锆刚玉/高铬铸铁基蜂窝陶瓷复合材料预制体优化

发布时间：2021-05-16 09:09

　　在当今耐磨材料行业中,金属基陶瓷复合材料作为耐磨材料领域中研究的热点和重点受到了广泛的关注。然而作为影响复合材料性能的界面结合问题却一直不能得到很好的解决,本文主要针对金属基体与陶瓷增强体间的界面结合问题进行了一些实验探究,主要包括：陶瓷复合材料中陶瓷预制体的制备；陶瓷预制体与金属基体反应性铸渗过程模型的建立；界面结合的形成及结合机制的分析。在陶瓷预制体中通过添加陶瓷颗粒的质量分数分别为2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%、22%、24%、26%、28%的陶瓷微粉,结合浇注复合后的材料组织及界面结合情况分析,初步确定较优方案为2%、4%、6%、8%。然后通过低应力三体磨料磨损试验与界面宽度的关系,最终确定2%的陶瓷微粉添加量为最优预制体制备方案。通过向陶瓷预制体中添加造孔剂来提高陶瓷预制体的孔隙率,探索出了一种新的制备陶瓷预制体工艺,并建立了陶瓷预制体与金属基体反应性铸渗过程模型,获得很好的复合结果。通过对复合材料的界面过渡层进行相关的检测分析,得出在高温浇注条件下,陶瓷颗粒表面由陶瓷微粉形成的包覆层发生复杂的化学反应,形成玻璃相,这一玻璃相既能与陶瓷... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 金属基陶瓷颗粒增强耐磨复合材料现状
        1.2.1 金属基体特点
        1.2.2 陶瓷颗粒增强体特点
        1.2.3 复合材料特点
        1.2.4 复合材料制备工艺
    1.3 热处理对金属基陶瓷颗粒增强耐磨复合材料的影响
        1.3.1 热处理对材料复合区域的影响
        1.3.2 热处理对材料界面的影响
    1.4 金属基陶瓷颗粒增强耐磨复合材料耐磨机制
    1.5 金属基陶瓷颗粒增强耐磨复合材料界面概述
        1.5.1 复合材料界面结构
        1.5.2 复合材料界面研究现状
    1.6 本课题研究的主要内容及意义
        1.6.1 课题研究意义
        1.6.2 课题研究内容
第二章 金属基陶瓷复合材料制备及实验方法
    2.1 陶瓷预制体制备工艺
        2.1.1 预制体颗粒选择
        2.1.2 预制体的活化陶瓷微粉选择
        2.1.3 预制体中陶瓷颗粒预处理
        2.1.4 预制体制备
        2.1.5 预制体孔隙率计算
        2.1.6 砂型制备及预制体放置
    2.2 高铬铸铁基陶瓷颗粒增强蜂窝复合材料的制备及热处理
        2.2.1 基体成分的确定
        2.2.2 复合材料制备
        2.2.3 复合材料热处理
    2.3 试验样品制备及检测
        2.3.1 金相试样制备方法
        2.3.2 硬度
        2.3.3 低应力三体磨料磨损性能
第三章 无添加造孔剂陶瓷预制体工艺探究
    3.1 不同陶瓷微粉量预制体复合结果
        3.1.1 不同陶瓷微粉量预制体复合结果
        3.1.2 不同陶瓷微粉量复合结果热处理
    3.2 不同陶瓷微粉量预制体复合结果分析
        3.2.1 12%～26%方案复合结果分析
        3.2.2 2%～10%方案复合结果分析
    3.3 本章小结
第四章 添加造孔剂陶瓷预制体工艺探究
    4.1 预制体添加造孔剂制备工艺
        4.1.1 造孔剂的选择
        4.1.2 造孔剂的粒度的选择
        4.1.3 预制体的制备工艺
    4.2 预制体添加造孔剂脱焦工艺研究
        4.2.1 脱焦工艺曲线
        4.2.2 脱焦工艺结果
        4.2.3 预制体复合结果
    4.3 复合材料颗粒间硬度
    4.4 添加造孔剂预制体复合金属基体过程研究
    4.5 本章小结
第五章 高铬铸铁基蜂窝陶瓷复合材料三体磨损性能
    5.1 复合材料的耐磨性能测试表征及试验方法和试样制备
        5.1.1 性能表征及实验方法
        5.1.2 磨损试样的制备
    5.2 复合材料低应力三体磨损结果与讨论
        5.2.1 实验结果
        5.2.2 磨损机制探究
    5.3 本章小结
第六章 高铬铸铁金属基陶瓷复合材料界面分析
    6.1 复合区域陶瓷颗粒分析
        6.1.1 粘结剂
        6.1.2 颗粒的分析
    6.2 复合材料界面的探究
    6.3 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
附录 攻读硕士期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
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[3]采用TiH2预处理的SiC陶瓷柱阵列增强/高铬铸铁复合材料界面与耐磨性能（英文）[J]. 刘桂武,张相召,王倩,叶志国,史忠旗,乔冠军.  稀有金属材料与工程. 2014(10)
[4]玻璃相与陶瓷金属化技术[J]. 高陇桥.  真空电子技术. 2013(04)
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[7]中国铸造耐磨材料的发展——兼介中国铸造耐磨材料产业技术路线图[J]. 李卫.  铸造. 2012(09)
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本文编号：3189409