低温微正压碳热氮化法制备微纳米Mo(C,N)粉末 Preparation of micro-nano Mo(C,N) powders by low temperature carbothermal and micro-positive pressure of nitrogen

金属Mo的碳氮化物对改善金属基复合材料的结构性能起到重要作用,而Mo(C,N)固溶体综合了金属及碳氮化物的性能,其改善复合材料结构的效果优于单纯的Mo_2C或者MoN粉末。本研究采用机械合金化技术和微正压碳热氮化法,低温下制备微纳米Mo(C,N)固溶体粉末。利用热重分析–示差扫描量热法(thermogravimetric analysis–differential scanning calorimetry,TG–DSC)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)分析考察机械力及氮化条件对粉体结构及粒度的影响。结果表明:MoO_2粉末和碳粉经9 h高能球磨后,机械力足够使粉末细化,同时能够增加界面能和缺陷,以提供MoC–N化学吸附向微纳米Mo(C,N)固溶体粉末转变所需的激活能,并借此改变Mo原子表面电子的不饱和性,结合微正压N_2气气氛,促使混合粉末在碳化阶段Mo与N有效键合;最终,在N_2气压力0.2 MPa、850℃下制备出了Mo(C,N)微纳米类球形粉末;碳氮化温度低,有效地降低了能耗,节约了成本,有重要的工业应用前景。