中國粉體網訊 金屬陶瓷復合材料（Cermet）是一種由金屬相與陶瓷相復合而成的高性能材料，兼具金屬的韌性、導電性、導熱性和陶瓷的硬度、耐磨性、耐高溫及耐腐蝕性。
金屬陶瓷復合材料的組成結構包括金屬相和陶瓷相，金屬相通常為過渡金屬（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境能力。在界面設計上，通過優化潤濕性、熱膨脹匹配和化學相容性，確保兩相結合強度。
關鍵性能優勢
1. 力學性能
高強度與高硬度：陶瓷增強相使復合材料硬度可達純金屬的數倍（如SiC增強鋁基復合材料）。
優異耐磨性：適用于摩擦部件（如剎車盤、密封環），磨損率比傳統材料低50%以上。
2. 熱穩定性
耐高溫達1000°C（如Inconel/YSZ復合材料用于航空發動機熱障涂層）。
低熱膨脹系數匹配，減少高溫熱應力開裂風險。
3. 功能特性
輕質高強：密度低于傳統合金，比強度提升40%（如鈦基復合材料用于航天結構件）。
多功能兼容：兼具導電性（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）。
應用領域
NiFe2O4基金屬陶瓷制備
NiFe2O4基金屬陶瓷在金屬陶瓷陽極材料中占主導地位，因為陶瓷相NiFe2O4在冰晶石氧化鋁熔體中具有良好的化學穩定性，目前以金屬相、質量分數在20%以內的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，流程涵蓋配比設計→混合→成型→脫脂→燒結→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，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：混合粉末通過模壓（160–200MPa壓力）、注射成型或冷等靜壓制成坯體，添加粘結劑（如聚乙烯醇）輔助定型。
3. 脫脂與預燒結：坯體在惰性氣氛（氮氣/氬氣）中加熱至400–600℃去除有機粘結劑，再升溫至600–900℃預燒結以強化結構。
4. 燒結：分階段升溫：
固相燒結：1100–1300℃保溫，促進顆粒擴散；
液相燒結：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，噴涂耐腐蝕釉層（560–900℃二次燒結），或通過熱處理優化性能。
金屬陶瓷惰性陽極制備工藝流程
2025年7月17日，中國粉體網將在湖南·長沙舉辦“2025高端金屬粉體制備與應用技術大會暨2025通信電子、3D打印、粉末冶金市場金屬粉國產化交流會”。屆時，我們邀請到中南大學粉末冶金研究院熊慧文副教授出席本次大會并作題為《新型金屬陶瓷復合材料的粉末冶金流變制造》的報告，熊慧文副教授將為您介紹粉末冶金流變制造技術在金屬陶瓷復合材料中的應用。
個人簡介：
熊慧文，中南大學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、金屬陶瓷材料設計、制備與性能研究，主持國家自然科學基金、湖南省自然科學基金、重大橫向課題等項目，近年在Additive Manufacturing, Journal of American Ceramic Society, Journal of Material Chemistry A等期刊發表SCI論文40余篇，申請國家發明專利24項，PCT美國專利2項，獲授權發明專利10余項。團隊搭建了粉末冶金流變制造技術、粉末粘結熔融沉積成型3D打印平臺，可實現先進陶瓷（高熵陶瓷）、金屬陶瓷(NiFe2O4-Cu-Fe等)、金屬與合金（不銹鋼、鈦合金等）、功能梯度等復雜粉末冶金大制品的制備與應用。
參考來源：
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
（中國粉體網編輯整理/留白）
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