关键词： 数字光处理   SiCw/Al2O3   固化性能   力学性能   切削性能  

摘要： 陶瓷材料具有高硬度、耐磨损、化学稳定性好等优异性能,在高速切削刀具等领域中得到广泛应用。但陶瓷零件的常规制备主要依赖于模具成型,不仅小批量生产成本较高,并且在产品快速、自由成型方面存在技术瓶颈。应用数字光处理技术(Digital light process,DLP)具有高成型精度、高成型效率以及高致密性等优势,有望解决陶瓷零件的小批量近净尺寸成型制备难题。本文针对SiCw/Al2O3陶瓷浆料的制备、Al2O3基陶瓷坯体的热处理工艺以及光固化成型SiCw/Al2O3陶瓷刀具的切削应用开展研究。具体研究内容如下:首先,设计光固化SiCw/Al2O3陶瓷浆料的组分及制备工艺,研究晶须含量对浆料流变性和固化性能的影响机理。通过对光固化SiCw/Al2O3陶瓷浆料的粘度、固化深度与过量固化进行表征,分析SiC晶须含量对浆料流变性和固化性能的影响规律。基于Beer-Lambert定律建立SiCw/Al2O3陶瓷浆料固化深度与晶须含量以及曝光参数之间的预测模型,并阐述SiCw/Al2O3陶瓷浆料的过量固化尺寸与固化深度之间的映射关系,揭示Al2O3陶瓷粉体固含量和SiC晶须含量对光固化陶瓷浆料流变性的影响机理。其次,通过DLP光固化工艺制备Al2O3基陶瓷坯体,优化光固化陶瓷坯体的热处理工艺。通过热重分析技术表征光固化Al2O3陶瓷坯体内物质的热变化过程,分析脱脂温度对陶瓷坯体中有机物热解过程的影响规律,优化光固化Al2O3陶瓷坯体的热脱脂升温曲线。对脱脂后的陶瓷坯体在不同温度下烧结,分析烧结温度对尺寸收缩、微观结构以及力学性能等的影响规律,阐述了烧结温度对光固化Al2O3陶瓷性能的影响机理。通过优化脱脂、烧结工艺,提出适用于光固化成型Al2O3基陶瓷的热处理工艺路线。最后,基于优化的浆料成分及热处理工艺制备SiCw/Al2O3陶瓷刀具并开展切削性能验证。对光固化SiCw/Al2O3陶瓷进行热处理并测试表征其性能与微观结构,分析SiC晶须含量对光固化SiCw/Al2O3陶瓷性能的影响机理,优选陶瓷浆料成分并制备SiCw/Al2O3陶瓷刀具,对灰铸铁材料进行切削加工,研究光固化成型SiCw/Al2O3陶瓷刀具的切削加工性能。

关键词： 硅橡胶   晶须   取向   导热性   绝缘性  

摘要： 近年来,随着科技的进步,电气设备功率逐渐增高,产生更多的热量;半导体电子元件逐渐向着精小、高效的方向发展,内部组件排布紧密,容易产生热量堆积,为更好的提升散热效率需要不断优化热界面材料。填充型导热复合材料由于制备工艺简单,被广泛应用,对于传统球形填料而言,导热渗流阈值高,往往通过较高的填量实现高导热系数,但过多的填量会大量损失基体的绝缘性能。如何降低填量,至关重要,本文以硅橡胶为基体,以氧化锌晶须（Tetra-needle like ZnO whiskers:T-ZnOw）、碳化硅晶须（Si Cw）为填料,制备出导热硅橡胶复合材料并对其进行电热性能测试,探索晶须改性、取向、混杂对其导热性的提升及对电性能的影响。对晶须进行改性,分别对T-ZnOw进行煅烧改性及偶联剂（KH550）改性,煅烧改性是为了去除表面羟基,煅烧后的T-ZnOw在水中几乎不分散,沉底现象严重,说明T-ZnOw煅烧改性成功。KH550是为了改性表面羟基,降低T-ZnOw表面亲水性,KH550改性T-ZnOw的红外光谱图出现氨基特征峰,说明T-ZnOw的KH550改性成功。对SiCw进行磁性材料（Fe3O4）包覆改性,这样可以利用磁场使其在基体中呈取向分布,对包覆改性后的Si Cw进行扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）表征,结果显示Fe3O4成功包覆Si Cw。将T-ZnOw及改性后T-ZnOw填充至双组分加成型液体硅橡胶中,制备出不同质量分数的硅橡胶复合材料试样,通过导热测试数据与Maxwell-Eucken导热模型对比,发现T-ZnOw比球形粒子能更快形成导热路径。对其断面进行SEM表征,发现改性后的T-ZnOw与硅橡胶基体连接的更紧密,且能有效改善导热性、击穿场强及介电性能。为研究晶须混杂、取向对硅橡胶导热性的提升,制备了不同质量分数Si Cw硅橡胶的试样。将包覆改性的Si Cw填入硅橡胶中,并在磁场下进行固化,制备出10wt%的取向Si Cw硅橡胶试样。将包覆改性Si Cw与T-ZnOw按照1:1比例填充硅橡胶,在磁场下固化,制备出总量为10wt%混杂取向硅橡胶试样。经断面SEM表征,发现取向SiCw硅橡胶试样中SiCw呈定向排列,10wt%时导热系数比纯硅橡胶高72%,比Si Cw硅橡胶试样高40%,但击穿场强与体积电阻率有所下降。晶须混杂取向能更快提升导热系数,与取向Si Cw试样相比,其导热系数、击穿场强、体积电阻率都表现得更优异。通过COMSOL仿真软件对10wt%含量的取向Si Cw硅橡胶试样及Si Cw硅橡胶试样进行了仿真分析,利用稳态法求得两者的导热系数,按照仿真数据分析,取向Si Cw试样的导热系数比纯硅橡胶高170%,比Si Cw试样高68%,导热系数的提升率比实验数据计算（72%、40%）的高,但趋势一样,结合实验和仿真可以证明取向晶须可以大大提升导热系数,降低填量。

关键词： 环氧树脂   复合材料   交流非线性特性   温度   频率  

摘要： 为了研究不同温度和频率下的交流非线性电导和介电性能,该文制备了纯环氧及不同掺杂质量分数的环氧树脂/碳化硅晶须复合材料,分别使用透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、动态热机械分析仪和差示扫描量热仪研究了碳化硅晶须填料的改性效果、试样的断面微观形貌、填料和试样的物相结构信息、试样的热机械特性和试样的玻璃化转变温度,通过介电谱仪偏压模块测试了材料的交流电导率和介电常数,分析了温度和频率对材料交流非线性电导和介电特性的影响。结果表明:对于相同掺杂质量分数的环氧树脂/碳化硅晶须复合材料,在相同频率下,随着温度的升高,其非线性交流电导率系数减小,非线性介电常数系数、非线性交流电导率开关场强和非线性介电常数开关场强均增大;在相同温度下,随着频率的增加,其非线性交流电导率系数和非线性介电常数系数均减小,非线性交流电导率开关场强和非线性介电常数开关场强均增大。不同温度和频率下的非线性电导特性和非线性介电特性的产生机理分别通过双肖特基势垒模型和界面电荷弛豫模型进行解释。研究结果为EP/SiCw复合材料的高温高频应用提供了实验和理论依据。

关键词： 低碳MgO-C耐火材料   碳纳米管   碳化硅晶须   力学性能  

摘要： 以电熔镁砂、鳞片石墨和Si粉为原料,以掺入硝酸铁、硝酸钴和硝酸镍的酚醛树脂为结合剂,通过原位催化热解酚醛树脂的方法,在氩气气氛下,分别经800、1100和1400℃热处理,制备了低碳MgO-C耐火材料。研究了不同催化剂对低碳MgO-C耐火材料常温性能的影响,结果表明:硝酸铁为最佳的催化剂,硝酸铁的引入促进了碳纳米管(CNTs)和SiC晶须的原位生成,提高了耐火材料的力学性能。含硝酸铁的酚醛树脂加入试样时,经1100℃热处理后其常温抗折强度和常温耐压强度最高。

关键词： 氮化硅   碳化硅晶须   硼化锆   低温热压烧结   显微结构   力学性能  

摘要： 通常低温热压烧结的Si_(3)N_(4)陶瓷具有较高的硬度和较低的断裂韧性;而高温热压烧结的Si_(3)N_(4)陶瓷具有较低的硬度和较高的断裂韧性。为了获得高硬度、高韧性Si_(3)N_(4)陶瓷,添加20%SiC_(w)(SiC晶须,体积分数)和2.5%ZrB_(2),在1500℃低温热压制备了Si_(3)N_(4)基陶瓷,开展其相组成、致密度、显微结构和力学性能研究,并与1800℃高温热压烧结Si_(3)N_(4)进行了对比研究。结果表明:SiC_(w)的引入阻碍了Si_(3)N_(4)低温致密化,致密度从97.9%降低到92.9%,Vickers硬度从20.5 GPa降低到16.4 GPa,断裂韧性从2.9 MPa·m^(1/2)增加到3.4 MPa·m^(1/2)。同步引入SiC_(w)和ZrB_(2),则促进α-Si_(3)N_(4)向β-Si_(3)N_(4)的相变,致密度仍在97.5%,硬度和韧性分别为20.7 GPa和5.1 MPa·m^(1/2)。与低温烧结Si_(3)N_(4)陶瓷相比,Si_(3)N_(4)-SiC_(w)-ZrB_(2)陶瓷的硬度未降低,而韧性大幅提升;与高温烧结Si_(3)N_(4)陶瓷相比,硬度大幅提升。通过结合SiC_(w)、ZrB_(2)以及低温热压,实现了高硬度、高韧性Si_(3)N_(4)基陶瓷的制备,有望进一步推动其在陶瓷结构件领域的应用。

关键词： SiC晶须   烧结温度   保温时间   层片堆积状组织   柱状堆积组织  

摘要： 研究了反应温度及时间对宁夏灵武地区煤泥和石英砂反应过程影响,探讨了SiC晶须生成机理.结果发现反应生成SiC晶须主要有纳米晶须、珠串状结构、层片堆积状和柱状堆积几种形貌,晶须生成取决于物质传输距离.烧结温度升高和保温时间的延长促使了纳米SiC晶须和珠串状形貌演变为层片堆积状和柱状堆积形貌.本文研究成果对于煤泥在SiC陶瓷方面应用提供了技术依据和理论支持,实现了煤泥在高性能陶瓷方面应用.

关键词： 纤维增强铝基复合材料   金属纤维   碳化硅晶须   混杂增强   强韧化机制   摩擦磨损  

摘要： 铝基复合材料具有高比强度、高比模量以及耐磨损等优异综合性能。但金属基复合材料的本征特性是强度和韧性倒置。为获得一种高强韧型的铝基复合材料,本论文尝试采用高强韧金属纤维增强铝,提高强度,改善材料韧性;为进一步提升材料性能,同时满足火星表面行走的耐磨性要求,在复合材料增强体纤维中混杂耐磨颗粒。首先,选择钛纤维(Ti)和不锈钢纤维(SSF)作为高强韧金属纤维增强铝,研究纤维铺层方向(0°-90°,15°-75°,30°-60°以及45°-45°)对复合材料力学性能的影响,利用压力浸渗法制备金属纤维增强铝合金复合材料。研究发现当金属纤维沿着45°-45°方向时,复合材料综合性能最佳。2D-Ti/5056Al复合材料(45°-45°)的抗拉强度达到478MPa,冲击吸收功为7.1J;在同等条件下,2D-SSF/5056Al基复合材料的弯曲强度低,冲击吸收功小,并且与基体发生剧烈反应,生成30-40μm的反应层。为进一步提高Ti纤维增强5056铝基复合材料的强韧性能,同时改善复合材料的耐磨性,在复合材料增强体纤维中混杂陶瓷颗粒(SiC/B4C),采用压力浸渗法制备多尺度混杂增强铝基复合材料;同时为避免Ti-Al之间发生界面反应,生成AlTi脆性相降低复合材料力学性能,在Ti纤维表面制备Ti N涂层。结果表明,2D-Ti与SiC混杂增强5056Al复合材料能获得更好的力学性能。添加1wt.%SiC晶须时,复合材料的综合力学性能最好,抗弯强度达到533MPa,相比于2D-Ti/5056Al提高了11%;冲击吸收功为8.1J,相比2D-Ti/5056Al提高了14%;失稳断裂韧度和断裂能均提高,断裂韧性达到29.1(MPa·m)。但复合材料的层间剪切强度呈现随SiC晶须加入量增加而下降的趋势,加入5wt.%SiC晶须后,复合材料的层间剪切强度降低到176.72MPa,降低了13.6%。随着SiC晶须含量的增加,复合材料的综合性能出现先增加后减小的趋势。含有Ti N涂层的2D-Ti/5056Al复合材料的抗拉强度从478MPa提高到542MPa左右,抗拉强度提高了近13.4%,但的延伸率密明显下降。最后,探究多尺度混杂增强铝基复合材料的摩擦磨损性能。在复合材料增强体纤维中混杂陶瓷颗粒,可以显著提高复合材料的耐磨性。添加1wt.%SiC晶须时,复合材料的耐磨性能最好,磨损率低,摩擦系数稳定,磨损机制随着载荷的增加变化不大,主要为磨粒磨损和粘着磨损,优异的耐磨效应可归因于SiC晶须和纤维的协同混杂增强效应。研究表明,金属纤维-陶瓷颗粒多尺度混杂强化铝基复合材料表现出轻质、高强、高韧以及耐磨等优异的综合性能,对促进金属基复合材料的迅速发展具有非常重要的意义。

关键词： 聚醚酰亚胺   碳化硅晶须   3-氨丙基三乙氧基硅烷   聚脲   芳香聚硫脲   界面改性   氧化锆   介电性能  

摘要： 近年来,随着风力发电和微电子系统领域的发展,高分子介电材料凭借其自身柔性、高击穿强度以及优异的充放电效率受到广泛关注。但由于高分子自身极化能力较弱,介电常数较低,极大限制了介电材料储能密度的提升。为了提高高分子的介电性能,常将具有高介电常数的陶瓷填料,如钛酸钡（Barium titanate,BT）、碳化硅（Silicon carbide,SiC）、钛酸锶钡（Barium strontium titanate,BST）等或者具有高电导率的导电填料,如碳纳米管（Carbon nanotubes,CNTs）、石墨烯纳米片（Graphene nanoplatelets,GNPs）、碳纳米纤维（Carbon nanofibers,CNFs）等作为填料引入到高分子基体中制备高分子介电复合材料。但由于填料较高的表面能以及与高分子基体的两相性质差异,会引入大量的界面缺陷,使得复合材料的击穿强度降低,难以实现介电复合材料在实际中的应用。因此,通过对填料进行界面改性制备具有高介电常数、低介电损耗的介电储能材料具有十分重要的研究意义。碳化硅晶须（Silicon carbide whiskers,SiCw）是一种具有高导热的半导体填料,作为耐高温介电材料的增强体受到广泛关注。本论文通过不同的改性方法对SiCw进行表面改性,并将其引入到耐高温的聚醚酰亚胺（Polythermide,PEI）基体中,研究了不同界面层3-氨丙基三乙氧基硅烷（3-aminopropyltriethoxysilane,AMEO）、聚脲（Polyurea,PUA）、芳香聚硫脲（Aromatic polythiourea,ArPTU）与PEI之间的相互作用,还探究了界面相互作用对复合材料常温和高温下介电性能的影响。研究发现相比于PUA和ArPTU,AMEO的改性对于复合材料高温介电性能的改善更为优异,继而通过AMEO对宽带隙的纳米氧化锆（Zirconia,ZrO2）进行表面改性,制备了具有高储能密度的介电复合材料,并探究了AMEO界面层在高温高电场下的作用机理。主要研究成果如下:（1）针对SiCw在PEI基体中容易团聚,两者界面相容性差这一问题,通过AMEO对SiCw进行表面改性制备了SiCw-AMEO填料,并采用溶液共混的方法制备了SiCw-AMEO/PEI复合材料。利用结构表征证明了SiCw-AMEO与PEI基体之间存在着氢键作用,并通过形貌表征发现SiCw-AMEO能够在PEI基体中均匀分散且两者具有较好的相容性。介电性能测试发现AMEO界面层的存在降低了SiCw与PEI之间的强界面极化,从而使SiCw-AMEO/PEI的介电常数相比于SiCw/PEI有一定的降低。SiCw-AMEO在PEI基体中的均匀分散以及与基体良好的界面粘合抑制了复合材料的介电损耗。当SiCw-AMEO含量为15 wt%时,25℃时复合材料的介电常数和介电损耗分别为16.2和0.031。同时AMEO能够在界面处形成深陷阱以捕获载流子,在25-150℃范围内,SiCw-AMEO/PEI展现出相比于SiCw/PEI更为优异的高温介电性能。（2）针对AMEO的界面修饰降低了复合材料的介电常数这一问题,通过在SiCw表面上原位聚合制备具有不同偶极矩大小的聚合物壳层PUA和ArPTU,并制备了SiCw-PUA/PEI和SiCw-ArPTU/PEI复合材料。利用结构表征证明了PUA/ArPTU与PEI之间存在着强烈的氢键作用。介电性能测试发现PUA和ArPTU的高偶极基团能够使它们分别与SiCw、PEI产生双重界面极化,在相同填料含量下,SiCw-PUA/PEI和SiCw-ArPTU/PEI复合材料的介电常数相比于SiCw/PEI更高。此外,PUA的脲基和ArPTU的硫脲基团具有较高的偶极矩,能够充当电子陷阱,这种陷阱能使传导载流子的数量减少,导致更低的介电损耗。但在高温条件下,由于会发生次级反应,这会导致复合材料高温介电性能的恶化。研究发现具有更高偶极矩的ArPTU能够促进复合材料介电性能的进一步提高。当SiCw-ArPTU含量为15 wt%时,25℃下SiCw-ArPTU/PEI复合材料的介电常数达到19.6,介电损耗降低至0.017。（3）较窄带隙的SiCw难以使复合材料在高温高电场下保持优异的绝缘性能,同时填料的团聚会造成电场畸变使复合材料击穿强度大幅度下降。针对这一问题,通过AMEO对宽带隙的纳米ZrO2进行表面改性制备了ZrO2-AMEO填料,并制备了ZrO2-AMEO/PEI复合材料。介电性能测试表明AMEO能够在填料表面形成强相互作用,并增加了分子相间极化率,促进了纳米复合材料介电性能的提高。此外,AMEO与宽带隙的ZrO2纳米粒子能够在高温高电场下协同作用形成更深的陷阱以捕获载流子,显著降低常温

关键词： 碳化硅晶须   氧化铝基陶瓷   力学性能   热学性能   抗辐照性能  

摘要： 氧化锆增韧氧化铝（ZTA）复合材料因其优异的力学性能,被认为是核能装置候选材料之一。虽然利用相变增韧提高了ZTA复合材料的韧性,但仍不能满足核能装置结构材料应用的要求。复合材料要应用于核能领域,不仅需要优异的力学性能,还需要有高的导热系数、强的耐腐蚀性能、良好的抗辐照以及热稳定性等性质,其中抗辐照性能对核能系统的安全性至关重要。因此,进一步深入开展ZTA复合材料的性能改良与抗辐照性能研究,对于核能装置用高性能ZTA基复合陶瓷材料的研发具有重要意义。本论文以氧化锆增韧氧化铝复合陶瓷为基体,将氧化铝陶瓷作为对比基体,将碳化硅晶须（Si Cw）作为增韧相,采用放电等离子法（SPS）制备ZTA/Al2O3-Si Cw复合材料。增韧相Si C晶须的添加量分别为3.0、5.0、7.0和10.0vol%。通过物相组织、显微结构、力学性能以及热学性能测试,研究少量晶须添加对ZTA/Al2O3-Si Cw复合材料微观结构和性能的影响。通过He/Si离子辐照技术研究了复合陶瓷的抗辐照性能,为Si Cw增韧氧化铝基复合陶瓷的核能应用提供实验依据。本论文创新性结果如下:***-Si Cw复合陶瓷:随着Si C晶须含量的增加,复合材料的致密度先减小后增加,平均晶粒尺寸逐渐减小,说明碳化硅晶须的添加具有细化晶粒的作用。复合陶瓷的弯曲强度随着晶须含量的增加而增加,而维氏硬度和断裂韧性随晶须含量的增加先减小再增加,与相对密度的变化趋势一致,表明ZTA基体中加入少量Si C晶须对复合材料起到强化作用。随着晶须含量的增加ZTA-Si Cw复合材料的热扩散性能提升。在所选温度范围内,随着烧结温度的升高,晶须含量10.0 vol%的ZTA-Si Cw复合材料的力学性能基本保持不变;而其热扩散系数和热导率持续增加。复合材料的主要增韧机制为穿晶断裂增韧,裂纹的偏转、分枝和桥连增韧,氧化锆的相变增韧,以及晶须的拉拔、断裂增韧。复合材料的断裂机制是穿晶断裂和沿晶断裂混合机制。***2O3-Si Cw复合陶瓷:复合陶瓷制备过程引入了少量的Zr O2相。随着Si C晶须含量的增加,复合陶瓷的晶粒尺寸明显减小,维氏硬度和断裂韧性明显提高,表明Al2O3基体中加入Si C晶须对复合材料起到硬化和韧化作用。随着晶须含量的增加,复合材料的热扩散系数和热导率减小。随着烧结温度的增加,在所选烧结温度范围内晶须含量10.0 vol%的Al2O3-Si Cw复合材料的晶粒尺寸、断裂韧性、热扩散系数和热导率持续增加,而相对密度和维氏硬度先增加后减小。***2O3-Si Cw复合陶瓷的He离子辐照:辐照未导致Al2O3-Si Cw复合陶瓷的物相组分变化,但使得复合材料的结晶度和相结构发生了轻微的退化。在复相陶瓷中存在大量的氦泡,主要分布在α-Al2O3晶粒内和各种晶界、相界处,t-Zr O2晶粒内部无明显的氦泡。室温辐照后复合陶瓷纳米硬度和杨氏模量轻微的硬化,说明Al2O3-Si Cw复合材料具有较好的抗辐照硬化性能。高温辐照后氦泡的尺寸增大,且在峰值区观察到形成了微裂纹,降低了复合材料辐照硬化的程度。***-Si Cw复合陶瓷的Si离子辐照:辐照后ZTA-Si Cw复合材料中t-Zr O2相发生了晶格肿胀,α-Al2O3和Si C相的结晶度和相结构发生退化。室温辐照时,当辐照剂量达到1.80×1017 ion/cm2在辐照峰值区形成了非晶带,且不同晶粒中非晶带的宽度不同,同时复合陶瓷硬度和模量明显减小,即辐照导致了材料软化。当辐照温度升高后,辐照损伤有所恢复,软化现象也基本恢复,说明ZTA-Si Cw复合材料具有较好的高温抗辐照性能。

关键词： 三元硼化物   金属陶瓷   碳化硅晶须   增韧增强   力学性能  

摘要： 三元硼化物基金属陶瓷具有优异的耐高温和耐腐蚀性能,广泛应用于航空、汽车和工具等行业。但三元硼化物基金属陶瓷的断裂韧性和强度较差,限制了其在工业领域的进一步应用。因此研制具有高强度、高韧性以及高耐磨性的三元硼化物基金属陶瓷具有重要的应用价值。本文主要开展三元硼化物基金属陶瓷的增韧增强机理研究,通过优化烧结工艺、添加增韧相碳化硅晶须(SiCw)、添加增强相合金V的方式,成功制备出高韧性、高硬度以及高耐磨性的三元硼化物基金属陶瓷。首先优化了MoNiB基金属陶瓷的制备工艺,包括球磨时间、烧结温度以及保温时间。通过扫描电镜对球磨粉末进行观察发现,球磨23小时的粉末粒度最细小且分布均匀,此时粉末的破碎和冷焊处于最佳平衡状态。通过分析金属陶瓷微观组织和力学性能发现,在烧结温度为1250℃,保温时间为40分钟时,金属陶瓷的两相组织分布较均匀且没有大的孔洞,力学性能最佳。在优化的烧结工艺基础上,采用反应渗硼烧结技术成功制备出SiCw增韧的MoNiB基金属陶瓷。通过显微观察分析得出,SiCw能够细化晶粒,添加0.5wt%SiCw的金属陶瓷晶粒尺寸达到最小值3.57μm,比未添加SiCw的晶粒尺寸减少了6.7%。通过物理力学性能测试得出,添加0.5wt%SiCw的金属陶瓷维氏硬度为1113HV,抗弯强度为1620 MPa,断裂韧性为27.97 MPa·m,与未添加SiCw的金属陶瓷相比分别提高了16.8%,22.7%和25%。证明SiCw能够显著提高MoNiB基金属陶瓷的力学性能,原因是SiCw的加入抑制了硬质相晶粒的生长,细化了晶粒,并且未引起相的变化。通过扫描电镜对裂纹途径和断口形貌观察分析SiCw的增韧机理,发现主要有晶须桥接、裂纹偏转、晶须拔出和微裂纹增韧四种方式。另外,SiCw的添加使金属陶瓷的穿晶断裂增加,穿晶断裂比沿晶断裂消耗更多的能量,也增加了金属陶瓷的断裂韧性。通过摩擦磨损实验发现添加SiCw后金属陶瓷的摩擦系数和磨损表面积减小,说明添加SiCw能够提高金属陶瓷的耐磨性。在添加0.5wt%SiCw的基础上,制备了添加V的MoNiB基金属陶瓷并对其微观组织、物理力学性能以及耐磨性进行测试分析。发现添加2wt%V的MoNiB基金属陶瓷两相分布均匀,硬质相晶粒细小,但密度略有降低。添加2wt%V的MoNiB基金属陶瓷力学性能最佳,其维氏硬度为1233 HV,抗弯强度为1680 MPa,与未添加V的相比,分别提高了10.8%和3.7%。通过实验可得,添加2wt%V的MoNiB基金属陶瓷的维氏硬度显著提高,添加V主要通过转变硬质相晶体结构、固溶强化和细化晶粒三种方式对金属陶瓷进行增强。通过摩擦磨损实验发现添加2wt%V的金属陶瓷耐磨性最好,磨损率和摩擦系数都达到最小值分别为0.51和1.08×10 mm/N·m,与未添加V的相比分别降低了5.5%和59%,说明添加V能够有效提高金属陶瓷的耐磨性。本研究解决了MoNiB基金属陶瓷强度低、韧性差和耐磨性差的问题,揭示了SiCw对金属陶瓷的增韧机理,揭示了V元素对金属陶瓷的增强机理,为制备高性能的MoNiB基金属陶瓷提供了理论基础和技术指导,对提高MoNiB基金属陶瓷耐磨性能、拓展其应用范围具有重要的研究价值。