SiC晶须增韧陶瓷刀具的切削性能及磨损机理

介绍SiC晶须增韧陶瓷刀具材料的研制、物理机械性能及微观结构的特点。切削实验表明,这种刀具切削奥氏体不锈钢时性能优越,其磨损形态有独特的特点。对晶须增韧效果作了有限元应力分析,证明在不同的晶须排布方向上其增韧效果有差异,同时也影响刀具的磨损性能。     

SiC晶须/颗粒增韧金属陶瓷切削刀具的研究

在TN30金属陶瓷切削刀片中添加SiC晶须/颗粒,采用真空烧结法制备出新型TN30W金属陶瓷复合材料刀具。研究烧结温度对TN30W刀具力学性能的影响,探讨SiC晶须/颗粒的增韧机理。结果表明:TN30W切削刀具在1 450℃烧结时,能获得最佳的综合力学性能,特别是抗弯强度和断裂韧性得到明显提高。     

SiC晶须／颗粒增韧金属陶瓷切削刀具的研究

在TN30金属陶瓷切削刀片中添加SiC晶须／颗粒，采用真空烧结法制备出新型TN30W金属陶瓷复合材料刀具。研究烧结温度对TN30W刀具力学性能的影响，探讨SiC晶须／颗粒的增韧机理。结果表明：TN30W切削刀具在1450℃烧结时，能获得最佳的综合力学性能，特别是抗弯强度和断裂韧性得到明显提高。     

钛酸钾晶须—橡胶—尼龙66体系的力学性能

考察了钛酸钾晶须－马来酸酐接枝三元乙丙橡胶－尼龙66体系的力学性能,探讨了晶须对改性橡胶－尼龙体系的增强作用以及改性橡胶对晶须－尼龙体系的增韧作用。研究表明,晶须对橡胶－尼龙体系的增强效果在橡胶含量少时较明显,体系中改性橡胶含量赵多,其冲击强度随体系中晶须含量增加下降的幅度越大,而弯曲与接伸强度随晶须含量增加上升的幅度越小。改性橡胶对晶须－尼龙体系也具有一定的增韧作用。     

SiCw/Y-TZP/Al_2O_3 系复合陶瓷的显微结构及增韧机理

研究了ＳｉＣｗ／Ｙ－ＴＺＰ／Ａｌ２Ｏ３系复合陶瓷的显微结构及其力学性能，通过透射电镜拉伸试样中的裂纹扩展形态与组织变化，分析了晶须与ＺｒＯ２相变增韧机制．结果表明，陶瓷体内各相结合致密，分布较为均匀，其室温强度和断裂韧性值分别为１１００ＭＰａ和１１．９ＭＰａ·ｍ１／２．晶须拔出，裂纹偏转及ＺｒＯ２的应力诱导相变是该复合材料的主要增韧机制．增韧的关键是控制ｔ－ＺｒＯ２的稳定度，使得裂纹遇到晶须时，能使晶须—基体界面剥离，同时，裂纹周围的ｔ－ＺｒＯ２又易在裂纹扩展应力的诱导下相变．     

金属硅化物熔体中不同形貌SiC晶体的生长

以过渡族金属硅化物为溶剂，采用自发熔渗法和溶液法来研究不同形貌SiC晶体在金属硅化物熔体中的生长情况.利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、体视显微镜等对熔渗试样和采用溶液法生长的单晶和晶须的形貌结构进行了观察和表征，利用X射线衍射仪（XRD）对采用溶液法生长的晶体和晶须进行了相组成和晶型的表征，并讨论了SiC晶须和SiC单晶的生长机理.结果表明，Fe5Si3、CoSi、Co4.5CrSi4.5、Ti2.3Si7.7等熔体适合生长SiC单晶，FeSi、FeSi2等熔体适合生长SiC晶须，而当Fe3Si熔体渗入SiC预制件后，仅有石墨相析出.     

莫来石基复合材料的显微结构与增韧特性——(Ⅱ)SiCw/ZTM体系

本文分析了SiCw/ZTM系复合材料的显微结构及其与力学性能的关系,特别讨论了四方相氧化锆含量及其稳定化程度对增韧的影响。调节氧化锆相中稳定剂Y_2O_3的固溶量可在ZTM复合材料中实现微裂纹增韧和一定程度的相变增韧。包含氧化锆增韧和晶须补强两种效应的SiCw/ZTM多相复合材料中,晶须补强与微裂纹增韧呈加和规律,晶须补强与相变增韧的复合能产生协同增韧效果,但这要求非常仔细地控制稳定剂含量及四方氧化锆晶粒度,以使其中四方氧化锆具备适当的稳定度。     

SiC晶须增韧补强AIN材料的研究

研究了ＡＩＮ陶瓷及ＳｉＣｗ－ＡＩＮ复合材料的机械性能和显微结构．在ＡＩＮ中加入２０％ＳｉＣ晶须后，其弯曲强度增加了７７％，断裂韧性增加了６４％．用ＳＥＭ和ＴＥＭ分析材料的显微结构表明，复合材料的增韧机制是晶须拔出，裂纹偏转的综合作用，而增强的原因在于ＳｉＣｗ－ＡＩＮ界面结合适宜，使荷载有效地从基体转移到晶须．     

SiC晶须增韧初强AIN材料的研究

研究了ＡＩＮ陶恣及ＳｉＣｗ－ＡＩＮ复合材料的机械性能和显微结构，在ＡＩＮ中加入２０％ＳｉＣ晶须后，其弯曲强度增加了７７％，断裂韧性增加了６４％，用ＳＥＭ和ＴＥＭ分析材料的显微结构表明，复合材料的增韧机制是晶须拔出，裂纹偏转的综合作用，而增强的原因在于ＳｉＣｗ－ＡＩＮ界面结合适宜，使荷载有效地从基体转移到晶须。     

国产碳化硅晶须的特性及其增韧效果

本文观察分析了两种国产ＳｉＣ晶须的表面杂质元素和形貌，得知晶须Ａ表面光滑，其中有少量晶须是弯曲状，晶须Ｂ比较平直，表面粗糙．晶须Ａ中包含有许多堆垛层错（Ｓｔａｃｋｉｎｇｆａｕｌｔｓ），人字状花纹缺陷（Ｃｈｅｖｒｏｎｄｅｆｅｃｔｓ）和锯齿状缺陷，而晶须Ｂ中仅观察到有堆垛层错．测试了这两种晶须增韧的氧化铝陶瓷刀具材料的性能，并探讨了晶须增韧氧化铝陶瓷刀具材料的机理．     

碳酸钙晶须的制备与填充性能

研究了用CaCl2—MgCl2—Mg(OH)2体系碳化制备CaCO3晶须的过程。结果表明，反应体系中初始的n(CaO)／n(MgCl2)及未转化完全的Ca(OH)2粒子对最终所得产物的形态有决定性作用。在较高的初始n(CaO)／n(MgCl2)下，所得粉体由CaC0。球形粒子、玉米棒状晶须和少量光滑晶须构成。在较低的n(CaO)／n(MgCl2)下，晶须的形成过程不同于高n(CaO)／n(MgCl2)下的情况，可以制备出由大量光滑晶须和少量球形粒子构成的粉体材料。与纳米CaCO3粒子相比,Ca—CO3晶须在一定填充量时对聚丙烯具有较好的增强增韧作用，前者在高含量时具有明显的增韧作用，但会引起拉伸强度下降。     

激光照射下SiC纳米颗粒原位生成晶须的试验

以激光为热源,以SiC纳米颗粒材料为前驱体,进行了激光照射下SiC纳米颗粒原位生长晶须的试验,探索S iC晶须在激光照射下稳定生长的工艺参数及其生长过程。研究了所得三种晶须的生长过程,分析了PVB、PVA和CMC三种粘结剂以及激光参数对晶须生长的影响。     

碳化硅纳米晶须的制备及热稳定性研究

以石墨粉和硅粉为原料,在1 550℃下,采用碳热还原法制得碳化硅纳米晶须.X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜( FE-SEM)表明,产物主要由3C-SiC纳米晶须和颗粒组成,晶须直径为100～150 nm,长度为5～15μm.在空气气氛中的热重分析(TGA)实验显示,温度高于400℃时,产物质量逐渐增加,温度至800℃时质量增加了约1％,增重现象为SiC纳米晶须的氧化所致.产物经1 100℃氧化后的XRD表明,SiC被部分氧化生成了无定形二氧化硅.空气气氛中,产物在700、900、1 100℃的热稳定性实验表明,在l 100℃时,SiC纳米晶须形貌发生了较大变化,其表面出现熔融并粘连在一起.高温下的氧化反应是导致晶须形貌变化的主要原因.     

莫来石晶须研究进展

本文主要介绍了莫来石晶须的常用制备方法和生长机理,并指出莫来石前驱体化学制备方法的研究将促进莫来石晶须的开发,近期的研究重点将向莫来石晶须的工业化生产、增强增韧陶瓷材料转变。     

新型Al2O3式陶瓷刀具材料颗粒弥散增韧与晶须增韧的协同作用

研制成功了一种新型陶瓷刀具材料－ＳｉＣ晶须增韧和ＳｉＣ颗粒弥散增韧Ａｌ２Ｏ３陶瓷刀具ＪＸ－２－Ｉ,该材料具有良好的抗弯强度和断裂韧性,同Ａ（Ａｌ２Ｏ３）,ＡＰ（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｐ）和ＡＷ（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｗ）等材料相比较表明,在ＪＸ－２－Ｉ材料中具有明显的增韧叠加效应,详细研究了晶须增韧和颗粒弥散增韧的协同作用,建立了理论模型并进行了实验验证。     

掺加SiC片晶对反应烧结SiC性能的影响

以液Si浸渗SiC片晶和C的坯体制备了SiC片晶增韧反应烧结SiC陶瓷材料,讨论了SiC片晶的掺加分数及烧结温度对材料显微结构和力学性能的影响,并比较了所得材料与传统反应烧结材料的力学性能。结果表明,当烧结温度较低时,SiC片晶在烧结体中仍以片晶的形态存在;而当烧结温度提高到1 800℃后,SiC片晶明显向SiC颗粒转变。与传统材料相比,掺加质量分数为40%SiC片晶制备的材料,材料抗折强度由300 MPa左右提高到587 MPa,断裂韧性由3.5MPa.m1/2提高到4.6 MPa.m1/2。     

氧化铝基陶瓷材料增韧研究现状及其发展方向

陶瓷的韧性是陶瓷材料研究领域的核心问题 ,氧化铝陶瓷材料的脆性极大地限制了该项材料的推广应用 .为了减小Al2 O3 基陶瓷材料的脆性 ,除了采用先进的制备工艺外 ,人们研究了许多增韧的手段 :氧化锆相变增韧 ;纳米技术增韧 ;晶须和纤维增韧 ;颗粒弥散增韧 ;复合增韧 ;表面改性增韧等 ,详细探讨了近年来氧化铝陶瓷材料的增韧研究现状和今后的发展方向 .     

新型 Al_2O_3 基陶瓷刀具材料颗粒弥散增韧与晶须增韧的协同作用

研制成功了一种新型陶瓷刀具材料——ＳｉＣ晶须（ＳｉＣｗ）增韧和ＳｉＣ颗粒（ＳｉＣｐ）弥散增韧Ａｌ２Ｏ３陶瓷刀具ＪＸ－２－Ｉ,该材料具有良好的抗弯强度和断裂韧性,同Ａ（Ａｌ２Ｏ３）,ＡＰ（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｐ）和ＡＷ（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｗ）等材料相比较表明,在ＪＸ－２－Ｉ材料中具有明显的增韧叠加效应,详细研究了晶须增韧和颗粒弥散增韧的协同作用,建立了理论模型并进行了实验验证．     

聚氮硅烷催化裂解原位合成碳纳米管增强SiC/Si_3N_4复相陶瓷

以聚氮硅烷为前驱体,通过催化裂解原位生成SiC/Si3N4复相陶瓷,同时原位生成碳纳米管增韧相;研究热解温度、掺杂催化剂种类对SiC/Si3N4复相陶瓷微观结构及形态的影响,运用扫描电镜、高分辨率透射电镜、X射线衍射、综合热分析进行结构分析和表征。结果表明,催化裂解可有效增强陶瓷基体的强度和实现基体与纳米相的复合和分散,并降低SiC/Si3N4复相陶瓷晶化温度。     

国产碳化硅晶须的特性及其增韧效果

本文观察分析了两种国产ＳｉＣ晶须的表面杂质元素的形势，得知晶须Ａ表面光滑，其中少量晶须呈弯曲状，晶须Ｂ比较平直，表面粗糙。晶须Ａ中包含有许多堆垛层错，人字状花方缺陷和锯齿缺陷，而晶须Ｂ中仅观察到有堆垛层错，测试了这两晶韧的氧化铝陶瓷刀具材料的性质，并探讨了晶须增韧氧化铝陶瓷刀具材料的机理。