新型复相陶瓷刀具材料Jx-2-I协同增韧补强机理的研究

本文研制成功的新型陶瓷刀具材料—ＳｉＣ晶须（ＳｉＣｗ）增韧和ＳｉＣ颗粒弥散增韧Ａｌ２Ｏ３陶瓷刀具Ｊｘ－２－Ｉ,该刀具材料具有高的抗弯强度和断裂韧性等优点;对比Ａ（Ａｌ２Ｏ３）、ＡＰ（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｐ）、ＡＷ（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｗ）、Ｊｘ－１（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｗ）和Ｊｘ－２－１（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｐ／ＳｉＣｗ）等陶瓷材料的力学性能可以看出,在Ｊｘ－２－Ｉ材料中具有明显的增韧补强叠加效应;本文在热失配分析和微观结构观察的基础上详细研究了Ｊｘ－２－Ｉ刀具材料的增韧补强机理,系统研究了Ｊｘ－２－Ｉ中各种增韧补强机理之间的协同效应。     

新型复相陶瓷刀具材料JX-2-I协同增韧补强机理的研究

本文研制成功了一种新型陶瓷刀具材料——SiC晶须（SiCw）增韧和SiC颗粒弥散增韧Al2O3陶瓷刀具JX－2－Ⅰ，该刀具材料具有高的抗弯强度和断裂韧性等优点；对比A（Al2O3）、AP（Al2O3／SiCp）、AW（Al2O3／SiCw）、JX－1（Al2O3／SiCw）和JX－2－1（Al2O3／SiCp／SiCw）等陶瓷材料的力学性能可以看出，在JX－2－Ⅰ材料中具有明显的增韧补强叠加效应；本文在热失配分析和微观结构观察的基础上详细研究了JX－2-Ⅰ刀具材料的增韧补强机理，系统研究了JX－2—Ⅰ中各种增韧补强机理之间的协同效应。     

新型陶瓷刀具材料的研究与开发

工业用钢材的质量提高使材料加工难度增加,耐高温的高硬度高强度陶瓷材料被用做切削刀具并逐渐推广应用。本文对陶瓷刀具的材质、种类、性能特点作了比较和评价,并重点介绍了新型的晶须增韧陶瓷刀具。最后,对陶瓷刀具的市场前景进行了预测,并指出了陶瓷刀具研制方面应该深入研究的课题。     

SiC晶须对Al2O3／TiB2／SiCw陶瓷刀具材料高温断裂韧性的影响

研究了不同ＳｉＣ晶须含量的Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣｗ陶瓷刀具材料的断裂韧性随温度的变化规律。结果表明：Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣＷ陶瓷材料的Ｋ１Ｃ在１０００℃内随温度的升高而增大；晶须含量越大，通过计算分析表明，随温度的升高粘裂时拔出的晶须大大增多，当晶须体积含量（下同）为２０％时，Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣｗ陶瓷在室温时只有长径比小于２．８７的晶须在断裂时才有可能产生拔出，而在９００℃时     

SiC晶须增强Al2O3—TiC复相陶瓷的研究

运用品须补强和粒子弥散双重手段,对氧化铝材料的性能进行改进。比较了Al_2O_3-TiC(AT),Al_2O_3/SiC_w(As),Al_2O_3-TiC/SiC_w(ATS)材料的力学性能,证实ATS材料有明显的迭加增强增韧效果,并具有良好的高温力学性能。抗氧化实验证实,将SiC晶须加入AT中以后,材料的抗氧化性能有明显改进。从热膨胀失配角度分析和SEM显微结构观察证实,ATS材料的主要增韧机理是界面解离和裂纹偏转。     

原位生成TiB2颗粒增韧SiC基复相陶瓷研究

提出一种新的方法制备ＳｉＣ－ＴｉＢ２颗粒复相陶瓷。通过Ｔｉ，Ｓｉ与Ｂ４Ｃ之间的化学反应在ＳｉＣ基体中原位生成ＴｉＢ２颗粒，获得的ＴｉＢ２颗粒一般在５μｍ以下，但发现有ＴｉＢ２颗粒团聚现象。其中ＳｉＣ－ＴｉＢ２３０％（ｖｏｌ）复相陶瓷的断裂韧性和三点弯曲强度分别比ＳｉＣ基体提高约１倍，达到４．５ＭＰａ·ｍ＾１／２和４００ＭＰａ。认为ＴｉＢ２颗粒与ＳｉＣ基体之间热膨胀系数不同导致的残余应力场引起的裂纹     

SiCw增韧Al2O3／TiB2陶瓷复合材料的研究

根据对晶须与基体材料的热胀失配的分析，计算得出了Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣｗ三元复合材料中ＳｉＣｗ的临界体积分数。采用ＴｉＢ２颗粒增韧和ＳｉＣｗ增韧两种途径来改善Ａｌ２Ｏ３的脆性，得到此复合材料的抗弯强度为７４０ＭＰａ，断裂韧性为７．７ＭＰａ·ｍ＾１／２。分析表明：当ＳｉＣｗ含量大于临界体积分数时，强度大幅降低的主要原因是由于致密度的降低和热残余拉应力的增大。     

SiC—Al2O3基复相陶瓷的N2—HIP研究

通过对热压ＳｉＣ－Ａｌ２Ｏ３复合材料进行了Ｎ２－ＨＩＰ后处理，制备得到Ｓｉ３Ｎ４－ＡｌＮ＝ＳｉＣ－Ａｌ２Ｏ３梯度材料，经Ｎ２－ＨＩＰ处理后，材料抗弯强度提高３５％－９５％，并得到经强度达１０３０ＭＰａ的ＳｉｅＮ４－ＡｌＮ／ＳｉＣｐ－ＳｉＣＷ－Ａｌ２Ｏ３复合材料。     

对气压烧结碳化硅晶须增韧氧化铝基陶瓷刀具材料的研究

本文介绍了用气压烧结SiCw增韧Al2O3基陶瓷刀具的工艺,对气压烧结机理进行了分析,指出了气压法烧结SiCw增韧Al2O3基陶瓷刀具材料在产业化生产中的优势与不足。     

TiB2／SiCw复合材料增韧机理的微观分析

在ＴｉＢ２／ＳｉＣｗ基体中加入适量的ＳｉＣｗ可以明显地提高其断裂韧 性ＫＩＣ，其它机械性能也有不同程度的改善。ＳＥＭ、ＴＥＭ微观分析表明：在具有较高ＫＩＣ值的ＴｉＢ２／ＢｉＣｗ陶瓷复合材料中，ＳｉＣｗ与ＴｉＢ２晶粒之间有较适宜的界面结合，两相之间未发现有明显的界面化学反应用，当该复合材料发生断裂时，其内部出现晶须拔出，裂纹桥连，裂纹偏转三种增韧机制。     

陶瓷刀具材料增韧的基本途径

陶瓷作为刀具材料的最大弱点是断裂韧性低,脆性大。扩大应用的关键是提高其韧性。本文介绍陶瓷刀具材料增韧的方法     

温度对晶须增韧陶瓷刀具材料力学材料的影响：Ⅰ高温抗弯强度的研究

采用两种不同尺寸的试件，在室温－１０００℃范围内，对ＳｉＣ晶须增韧Ａｌ２Ｏ３陶瓷刀具材料ＪＸ－１的高温抗弯强度进行了测试。结果表明，在６００℃之前，抗弯强度值变化很大，大约在８００℃左右出现一个峰值，随着温度的继续升高，抗弯强度显著下降。     

SiC晶须,晶板增韧AlN陶瓷的研究

本文利用现代测试技术对ＳｉＣｗ,ＳｉＣｐ增韧ＡｌＮ材料的力学性能,显微结构进行研究,并分析探讨了材料的增韧机理,结果表明;ＳｉＣｗ可有效改善材料的断裂韧性和断裂强度,其增韧机理主要为裂纹偏转和晶须拔出效应,ＳｉＣｐ加入的断裂韧性起到良好的促进作用,但对材料的断裂强度则有不良的作用,其增韧机理主要为裂纹偏转和分枝效应。     

晶须补强氧化锆增韧氧化铝的工艺过程和性能

晶须和氧化铝颗粒可改善氧化铝陶瓷的机械性能。研究的目的是结合两的补强机理,将SiC 晶须、氧化铝颗粒和氧化铝粉混合,使各相达到良好的分散。然后,采用热压成型使样品致密,并测试它们的弯曲强度和断裂韧性,其弯曲强度达1000MPa,断裂韧性大于8 MPam(?),研究结果表明,在氧化铝基体中可选择最佳的分散比率。     

Al2O3／SiCW陶瓷刀具材料中晶须的取向对其力学和切削性能的影响

Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣＷ陶瓷刀具材料由于热压过程的影响，造成晶须在基体中定向排布于垂直热压方向的平面上，因此不同方向的补强、增韧效果有所差异。本工作测量了Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣＷ陶瓷刀具材料不同方向上的断裂韧性和抗弯强度，分析了晶须的取向对该陶瓷刀具材料力学性能的影响。切削试验表明晶须的取向对晶须增韧陶瓷刀具材料的磨损和破损性能有较好的影响。根据切削加工过程中刀具的受力特点，提出了有利于切削加工的刀具前、     

新型陶瓷刀具材料的发展趋势

新型陶瓷刀具的出现,是人类首次通过运用陶瓷材料改革机械切削加工的一场技术革命的成果。陶瓷材料因其高硬度与耐高温特性成为新一代的刀具材料,但也由于脆性受到局限。于是克服陶瓷刀具材料的脆性,提高其韧性,成为近百年来陶瓷刀具研究的主要课题。     

金属粘结补强复合陶瓷刀具材料的研究

通过组成与显微结构的设计研究了活化金属粘结的Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）－Ａｌ２Ｏ３与Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ两类多种组成（牌号）的复合陶瓷刀具材料。这些陶恣由于组成与显微结构的不同，其切削加工的应用范围亦有所不同，但均具有高的强度与韧性，优良的红硬性和良好的化学稳定性，可满足多种加工对象的要求，在其各自的加工范围内，均能发挥出十分优异的切削性能。