钛基Y-PSZ/Ti颗粒增强复合材料的研究

发布时间：2021-06-09 06:06

　　研究钛（Ti）粉末和3%mol氧化钇稳定氧化锆（Y-PSZ）粉末为原料,采用粉末注射成形的方法制备了Y-PSZ/Ti颗粒增强复合材料。确定了制备复合材料过程中喂料、注射成形、脱脂和烧结等各工艺流程的最佳工艺参数。对复合材料的微观组织结构进行了观察分析。研究了复合材料的致密度、收缩率、力学性能及耐磨性能与复合材料中Y-PSZ质量分数的关系,并研究分析了复合材料的摩擦磨损机理。研究结果表明,用粉末注射成形方法制备Y-PSZ/Ti颗粒增强复合材料,其合理的制备工艺为:根据不同质量配比粉末计算采用不同的临界装载量,10%、20%、30%Y-PSZ质量占比的复合材料分别采用55.9%,52.3%和55.6%的临界装载量,粉末装载量会略高于临界装载量2%⁵%之间;在注射成型阶段,注射温度为160℃,注射压力为50MPa,保压时间为3s;在溶剂脱脂阶段,以正庚烷为脱脂溶剂,在50℃的水浴锅内进行溶剂脱脂,5h后,石蜡脱出比例可达80%以上,此时在制件内部打开连通孔隙,可以进行热脱脂;在热脱脂阶段,温控曲线采用从室温到250℃的过程中平均升温速率为2℃/min,从250℃

【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

粉末注射成形技术工艺流程

第2章试验方案及研究方法132.3试验原料试验所需原料为纯度为99.9%的工业纯Ti，0.5mol的氧化钇稳定氧化锆(Y-PSZ)以及粘结剂各成分。初始原料的选择会对最终成型制件的性能产生很大影响，故原料的选择至关重要。(1)金属粉末材料试验采用南京明善新材料科技有限公司生产的325目高纯度Ti粉，其成份组成见表2.1，特性见表2.2。表2.1Ti粉末各元素质量占比Table2.1ProportionofmasscontentofeachelementofTipowderC(%)N(%)O(%)Ti(%)<0.1<0.05<0.2>99表2.2Ti粉末的特性Table2.2CharacteristicsofTipowder颗粒度(目)纯度(%)松装密度(g/cm3)振实密度(g/cm3)32599.91.362.08将少量上述粉末置于激光粒度分析仪对其初始粒径进行表征，粒径分析如图2.2所示，粒度分布数据如表2.3所示。图2.2Ti粉末粒度分布图Fig2.2Tipowderparticlesizedistribution

第2章试验方案及研究方法15(a)(b)图2.3钛粉微观形貌图(a)500倍(b)1000倍Fig2.3Titaniumpowdermicrotopography(a)500times(b)1000times(2)陶瓷粉末材料试验采用南京明善新材料科技有限公司生产的氧化钇部分稳定氧化锆粉末（简称Y-PSZ），其成份组成见表2.4，特性见表2.5。表2.4Y-PSZ粉末各元素质量占比Table2.4ContentsofvariouselementsofY-PSZpowderZrO2(%)Y2O3(%)Al2O3(%)MgO(%)SiO2(%)92±0.58±0.5<0.01<0.01<0.045表2.5Y-PSZ粉末的特性Table2.4ProportionofmassofeachelementofY-PSZpowder颗粒度(目)物相松装密度(g/cm3)振实密度(g/cm3)2500全稳定四方相1.482.53将少量上述粉末置于激光粒度分析仪对其初始粒径进行表征，粒径分析如图2.4所示，粒度分布数据如表2.6所示。


本文编号：3220090