不同造孔剂对陶瓷结合剂性能的影响

本文研究了加入石墨和CaCO3两种造孔材料对陶瓷结合剂性能的影响，通过改变加入量和烧结工艺，制备不同的试样，通过测定其抗折强度，气孔率和SEM照片观察，结果发现：石墨加入量和烧结温度影响陶瓷结合剂强度；当石墨加入量较少，烧结温度较低时，其强度较好；CaCO3的加入量对磨具的抗折强度影响不明显，但影响成孔的尺寸，在允许的范围内加入量越多，得到的气孔尺寸越大，气孔分布均匀，孔壁光滑；CaCO3的造孔效果比石墨好。     

α-Al2O3粉在陶瓷磨具结合剂中的微观作用

在磨料磨具制造中,细粒度、高硬度的碳化硅陶瓷磨具的黑心现象一直是行业研究、关注的问题.本文是在对如何解决碳化硅陶瓷磨具黑心问题研究的基础上,在专用陶瓷结合剂的研究中,通过试验发现,在陶瓷结合剂中适当的引入α-Al2O3粉后,可在较高的吸水率(8%)的情况下,其硬度、抗压强度、抗折强度、抗弯强度与较低吸水率(＜1%)的同类产品相同.利用X-衍射、岩相分析发现,由于α-Al2O3粉的引入,促进了结合剂中石英的反应,使结合剂反应更完全.在扫描电镜下观察发现,引入的α-Al2O3粉在陶瓷结合剂中发生了扩散,形成了反应层,且该反应层非常的致密、组织均匀,未发现新的晶体生成.这个反应层在陶瓷结合剂中起着加强网的作用,使得陶瓷磨具在气孔率较高的情况下保证陶瓷磨具的机械强度.     

表面活化Al2O3陶瓷与5005铝合金真空钎焊

采用Al-Si钎料对经过Ag-Cu-Ti粉末活性金属化处理的Al₂O₃陶瓷与5005铝合金进行了真空钎焊,研究了钎焊接头的典型界面组织,分析了钎焊温度对接头界面结构特征及力学性能的影响. 结果表明,接头典型界面结构为5005铝合金/α-Al+θ-Al₂Cu+ξ-Ag₂Al/ξ-Ag₂Al+θ-Al₂Cu+Al₃Ti/Ti₃Cu₃O/Al₂O₃陶瓷. 钎焊过程中,Al-Si钎料与活性元素Ti及铝合金母材发生冶金反应,实现对两侧母材的连接. 随着钎焊温度的升高,陶瓷侧Ti₃Cu₃O活化反应层的厚度逐渐变薄,溶解进钎缝中的Ag和Cu与Al反应加剧,生成ξ-Ag₂Al+θ-Al₂Cu金属间化合物的数量增多,铝合金的晶间渗入明显;随钎焊温度的升高,接头抗剪强度先增加后降低,当钎焊温度为610 ℃时,接头强度最高达到15 MPa.     

Ti对陶瓷结合剂及金刚石磨具性能的影响

探讨了Ti的加入对R2O-B2O3-AI2O3-SiO2系陶瓷结合剂及金刚石磨具性能的影响.通过耐火锥法、平面流淌法、扫描电镜和能谱分析、三点弯曲法、洛氏硬度计等测试手段,测定了Ti对陶瓷结合剂的耐火度、流动性以及对金刚石磨具的微观结构、抗折强度、硬度等性能的影响.结果表明:Ti的加入使结合剂熔融温度降低,线膨胀系数随...     

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.     

Y2O3含量对大气等离子喷涂Al2O3-Y2O3复合涂层微观结构和力学性能的影响

目的 探究掺杂不同质量分数Y₂O₃对Al₂O₃-Y₂O₃复合涂层微观结构及其力学性能的影响。方法 采用大气等离子喷涂制备Al₂O₃涂层,以及Y₂O₃质量分数分别为10%、20%、30%、40%的Al₂O₃-Y₂O₃复合涂层。利用SEM、EDS对粉末以及不同涂层的形貌、组织结构、元素分布进行分析。使用XRD表征粉末和涂层的物相。使用显微硬度仪、纳米压痕测试仪和电子万能试验机对涂层的显微硬度、弹性模量以及断裂韧性等力学性能进行测试分析。结果 Al₂O₃喷涂粉末的物相由α-Al₂O₃组成,而喷涂得到的Al₂O₃涂层则由α-Al₂O     

烧结方式对陶瓷结合剂金刚石磨具性能影响的研究

本文采用低熔点的陶瓷结合剂制备金刚石磨具,研究不同烧结方式及烧成温度对磨具的弯曲强度、硬度及磨削性能等的影响,同时研究不同温度下不被包裹金刚石及被玻璃粉包裹金刚石的热失重率.通过研究发现:725℃时,不被包裹金刚石的热失重率为5.47%,玻璃粉包裹后金刚石的热失重率仅为1.27%;制备的陶瓷结合剂金刚石磨具在725℃下烧成时,埋砂烧成磨具试样的弯曲强度和洛氏硬度值比不埋砂烧成时分别提高了2.7%和1.5%;埋砂烧成比不埋砂烧成磨具的使用寿命延长10.4%～15.9%,但磨具加工一片刀具用时延长约20%,磨削过程需要砂轮修整.     

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。     

孔道Al2O3/SiO2对NaAlH4-Tm2O3体系储氢性能的影响

以机械球磨法制备具有可逆吸放氢性能的NaAlH4-Tm2O3储氢材料体系。利用相同制备方法进一步研究两种不同孔道材料(大孔Al2O3与介孔SiO2)对NaAlH4-Tm2O3体系储氢性能的影响,测试样品的循环吸放氢性能,并对样品吸放氢前后的结构进行表征。结果表明:大孔Al2O3材料的添加并不能明显改善NaAlH4-Tm2O3体系的放氢速率和放氢量,而介孔SiO2的加入使NaAlH4-Tm2O3体系在150℃条件下5 h内的首次放氢量(质量分数)达到4.61%,高于NaAlH4-Tm2O3体系的4.27%,增加了约8.0%。此外,添加介孔SiO2的NaAlH4-Tm2O3体系放氢速率也有所提高。     

过渡材料对等离子喷涂Al2O3梯度陶瓷涂层性能影响

针对Al2O3陶瓷涂层结合强度低、孔隙率高的实际,选择NiAl金属间化合物和金属铜粉作为过渡材料,利用等离子喷涂制备Al2O3梯度陶瓷涂层,并对梯度涂层进行组织形貌观察,测试结合强度和孔隙率.结果表明,梯度涂层的组织表现出宏观的不均匀性和微观连续性的分布特征,NiAl和Cu是金属基体与Al2O3涂层之间过渡层的理想材料,可以有效地提高涂层的结合强度,而Cu-Al2O3梯度涂层又比NiAl-Al2O3梯度涂层结合强度高;梯度涂层的孔隙率远低于双涂层的孔隙率,在Cu-Al2O3梯度涂层中随Al2O3含量的增加,涂层的孔隙率降低,而且孔隙率低于NiAl-Al2O3梯度涂层.     

叶蜡石、白云石对陶瓷结合剂磨具微观结构和性能的影响

本文研究了在粘土、长石质结合剂中引入叶蜡石和白云石对碳化硅磨具微观结构和性能的影响,结果表明,在一定范围内引入不同比例的叶蜡石和白云石：（1）可使结合剂的耐火度成线性降低。同时,也不同程度地影响了磨具烧结体的微观结构和性能;（2）可促进在烧结过程中莫来石的形成,降低结合剂的热膨胀系数,加强了结合剂与磨料的匹配性,提高了磨具的抗折强度和抗冲击强度;（3）在一定温度范围内还可防止碳化硅磨具出现黑心现象,拓宽了碳化硅磨具的烧结温度适应范围。通过实验发现：叶蜡石和白云石最佳含量为30％,与原结合剂相比,结合剂耐火度降低了55℃,平均热膨胀系数降低了30％,磨具抗折强度提高了27％,磨具抗冲击强度提高了22％。     

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。     

SiO2对Al2O3/40%ZrO2（4Y）凝固陶瓷结构转化的影响

基于超重力下燃烧合成Al2O3/40%Zr O2(4Y),通过调整Si O2引入量,研究Si O2对材料显微结构与形态演化的影响。XRD、EDS、SEM结果表明:添加Si O2不改变复合陶瓷相组成,陶瓷基体主要由t-Zr O2、α-Al2O3以及少量m-Zr O2等组成,而Si O2则以玻璃相形式存在。当Si O2添加量小于6%时,Al2O3/Zr O2以共生共晶方式生长,形成胞状共晶团组织;当Si O2添加量为12%,Al2O3与Zr O2均独立析出,发育成尺寸粗大的Zr O2粒晶与花瓣晶;当Si O2添加量达18%时,该陶瓷发育为结构不完整的共晶枝晶组织。     

Al2O3颗粒直径对1 vol%的Al2O3/Cu基复合材料组织和性能的影响

采用粉末冶金法+热压工艺制备了不同Al₂O₃颗粒直径的1 vol%Al₂O₃/Cu基复合材料,使用光学显微镜和扫描电镜(SEM)观察了复合材料的显微组织,利用电子拉伸试验机测试了复合材料的力学性能。基于弹/塑性理论推导出了复合材料中颗粒周边的弹性区宽度的表达式。结果表明：Al₂O₃颗粒直径对Al₂O₃/Cu基复合材料强度及基体晶粒尺寸有着较大的影响;Al₂O₃颗粒直径越大,Al₂O₃/Cu基复合材料的抗拉强度、屈服强度越小;当Al₂O₃颗粒直径为5μm时,Al₂O₃/Cu基复合材料的抗拉强度和屈服强度分别为207和90 MPa,是铜试样的95.8%和95.7%。     

CeO2对Al2O3基陶瓷涂层耐蚀性的影响

通过优化Al2O3基陶瓷涂层配方和工艺,并加入适量的稀土氧化物CeO2,对陶瓷涂层的界面形貌、组织结构、结合力和耐蚀性进行了研究。结果表明,添加适量的稀土氧化物CeO2,使Al2O3基陶瓷涂层致密性、结合力和耐蚀性得到提高。     

烧结助剂Y2O3和Pr6O11对Al2O3陶瓷相对密度和热导率的影响

采用高分子网络法制备混合纳米粉体,研究稀土氧化物Y2O3和Pr6O11加入量对Al2O3陶瓷相对密度和热导率的影响。采用阿基米德方法测定样品的体积密度,利用激光脉冲法测量试样的热扩散率并计算得出热导率。结果表明:两种添加剂都可以降低Al2O3陶瓷的烧结温度,提高Al2O3陶瓷的热导率,其中Y2O3的促进作用较强;当保温时间相同、烧结温度为1 500~1 650℃时,Al2O3陶瓷的相对密度和热导率都随烧结温度的升高而增大;当烧结温度相同、保温时间为30~120 min时,Al2O3陶瓷的相对密度和热导率也随保温时间的延长而增大。     

CBN磨具用玻璃结合剂的结构与性能研究

采用传统熔体淬法制备了R2O—MO—B2O3-Al2O3-SiO2多元系统玻璃结合剂（R为碱金属,M为碱土金属）。利用红外光谱技术研究了玻璃的结构。测试了玻璃结合剂的抗弯强度和热膨胀系数,分析了玻璃组成及结构变化对玻璃性能的影响。结果表明：所有玻璃网络中均存在[SiO4]、[AlO4]四面体和[BO3]三角体结构单元。当SiO2增加到58．95mol％时,玻璃网络中出现[BO4]四面体,此时玻璃的抗折强度急剧下降,而膨胀系数由增大变成减小。SiO2含量为55．09mol％的样品适合用作CBN磨具玻璃结合剂。     

Mo对Al2O3-TiN-TiC陶瓷材料微观组织及性能的影响

采用热压烧结法制备了Al2O3-TiN-TiC复合陶瓷材料,研究了不同Mo含量对于烧结后复合陶瓷材料微观组织和力学性能的影响。结果表明:适量的Mo能促进TiN的溶解,改善Al2O3-TiN-TiC陶瓷材料的微观组织,提高力学性能。随着Mo含量的增多,硬质相的棱角逐渐变钝,沿晶断裂方式增多,穿晶断裂减少。在复合材料中Mo添加量为3vol%时,综合力学性能最佳,抗弯强度、断裂韧度和维氏硬度分别为877MPa、6.32MPa.m1/2和19.87GPa。在复合材料中Mo添加量为1vol%时,在材料中发现大量解理断裂,对断裂韧度的提高有明显作用。     

等离子熔凝Al2O3/GdAlO3共晶陶瓷的制备与组织

以77mol%Al2O3和23mol%Gd2O3的共晶配比混粉,以高温等离子为热源,加热粉体使其熔融,随后以空冷和水冷的不同冷却方式实现凝固,得到不同的冷凝试样。采用X射线衍射仪和场发射扫描电镜对试样的相组成和微观形貌进行表征。结果表明,采用不同冷却工艺制备的熔凝试样均具有部分连续的Al2O3/GdAlO3共晶组织,组织致密,相界面结合良好,没有气孔和杂质;与空冷试样相比,水淬试样组织得到细化,共晶间距达到0.2μm左右。     

成孔剂对陶瓷结合剂CBN磨具结构与性能影响的研究

主要研究成孔剂对陶瓷结合剂CBN磨具结构与性能的影响。在陶瓷结合剂CBN磨具中添加不同类型和含量的成孔剂,通过对磨具试样气孔率、抗弯强度、冲击韧性、微观形貌等检测分析,结果表明:添加成孔剂A1和C1的磨具试样气孔分布均匀,且与未添加成孔剂的磨具试样相比,抗弯强度降低不明显,成孔剂A1的造孔效果比C1的明显,但加入成孔剂C1能够增大试样的冲击韧性。当C1的加入质量分数为8%时,气孔分布均匀,气孔率为30.82%,抗弯强度为49.89MPa,冲击韧性为1.73kJ/m2,综合性能最好。