氧化铝陶瓷多粒子冲蚀磨损的数值模拟

采用LS-DYNA有限元分析软件建立多粒子冲蚀氧化铝陶瓷的有限元模型,运用LS-DYNA求解器对冲蚀过程进行仿真,通过观察靶材等效应力的分布分析冲蚀机制。结果表明：靶材体积磨损率随着冲蚀角度的增大而增大,在冲蚀角度达到90°时,体积磨损率达到最大值,表现出典型的脆性材料的冲蚀特性;靶材的体积磨损率随着冲蚀速度的增大而增大,且具有良好的线性增长关系;靶材的体积磨损率整体上随着冲击粒子粒径的增大而增大,但在达到临界尺寸的一段时间内会随着粒径的增大而减小;靶材会吸收粒子的一部分动能转化为自己的内能,但随着粒子冲击结束而离开靶材表面,靶材表面形成微裂纹以及部分单元失效,因此靶材的能量随着单元的失效而减小。     

Y-TZP/板状氧化铝复相陶瓷的低温时效行为

通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了Y-TZP/板状氧化铝复相陶瓷在氢氧化钠碱性溶液中的低温(60～120℃)时效行为,并对时效后的复相陶瓷进行了抗弯强度和断裂韧度测试.结果表明:在时效过程中该复相陶瓷表面发生了氧化锆从四方相向单斜相的转变;相转变量随着时效温度和溶液pH值的升高而增加;时效使该复相陶瓷的抗弯强度略有下降,但是其断裂韧度基本保持不变.     

3Y-TZP陶瓷在水润滑条件下磨损特性的研究

采用销-盘式摩擦磨损试验机在水润滑条件下对3Y—TZP／（Mg,Y）-PSZ陶瓷摩擦副的磨损性能进行了试验研究。结果表明,3Y—TZP陶瓷的磨损率随着载荷和滑行速度的增加而增大。在低载低速下3Y—TZP陶瓷发生的是微量磨损,其磨损过程相当于抛光;随着载荷与滑动速度的增加,发生的是轻微磨损,相应的磨损机制为塑性变形和微犁削。在高载荷条件下发生了严重磨损,磨损的主要机制是表面断裂。     

干摩擦条件下3Y-TZP/(Mg,Y)-PSZ陶瓷摩擦副的磨损性能的研究

采用销-盘式摩擦磨损试验机在干摩擦条件下对3Y—TZW(Mg，Y)-PSZ陶瓷摩擦副的磨损性能进行了试验研究。结果表明，3Y-TZP陶瓷的磨损率随着载荷的增加而增大。在低载低速下3Y—TZP陶瓷的主要磨损机制为塑性变形；随着载荷与滑动速度的增加，磨损主要由塑性变形和微断裂造成；在高载高速时，由于对摩偶件(Mg，Y)-PSZ表面的断裂、脱落，形成的磨屑产生磨料磨损对摩擦副表面造成进一步损伤，脆性断裂和磨粒磨损机制是其主要的失效方式。     

陶瓷喷砂嘴结构参数对冲蚀磨损的影响

根据喷砂工作原理和喷枪结构特征建立了引射段的自由射流模型。研究了喷砂嘴结构参数(粗糙度、内径、长度)变化时,喷砂嘴和喷枪内的气固两相流场性质和变化过程。并结合陶瓷材料的冲蚀磨损机理,分析了流场对磨料运动和冲蚀磨损的影响。结果表明,合理选择喷砂嘴的结构参数对减轻喷砂嘴的冲蚀磨损,提高其使用寿命具有重要作用。该结论对进行喷砂嘴的耐磨结构设计具有重要的指导意义。     

Ti3SiC2/SiC复相陶瓷/45#钢摩擦副的摩擦学性能

研究了由热等静压原位合成的Ti3SiC2/SiC复相陶瓷与45#钢在干摩擦和边界油润滑条件下的摩擦磨损特性.结果表明：干摩擦条件下随载荷的变化,占主导地位的磨损机制将发生变化,在低载荷下以磨粒磨损为主,高载荷下以粘着磨损为主;同干摩擦相比,润滑油对摩擦副的摩擦磨损性能的改善均很显著;Ti3SiC2/SiC复相陶瓷的磨损主要由粘着和微断裂引起的.     

不同润滑条件下氧化铝陶瓷衬板的磨损机制

在干摩擦、水润滑、油润滑3种不同润滑条件下对氧化铝陶瓷进行摩擦磨损试验。利用SEM对磨损后的磨痕进行观察并进行显微组织结构分析,探讨不同介质下氧化铝陶瓷的磨损机制。结果表明:氧化铝陶瓷材料干摩擦条件下的磨损机制为大量的脆性剥落和大量的磨粒磨损,在水润滑条件下为较少的脆性剥落和轻微的磨粒磨损,在油润滑条件下为很少的脆性剥落和极微的磨粒磨损;液体润滑剂可使氧化铝陶瓷材料的磨损量大幅度降低,其中油润滑条件的减磨效果最为突出。     

显微结构对Y-TZP/Al2O3复合陶瓷磨料磨损性能的影响

以不同Y2O3加入方式(如化学共沉淀和机械混合)制备的Al2O3增强Y-TZP陶瓷(AZD)为研究对象，研究了显微结构对陶瓷耐磨性的影响。结果表明：化学共沉淀法制备的CYADZ与机械混合的MYADZ的硬度和断裂韧性值相近：CYADZ结构均匀、品粒细小，而由于Y2O3的不均分布，MYADZ结构不均、晶粒相差较大。球磨磨料磨损后，CYADZ复合陶瓷较MYADZ复合陶瓷耐磨性好，宏观力学性能如硬度和断裂韧性对陶瓷材料耐磨性的影响应以显微结构为先决条件。     

纳米复相陶瓷力学性能的研究进展

综述了影响纳米复相陶瓷力学性能的多种因素,包括原始粉料粒径、纳米添加相的含量、显微结构及热处理工艺等,指出了存在的问题及今后的研究方向。     

-NCO含量对聚氨酯/陶瓷复合材料冲蚀磨损性能的影响

用聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）与甲苯二异氰酸酯（TDI）反应,再与陶瓷粉末进行共混,制得耐磨蚀聚氨酯复合材料.用相对抗冲蚀磨损性法评价了聚氨酯陶瓷复合材料的耐磨性,通过扫描电镜观察了聚氨酯复合材料的磨损形貌,尝试解释了陶瓷颗粒增强聚氨酯弹性体的抗冲蚀磨损机制.试验表明：当-NCO含量为6.35%、Si3N4粉末质量分数为10%时,耐磨性能最好,可提高纯聚氨酯弹性体抗冲蚀磨损性能近2倍.     

碳包纳米3Y-TZP陶瓷粉体的研究

采用CVD法制备碳包纳米3Y-TZP粉体,并经1200℃低温烧结获得3Y-TZP陶瓷体。分别通过XRD、HRTEM、SEM对碳包裹氧化锆粉体和烧成样品进行表征。结果表明,经过表面包碳修饰,获得了具有较好晶型结构,颗粒尺寸细小的碳包3Y-TZP粉体;与未包碳的试样相比,碳包裹层的存在有效抑制了烧结过程中氧化锆晶粒的长大。     

Y-TZP陶瓷的去除机理及耐磨性研究进展

叙述了近年来Y-TZP陶瓷磨削去除机理、耐磨性的研究进展以及一些因素(如力学性能、显微结构、相变、摩擦介质等)对Y-TZP陶瓷耐磨性的影响。Y-TZP在磨削加工过程中主要通过塑性变形、脆性断裂和粉末化等方式去除;在摩擦磨损过程中主要的磨损机理是裂纹扩展、层离、剥落、晶粒拔出、犁耕、塑性变形等。二者的主要去除机理具有许多相似之处。     

TiC／（Al2O3／Y-TZP）纳微米复合陶瓷材料的性能及显微结构研究

采用热压烧结制备了TiC/(Al2O3/Y-TZP)纳微米复合材料,用SEM观察了复合材料断口形貌和微观结构,研究了纳米TiC含量对复合材料的力学性能的影响,结果表明:20%TiC(15%Al2O3/5Y-TZP)复相陶瓷抗弯强度和断裂韧性高达620MPa、6.8MPa·m1/2.     

磨粒对ADZ复合陶瓷材料磨损性能的影响

采用块 -块摩擦磨损试验机在不同磨粒的 5 %NaOH泥浆中 ,对氧化铝增强四方氧化锆多晶陶瓷材料 (ADZ)的磨损性能进行了研究。研究结果表明尖锐磨粒对ADZ复合陶瓷材料磨损的影响要比球形磨粒严重的多 ,磨料硬度是影响陶瓷材料磨损率的重要因素 ,磨损率随磨粒硬度的提高而增大。在不同形状的SiO2 磨粒的泥浆中ADZ陶瓷材料的主要磨损机理为塑性变形和微犁削。在高硬度Al2 O3磨料的泥浆中ADZ陶瓷材料磨损表面以断裂机制占主导地位。     

Effects of Morphological Characteristics of Alumina Particles and Interfacial Bonding Strength on Wear Behavior of Nano/Micro-alumina Particulates Reinforced Al/A206 Matrix Composites

Matrix/reinforcement interface has a critical role in determining the properties of metal matrix composites (MMCs). Properties of matrix/reinforcement interface depend on the fabrication method. The main problem in the fabrication of MMCs is wettability between reinforcing particles and molten alloy. Al206/5 vol% alumina_p cast composites were fabricated by the addition of reinforcing particles into molten Al alloy, semi-solid and liquid states, in two different forms: (1) as-received alumina (nano/micro) particles and (2) pre-synthesized composite reinforcement prepared via ball milling of alumina (nano/micro) with Al and Mg powders (master metal matrix composite). The effects of powder addition techniques, alumina/matrix interfacial bonding strength, and morphological characteristics of alumina particles on wear behavior were investigated. A new combination parameter, called alumina particle appearance (APA) index, was introduced. APA index approximates the collective effects of morphological characteristics of alumina particles on wear behavior. It is suggested that samples with lower APA index have superior wear properties. Microscopic examinations of the composite and matrix alloy and alumina/matrix interface were studied by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. It was found that wear resistance was increased in the composites fabricated by the addition of pre-synthesized reinforcing particles into molten alloy in the semi-solid state. Improvement in wear resistance is attributed to higher bonding strength of matrix/reinforcement as well lower APA index compared to those prepared via as-received alumina particles.     

砂浆冲蚀磨损特性研究

用自制的砂浆冲磨损试验机在水－石英砂浆冲蚀条件下，对纯铝、27SiMn钢和高铬铸铁等金属材料的磨损行为进行了试验，研究了不同材料的砂浆冲蚀磨损率与冲蚀速度及冲蚀角度的关系，分析了砂浆冲蚀磨损的特性和机理，提出了一种砂浆冲蚀磨损的刺入机制。