越南科學技術院材料科學研究所工程師聯(lián)合河內工業(yè)大學同事，報道了一種實驗室制備韌性鎳基超合金復合材料的工藝路線。研究團隊采用高能球磨將2.5%至10%體積分數（vol%）的碳化硅顆?；烊隖GH95超合金粉末，隨后通過放電等離子燒結（SPS）致密化。隨著碳化硅含量增至10 vol%，復合材料的滑動磨損率從約5.2×10?? mm3/(N·m)降至2.9×10?? mm3/(N·m)，降幅約45%。

FGH95是一種具有雙相γ/γ′微觀結構的鎳基超合金。研究考察了陶瓷顆粒對該微觀結構、基體兩相晶體學關系以及力學和摩擦學性能的影響。所有試樣相對密度均超過98%，表明燒結后接近完全致密化。X射線衍射分析證實，放電等離子燒結后γ/γ′基體相與碳化硅均得以保留，陶瓷顆粒與合金之間未檢測到可檢測的反應產物。

衍射數據追蹤了基體兩相晶格參數隨碳化硅含量的變化。計算顯示，單質FGH95的γ/γ′晶格失配度為0.745%，含10 vol%碳化硅的復合材料中該失配度持續(xù)下降至0.567%。盡管在Zui高碳化硅含量下單個γ和γ′相的晶格參數呈現輕微的非單調變化，但作者認為磨損抗力的改善部分歸因于這種優(yōu)化的γ/γ′晶體學相容性。

晶粒細化效果有限。蝕刻掃描電鏡觀察與統(tǒng)計晶粒度分析顯示，平均晶粒尺寸僅略有下降，從單質FGH95的1.15±1.2 μm降至含10 vol%碳化硅復合材料的1.01±1.0 μm，且晶粒尺寸分布存在顯著重疊。這表明碳化硅顆粒并未劇烈重構基體，其主要作用體現在其他方面。

硬度提升效果顯著。隨著碳化硅含量增加，維氏硬度從約470 HV上升至575 HV。均勻分散的陶瓷顆粒在接觸過程中提供承載能力，作者將磨損抗力的增強主要歸因于硬度的提高以及燒結試樣的高致密度。磨損表面形貌分析結果一致：單質FGH95表現出嚴重的磨料-剝層磨損；而在碳化硅增強復合材料中，主導機制轉變?yōu)橐詼睾湍チ夏p為主，這在測試的滑動條件下屬于破壞性較低的材料去除模式。

該研究針對特定碳化硅范圍的燒結塊體開展，所報告的磨損率降低和硬度增益僅適用于已檢驗的條件與成分。相關論文于2026年7月30日收稿，10月12日接受，Zui終排版版本待發(fā)表于《Frontiers in Materials》。在該范圍內，研究結果表明，在放電等離子燒結前將碳化硅顆粒簡單分散于FGH95粉末中，即可在不破壞合金特征γ/γ′微觀結構或引發(fā)界面反應的前提下，實現顯著的摩擦學性能提升，為耐磨超合金復合材料提供了一種直接的加工策略。

資料來源：bioengineer.org；原文發(fā)布日期：2026-10-29。本文為資料編譯。