碳化硅抛磨块黑心机理探讨

本文对碳化硅抛磨块黑心机理进行了初步的探讨。认为产生黑心原因的关键在于结合剂的性质。在现行的烧成制度下，结合剂的烧结温度越低，出现黑心的温度就越低。如果燃烧结温度范围的上限温度略高于烧成温度，就可避免产品的黑心。     

碳化硅磨料在陶瓷磨具中氧化性能的研究

碳化硅磨料在陶瓷磨具中的氧化性能对碳化硅细粒度陶瓷磨具的黑心有直接的影响，也是行业一直关注的问题；本文通过试验、结合化学动力学计算和扫描电镜分析，对碳化硅磨料在陶瓷磨具中的氧化性能进行了初步的研究。试验的计算结果表明：碳化硅磨料在现行的烧成制度下，氧化反应是不可避免的，氧化产物SiO2也不会在SiC磨料表面形成致密保护层；碳化硅磨具产生黑心原因关键在于陶瓷结合剂的性质。陶瓷结合剂的完全烧结温度若略高于烧成温度或能始终保持结合剂的适当开口气孔率，就可能避免产品黑心的产生。     

研究与采用烧熔结合剂改进碳化硅磨具质量

以前各厂生产碳化硅磨具大都采用烧结型结合剂,耐火度一般在1350℃以上,有的1400℃,比磨具烧成温度高约50℃～100℃。其目的是为了防止SiC磨料颗粒的分解而产生磨具黑心废品。这样在保证磨具具有一定硬度的情况下就需要较多的结合剂量,因而又造成磨具结构紧密、气孔率低,外观发红、磨具黑心等不良后果。特别是粒度较纵硬度较高的大     

新型纳米陶瓷结合剂

由于传统的陶瓷结合剂烧结温度高、强度低、抗冲击、抗疲劳性能差,为改善其性能及避免高温烧结对超硬磨料的伤害,目前大家纷纷在研究低熔高强陶瓷结合剂,以实现磨具的低温烧成。为了解决陶瓷结合剂低温高强矛盾问题,燕山大学王艳辉教授（13780373375）进行了纳米陶瓷结合剂的研究,实践证明,采用纳米材料作为结合剂显著降低了烧结温度,大幅度提高了制品强度、韧性和耐磨性,实验结果的稳定性和重现性良好,并成功获得了工业化应用。     

Ti对铝基结合剂性能的影响和机理的分析

本文以Ti作为Al-Cu-Sn-Ni系低温铝基结合剂的微量添加元素,通过热压烧结、三点弯曲、差热分析、洛氏硬度、扫描电镜和X射线衍射等测试方法,探讨了Ti对铝基结合剂的烧结温度、硬度、抗弯强度、微观结构和物相组成的影响.结果表明Ti可以降低铝基结合剂的烧结温度,提高结合剂的硬度和抗弯强度.同时本文也从理论上分析了钛的作用机理和Al-Cu-Sn-Ni系结合剂低温烧成机理.     

烧结方式对陶瓷结合剂金刚石磨具性能影响的研究

本文采用低熔点的陶瓷结合剂制备金刚石磨具,研究不同烧结方式及烧成温度对磨具的弯曲强度、硬度及磨削性能等的影响,同时研究不同温度下不被包裹金刚石及被玻璃粉包裹金刚石的热失重率.通过研究发现:725℃时,不被包裹金刚石的热失重率为5.47%,玻璃粉包裹后金刚石的热失重率仅为1.27%;制备的陶瓷结合剂金刚石磨具在725℃下烧成时,埋砂烧成磨具试样的弯曲强度和洛氏硬度值比不埋砂烧成时分别提高了2.7%和1.5%;埋砂烧成比不埋砂烧成磨具的使用寿命延长10.4%～15.9%,但磨具加工一片刀具用时延长约20%,磨削过程需要砂轮修整.     

高A/S低[F/A]熟料添加矿化剂降低烧成温度试验研究

针对熟料氧化铝含量提高、氧化铁含量降低以后,烧成温度升高这一难题,探索采用添加矿化剂CaF2的方法降低烧成温度的可行性.进行了不同添加量的烧结试验,对高铝熟料的烧结性能有了更深刻的认识,并在试验室条件下进行了溶出及赤泥沉降性能试验.为氧化铝含量大干40%的熟料的烧结找到了一种降温用矿化剂.     

纳米AlN对低温陶瓷结合剂性能的影响

本文探讨了纳米AlN对Na2O-B2O3-SiO2硼硅酸盐玻璃体系陶瓷结合剂性能的影响。利用差热分析仪、X-射线衍射仪等仪器,在不同烧成温度及气氛条件下,测试陶瓷结合剂的热性能、XRD、耐火度、抗折强度,以及线膨胀系数等性能,结果表明：在氩气气氛下纳米AlN会促使陶瓷结合剂中产生析晶;添加纳米AlN质量分数w为6%时,结合剂的烧结温度范围增加30℃;氩气气氛下,烧成温度为710℃,添加纳米AlN质量分数w为6%时,结合剂的抗折强度最大,达到35.64 MPa;纳米AlN加入使结合剂的线膨胀系数下降,添加质量分数w（AlN）为6%时,结合剂的平均线膨胀系数最小为4.99×10^-6℃^-1。     

叶蜡石、白云石对陶瓷结合剂磨具微观结构和性能的影响

本文研究了在粘土、长石质结合剂中引入叶蜡石和白云石对碳化硅磨具微观结构和性能的影响，结果表明，在一定范围内引入不同比例的叶蜡石和白云石：（1）可使结合剂的耐火度成线性降低。同时，也不同程度地影响了磨具烧结体的微观结构和性能；（2）可促进在烧结过程中莫来石的形成，降低结合剂的热膨胀系数，加强了结合剂与磨料的匹配性，提高了磨具的抗折强度和抗冲击强度；（3）在一定温度范围内还可防止碳化硅磨具出现黑心现象，拓宽了碳化硅磨具的烧结温度适应范围。通过实验发现：叶蜡石和白云石最佳含量为30％，与原结合剂相比，结合剂耐火度降低了55℃，平均热膨胀系数降低了30％，磨具抗折强度提高了27％，磨具抗冲击强度提高了22％。     

SiC多孔陶瓷的气孔率和强度

选用ＳｉＣ作为骨料，长石和粘土组成的陶瓷结合剂和活性Ｃ作为成孔剂，对不同的烧成温度下ＳｉＣ多孔陶瓷的气孔率和强度进行了研究，温度的提高使ＳｉＣ多孔陶瓷的显气孔率陶低，而体气也民率增大；气孔形状随陶瓷结合剂的高温性能变化而变化，１２８０℃烧成时的气孔形状多为圆形，尺寸分布较均匀；１２４０℃烧成时出现经度极大值，温度提高使固体气孔率增大而强度降低，但在大于１３００℃时，由于ＳｉＣ的高温氧化产物参与晶界     

諭鋁硅酸盐加石灰石、苏打和还元剂燒結法制取氧化鋁

本文介绍的是铝硅酸盐加石灰石、苏打和还元剂烧结制取氧化铝的半工业性试验结果。文中指出,高硅铝土矿拜耳赤泥加石灰石、苏打和还元剂烧结能够获得优质熟科。加还元剂后赤泥生料的烧结温度较低,绝大部分可溶性Al_2O_3(80—85％)可在950—970°对形成,迴转窑烧成的熟料经两段溶出后,Al_2O_3的溶出率为87.4％、碱为91.8％。生产1吨Al_2O_3的物料成本,加还元剂时比不加还元剂便宜。另外,加还元剂时的物料流量比不加还元剂低18％。     

烧结温度对CBN微晶玻璃结合剂相组成与组织性能的影响

制备了SiO_2-B_2O_3-Al_2O_3-Li_2O系CBN磨具用微晶玻璃结合剂。采用X衍射分析、热膨胀系数测试、扫描电镜、抗弯强度测试等方法研究了烧结温度对CBN微晶玻璃结合剂相组成、显微形貌和CBN磨具样品力学性能的影响。结果表明:烧结温度高于690℃烧结时,结合剂会析出β-锂霞石(Li_xAl_xSi_(1-x)O_2)相;随烧结温度升高,β-锂霞石晶粒尺寸变大,膨胀系数减小,膨胀系数在740℃达到最小值4.21×10-6K-1;当温度超过740℃时,随温度升高β-锂霞石晶粒变小,含量降低,结合剂膨胀系数增大,烧结温度为840℃时,结合剂变为纯玻璃相。在740℃烧结,结合剂的抗弯强度达到最大值147.8 MPa;在790℃下烧结,CBN砂轮试样的抗弯强度达到最大值64.8 MPa。     

热压烧结工艺参数对超硬磨料砂轮节块性能的影响

金属基金刚石砂轮具有把持力大和使用寿命长等特点,其传统制备方法常采用高温烧结成型,但高温烧结会对磨粒产生较大的热损伤,影响砂轮的性能和使用寿命。热压烧结比常压高温烧结的成型温度低,能有效减少金刚石磨粒的热损伤问题。本研究采用热压烧结方式来制备铜基结合剂金刚石砂轮节块,磨粒平均粒度尺寸为27 μm。设计三因素三水平正交试验,探讨热压烧结工艺参数对金刚石砂轮节块密度、硬度和抗弯强度等物理、力学性能影响。结果表明:当烧结温度为650℃、烧结压力为25 MPa、保温时间为150 s时,金刚石砂轮节块的力学性能最好,并且实现了金刚石磨料与结合剂间牢固的冶金结合。      

钛硅结合剂聚晶烧结工艺条件研究

本文探讨了钛硅结合剂聚晶烧结工艺条件，发现钛硅结合剂聚晶烧结必须在钛熔点和钛熔点以上温度进行。在霍尔纯金刚石烧结条件图上，勾划出了实用的钛硅结合剂聚晶烧结工艺条件曲线。     

金刚石的高温化学稳定性研究

金刚石的高温化学稳定性直接影响着陶瓷结合剂的耐火度和陶瓷结合剂金刚石制品的使用寿命。通过研究不同品级的金刚石在不同烧成条件下金刚石晶体的烧失量变化，结果表明：①相同条件下，金刚石品级越高，烧失量越小；裸烧时温度越高，烧失量越大，当温度达到1073K时发生明显的化学反应，达到1173K时，热腐蚀较大。②当通入氩气作保护气时，到1173K才开始发生明显的化学反应。③而埋砂烧成（陶瓷结合剂金刚石试块中）的金刚石与裸烧后金刚石的晶体腐蚀情况相比，埋砂烧成的金刚石晶体耐热腐蚀性好，当温度高于1073K时，埋砂条件下金刚石的抗冲击强度比在同等温度、同等烧成气氛下裸烧金刚石要高出大约30～40％，因此在试验温度范围内陶瓷结合剂不会加速金刚石晶体的氧化腐蚀。     

烧结温度对玻璃/金属复合结合剂金刚石磨具微观结构、力学及磨削性能的影响

在不同温度下,采用热压烧结法制备了含3wt% Na2O-B2O3-SiO2-Al2O3-Li2O脆性玻璃结合剂的玻璃/金属复合结合剂金刚石磨具,通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、XPS、洛氏硬度计、抗折强度试验机、气动圆度测试仪等研究了烧结温度对复合结合剂微观结构、力学及磨削性能的影响。结果表明：随着烧结温度提高,玻璃相发生球形-椭球形-长条状-片层状的形状变化。烧结温度为850℃时,金属与玻璃间出现10-20 nm FeAl2O4过渡层强化了两者界面结合,复合结合剂抗折强度达到最大值826 MPa,硬度为HRB94。烧结温度为900℃时,脆性FeAl2O4过渡层增厚导致抗折强度下降。烧结温度为850℃时,金属结合剂磨具与添加3wt%玻璃结合剂的金刚石磨具相比,加工气缸圆度和直线度平均值分别由3.1μm和2.5μm降低至2.7μm和2.1μm。     

烧结温度对玻璃/金属复合结合剂金刚石磨具磨削性能的影响

在不同温度下,采用热压烧结法制备了含3%(质量分数,下同)Na_2O-B_2O_3-SiO_2-Al_2O_3-Li_2O脆性玻璃结合剂的玻璃/金属复合结合剂金刚石磨具,通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、XPS、洛氏硬度计、抗折强度试验机、气动圆度测试仪等研究了烧结温度对复合结合剂微观结构、力学及磨削性能的影响。结果表明:随着烧结温度提高,玻璃相发生球形—椭球形—长条状—片层状的形状变化。烧结温度为850℃时,金属与玻璃间出现10~20 nm FeAl_2O_4过渡层,强化了两者界面结合,复合结合剂抗折强度达到最大值826 MPa,硬度为94 HRB。烧结温度为900℃时,脆性FeAl_2O_4过渡层增厚导致抗折强度下降。烧结温度为850℃时,金属结合剂磨具与添加3%玻璃结合剂的金刚石磨具相比,加工气缸圆度和直线度平均值分别由3.1μm和2.5μm降低至2.7μm和2.1μm。     

陶瓷结合剂高温湿润性能的测定

研究陶瓷结合剂的高温湿润性能是一项基础性工作,它可为研究陶瓷结合剂磨具的受热行为、新结合剂配方以及烧成温度等提供一定的依据。 我们利用高温显微镜试验研究了近20种陶瓷结合剂的高温湿润性能。测定了这些陶瓷结合剂的起始软化点、球点及半球点温度及其湿润角等。     

烧成工艺对cBN用陶瓷结合剂性能的影响

本通过一系列实验，研究不同烧成工艺参数对陶瓷结合剂性能的影响，得出陶瓷结合剂的最终性能不仅取决于最高保温温度与时间，而且与单一合适的中国保温温度与时间有密切关系。     

浇注成型Si_3N_4-SiC制品的研究

以经过颗粒整形的绿碳化硅及硅粉为原料,以阿拉伯树脂、硅酸钠等为添加剂,制做了氮化硅结合碳化硅制品。在对真空氮化烧结温度控制系统和烧成机理进行分析的基础上,开发制定了合理的氮化烧成工艺曲线。烧结出的浇注成型Si3N4-SiC烧嘴套经过多家公司应用验证,性能优良,可替代进口产品。提高了产品的成品率。