溶胶—凝胶工艺制备Al2O3-ZrO2涂层对工程陶瓷表面改性的研究

采用溶胶—凝胶工艺在SG4氧化铝基工程陶瓷上成功制备了Al2O3-ZrO2涂层。利用差热分析(DTA)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等分析手段对Al2O3-ZrO2涂层的物相组成、表面和断面形貌进行了表征。分别对精磨、热处理、Al2O3-ZrO2涂层试样的抗弯强度和Weibull模数进行了比较。结果表明Al2O3-ZrO2涂层可明显改善工程陶瓷的表面质量；涂层与基体结合紧密，无明显界面层；涂层试样的抗弯强度和Weibull模数均比未涂层试样显著提高。     

溶胶—凝胶法制备Al_2O_3涂层对工程陶瓷表面改性的研究

利用溶胶—凝胶法在SG4工程陶瓷基体上成功制备了Al2 O3 涂层 ;利用差热分析 (DTA)方法对Al2 O3凝胶粉末的热处理过程进行了研究。对线切割、粗磨、精磨、Al2 O3 一次溶胶涂层和Al2 O3 二次溶胶涂层试样的抗弯强度进行了比较 ,并通过观察Al2 O3 一次溶胶涂层和Al2 O3 二次溶胶涂层试样表面和断面的SEM形貌 ,初步分析了表面改性的原因。分析结果表明 :溶胶涂层弥合基体表面微裂纹是提高抗弯强度的根本原因 ;Al2 O3 溶胶二次涂层试样表面质量好于一次涂层试样 ,可以更好地弥合基体表面微裂纹 ,使基体的抗弯强度更高。因此溶胶—凝胶法是陶瓷表面改性的一种有效方法。     

Al_2O_3-20%TiB_2/Al_2O_3-20%TiC对称型叠层陶瓷刀具的切削性能

以Al2O3为基体,以TiB2和TiC为增强相,通过粉末叠层以及热压烧结工艺制备了Al2O3-20%TiB2/Al2O3-20%TiC对称型叠层陶瓷刀具材料,对其抗弯强度与断裂韧度进行了测试,采用该材料刀具对淬火45钢进行高速切削试验,并与Al2O3-20%TiC陶瓷刀具的切削性能进行了对比。结果表明:对称型叠层陶瓷刀具材料的抗弯强度和断裂韧度分别为651 MPa和4.59 MPa·m1/2,比Al2O3-20%TiC陶瓷的分别提高了11 MPa和0.59 MPa·m1/2;对称型叠层陶瓷刀具的切削力和磨损均较小,切削性能明显优于Al2O3-20%TiC陶瓷刀具的。     

TiC-TiN-TiC-Al_2O_3涂层CP3型硬质合金抗弯强度及其分散性的研究

通过X衍射法对CP3型硬质合金涂覆TiC TiN TiC Al2 O3 四层硬质层的组织结构进行了研究 ,用扫描电镜观察了涂层的断口形貌 ,用划痕法测定了涂层与基体的结合力 ,用三点弯曲法测定了涂覆前、后该硬质合金的抗弯强度 ,并应用Weibull统计方法对该材料的抗弯强度及其分散性进行了分析。研究结果表明 :涂层组织由TiC、TiN和Al2 O3 组成 ,涂层中无发达的柱状晶 ,涂层与基体结合良好 ,涂覆后硬质合金的平均抗弯强度从涂覆前的2 119MPa下降到 15 80MPa ,但其抗弯强度的分散性变化不大     

Al2 O3/Cr3C2/(W,Ti)C陶瓷抗弯强度的研究

热压烧结制备了Al2O3／Cr3C2／（W,Ti）C复合陶瓷材料,对其抗弯强度及组织形貌进行了研究,分析了Cr3C2与（W,Ti）C对抗弯强度的影响。结果表明：添加（W,Ti）C与Cr3C2有利于阻止晶界迁移,延缓晶粒长大,提高材料强度,但每一相的添加量以10％内为宜,两者添加总量在20％左右时Al2O3／Cr3C2／（W,Ti）C复合材料抗弯强度较佳。铬、钨、钛离子在Al2O3基体晶粒中的固溶起强化作用,网状结构是降低材料抗弯强度的重要原因。     

等离子喷涂纳米Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂层的组织结构与抗冲蚀性能

采用等离子喷涂方法分别制备了常规和纳米Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层,用扫描电子显微镜分析了涂层的显微结构,并对涂层进行了抗冲蚀试验。结果表明:常规陶瓷涂层具有典型的片层状结构,但纳米陶瓷涂层片层状结构并不十分明显,且涂层裂纹数量明显减少;纳米陶瓷涂层中的显微结构的变化改善了涂层的韧性和结合性能;在冲蚀过程中,常规陶瓷涂层表面剥落严重,而纳米陶瓷涂层的冲蚀质量损失较小,抗冲蚀性能比常规陶瓷涂层提高了30%左右。     

铝基体喷涂Al2O3-TiO2/NiCoCrAlY系梯度涂层的抗热震性能

在ZL104铝合金基体上喷涂了Al2O3-TiO2／NiCoCrAlY系梯度涂层和Al2O3-TiO2非梯度涂层,对这两种试样进行了室温←→400℃冷热循环试验,以研究涂层的抗热震性能和热震失效机制。结果表明：Al2O3-45%TiO2与基体热膨胀系数的差异所产生的热应力是热震过程中涂层剥落的主要原因,涂层成分的梯度变化缓解了热应力,提高了抗热震失效能力;在热震循环过程中试样的弯曲是由基体和涂层材料膨胀系数、导热系数的差异以及铝基体的塑性变形造成的,这种变形使涂层产生残余拉应力,降低了涂层的抗热震性能。     

无机盐先驱体溶胶-凝胶法制备Al2O3薄膜的研究

用无机盐先驱体，溶胶-凝胶工艺在氧化铝基工程陶瓷上成功制备了Al2O3薄膜。用差热分析（DTA）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、二次离子质谱（SIMS）等手段对Al2O3薄膜的物相组成、表面和断面形貌及界面结构进行了分析。结果表明：制备的薄膜完整，内部无明显的宏观缺陷：Al2O3晶粒均匀，主要物相为a-Al2O3；基体中的元素在薄膜中有明显的扩散，有助于提高界面结合强度。     

基于选择性激光烧结生物陶瓷复合粉体的工艺研究

主要研究了复相陶瓷Al2O3-ZrO2-SiO2单层烧结工艺,采用Nd:YAG激光器通过选择性激光烧结(SLS)成型复相陶瓷Al2O3-ZrO2-SiO2,实现了在不添加粘结剂、不作任何后处理的情况下激光束完全熔化样品。采用试验设计法系统地分析了激光烧结各项工艺参数对单层烧结质量的影响。利用SEM、XRD分析了不同工艺参数下单层烧结的显微结构以及对试样性能的影响,并通过试验确定最优工艺参数。而后,分别研究了t-ZrO2相对复合粉体的增韧效果与莫来石对改善零件强度所起的作用,对改善零件整体寿命和可靠性有着重要的意义。     

一种Al2O3基陶瓷刀具的切削性能研究

采用热压工艺制备了一种Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具材料,对其进行了切削性能试验,分析了其切削磨损机理并比较了三种陶瓷刀具的切削性能。试验结果表明,在切削淬硬45^#钢和铸铁时,Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具的耐磨性与Al2O3／TiC陶瓷刀具接近,但明显高于Al2O3／TiC／CaF2自润滑陶瓷刀具;Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具的后刀面磨损量随切削速度和背吃刀量的增加而增大。SEM分析发现,在切削淬硬45^#钢和铸铁时Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具后刀面主要磨损形式为磨粒磨损。     

ZrO_2含量对超重力下燃烧合成快速凝固Al_2O_3/ZrO_2(4Y)复合陶瓷的影响

采用超重力下燃烧合成技术,以快速凝固方式制备了Al2O3/ZrO2(4Y)复合陶瓷,用XRD、SEM与EDS等研究了ZrO2含量对复合陶瓷显微结构和性能的影响。结果表明:当复合陶瓷中ZrO2质量分数在34.1%~46.4%时,复合陶瓷的显微结构主要为棒晶;当质量分数为49.6%~53.7%时,其显微结构主要为形状不规则的ZrO2球晶;随着ZrO2含量的增加,复合陶瓷的相对密度逐渐降低(最高可达94.3%),而硬度和断裂韧度均呈先增高后降低的趋势,当ZrO2质量分数为42.6%时,硬度和断裂韧度均达到最高值,分别为13.1 GPa和13.5 MPa.m1/2。     

Al2O3—ZrO2陶瓷涂层的高温摩擦反应膜研究

选用三种ＺｒＯ２含是不同的Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２热喷涂涂层与铸铁匹配，在不同润滑油润滑条件下进行高温实验研究，结果表明陶瓷涂层表面亦有较强的化学活性，Ａｌ２Ｏ２－ＺｒＯ２陶瓷涂层与矿物油有较好配伍性，高温摩擦条件下生成减以应膜。     

Al2O3-TiB2-ZrO2三元复合陶瓷刀具的性能研究

对Al2O3-TiB2-ZrO2三元复合陶瓷刀具的力学性能,连续切削工况下的磨损特性和断续切削工况下的抗冲击磨损特性进行了试验研究,结果表明,用TiB2,ZrO2复合强化Al2O3陶瓷材料可进一步提高刀具的韧性和强度,而硬度无明显下降,从而可获得良好的综合力学性能和耐磨性能。     

工程陶瓷高效深磨温度场的有限元仿真

运用有限元法对工程陶瓷氧化铝及部分稳定氧化锆进行了高效深磨磨削温度场的仿真研究。基于磨削温度的实验和传热学理论,得出了工程陶瓷工件的磨削热分配比;得出了干磨及湿磨两种状态下工程陶瓷磨削温度场的分布。分析了磨削温度梯度对工程陶瓷热裂纹的影响。表明随着砂轮线速度增加,磨削温度场温度梯度增大;随着磨削深度增大,不同材料的磨削温度梯度变化不同。磨削温度梯度与磨削热裂纹的产生有一定的对应关系．     

Al_2O_3-TiC复相陶瓷刀具干切削高强度钢40CrNiMoA的试验研究

用Al2O3-TiC复相陶瓷刀具对高强度钢40CrNiMoA进行了干车削试验,研究分析了精加工条件下不同切削用量对切削力、工件表面质量以及切屑形态和刀具磨损的影响。结果表明用Al2O3-TiC复相陶瓷刀具在较高速度下干车削40CrNiMoA时可获得良好的表面加工质量,并且刀具磨损量较小,可满足40CrNiMoA精加工的要求。     

高水基液压阀陶瓷摩擦副摩擦学性能研究

为选择适合的高水基乳化液液压阀摩擦副材料,探讨ZrO2与不同结构陶瓷组成的摩擦副在高水基乳化液润滑状态下的摩擦磨损特性。采用摩擦磨损试验机,在不同载荷和滑动速度下,研究在高水基乳化液介质中4种不同陶瓷材料（ZrO2、Al2O3、Si3N4和SiC）分别与ZrO2配副的摩擦学性能,并探讨不同组合陶瓷摩擦副的磨损机制。结果表明：在高水基乳化液中,各陶瓷的摩擦因数均随着滑动速度的增大而降低,其中Al2O3陶瓷的摩擦因数最小;ZrO2、Al2O3和Si3N4陶瓷的摩擦因数受载荷的影响较小,SiC陶瓷的摩擦因数则随着载荷的增大而骤增;各陶瓷的磨损体积都随着速度和载荷的增大而增大,其中Al2O3/ZrO2陶瓷摩擦副的磨损体积最小,其磨损机制以磨粒磨损和微疲劳磨损为主。研究表明,在不同工况下,Al2O3与ZrO2陶瓷配副的摩擦因数和磨损体积均为最低值,更适合作为高水基乳化液液压阀的摩擦副材料。     

Ti-48Al-2Cr-2Nb钛铝化合物的韧化和氧化抗力研究

在ＴｉＡｌ合金中添加过渡族合金元素，观测了其微观组织和结构，测定了室温弯曲性能和高温氧化性能，研究了改善塑性及提高其高温氧化抗力的因素。试验结果表明，与单相γ－ＴｉＡｌ不同，添加过渡族元素Ｃｒ、Ｎｂ的Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ钛铝化合物所形成的双相或等轴γ和α２／γ片层状双态组织，改善了脆性γ－ＴｉＡｌ合金的室温塑性，使弯曲强度达４９０ＭＰａ，弯曲挠度为０．３９ｍｍ；；大量层错带和变形孪晶的形成是室温变形的主要机制。另外，在高温下，钛铝化合物的表面由表及里形成了不易剥落的ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及ＴｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３三层氧化层，连续、致密的Ａｌ２Ｏ３层是提高氧化抗力的重要原因     

非电参数对非导电工程陶瓷电火花磨削效果的影响

开发了一种新的非导电工程陶瓷电火花磨削工艺,对不导电的A1203工程陶瓷进行了加工实验研究,给出了一些非电参数对材料去除率和工件表面粗糙度的影响规律,并进行了理论分析.结果表明,非电参数在该加工工艺中起到举足轻重的作用,设置合理可以大大提高材料去除率,并能改善工件表面质量.