微米硬质相对相变增韧陶瓷刀具材料的影响

本文分别研究了微米TiC和微米TiN对陶瓷刀具材料Al2O3-3Y-ZrO2微观结构和力学性能的影响。结果表明,添加微米TiC后,陶瓷刀具材料的断裂韧度略有下降。添加微米TiN的陶瓷刀具材料A5Nm20Z在烧结温度为1650℃、烧结压力为30MPa和保温时间为30min时的力学性能最好,抗弯强度、断裂韧度和维氏硬度分别为845.14MPa、4.87MPa·m1/2和16.40GPa。     

短切碳纤维C_(sf)含量对TiC基复合陶瓷刀具材料微观组织及力学性能的影响

金属烧结剂选择Ni和Co,增强相选择短切碳纤维C_(sf),采用真空热压烧结技术,在1500°C下制备了短切碳纤维C_(sf)含量不同的TiC基复合陶瓷刀具材料。研究了C_(sf)的含量对TiC基复合陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响,结果表明:加入C_(sf)后,复合陶瓷刀具材料断裂方式为穿晶断裂和沿晶断裂方式并存,在C_(sf)含量增加的过程中,TiC基复合陶瓷刀具材料的硬度逐步下降,抗弯强度和断裂韧度先变大后减小;当增加到2wt%C_(sf)时,获得了最佳的力学性能,硬度为14.32±0.16GPa,断裂韧度为8.70±0.15MPa·m~(1/2),抗弯强度为695.63±15.01MPa。     

纳米碳化钛颗粒对纳米氧化锆增韧氧化铝基陶瓷刀具材料的影响

研究了纳米TiC对陶瓷刀具材料Al203 - 3Y - Zr02 - TiCn的微观结构和力学性能的影响.结果表明,A5Tn20Z在烧结温度为1650℃、烧结压力为30MPa和保温时间为30min时的力学性能最好,抗弯强度904.7MPa,断裂韧度4.16MPa· m1/2,维氏硬度17.43GPa.     

光固化成型ZTA陶瓷的微观结构与性能研究

采用光固化成型和无压烧结制备ZrO_2含量(质量分数,下同)为14%～20%的氧化锆增韧氧化铝(ZTA)陶瓷,研究ZrO_2含量和烧结温度(1 500～1 650℃)对ZTA陶瓷微观结构、晶粒尺寸、相对密度和力学性能的影响。结果表明,ZrO_2含量对ZTA陶瓷微观结构无明显影响。提高烧结温度有利于ZTA陶瓷的致密化,可降低陶瓷中的孔隙率,提高材料的力学性能,但当烧结温度达到1 650℃时,会使ZTA陶瓷的力学性能降低。烧结温度为1 550℃、ZrO_2含量为14%的ZTA陶瓷具有较好的综合力学性能,硬度和断裂韧性分别为(18.53±0.14)GPa和(5.63±0.39)MPa·m~(1/2)。     

碳纤维含量对TiB_2-TiN基复合陶瓷组织和性能的影响

在1700℃的高温下利用真空热压烧结技术,制备C_(sf)含量不同的TiB_2-TiN新型复合陶瓷刀具材料。研究了不同含量C_(sf)下的TiB_2-TiN新型复合陶瓷刀具材料微观组织和力学性能,结果表明:添加少量C_(sf)对TiB_2-TiN复合陶瓷有增强作用,然而当C_(sf)含量增加到一定量后,材料微观组织中的缺陷增多,抗弯强度、断裂韧度均呈现减小趋势,但是硬度却随着C_(sf)含量的增加一直减小;当C_(sf)含量为1.5wt%时,力学性能良好、微观组织的缺陷少,此时的抗弯强度为738±21MPa,断裂韧度为12.07±0.3MPa·m~(1/2),硬度为19±0.6GPa。     

氮化碳基陶瓷刀具材料的制备与力学性能研究

采用热压烧结工艺,以Ti(C, N)为添加相,以Mo、Ni和Co为金属相,成功制备了氮化碳(C₃N₄)基陶瓷刀具材料,测量了其断裂韧度、抗弯强度和维氏硬度,分析了其微观组织。结果表明,在烧结温度为1600℃、保温时间为45 min和烧结压力为32 MPa的工艺条件下,Ti(C, N)质量分数为35%、Ni-Co质量分数为8%的C₃N₄基陶瓷刀具材料力学性能最优。合适的Ti(C, N)含量能细化C₃N₄晶粒、提高烧结密度、改善力学性能,合适的Ni-Co含量能使微观组织细小均匀。     

ATC自润滑陶瓷刀具摩擦磨损性能实验研究

用力学性能较好的Al(OH)3把力学性能较差的CaF2进行包覆,用于制备以CaF2为核、以Al(OH)3为壳的CaF2@Al(OH)3复合微粒,以包覆性固体润滑剂的形式添加到陶瓷基体材料中。利用热压烧结工艺制备A12O3/TiC/CaF2@Al(OH)3自润滑陶瓷刀具,然后对其制备流程与工艺、微观构造、力学及切削性能进行了研究分析。     

Al_2O_3/TiC复合陶瓷刀具材料微观组织的蒙特卡罗模拟

建立Al_2O_3/TiC复合陶瓷刀具材料微观组织的蒙特卡罗模型,在其基础上考虑到实际烧结中气孔的存在,添加气孔。在建模过程中,主要考虑孔迁移和空位湮灭来模拟含有气孔的晶粒生长过程,建立含有气孔的复合陶瓷刀具材料的微观组织蒙特卡罗模型。结果表明:在其他条件相同的情况下,含有气孔时模拟得到的组织平均半径小于不含气孔的平均半径;烧结温度越高,得到的晶粒平均半径越大,呈"晶内型"分布的第二相颗粒的比例也越高;但改变烧结压力对于晶粒平均半径和呈"晶内型"分布的第二相颗粒的比例并无太大的影响。     

TiC／（Al2O3／Y-TZP）纳微米复合陶瓷材料的性能及显微结构研究

采用热压烧结制备了TiC/(Al2O3/Y-TZP)纳微米复合材料,用SEM观察了复合材料断口形貌和微观结构,研究了纳米TiC含量对复合材料的力学性能的影响,结果表明:20%TiC(15%Al2O3/5Y-TZP)复相陶瓷抗弯强度和断裂韧性高达620MPa、6.8MPa·m1/2.     

氮化硅基陶瓷刀具材料力学性能和显微结构的研究

研究了混料介质、超声分散、烧结助剂以及纳米第二相颗粒对自增韧氮化硅陶瓷刀具材料的显微结构和力学性能的影响。结果发现:加入5%Y_2O_3+5%La_2O_3+5%CeO_2烧结助剂的Si_3N_4粉体,以水作为混料介质并对混合浆料进行超声分散处理后,在温度为1700~1800℃下、保温40min、压力30MPa条件下热压烧结,材料的综合力学性能较好,抗弯强度可达1002·1Mpa,断裂韧性达8·2MPa·m1/2,硬度13·56GPa。SEM试验表明材料的显微组织结构均匀,β-Si_3N_4呈现长棒状交错排列;添加纳米TiC7N3第二相颗粒的氮化硅基陶瓷刀具材料后,β-Si_3N_4的长径比明显减小,晶界中嵌入了第二相粒子,材料的抗弯强度有所降低,但硬度和韧性则有所升高。