可加工氮化硼系复相陶瓷的研究发展现状和发展趋势以及应用现状分析

先进陶瓷材料具有较高的力学性能,以及较高的抗高温氧化性能等。但是先进陶瓷材料由于硬度较高、可加工性能较差,导致陶瓷材料的机械加工成本较高,所以限制了陶瓷材料的广泛应用。为了改善和提高陶瓷材料的可加工性能,向陶瓷基体中加入六方氮化硼形成可加工氮化硼系复相陶瓷。可加工氮化硼系复相陶瓷具有较高的力学性能和优良的可加工性能,氮化硼系复相陶瓷可以进行机械加工。目前研究和开发的可加工氮化硼系复相陶瓷主要包括:Al_2O_3/BN复相陶瓷,ZrO_2/BN复相陶瓷,SiC/BN复相陶瓷,Si_3N_4/BN复相陶瓷,AlN/BN复相陶瓷等。目前可加工氮化硼系复相陶瓷的研究主要集中在氮化硼系复相陶瓷的制备工艺,力学性能,可加工性能,抗热震性能,抗高温氧化性能等。本文主要叙述可加工氮化硼系复相陶瓷的制备工艺,力学性能和可加工性能,抗热震性能,抗高温氧化性能等。并叙述可加工氮化硼系复相陶瓷的研究发展现状和发展趋势,并对可加工氮化硼系复相陶瓷的未来发展趋势进行分析和预测。     

可加工陶瓷材料研究进展

介绍了国内外可加工陶瓷材料的研究现状,包括可加工玻璃陶瓷、可加工Ti_3SiC_2陶瓷、可加工SiC、Si_3N_4陶瓷、可加工复相陶瓷以及可加工陶瓷的各种加工技术,并对其发展趋势进行了展望。     

可切削陶瓷的研究进展

综述了可加工玻璃陶瓷、可加工复相陶瓷和可加工Ti3SiC2陶瓷的结构、性能．介绍了近年国内外在这方面的最新研究动态及进展，并展望了今后的研究重点。     

α-β-Sialon复相陶瓷研究进展

近年来,由于优异的高温性能及性能可设计性,α－β-Sialofl复相陶瓷的研究引人注目。本文对α－β－sialon复相陶瓷的相关系、致密化机理、相变、显微结构和力学性能作了全面的分析和阐述,并介绍了α－β-Sialon复相陶瓷的应用。     

氧化气氛下热处理对SiC/h-BN复相可加工陶瓷性能的影响

采用热压烧结制备h-BN体积含量分别为30%和40%的可加工SiC/30%h-BN和SiC/40%h-BN复相陶瓷,并在不同温度和氧化气氛下对复相陶瓷样品进行热处理。测试了预制Vickers压痕的复相陶瓷样品在热处理前后的强度和表面硬度,并通过X射线衍射和扫描电子显微镜等研究了复相陶瓷表面成分和显微结构的变化。结果表明:氧化气氛下的热处理可恢复陶瓷在加工时由表面损伤降低的强度,1100℃热处理2h的陶瓷效果最佳。经1100℃热处理2h后,带压痕的SiC/40%h-BN复相陶瓷的强度恢复到389.81MPa,表面硬度从6.11GPa提高10.48GPa。SiC和h-BN的高温氧化行为是强度恢复和表面硬度升高的主要原因。     

可加工陶瓷的弱界面结构与性能优化研究进展

综合介绍了国内外云母玻璃陶瓷、多孔陶瓷、复相陶瓷和M_(n 1)AX_n化合物等可加工陶瓷的研究现状。重点分析了弱界面结构对可加工陶瓷在加工过程中裂纹的产生和扩展的影响,从而解释了其加工机理。探讨了弱界面结构在基体中的大小、分布与数量对可加工陶瓷性能的影响,提出了利用弱界面的显微结构设计进行性能优化的思路。展望了可加工陶瓷的重点研究方向,包括:加工机理的深入分析、表面硬化与强化技术的研究以及可加工性能的表征与评价等。     

利用人工神经网络方法开发Al2O3/TiN系复相陶瓷刀具材料

复相陶瓷刀具材料应用前景广阔。本文提出了利用人工神经网络方法辅助开发复相陶瓷刀具材料，基于BP算法，建立了预测颗粒增韧复相陶瓷刀具材料各组分体积百分含量的预测模型。实际开发了Al2O3/TiN系复相陶瓷刀具材料，材料的力学性能满足要求。     

TiN改性Al2O3纳米复相陶瓷的研究进展

Al2O3陶瓷具有高硬度、耐高温、耐腐蚀和耐磨损等优点．是应用最广泛的陶瓷之一．但脆性大．难以加工．严重限制了它的应用范围。主要介绍了TiN改性Al2O3纳米陶瓷的研究进展．与SiC、ZrO2改性Al2O3纳米陶瓷相比,TiN—Al2O3纳米复相陶瓷不仅力学性能优异,而且具有导电能力,可用于电火花加工．扩大了Al2O3陶瓷的应用范围。最后对Al2O3纳米复相陶瓷的发展前景作了展望。     

可加工氮化硅/氮化硼复相陶瓷的制备

以硅(Si)粉、六方氮化硼(h-BN)为原料,在氮气(N2)中用燃烧合成(combustion synthesis,CS)气固反应法,原位生成可加工氮化硅/氮化硼(Si3N4/h-BN)复相陶瓷.考察了h-BN不同体积分数(下同)对Si3N4/h-BN复相陶瓷可加工性的影响.结果表明:在实验条件下,Si粉氮化完全,不存在残余的游离Si.Si3N4/h-BN复相陶瓷中以柱状β-Si3N4为主相,β-Si3N4晶粒之间为针状h-BN相.随着h-BN相含量的增加,Si3N4/h-BN复相陶瓷的可加工性提高,抗弯强度先减小后增加.h-BN含量为25%时,Si3N4/h-BN复相陶瓷的抗弯强度最低.     

可加工氟云母玻璃陶瓷研究进展

可加工氟云母玻璃陶瓷是一种新型的结构材料,可用普通的金属刀具进行机械加工,自问世以来一直是陶瓷材料领域的一个研究热点.传统的可加工氟云母玻璃陶瓷中的主晶相是氟金云母和四硅氟云母,近年来又开发出钡云母、钙云母、锂云母和复相氟云母等新型的氟云母玻璃陶瓷,本文综述了近年来国内外在这方面的研究进展.     

可加工陶瓷结构设计及研究进展

从微观结构设计出发,进行可加工陶瓷制备与性能的研究已成为陶瓷材料研究领域的热点之一。本文对各类可加工陶瓷的结构设计及其研究进展作一综合评述,并对结构陶瓷可加工性与材料结构设计的关系以及陶瓷材料可加工性的评估及表征进行了简要介绍。     

可加工陶瓷材料的机械加工技术

介绍云母玻璃陶瓷、氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷3类可加工陶瓷材料的显微结构特性与材料可加工性的关系，层片状结构与弱界面使陶瓷材料具备可加工性。分析了可加工陶瓷材料机械加工过程中的特性；适宜的加工工艺参数、低加工损伤及材料的沿晶界断裂模式。结合金属材料的可加工性研究，讨论了适于陶瓷材料可加工性评价的研究方法。     

可加工陶瓷材料机械加工技术的研究进展

随着可加工陶瓷材料的研发与应用,可加工陶瓷材料的机械加工技术逐渐成为当今的研究热点之一.本文综述了可加工陶瓷在机械加工过程中的材料去除特性、刀具磨损、加工工艺及可加工性评价,内容涉及加工表面质量、去除机理、加工损伤、材料去除率、刀具参数、切削参数、表面粗糙度、冷却和可加工性综合评价,并提出了今后的研究发展方向和趋势.     

可加工陶瓷的弱界面结构特征及其研究进展

评述了具有弱界面结构的可加工陶瓷的研究进展.弱界面通过层状结构相或两相间的弱结合引入材料中,在材料加工过程赋予材料一定的“塑性”,或使裂纹产生偏转、分支和桥联,改变陶瓷的断裂行为和加工去除形式.分析了陶瓷可加工性与弱界面结构设计的关系,指出了显微结构优化设计与制备高性能可加工陶瓷的途径.     

ZrO2/CePO4可加工陶瓷材料钻削加工的试验研究

分别用高速钢刀具和硬质合金刀具对ZrO2/CePO4可加工陶瓷材料进行钻削加工试验.通过比较ZrO2/CePO4陶瓷和低碳钢材料的加工过程,分析了ZrO2/CePO4陶瓷的加工特性、材料钻削规律及其影响因素.实验结果表明:刀具的磨损是ZrO2/CePO4钻削加工的主要特征之一.钻削ZrO2/CePO4陶瓷材料的去除过程可分为高效率和高磨损2个阶段,刀具材料影响ZrO2/CepO4可加工陶瓷材料的加工效率.可加工陶瓷的加工过程中,应选择合理的刀具参数和加工工艺参数,以获得良好的加工质量.     

可加工陶瓷材料的研究进展

工程陶瓷以其优异的性能得到了广泛的应用，但由于其固有的脆硬性，使其难以加工，阻碍了其应用范围的扩大，通过陶瓷自身显微结构设计来增加陶瓷材料的可加工性是解决陶瓷难加工问题的关键。本文简要介绍了陶瓷可加工性与弱界面设计的关系和可加工陶瓷的研究进展。     

Machinable Ceramics Containing Rare-Earth Phosphates

Two-phase composites consisting of LaPO₄ or CePO₄ and alumina, mullite, or zirconia were found to be machinable; i.e., they can be cut and drilled using conventional tungsten carbide metal-working tools. Single-phase LaPO₄ was also machinable. Measurements of drilling rates, grinding rates, and normal forces are used to compare the ease of machining in these materials and in a conventional machinable glass-ceramic material, and to provide preliminary information on the relation between microstructure and machining properties. In Hertzian contact experiments these materials showed extensive nonlinear behavior associated with a damage zone beneath the contact site, similar to other machinable ceramics. Mechanisms of material removal are discussed.     

Ti3SiC2陶瓷粉末的制备

新型层状陶瓷材料Ti3SiC2集金属和陶瓷的优良性能于一身,如良好的导电导热性、耐氧化、耐热震、高弹性模量、高断裂韧性等,在高温结构陶瓷、电刷和电极材料、可加工陶瓷材料、自润滑材料等领域有着广泛的应用前景。本文综合介绍了Ti3SiC2粉末制备的研究进展。此外,作者以Ti／Si／C／Al元素粉为原料,采用无压烧结的方法制备出纯度较高的Ti3SiC2陶瓷粉末,为Ti3SiC2基复合材料的发展开辟了一条新途径。