ZTA陶瓷/高铬铸铁基复合材料的制备及其组织结构研究

发布时间：2021-11-17 22:55

　　电厂用磨煤机磨辊、磨盘的制备大多采用传统的高铬铸铁耐磨材料,对磨煤机的质量和性能产生较大约束,已无法满足耐磨需求。陶瓷颗粒增强金属基耐磨复合材料成为替代传统钢铁耐磨材料的首选材料。采用陶瓷/高铬铸铁金属基复合材料制备的磨煤机磨辊、磨盘等耐磨件,使用寿命是普通高铬合金或堆焊合金材料的2.5³倍。目前国内对该耐磨复合材料的制备仍处于实验室研究阶段,陶瓷/高铬铸铁金属基复合材料磨辊均来自进口,因此对于陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料的应用研究意义重大。本研究以氧化锆增韧氧化铝陶瓷（Zirconia-toughened alumina简称ZTA）颗粒和高铬铸铁为原料,试验研究了制备ZTA陶瓷预制体的模压成型压力、烧结温度、保温时间以及添加Ti颗粒预制体的强度和孔隙率的变化。通过无压浸渗法制备了ZTA陶瓷/高铬铸铁复合材料,并采用SEM、EDS、XRD等检测方法研究了ZTA陶瓷/高铬铸铁复合材料中组成相的结构特征和化学元素分布情况等,分析了形成陶瓷/高铬铸铁复合材料的浸渗机理以及复合材料中金属相与陶瓷相的结合机制。得出以下结论:（1）模压成型压力、烧结温度和保温时间对预制体的成型... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 耐磨材料的发展历程及研究现状
    1.3 陶瓷/金属基复合材料概述
    1.4 陶瓷/金属基复合材料制备方法
        1.4.1 粉末冶金法
        1.4.2 扩散结合法
        1.4.3 原位反应合成法
        1.4.4 熔融金属浸渗法
    1.5 陶瓷/金属基复合材料界面研究
    1.6 研究目标与研究内容
        1.6.1 研究目标
        1.6.2 主要研究内容
        1.6.3 研究路线
第二章 试验材料及试验方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 陶瓷颗粒的选择
        2.1.2 金属基体的选择
        2.1.3 粘接剂的选择
        2.1.4 活性元素的选择
    2.2 试验设备
    2.3 ZTA/高铬铸铁复合材料制备方法
        2.3.1 ZTA陶瓷预制体预烧工艺
        2.3.2 ZTA/高铬铸铁复合材料无压浸渗工艺
    2.4 ZTA/高铬铸铁复合材料检测分析方法
        2.4.1 密度、气孔率
        2.4.2 硬度
        2.4.3 金相分析
        2.4.4 X射线衍射分析
        2.4.5 扫描电子显微分析
第三章 ZTA陶瓷预制体的制备
    3.1 引言
    3.2 陶瓷预制体的成型
    3.3 陶瓷预制体的烧结
    3.4 陶瓷预制体组织成分分析
        3.4.1 陶瓷预制体的性能
        3.4.2 陶瓷预制体微观组织
        3.4.3 陶瓷预制体X射线衍射分析
    3.5 本章小结
第四章 Ti对润湿性的影响及复合材料的制备
    4.1 引言
    4.2 元素Ti对润湿性的改善
        4.2.1 润湿原理
        4.2.2 润湿试验及结果分析
    4.3 复合材料的制备
    4.4 本章小结
第五章 复合材料组织结构分析
    5.1 复合材料的显微结构
    5.2 复合材料的物相分析
    5.3 复合材料结合界面及微观缺陷分析
        5.3.1 结合界面处元素扩散分析
        5.3.2 复合材料中缺陷分析
    5.4 浸渗机理及结合机制分析
        5.4.1 无压浸渗机理
        5.4.2 界面结合机制
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3501785