Ảnh hưởng của hàm lượng TiC tới cơ tính của vật liệu compozit Cu – TiC

3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng TiC và lực ép tới độ bền nén của vật liệu compozit Cu – TiC.

Hình 5. ảnh hưởng của hàm lượng TiC và lực ép đến độ bền nén của compozit Cu-TiC

    Hình 5 cho thấy ảnh hưởng của hàm lượng TiC và lực ép đến độ bền nén của vật liệu compozit Cu – TiC. Hàm lượng TiC tăng từ 1 ÷ 4% thì độ bền nén tăng, điều này chứng tỏ nền đồng đã được hóa bền bởi các hạt TiC nhỏ mịn phân tán. Độ bền nén đạt giá trị lớn nhất khi hàm lượng TiC là 4%, nhưng khi hàm lượng TiC vượt quá 4% thì độ bền nén của vật liệu giảm, do thể tích của pha giòn nhiều dẫn tới làm giảm tính khả ép và khi lực ép lại 5 tấn/cm² vật liệu đã xuất hiện vết nứt tế vi.

3.5. Ảnh hưởng của hàm lượng TiC và lực ép tới độ mài mòn của vật liệu compozit Cu – TiC. Quá trình kiểm tra độ mài mòn được thực hiện trên thiết bị Tribotester với các thông số như sau:

Diện tích tiếp xúc Tốc độ trượt Chiều dài trượt Tải trọng đo Cặp ma sát là thép

0,28 [cm2] 0,5 [m/s] 3000 [m] 12 [N] C45

 

Hình 6. ảnh hưởng của hàm lượng TiC và lực ép đến độ mài mòn của compozit Cu – TiC

    Từ hình 6 cho thấy ảnh hưởng của hàm lượng TiC và lực ép đến độ mài mòn của vật liệu com- pozit Cu – TiC. Khi cho thêm 1%TiC vào nền đồng thì khả năng chịu mài mòn của vật liệu compozit Cu – TiC tăng mạnh so với đồng nguyên chất. Khi tăng hàm lượng TiC, khả năng chịu mài mòn của vật liệu tiếp tục tăng nhưng không đáng kể. Điều này chứng tỏ khi có mặt các hạt TiC trong nền đồng làm chậm quá trình mài mòn của vật liệu compozit Cu – TiC.

3.6. Ảnh tổ chức tế vi của vật liệu compozit Cu – TiC

Hình 7. ảnh tổ chức tế vi của vật liệu compzit Cu – 4%TiC (a x 500; b x 3000)

Hình 8. ảnh tổ chức tế vi của vật liệu compzit Cu – 5%TiC (x 3000)

    Tổ chức tế vi đặc trưng của các mẫu compozit Cu – TiC gồm các hạt TiC mầu đen và nền Cu mầu sáng (hình 7 và 8). Ảnh tổ chức tế vi của compoz- it Cu – 4%TiC với độ phóng đại 500 lần (hình 7a) cho thấy sự phân bố hạt TiC đồng đều trên nền Cu. Điều đó giải thích sự tăng cơ tính của vật liệu compozit Cu – TiC, khi hàm lượng TiC tăng cơ tính của compzit tăng. Nhưng khi hàm lượng TiC ≥ 5% thì độ bền nén của compozit lại giảm (hình 5), có thể do sự “co cụm”, “tích hợp” của các hạt TiC làm cho cơ tính của vật liệu trở nên không đồng đều, có sự phá hủy cục bộ.

4. Kết luận

    Khi được hóa bền bởi TiC, cơ tính của vật liệu compozit Cu – TiC được nâng cao. Với 4% TiC kết hợp với ép và thiêu kết hai lần vật liệu compozit Cu – TiC có cơ tính tốt nhất và đạt giá trị:

    Độ cứng = 69 HV, σ_BN= 400 MPa và Độ mài mòn = 62 m³/m.10^-4

    So với tính chất tương ứng của Cu (độ cứng 39HV, độ bền nén: 220 MPa và độ mài mòn 11,5m³/m.10^-4 , vật liệu compozit Cu – TiC nhận được có thể ứng dụng làm vật liệu kết cấu, làm nền cho vật liệu dụng cụ cắt…

[symple_box color=”yellow” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]

Tài liệu tham khảo

1. A. Chrysanthou, G. Erbaccio, J. Mater. Sci. Lett. 15 (1996) 774–775.
2. A. Chrysanthou, G. Erbaccio, J. Mater. Sci. 30 (1995) 6339–6344.
3. D. Dudina, D.H. Kwon, K.X. Huynh, T.D. Nguyen, J.S. Kim, Y.S. Kwon, Proceedings of the 9th Russian–Korean International Symposium, KORUS, June–July, 2005,pp. 430–433.
4. N. Zarrinfar, P.H. Shipway, A.R. Kennedy, A. Saidi, Scripta Mater. 46 (2002).
5. S.D. Dunmed, D.W. Readey, C.E. Semler, J. Am. Ceram. Soc. 72 (1989).
6. W.X. Hang, Z.Z. Da, K.L. Hau, Tribo.-Mater. Surf. Interfaces 21 (2001).
7. W. Lu, X. Zhang, D. Zhang, R.Wu, Y. Bian, P. Fang, Acta. Metall. Sinica 35 (1999).
8. Trần Quốc Lập, Phạm Ngọc Diệu Quỳnh, Huỳnh Xuân Khoa; Công nghệ tổng hợp cácbit titan từ oxit titan và muội than; Hội nghị khoa học lần thứ 20 – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 10/2006

[/symple_box][symple_clear_floats]