利用矿物聚合技术固化粉煤灰和金刚石粉的效果和机理
发布时间：2021-10-14 14:30
陶瓷结合剂金刚石磨具具有磨削力强,磨削温度低,对磨粒热损伤小,形状保持稳定性好,磨削精度高等优点被广泛应用于高效高速磨削加工领域。然而陶瓷结合剂金刚石磨具本身脆性大,容易碎裂,使用时磨料脱落过快,出现韧性不足的现象;同时陶瓷结合剂与金刚石的润湿性差,对金刚石的把持力弱。同时在陶瓷结合剂金刚石磨具制作过程中,物理化学变化较为复杂,热处理难以控制,容易出现烧成收缩,收缩会使其产生裂纹和内应力,降低磨具强度。利用矿物聚合材料代替陶瓷结合剂固化金刚石粉,是一种新型环保绿色的制备金刚石工具的技术,实验用原材料有偏高岭土与粉煤灰,既可以废物再利用,改善生态环境,同时还可以增加工业固体废弃物的价值。本论文研究了矿物聚合技术固化金刚石粉的效果与机理,以偏高岭土为主要活性原料,NaOH溶液与水玻璃配置碱激发剂,钾长石与石英砂为骨料来制备矿物聚合材料,研究了粉煤灰与偏高岭土质量比,NaOH溶液与水玻璃质量比以及时间对矿物聚合材料力学性能的影响,同时还研究了金刚石掺量对实验样品强度的影响。采用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、万能试验机等分析手段对试样的物相组成、显微结构、机械性能等性能进行测试表征。当m（钾...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矿物聚合材料基本单元示意图
以陶瓷、树脂、金属粉末等材料作结合剂，按照一定的比例与人造金刚石粒混合后，添加一定量的粘结剂，干压成型之后进行高温烧结成具有一定几何形的且具有磨削性能的磨具叫做金刚石磨具，作为超硬材料磨具家族中的一具有广泛的应用前景和市场前途。超硬材料磨具内部用到的磨料主要有金刚石氮化硼两种，根据实际切割需要，进行选择。而用来固化磨粒的结合剂根据材不同分为三种：树脂、金属以及陶瓷结合剂。陶瓷结合剂磨具内部结构主要由磨粒、结合剂和气孔三部分组成。如图所示，其中起到磨削作用的是磨粒，由于磨粒棱角比较多，并且在磨削过程中不断的暴露在外面，起到自锐性。而这些棱角就是切割磨削时锋利的刀刃。由金刚石具有非常好的力学性能，故而在很早以前就被用来制作磨具，通常被用切割一些比较脆硬的材料，比如硬质合金、PCD 刀具、陶瓷、建筑材料等，
样品性能（抗压、抗弯强度）的影响。验设备验所用主要仪器设备如表 3-1 所示，其中图 3-1 全自动压力试验机照表 3-1 实验用仪器设备设备 型号 生产厂家电子显微镜（SEM）粉末衍射（XRD）仪红外光谱仪分析天平自动压力试验机真空干燥箱搅拌器加热炉三联模具JSM-IT300XRD 6000SPCTROMAXx 型DY-208MiCAP7000 型D2T-6050JJ-1AKSL-1400X日本 JEOL 公司日本岛津德国斯派克公司北京赛多利斯科学仪器无锡东仪制造科技有限上海精宏实验设备有限常州普天仪器制造有限合肥料晶材料技术有限天猫力特家具专营店
【参考文献】：
期刊论文
[1]金刚石磨具用陶瓷结合剂及其研究进展[J]. 边华英,段爱萍,王学涛. 佛山陶瓷. 2018(10)
[2]粉煤灰-偏高岭土基地质聚合物的孔结构及抗压强度[J]. 王顺风,马雪,张祖华,王爱国,李亚林. 材料导报. 2018(16)
[3]地质聚合物应用现状及前景展望[J]. 杨征. 当代化工. 2017(07)
[4]金刚石与结合剂界面研究现状[J]. 王丽晶,栗正新. 超硬材料工程. 2017(03)
[5]金刚石微粉表面镀覆研究进展[J]. 代晓南,何伟春. 广州化工. 2016(05)
[6]粉煤灰基矿物聚合材料抗压强度与其物相关系研究[J]. 聂轶苗,戴奇卉,刘淑贤,路晓龙,牛福生,张晋霞,李秋洁. 硅酸盐通报. 2015(05)
[7]木质纤维对粉煤灰-偏高岭土基矿物聚合材料的增韧性研究[J]. 匡敬忠,徐力勇,赵向川,原伟泉. 有色金属科学与工程. 2015(06)
[8]添加剂对陶瓷磨具结合剂的性能影响[J]. 赵军. 科技致富向导. 2015(09)
[9]粉煤灰基矿物聚合材料研究进展[J]. 罗少慧,王永在. 中国非金属矿工业导刊. 2013(02)
[10]氧化物弥散强化铁粉在金刚石工具中的应用[J]. 马毅龙,郭志猛,罗骥,杨薇薇,王振明. 金刚石与磨料磨具工程. 2011(05)
博士论文
[1]金刚石砂轮微尖端的ECD修锐修整及其微磨削应用研究[D]. 鲁艳军.华南理工大学 2015
[2]Cf/铝硅酸盐聚合物及其转化陶瓷基复合材料的研究[D]. 何培刚.哈尔滨工业大学 2011
[3]SiO2-Al2O3-Na2O（K2O）-H2O体系矿物聚合材料制备及反应机理研究[D]. 聂轶苗.中国地质大学（北京） 2006
硕士论文
[1]高强度偏高岭土基地质聚合物的制备及性能研究[D]. 李盾兴.太原理工大学 2017
[2]粉煤灰—偏高岭土复合基地质聚合物的结构与性能研究[D]. 李亚林.西南科技大学 2017
[3]陶瓷结合剂金刚石磨具的组织结构调控[D]. 郑璐.燕山大学 2016
[4]硅灰石纤维/石膏复合材料的制备和性能研究[D]. 张鑫.中国地质大学(北京) 2016
[5]非金属矿物聚合材料的制备及轻质化研究[D]. 王进双.信阳师范学院 2015
[6]金刚石砂轮三维形貌建模及磨削工程陶瓷的数值仿真与实验研究[D]. 赵小雨.湖南科技大学 2015
[7]粉煤灰/偏高岭土地质聚合物材料的制备及其性能研究[D]. 朱国振.景德镇陶瓷学院 2014
[8]超精磨陶瓷结合剂纳米金刚石磨具的研制[D]. 赵东鹏.燕山大学 2013
[9]陶瓷结合剂金刚石磨具的研究与应用[D]. 程文胜.钢铁研究总院 2013
[10]固结磨料研磨抛光垫磨粒保持性能研究[D]. 付杰.南京航空航天大学 2013
本文编号：3436349
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矿物聚合材料基本单元示意图
以陶瓷、树脂、金属粉末等材料作结合剂，按照一定的比例与人造金刚石粒混合后，添加一定量的粘结剂，干压成型之后进行高温烧结成具有一定几何形的且具有磨削性能的磨具叫做金刚石磨具，作为超硬材料磨具家族中的一具有广泛的应用前景和市场前途。超硬材料磨具内部用到的磨料主要有金刚石氮化硼两种，根据实际切割需要，进行选择。而用来固化磨粒的结合剂根据材不同分为三种：树脂、金属以及陶瓷结合剂。陶瓷结合剂磨具内部结构主要由磨粒、结合剂和气孔三部分组成。如图所示，其中起到磨削作用的是磨粒，由于磨粒棱角比较多，并且在磨削过程中不断的暴露在外面，起到自锐性。而这些棱角就是切割磨削时锋利的刀刃。由金刚石具有非常好的力学性能，故而在很早以前就被用来制作磨具，通常被用切割一些比较脆硬的材料，比如硬质合金、PCD 刀具、陶瓷、建筑材料等，
样品性能（抗压、抗弯强度）的影响。验设备验所用主要仪器设备如表 3-1 所示，其中图 3-1 全自动压力试验机照表 3-1 实验用仪器设备设备 型号 生产厂家电子显微镜（SEM）粉末衍射（XRD）仪红外光谱仪分析天平自动压力试验机真空干燥箱搅拌器加热炉三联模具JSM-IT300XRD 6000SPCTROMAXx 型DY-208MiCAP7000 型D2T-6050JJ-1AKSL-1400X日本 JEOL 公司日本岛津德国斯派克公司北京赛多利斯科学仪器无锡东仪制造科技有限上海精宏实验设备有限常州普天仪器制造有限合肥料晶材料技术有限天猫力特家具专营店
【参考文献】：
期刊论文
[1]金刚石磨具用陶瓷结合剂及其研究进展[J]. 边华英,段爱萍,王学涛. 佛山陶瓷. 2018(10)
[2]粉煤灰-偏高岭土基地质聚合物的孔结构及抗压强度[J]. 王顺风,马雪,张祖华,王爱国,李亚林. 材料导报. 2018(16)
[3]地质聚合物应用现状及前景展望[J]. 杨征. 当代化工. 2017(07)
[4]金刚石与结合剂界面研究现状[J]. 王丽晶,栗正新. 超硬材料工程. 2017(03)
[5]金刚石微粉表面镀覆研究进展[J]. 代晓南,何伟春. 广州化工. 2016(05)
[6]粉煤灰基矿物聚合材料抗压强度与其物相关系研究[J]. 聂轶苗,戴奇卉,刘淑贤,路晓龙,牛福生,张晋霞,李秋洁. 硅酸盐通报. 2015(05)
[7]木质纤维对粉煤灰-偏高岭土基矿物聚合材料的增韧性研究[J]. 匡敬忠,徐力勇,赵向川,原伟泉. 有色金属科学与工程. 2015(06)
[8]添加剂对陶瓷磨具结合剂的性能影响[J]. 赵军. 科技致富向导. 2015(09)
[9]粉煤灰基矿物聚合材料研究进展[J]. 罗少慧,王永在. 中国非金属矿工业导刊. 2013(02)
[10]氧化物弥散强化铁粉在金刚石工具中的应用[J]. 马毅龙,郭志猛,罗骥,杨薇薇,王振明. 金刚石与磨料磨具工程. 2011(05)
博士论文
[1]金刚石砂轮微尖端的ECD修锐修整及其微磨削应用研究[D]. 鲁艳军.华南理工大学 2015
[2]Cf/铝硅酸盐聚合物及其转化陶瓷基复合材料的研究[D]. 何培刚.哈尔滨工业大学 2011
[3]SiO2-Al2O3-Na2O（K2O）-H2O体系矿物聚合材料制备及反应机理研究[D]. 聂轶苗.中国地质大学（北京） 2006
硕士论文
[1]高强度偏高岭土基地质聚合物的制备及性能研究[D]. 李盾兴.太原理工大学 2017
[2]粉煤灰—偏高岭土复合基地质聚合物的结构与性能研究[D]. 李亚林.西南科技大学 2017
[3]陶瓷结合剂金刚石磨具的组织结构调控[D]. 郑璐.燕山大学 2016
[4]硅灰石纤维/石膏复合材料的制备和性能研究[D]. 张鑫.中国地质大学(北京) 2016
[5]非金属矿物聚合材料的制备及轻质化研究[D]. 王进双.信阳师范学院 2015
[6]金刚石砂轮三维形貌建模及磨削工程陶瓷的数值仿真与实验研究[D]. 赵小雨.湖南科技大学 2015
[7]粉煤灰/偏高岭土地质聚合物材料的制备及其性能研究[D]. 朱国振.景德镇陶瓷学院 2014
[8]超精磨陶瓷结合剂纳米金刚石磨具的研制[D]. 赵东鹏.燕山大学 2013
[9]陶瓷结合剂金刚石磨具的研究与应用[D]. 程文胜.钢铁研究总院 2013
[10]固结磨料研磨抛光垫磨粒保持性能研究[D]. 付杰.南京航空航天大学 2013
本文编号：3436349
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