直接施加在粉末上通过焦耳效应用作加热源的源头。由于其独特的加热源，SPS通常用于致密化，特别是纯金属陶瓷材料。碳氮化钛（TiCN）作为钨的替代材料进行了研究硬质合金材料。然而，TiCN致密化需要极其重要高烧结温度和场辅助烧结技术，因为其熔点高于一般常规金属陶瓷。目前，过去有关TiCN的研究专注于TiCN金属陶瓷微观结构和力学性能。Zgalat-Lozynskyy专注于研究TiCN粉末的固结，并显示其密度在1600°C至1800°C的温度范围内可达94％。Zgalat-Lozynskyy等人研究了TiCN的非线性合并加热和加载方式，并显示TiCN材料可以烧结到接近完全致密和均匀的微观结构通过SPS的烧结方式。不过，据研究所知，SPS期间TiCN的致密化定律尚未确定。因此，通过研究SPS烧结的方式来研究了未掺杂的TiCN粉末的致密化规律是必要的。关于SPS的致密机制，引入以往的研究中的一个蠕变模型来描述SPS的致密化动力学。伯纳德Granger和Guizard通过SPS烧结和固体氧化锆粉末在致密化过程中制定了控制机制的假设的SPS烧结过程。三种致密机理被提出：纯扩散，晶界扩散和位错。