如今，能源、信息、材料已成为人类现代文明进步的标志，而材料更是人类赖以生存和得以发展的重要物质基础。继金属、陶瓷、高分子材料以后，金属陶瓷材料正以其卓越的性能、繁多的品种和广泛的用途进入各行各业。金属陶瓷材料具有比强度高、比模量高、耐磨损、耐高温等优良性能，在众多场合已被作为新材料的代名词，成为现代高新技术、新兴产业和传统工业技术改造的物质基础，也是发展现代国防所不可缺少的重要部分，引起了世界各国的高度重视，把金属陶瓷材料作为高技术发展的一个重要领域。

图1金属陶瓷刀具

1.金属陶瓷的定义及特点

金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的结构材料。从金属陶瓷英文单词Cermets来，是由Ceramic（陶瓷）和Metal（金属）结合构成的。金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性和可塑性。由于“金属陶瓷”和“硬质合金”两个学科术语没有明确的分界，所以具体材料也很难划分界线，所以从材料组元划分，“硬质合金”也归于“金属陶瓷”。

图2金属陶瓷复合材料性能图

金属陶瓷的特点主要包括以下几个方面：

（1）金属对陶瓷相的润湿性好

金属与陶瓷颗粒间的润湿能力是衡量金属陶瓷组织结构与性能优劣的主要条件之一。润湿能力愈强，则金属形成连续相的可能性愈大，金属陶瓷的性能愈好。

（2）金属相与陶瓷相应无剧烈的化学反应

金属陶瓷制备时如果界面反应剧烈，形成化合物，就无法利用金属相改善陶瓷抵抗机械冲击和热震的性能。

（3）金属相与陶瓷相的膨胀系数相差不会过大

金属陶瓷中的金属相和陶瓷相的膨胀系数相差较大时，会造成较大的内应力，降低金属陶瓷的热稳定性。

2.金属陶瓷的制备方法

金属陶瓷材料的制备方法主要包括热压法、粉末烧结法及浸渍法，具体过程如下图3所示。

图3金属陶瓷材料制备方法工艺流程图

3.金属陶瓷的分类

3.1氧化物基金属陶瓷

氧化物基金属陶瓷是以氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铍等为基体，与金属钨、铬或钴复合而成，具有耐高温、抗化学腐蚀、导热性好、机械强度高等特点。这里介绍一下Al2O3-Cr系金属陶瓷。

Cr与Al2O3之间的润湿性并不好，但金属铬粉表面容易生成一层致密的Cr2O3，因此可通过形成Al2O3-Cr2O3固溶体来降低他们之间的界面能，改善润湿性。为了使金属铬部分氧化，工艺上常采取的措施有：烧结气氛中引入微量的水汽或氧气、配料中使用一部分Al(OH)3代替氧化铝、在配料中用一部分氧化铬代替金属铬等。Al2O3-Cr金属陶瓷所用原料是纯度为99.5%的α-Al2O3和纯度为99%的电解Cr粉，将Al2O3和Cr粉共同干磨或湿磨至必须的粒度组成，其可以用任何一种成型方法成型。

图4金属陶瓷热电偶保护套

3.2碳化物基金属陶瓷

碳化物基金属陶瓷。以碳化钛、碳化硅、碳化钨等为基体，与金属钴、镍、铬、钨、钼等金属复合而成，具有高硬度、高耐磨性、耐高温等特点。这里介绍一下碳化钛(TiC)基金属陶瓷。

碳化钛(TiC)具有高熔点、高硬度和高弹性模量以及良好的抗热震性和化学稳定性，且其高温抗氧化性能仅低于碳化硅。碳化钛是硬质合金的重要原料，因此在结构材料中作为硬质相而被广泛用作制作耐磨材料、切削刀具材料、机械零件等碳化钛基金属陶瓷，是一种由金属或合金同碳化钛陶瓷相所组成的非均质的复合材料，它既保持有陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又有较好的金属韧性，正是由于这些优良的物理化学性能使得碳化钛基金属陶瓷备受

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