纳米氧化物对CBN磨具陶瓷结合剂性能的影响

采用Na2O-Al2O3-SiO2-B2O3系统为基础陶瓷结合剂,研究了添加纳米ZnO、纳米TiO2和纳米Al2O3对CBN磨具陶瓷结合剂性能的影响,对抗折强度、耐火度、流动性、微观结构进行了测试。实验结果表明：添加纳米氧化物后,陶瓷结合剂的耐火度和流动性均得到明显改善,其中加入纳米ZnO的陶瓷结合剂耐火度降低了20℃,流动性最大,达到119．9％;添加纳米Al2O3的抗折强度最高,达到36．51MPa;陶瓷结合剂CBN磨具微观结构中气孔率数量明显减少,添加纳米Al2O3的CBN磨具试样的结构最致密,气孔最少。     

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。     

稀土氧化物对铸造用纳米氧化铝陶瓷化涂层显微组织及性能的影响

介绍了一种砂型铸造用新型陶瓷化涂料,并研究了稀土氧化物对纳米氧化铝复合陶瓷化涂料层显微组织及性能的影响。试验指出,稀土氧化物可降低陶瓷化涂层的烧结温度,提高其致密性和表面硬度,从而大大增加了铸造用陶瓷化涂层的高温屏蔽性能和抗高温金属液的冲刷能力,对于阻隔硫、碳和氮等气体侵入金属基体和减少冲砂以及夹砂等表面缺陷,起了积极的作用。     

稀土氧化物与陶瓷

Si3N4 陶瓷　Si3N4 陶瓷硬度大、强度大、热膨胀系数小 ,具有较高的抗蠕变性能及抗氧化、抗腐蚀性能 ,是一种非常好的高温结构材料。作为Si3N4 陶瓷 ,须加入Y2 O3、CeO2 、La2 O3为添加剂 ,可提高Si3N4 陶瓷的高温力学性能。其抗弯强度在 13 70℃的高温下达10 0 0MPa以上。Al2 O3陶瓷　Al2 O3陶瓷具有较高的硬度和机械强度 ,同时具有良好的化学稳定性 ,为提高其高温热稳定性 ,可添加稀土氧化物La2 O3,能提高Al2 O3陶瓷高温热稳定性。Y2 O3陶瓷　Y2 O3陶瓷是一种高性能透明陶瓷 ,是以高纯氧化钇为原料并添加LiF和ThO2 后于 13 0…     

添加钛酸盐纳米线对陶瓷结合剂性能的影响

以CaO-Na₂O-B₂O₃-Al₂O₃-SiO₂体系为基础陶瓷结合剂,将水热温度150 ℃、保温24 h制备的一定量的钛酸盐纳米线加入其中,制得纳米陶瓷结合剂。通过电子多功能试验机、洛氏硬度计等对纳米陶瓷结合剂的抗折强度、硬度和流动性进行测试。结果发现:当纳米陶瓷结合剂中钛酸盐纳米线添加质量分数为1.0%、其烧结温度为610 ℃时,纳米陶瓷结合剂的抗折强度和硬度最大,分别为92.54 MPa和86 HRB,相比于基础陶瓷结合剂的61.09 MPa和53 HRB分别提高了51.5%和62.3%;且纳米陶瓷结合剂的流动性显著改善,气孔相对较少,生成的物质分布较为均匀,综合性能提高。      

纳米稀土氧化物对7075铝合金硬度和耐磨性的影响

对于超硬铝合金7075，本文通过加入纳米稀土氧化物来提高其硬度。在本次实验中加入纳米稀土氧化物的含量为0．2％，原铝合金7075和改性后的铝合金7075作硬度对比，结果加入纳米稀土氧化物的铝合金7075硬度较原铝合金7075提高22．4％。在干摩擦磨损测试中，加入纳米稀土氧化物的7075铝合金磨痕宽度比原铝合金7075小。     

纳米陶瓷结合剂超硬磨具的制造工艺

纳米陶瓷结合剂是一种新型的超硬磨具结合剂,它显著降低了磨具烧结温度,大幅度提高了制品强度、韧性和耐磨性,且气孔可控,为陶瓷结合剂的应用开拓了一个崭新的领域.本文阐述了纳米陶瓷的性能及关键方法,特别对纳米陶瓷结合剂超硬工具的成型工艺方法进行了研究.结果表明,在纳米陶瓷结合剂中加入20%～30%的水和适量的表面活性剂,可以提高成型密度、毛坯强度和制品的抗折强度,抗折强度高于100MPa.经过烧结,纳米陶瓷结合剂与金刚石和CBN超硬磨料润湿性良好、结合力大,在烧结过程中与超硬磨料不发生反应、不腐蚀损伤超硬磨料.成功用于磨削PCD复合片的金刚石陶瓷砂轮.     

低熔高强纳米陶瓷结合剂粗粒度超硬工具

在超硬工具的烧结过程中,由于结合剂与磨料之间的热膨胀系数的不同,容易在其界面处产生应力,进而降低工具的使用性能.本文通过同一成分的普通陶瓷结合剂与纳米陶瓷结合剂的对比实验,运用抗折强度实验、SEM 等实验手段研究了粒度及结合剂类型对界面应力的影响.并将高强纳米陶瓷结合剂粗粒度超硬工具应用于工业化.结果表明:随着超硬磨粒...     

具有可控气孔的低熔高强纳米陶瓷结合剂

结合剂内部理想气孔的分布,不断可以最大效率地容屑、断屑、贮存冷却液、润滑剂;而且对结合剂强度的影响最小。本文以自主研制的纳米陶瓷结合剂为基础原料,通过适当的处理工艺,可以获得近于无气孔的致密制品和具有均匀分布的圆形理想气孔,气孔孔径和数量可控,并且气孔率也可以在大范围内调整,适合制备较大磨削接触面积的工具,如抛磨工具等。     

具有可控气孔的低熔高强纳米陶瓷结合剂

结合剂中的理想气孔不但可以最大效率地容屑、断屑、贮存冷却液、润滑剂,而且对结合剂强度的影响最小。本文介绍了自主研制的具有可控气孔的低熔高强纳米陶瓷结合剂的烧结工艺和气孔结构特性。通过改变造孔剂的粒度和掺入量,可以获得近于无气孔的致密型和具有均匀分布的圆形理想气孔的结合剂,气孔孔径和数量可控,并且气孔率可以在大范围内调整。该适合制备较大磨削接触面积的工具如抛磨工具等。     

Improving the toughness of weld metal by adding rare earth elements

Abstract

The effect of heavy rare earth metals (REM) on the toughness of low alloy steel weld metal has been studied by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and an energy dispersion X-ray spectrometer (EDX). The results show that by adopting an appropriate flux coating and welding procedure, a small amount of heavy REM (about 10ppm) can be transferred to weld metal, thus reducing area density and area percentage of inclusions and improving the low temperature toughness of the weld metal. Since a decrease in inclusion content correlates well with an increase in low temperature toughness, it can be considered that cleaning and modification of weld metal by heavy REM greatly contributes to improving low temperature toughness. In addition, an examination of types of inclusions has been carried out.     

La2O3、CeO2、Y2O3对陶瓷磨具结合剂性能影响的研究

本文采用正交实验法研究了稀土氧化物La2O3、CeO2、Y2O3对陶瓷结合剂耐火度和强度的影响.实验研究发现稀土氧化物的添加对陶瓷结合剂的耐火度有一定影响,抗折强度也有所变化.Y2O3的含量从0%、2.5%到4.5%变化时,CeO2的含量从0%、1.5%到3.5%变化时对结合剂的耐火度影响不大.La2O3的含量从0%、0.75%到2.5%变化时结合剂的耐火度变化较大,对耐火度有明显的降低作用,但La2O3含量大于0.75%时结合剂的耐火度不在发生变化.La2O3、CeO2、Y2O3含量对结合剂抗折强度的影响的极差分别是0.99,1.16和2.92,说明其对强度的影响显著性顺序是:Y2O3＞CeO2＞La2O3.当La2O3、CeO2、Y2O3的含量分别是0.75,0.5和0.5时,结合剂的抗折强度最大.     

陶瓷结合剂对高速砂轮强度的影响

提高高速砂轮强度的重要途径之一是改进陶瓷结合剂,提高结合剂的强度以及结合剂与磨粒的结合强度。本文对高速砂轮含硼结合剂在烧成温度为1 320℃、保温8 h的条件下进行了大量实验,探讨了陶瓷结合剂中硼玻璃含量不同以及钠长石、钾长石含量比例不同对高速砂轮强度的影响,结果表明：（1）在一般陶瓷结合剂中增加硼玻璃,能达到提高结合剂强度的目的;在试验范围内,随着硼玻璃含量的增加,＂8＂字块的抗拉强度和砂轮的平均破裂速度也提高;（2）在结合剂中其它成分含量相同的情况下,长石中钾长石、钠长石同时存在,且钠长石按0%、35%、50%依次增加,砂轮的平均破裂速度逐步增大,当钠长石和钾长石各占50%时,砂轮的平均破裂速度达到最高值。     

FAAS测定陶瓷结合剂中氧化锂含量的不确定度

火焰原子吸收光谱法（FAAS）可测定陶瓷结合剂中氧化锂含量。为提高测量精度,进行FAAS的不确定度的评定实践,并分析测量重复性、标准曲线线性回归、试样溶液体积及称量等因素引起的不确定分量。按照国际通用方法计算合成不确定度和扩展不确定度。结果表明:测量重复性和标准曲线线性回归方程是不确定度的主要来源。在测定中应进行多次平行实验,并特别注意绘制标准曲线时所用标液浓度的合理选择。      

ICP-OES法测定陶瓷结合剂中氧化铝含量的不确定度

电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）可用于测定陶瓷结合剂中氧化铝的含量。为提高测定精度,通过对比实验分析不确定度产生的原因并建立评定不确定度的数学模型。对测量重复性、试液浓度、溶液体积、稀释程度及称量等引起的不确定分量进行评定,然后按照国际通用方法计算合成不确定度和扩展不确定度。评定结果表明:测量重复性、试液浓度引起的不确定度对总不确定度影响最大。所以在测定中应进行多次平行测定,并特别注意绘制标准曲线时所用标液浓度的合理选择。      

P-G法制备纳米金刚石低温陶瓷结合剂复合烧结体

使用高分子网络凝胶法（polyacrylamide-gel method,简称P-G法）制备纳米金刚石（nano-diamond,ND）-低温陶瓷结合剂复合烧结体,并设计4种不同金刚石添加量来制备试样条,然后考察二氧化硅包覆纳米金刚石（ND@SiO₂）在陶瓷结合剂中分散的均匀性,并对比分析试样的物相、抗弯强度和显气孔率。实验结果表明:利用P-G法制备的试样中的金刚石浓度从25%增加到100%时,ND@SiO₂在凝胶体中分散均匀,无明显团聚现象;其烧结温度范围为670~720℃,抗折强度达到66.4~87.6 MPa,气孔率为10.2%~22.4%。      

稀土La+Ce对含Nb结构钢强度及冲击韧性的影响

为了探索稀土元素在钢中的作用机理,分别研究混合稀土加入量La+Ce：36ppm、La+Ce：44ppm、La+Ce：51ppm与空白试样（La+Ce：0ppm）对含Nb结构钢强度及韧性的影响规律。通过拉伸试验、低温冲击试验以及SEM和EDS对材料性能和显微结构进行分析。结果表明：在Fe-0.07%C-0.025%Nb-x%(La+Ce)成分体系下,降Nb而添加适量混合La+Ce稀土化合物,随着La+Ce含量增加,断裂过程韧窝增大且逐渐加深,含Nb结构钢的屈服强度和抗拉强度呈增大趋势,且延伸率随着稀土含量和强度的增加未呈现大幅度下降趋势。说明混合La+Ce稀土化合物可以替代贵金属Nb元素来提升产品的强度指标。对于低温冲击试验,由断口形貌和四种成分系钢带试样吸收冲击能量对比得出,在含Nb结构钢中,混合La+Ce稀土加入量为36ppm时,变质钢中的夹杂物形成有效的LaCeO2S析出粒子阻碍断裂过程裂纹扩展,-40℃和-60℃的低温冲击韧性最优。     

Comparison between vitrified bond and resin bond diamond grinding wheel in grinding PDC

In this research, the advantages and disadvantages of the cylindrical grinding process of Polycrystalline Diamond Compacts (short for PDC) with vitrified and resin bond diamond grinding wheel are compared. The research results show that the vitrified bond diamond grinding wheels, which use Ti-coated diamond grains as abrasive and glass ceramic as bond, have many advantages in grinding PDC . Compared with resin diamond grinding wheel,vitrified bond wheels lead to 35% grinding cost reduced, 40% grinding time of each PDC saved, and the size precision of PDC improved (from ±0.03mm to ±0.01mm). When grinding feed is ＜0.10 mm, the grinding ratio increases with increased grinding feed. However, when the grinding feed exceeds 0.10 mm, the grinding radio decreases rapidly with the increasing of grinding feed. The disadvantage of this kind of grinding wheel is that the brightness of the ground PDC cylinder is not as shining as that processed by resin bond diamond grinding wheel.     

铝粉改性低温陶瓷结合剂的性能研究

为改善低温陶瓷结合剂的不足,采用粉末冶金的方法将铝粉添加到低温陶瓷结合剂中,使用真空热压烧结炉进行烧结,探究铝粉改性低温陶瓷结合剂的力学性能和显微结构。结果表明:当金属铝粉质量分数为20%时,结合剂的抗折强度达到116.32 MPa,比低温陶瓷结合剂抗折强度提高了42%;结合剂的平均抗冲击强度为13.01 kJ/m2,比低温陶瓷结合剂的提高了414%。铝粉的添加对结合剂的密度影响不明显,但随着铝粉质量分数的增加, 结合剂的硬度整体呈下降趋势。铝粉颗粒在低温陶瓷结合剂中均匀分散,并且以金属铝的形态存在,分散性较好,具有颗粒增韧的作用。结合剂中金属相和低温陶瓷结合剂的界面处元素扩散形成过渡带,两者互相融合,且结合情况良好。