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。     

增韧SiC陶瓷在蒸馏水润滑下的摩擦学特性

在ＭＭ－２００块－环接触磨损试验上，测定了一种增韧ＳｉＣ陶瓷在蒸馏水下自配对，与ＷＣ＋Ｃｏ硬质合金和等离子喷涂Ｃｒ２Ｏ３涂层配对摩擦系数和摩损系数，利用ＳＥＭ，ＸＰＳ和ＦＴＩＲ等测试技术，观察和分析了磨痕的形貌和化学组成，讨论了摩擦副材料的显微结构和机械性能对ＳｉＣ陶瓷的摩擦学的特性的影响，实验表明，该增韧ＳｉＣ陶瓷大水介质中滑动，ＳｉＣ与水发生化学反应，在磨损表面形成一层由ＳｉＯ２与Ｓｉ（ＯＨ）     

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、     

晶须含量对Al2O3＋SiCw陶瓷刀具切削加工时磨损和破损的影响

晶须含量不同将影响到Ａｌ＿２Ｏ＿３３＋ＳｉＣ＿ｗ陶瓷刀具材料的力学性能，由此将进一步影响到该刀具材料切削加工时的抗磨损和破损性能。本文试验了不同晶须含量的Ａｌ＿２Ｏ＿３＋ＳｉＣ＿ｗ陶瓷刀具在连续切削时的抗磨损性能和断续切削时的抗破损性能。结果表明，晶须含量对该刀具材料的磨损和破损有很大的影响。因此在实际应用中应根据刀具损坏方式的不同分别选用不同晶须含量的Ａｌ＿２Ｏ＿３＋ＳｉＣ＿ｗ刀具材料，以充分发挥该刀具材料的增韧补强效果。     

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。     

陶瓷复合体中晶须的作用研究

研究了ＳｉＣ，ＴｉＮ晶须增韧Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４＋ＴｉＣ基陶瓷复合体的力学行为，验证和讨论了Ｐ．Ｆ．Ｂｅｃｈｅｒ提出的晶须增韧方程，并通过实验对晶须增韧陶瓷复合体的机械性能和切削性能进行了研究。     

AIN在SiC—AIN—Y2O3复相陶瓷中的作用

氮化铝相在ＳｉＣ－ＡＩＮ－Ｙ２Ｏ３复相陶瓷中起着至关重要的作用。在２０５０℃高温时，ＡＩＮ颗粒表面发生固相蒸发现象，并聚集到ＳｉＣ颗粒周围最终形成固溶体，改善了ＳｉＣ颗粒周围最终形成固溶体，改善了ＳｉＣ陶瓷的晶界结构，使该复相材料具有良好的机械性能，其室温抗折强度为６１０ＭＰａ，这一强度可持续至１４００℃高温，断裂韧性达到８．１ＭＰａ．ｍ＾１／２。     

SiCw/3Y-TZP/ZrSiO4复相陶瓷的力学性能

在考查ＳｉＣｗ－ＴＺＰ各自对锆英石陶瓷的强化增韧领航物基础上,研究了二者对锆英陶瓷的协同补强增韧行为。结果发现：在补强剂引入量相同的情况下,ＳｉＣ晶须和３Ｙ－ＴＺＰ同时引入产生的增韧效果明显高于二者单独引入锆英石基体所产生的增韧效果之和,表明在锆英石英基体中ＳｉＣ晶须和３Ｙ－ＴＺＰ的增韧行为具有协同效果。在采用ＸＲＤ,ＴＥＭ和ＳＥＭ等手段对复相材料的相组成和显微结构进行研究和观察的基础上提出：二者     

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。     

几类典型结构陶瓷材料的冲蚀磨损行为研究

研究了几类典型结构陶瓷材料，如Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４陶瓷，Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２系相变增韧陶瓷（ＺＴＡ，ＴＺＰ）和ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４系晶须补强陶瓷（ＷＲＳＮ）有９０ｍ／ｓ下的冲蚀磨损性能，以及其与材料性能（硬度，断裂韧性）和冲蚀条件（粒子硬度，冲击角度）之间的关系，分析了冲蚀磨损机制。陶瓷材料的低角冲蚀磨损机制主要包括：研磨状损伤，犁沟状微切削损伤和晶粒剥落。低角冲蚀磨损率随材料硬度的增加     

SiCp—AlN复合材料力学性能及增韧机理研究

本研究表明ＳｉＣ颗粒尺寸及含量对ＳｉＣｐ－ＡｌＮ复合材料力学性能有较大的影响，通过工艺因素的控制，ＳｉＣｐ－ＡｌＮ复合材料的抗弯强度可达５６９ＭＰａ，断裂韧性可达５．１４ＭＰａ．ｍ＾１／２，另外，对复合材料的显微结构进行了观察，并分析了其增韧机理。     

Si3N4／纳米SiC复相陶瓷的研究

采用纳米ＳｉＣ粉体制备了Ｓｉ３Ｎ４／纳米ＳｉＣｐ复相陶瓷。研究了制备工艺、纳米ＳｉＣ含量对材料性能及显微结构的影响,并对材料显微结构特点与强韧化机制进行了分析 。结果表明：添加２０ｖｏ％〈１００ｎｍ的ＳｉＣ粉体时,复相陶瓷的室温抗弯强度达８５６ＭＰａ,当添加１０ｖｏ％上述ＳｉＣ粉体时,复相陶瓷的增韧效果最佳,断裂韧性达８．２７ＭＰａｍ＾１／２,比基体材料提高了２３％。     

ZTM／SiCp复相陶瓷的力学性能与显微结构分析

本文采用热压工艺制备莫来石一氧化锆一碳化硅复相陶瓷；研究了分散相ＳｉＣ粒子的添加量和粒径对氧化锆增韧莫来石陶瓷力学性能的影响。实验结果表明：ＳｉＣ添加量在１０－３０ｖｏｌ％范围之内，材料力学性能有显著提高，其断裂韧性比ＺＴＭ材料要提高８９％，达８．５ＭＰａｍ＾１／２，弯曲强度要提高９１％左右，达６８０ＭＰａ；通过对断口进行观察，细ＳｉＣ粒子强韧ＺＴＭ陶瓷主要是通过裂纹钉扎和偏转来实现的，当添加一定     

纳米SiC—Ca—α—Sialon复相陶瓷的研究

研究了用表面活性剂有效地分散纳米ＳｉＣ粉体中的聚集体的实验过程，发现分散状态取于表面活性剂用量、ＰＨ值和浸 Ｓｉ３Ｎ４，ＡｌＮ，ＣａＣＯ３３和纳β－ＳｉＣ为原料粉料，用反应热压法制备了不同ＳｉＣ含量的纳米ＳｉＣ－Ｃａ－αｓｉａｌｏｎ复相陶瓷，并分别其相组成，力学性能和显微结构等进行了研究。     

C—B4C—SiC复合材料抗氧化性能的研究

对碳／陶瓷复合材料（Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ）的抗氧化性能进行了研究。结果表明：Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ复合材料抗氧化性能比碳素材料大大提高，而且烧结助剂对Ｃ－Ｂ４ＣＳｉＣ复合材料的抗氧化性能影响很大。在复合材料中分别加入了Ａｌ，Ａｌ２Ｏ３，Ｎｉ，Ｔｉ，ＴｉＣ，Ｓｉ等不同烧结助剂，发现添加Ｎｉ的材料抗氧化性能最佳，经１０００℃氧化１５ｈ后，氧化度小于０．５％；加入Ｔｉ，Ｓｉ和ＴｉＣ的次之，不加烧结助剂的又次之     

ZrO_2_-3Al_2O_3-2Sio_2/SiC_n纳-微米复相陶瓷的反应烧结技术

概述复相陶瓷和纳米陶瓷的主要内容和机理,介绍反应烧结ＺｒＯ２－３Ａｌ２Ｏ３·２ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｎ纳米复相陶瓷技术的研究内容、技术路线、工艺原理和发展前景。     

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     

分散剂JA—281在高温陶瓷料浆中的应用

对以ＪＡ－２８１作为分散剂制备Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＣ，Ｓｉ２Ｎ，ＺｒＯ２高温陶瓷料浆的工艺进行了探讨，通过粘度实验，研究了ＪＡ－２８１的加入量以及ＰＨ值对料浆流动性的影响，从而获得理想料浆的基本参数。     

高分散高稳定α-Al2O3和纳米SiC单相及混合水悬浮液的制备

采用胶体电空间稳定机制改善陶瓷的分散,以聚电解质ＰＭＡＡ－ＮＨ４为分散剂制备出分散、高稳定单相α－Ａｌ２Ｏ３,单相ＳｉＣ（α－Ａｌ２Ｏ３和纳米ＳｉＣ）水悬浮液。此法可获得较理想的结果。     

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