文档介绍：常压法制备陶瓷及其耐磨性的研究哈尔滨理工大学工学硕士学位论文李洪峰
常压法制备陶瓷及其耐磨性的研究摘要:::鎏:三盔耋::耋筌土茎堡耋兰本文采用平均粒度为、含%的粉末,经冷等静压成型和常压烧结工艺制备了陶瓷,分别利用三点弯曲、单边切口梁法等力学测试方法和湎哐苌、扫描电镜确治龇法,研究了冷等静压成型压力和烧结温度对陶瓷显微组织及力学性能的影响,分析了陶瓷显微组织结构和力学性能之间的关系,并研究了成型压力对陶瓷耐磨性能的影响。首先分别在、、压力下冷等静压成型,经小时常压烧结制备出了陶瓷材料。三点弯曲加载条件下力学性能测试结果表明,冷等静压成型压力为时,陶瓷材料具有优良的力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别为和.·/K胬涞染惭钩尚脱沽υ黾樱琙沾傻南喽悦芏认陆担贾材料孔隙增多,有效承载面积减小,抗弯强度下降。然后采用该粉末,在下制得陶瓷坯体,分别在】妗妗婢小时常压烧结得到了陶瓷材料,经力学性能测试,℃烧结条件下的陶瓷具有优良的力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别为和.“7治鋈衔#嫔战嵛露鹊奶岣撸琙粒间的自由程减小,同时坯体气孔含量相对减少,有利于烧结和致密化。但随着烧结温度的进一步提高,晶粒尺寸超过了临界相变尺寸,致使冷却过程中产生了一定量的单斜相,造成试样的体积密度下降。对不同成型压力条件下的陶瓷进行了水环境下的摩擦磨损试验,结果表明本试验条件下陶瓷磨损机理为沙粒冲击形成的裂纹经扩展形成凹坑,使试样受到磨损,压力下陶瓷具有较低的磨损率,抗摩擦磨损能力好。在此成型压力下试样的致密度高,四方相到单斜相的转变量大,烧结体的内应力小等综合性因素使其磨损率较低。关键词陶瓷;冷等静压;抗弯强度;断裂韧性:摩擦磨损℃、
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第滦髀课题背景工程应用上显示出了比现代金属刚性件更优异的性能。陶瓷属于新型陶瓷,与传统陶瓷相比,新型陶瓷材料是采用高度精选多年前,在工业上的应用远远没有开发出来,世纪年代以后,世界范围内都致力于陶瓷的研究。浚蚴撬哂杏乓斓奈锢怼⒒学性能,不仅在科研领域已经成为热点【,而且在工业生产中也得到了广泛的应用,是耐火材料,高温结构材料、耐磨材料及电子材料的重要原料T的原料,具有能精确控制的化学组成,按照便于进行结构设计及控制制造的方法进行制造、加工的、具有优异特性的陶瓷L沾墒嵌嗑А⒍嘞晶相、玻璃相和气相木奂澹杂诟ㄗ槌伞⑻沾尚阅茉诤艽蟪潭壬先【鲇谄湎晕⒔构。而工艺过程又是控制材料结构的主要手段。因此,采用什么样的工艺过程制造出高性能的特种陶瓷就成为当今材料科学工作都所共同关心的课题。陶瓷可以采用注浆法、干压法或其它任何粉末成形方法【盝。近年来又发展了一些特殊的成型方法,如用化学蒸汽沉积制备氮化硼材料【寐龀宓绱场对纳米粉进行压力脉冲,使素坯达到理论密度的%~%。一般生产陶瓷制品包括五道主要工序浚悍哿现票浮⑴魈逖怪啤⑴魈寮庸ぁ⑸战岷湍ハ鳌T必须提高坯体的可加工性和改善工艺过程中烧结材料的物理机械性能情况下。,可增添粉料的液体等静压、坯体的预烧、二次机械加工等工序。在给定组分下,制备工艺直接决定着材料的显微结构,因而也就决定着材料的最终性能。特别是烧结是赋予材料性能的最关键一步,在烧结过程中,发生的主要变化是颗粒和气孔尺寸与形状的变化,随着烧结温度的升高和时间的延长,固体颗粒由机械间结合转为原子间键联,晶粒长大,气孔和晶界减少,通过物质的迁移,体积收缩,密度增大,最终得到具有某种结构的多晶烧结体。而陶瓷材料一般是由共价键和离子键结合的ⅢU庵旨奂岷夏芨摺⒅实憷┥⑾凳汀U就使得新型陶瓷在固相烧结中形成原子间键联需要很高的能量,物质迁移速度也很慢,致密化进程缓慢。因此,单纯的固相烧结很难将之烧结致密。一般而言,特种陶瓷的制备大都采用各种添加剂或特殊烧结方法来制备高致密度、性能优良身勺陶瓷材料。哈尔滨理工人学工学硕士学位论文
≤;婪;罢§四方纠纪坠立方境净蔵坠液体专;;八姆盂立方液体陶瓷的发展及研究现状为立方萤石型结构。纯为白色,含杂质时呈黄色或灰色。因为阳离子半为℃,而四方相转变成单斜相时温度在范围内,相变温度滞陶瓷是新近发展起来的仅次于沾傻摹趾苤匾5难趸锵到构陶瓷。由于它具有非常优异的物理和化学性质,如化学稳定性好、耐高温、抗腐蚀、热稳定性好、力学性能优良、增韧效果显著、高温导电等一一系列的优点R蚨嚼丛绞艿饺嗣堑闹厥樱溆τ昧煊蛲胬┐蟆锆在地壳中的储量为%,超过、、、等金属的储量,资源丰富。在自然界中,含锆的矿石主要有斜锆石和锆英石英两种。工业主要是含锆矿石提炼出来的。纯氧化锆有立方、四方、单斜三种晶型,它们分别稳定存在于高温、中温及低温区,分别属于高温及中温区的立方氧化锆和四方氧化锆是无法在室温条件下