裂纹自愈合陶瓷刀具的研制
发布时间：2020-12-03 15:27
裂纹自愈合陶瓷刀具材料能够有效地利用切削热,产生液相,填充裂纹,实现裂纹自愈合,提高陶瓷刀具的力学性能。本研究成功研制了裂纹自愈合陶瓷刀具ATTM15,设计了裂纹自愈合陶瓷刀具材料组分;优化了裂纹自愈合陶瓷刀具材料的烧结工艺参数;研究了愈合温度、愈合时间和预制裂纹长度对裂纹自愈合后陶瓷刀具材料抗弯强度的影响;实验研究了裂纹自愈合陶瓷刀具材料ATTM15加工321奥氏体不锈钢的切削性能。设计了裂纹自愈合陶瓷刀具材料的组分,即以Al2O3为基体,以TiB2/TiSi2为添加相。TiSi2的氧化产物对TiB2相具有保护作用,对裂纹具有填充作用。分析了裂纹自愈合陶瓷刀具材料的化学相容性和物理相容性,Al2O3和TiB2的弹性模量和热膨胀系数具有较好的匹配性。研究了TiSi2含量、烧结温度和保温时间对陶瓷刀具材料力学性能和微观组织的影响;对愈合陶瓷刀具材料的物相进行了分析,优化了...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３＿４不同ＴｉＳｉ２含量裂纹自愈合陶瓷刀具材料的断口?ＳＥＭ图??３．４．２．３裂纹自愈合陶瓷刀具材料的物相分析??裂纹自愈合陶瓷刀具材料在１５ｗｔ％ＴｉＳｉ２、烧结温度为１６００°Ｃ、保温时间为??
山东大学硕士学位论文??具材料的物相进行分析。??图３－５是裂纹自愈合陶瓷刀具材料的ＸＲＤ分析图。由图可见，陶瓷刀具材??料的主要两相Ａ１２０３和ＴｉＢ２已经被监测到，然而没有监测到ＴｉＳｉ２，大多数的ＴｉＳｉ２??在烧结制备的过程中被转化成了?ＴｉＳｉ和Ｔｉ５Ｓｉ３，由于剩余存在的ＴｉＳｉ２的含量没??有达到ＸＲＤ最低的监测含量，所以没有监测到ＴｉＳｉ２。对于存在的Ｔｉ５Ｓｉ３相，可??能发生的化学反应已经被Ｒａｊｕ?ｅｔ旧６］和Ｔ．?Ｓ．?Ｒ．?Ｃｈ．?Ｍｕｒｔｈｙ?［３７］在ＴｉＢ２＋ＴｉＳｉ２复??合陶瓷中作出了解释，所以本文重点讨论形成ＴｉＳｉ的化学反应。??７７５５／３?＋?２Ｃ－＞?３ＴｉＳｉ＋２ＴｉＣ?（３?４）??基于不同化合物生成自由能的热力学数据［３８＃］，计算以上反应从左到右的总??自由能变化（Ｇ），在１１００Ｋ温度下绘制了该反应的全自由能变化图。由于热压是??在石墨模具中进行的，因此考虑了碳的存在。该反应的吉布斯自由能在１１００ｋ温??度条件下是ＡＧ＝?－４５．８７１ｋｃａｌ／ｍｏｌ
山东大学硕士学位论文??具材料的物相进行分析。??图３－５是裂纹自愈合陶瓷刀具材料的ＸＲＤ分析图。由图可见，陶瓷刀具材??料的主要两相Ａ１２０３和ＴｉＢ２已经被监测到，然而没有监测到ＴｉＳｉ２，大多数的ＴｉＳｉ２??在烧结制备的过程中被转化成了?ＴｉＳｉ和Ｔｉ５Ｓｉ３，由于剩余存在的ＴｉＳｉ２的含量没??有达到ＸＲＤ最低的监测含量，所以没有监测到ＴｉＳｉ２。对于存在的Ｔｉ５Ｓｉ３相，可??能发生的化学反应已经被Ｒａｊｕ?ｅｔ旧６］和Ｔ．?Ｓ．?Ｒ．?Ｃｈ．?Ｍｕｒｔｈｙ?［３７］在ＴｉＢ２＋ＴｉＳｉ２复??合陶瓷中作出了解释，所以本文重点讨论形成ＴｉＳｉ的化学反应。??７７５５／３?＋?２Ｃ－＞?３ＴｉＳｉ＋２ＴｉＣ?（３?４）??基于不同化合物生成自由能的热力学数据［３８＃］，计算以上反应从左到右的总??自由能变化（Ｇ），在１１００Ｋ温度下绘制了该反应的全自由能变化图。由于热压是??在石墨模具中进行的，因此考虑了碳的存在。该反应的吉布斯自由能在１１００ｋ温??度条件下是ＡＧ＝?－４５．８７１ｋｃａｌ／ｍｏｌ
【参考文献】：
期刊论文
[1]不锈钢切削加工研究进展[J]. 刘国孝,刘国忠,刘斌恒,张存信,李胜杰,郑宏伟. 兵器材料科学与工程. 2016(06)
[2]TiC-Al2O3陶瓷裂纹治愈及强度的研究[J]. 谭舒平,韩杰才. 材料热处理学报. 2009(04)
[3]1Cr18Ni9Ti不锈钢的切削加工[J]. 王庭俊,周建华. 工具技术. 2009(07)
[4]TiB2-BN-AlN复相陶瓷的结构与性能研究[J]. 陈永虹,黄向东,葛桂宾,王剑春. 硅酸盐通报. 2008(03)
[5]结构陶瓷氧化反应裂纹愈合动力学研究 （Ⅱ）模型验证:Al2O3-TiCp结构陶瓷裂纹愈合动力学研究[J]. 吕珺,郑治祥,吴玉程,金志浩. 无机材料学报. 2006(02)
[6]纳米复相陶瓷力学性能的研究进展[J]. 刘含莲,黄传真,王随莲,孙静,何林,邹斌,艾兴. 机械工程材料. 2004(02)
[7]铝电解用NiFe2O4基金属陶瓷的制备[J]. 张刚,赖延清,田忠良,秦庆伟,李劼,黎文献. 材料科学与工程学报. 2003(04)
[8]添加剂镍对原位合成TiB2-TiC复相陶瓷材料性能的影响[J]. 蒋军,朱德贵,王良辉,张波. 稀有金属. 2003(04)
[9]TiB2-TiC复相陶瓷的结构与性能研究[J]. 王业亮,傅正义,王皓,张金咏. 复合材料学报. 2003(01)
[10]热压烧结TiB2-ZrB2固溶复合陶瓷的结构研究[J]. 王皓,王为民,辜萍,傅正义,袁润章. 硅酸盐学报. 2002(04)
博士论文
[1]原位生长TiB2棒晶增韧陶瓷刀具及其磨损可靠性评价研究[D]. 赵国龙.山东大学 2015
[2]新型硼化钛基复合陶瓷刀具及切削性能研究[D]. 谷美林.山东大学 2007
硕士论文
[1]真空环境下Ti2SnC裂纹愈合机制的研究[D]. 张林泉.北京交通大学 2016
[2]Ti2SnC氧化行为及裂纹愈合机制的研究[D]. 陈晓东.北京交通大学 2014
[3]SiC晶须强化Si3N4复合材料治愈现象的研究[D]. 胡军峰.南京理工大学 2012
[4]氧化铝陶瓷低温烧结与裂纹自愈合研究[D]. 顾皓.合肥工业大学 2009
本文编号：2896384
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３＿４不同ＴｉＳｉ２含量裂纹自愈合陶瓷刀具材料的断口?ＳＥＭ图??３．４．２．３裂纹自愈合陶瓷刀具材料的物相分析??裂纹自愈合陶瓷刀具材料在１５ｗｔ％ＴｉＳｉ２、烧结温度为１６００°Ｃ、保温时间为??
山东大学硕士学位论文??具材料的物相进行分析。??图３－５是裂纹自愈合陶瓷刀具材料的ＸＲＤ分析图。由图可见，陶瓷刀具材??料的主要两相Ａ１２０３和ＴｉＢ２已经被监测到，然而没有监测到ＴｉＳｉ２，大多数的ＴｉＳｉ２??在烧结制备的过程中被转化成了?ＴｉＳｉ和Ｔｉ５Ｓｉ３，由于剩余存在的ＴｉＳｉ２的含量没??有达到ＸＲＤ最低的监测含量，所以没有监测到ＴｉＳｉ２。对于存在的Ｔｉ５Ｓｉ３相，可??能发生的化学反应已经被Ｒａｊｕ?ｅｔ旧６］和Ｔ．?Ｓ．?Ｒ．?Ｃｈ．?Ｍｕｒｔｈｙ?［３７］在ＴｉＢ２＋ＴｉＳｉ２复??合陶瓷中作出了解释，所以本文重点讨论形成ＴｉＳｉ的化学反应。??７７５５／３?＋?２Ｃ－＞?３ＴｉＳｉ＋２ＴｉＣ?（３?４）??基于不同化合物生成自由能的热力学数据［３８＃］，计算以上反应从左到右的总??自由能变化（Ｇ），在１１００Ｋ温度下绘制了该反应的全自由能变化图。由于热压是??在石墨模具中进行的，因此考虑了碳的存在。该反应的吉布斯自由能在１１００ｋ温??度条件下是ＡＧ＝?－４５．８７１ｋｃａｌ／ｍｏｌ
山东大学硕士学位论文??具材料的物相进行分析。??图３－５是裂纹自愈合陶瓷刀具材料的ＸＲＤ分析图。由图可见，陶瓷刀具材??料的主要两相Ａ１２０３和ＴｉＢ２已经被监测到，然而没有监测到ＴｉＳｉ２，大多数的ＴｉＳｉ２??在烧结制备的过程中被转化成了?ＴｉＳｉ和Ｔｉ５Ｓｉ３，由于剩余存在的ＴｉＳｉ２的含量没??有达到ＸＲＤ最低的监测含量，所以没有监测到ＴｉＳｉ２。对于存在的Ｔｉ５Ｓｉ３相，可??能发生的化学反应已经被Ｒａｊｕ?ｅｔ旧６］和Ｔ．?Ｓ．?Ｒ．?Ｃｈ．?Ｍｕｒｔｈｙ?［３７］在ＴｉＢ２＋ＴｉＳｉ２复??合陶瓷中作出了解释，所以本文重点讨论形成ＴｉＳｉ的化学反应。??７７５５／３?＋?２Ｃ－＞?３ＴｉＳｉ＋２ＴｉＣ?（３?４）??基于不同化合物生成自由能的热力学数据［３８＃］，计算以上反应从左到右的总??自由能变化（Ｇ），在１１００Ｋ温度下绘制了该反应的全自由能变化图。由于热压是??在石墨模具中进行的，因此考虑了碳的存在。该反应的吉布斯自由能在１１００ｋ温??度条件下是ＡＧ＝?－４５．８７１ｋｃａｌ／ｍｏｌ
【参考文献】：
期刊论文
[1]不锈钢切削加工研究进展[J]. 刘国孝,刘国忠,刘斌恒,张存信,李胜杰,郑宏伟. 兵器材料科学与工程. 2016(06)
[2]TiC-Al2O3陶瓷裂纹治愈及强度的研究[J]. 谭舒平,韩杰才. 材料热处理学报. 2009(04)
[3]1Cr18Ni9Ti不锈钢的切削加工[J]. 王庭俊,周建华. 工具技术. 2009(07)
[4]TiB2-BN-AlN复相陶瓷的结构与性能研究[J]. 陈永虹,黄向东,葛桂宾,王剑春. 硅酸盐通报. 2008(03)
[5]结构陶瓷氧化反应裂纹愈合动力学研究 （Ⅱ）模型验证:Al2O3-TiCp结构陶瓷裂纹愈合动力学研究[J]. 吕珺,郑治祥,吴玉程,金志浩. 无机材料学报. 2006(02)
[6]纳米复相陶瓷力学性能的研究进展[J]. 刘含莲,黄传真,王随莲,孙静,何林,邹斌,艾兴. 机械工程材料. 2004(02)
[7]铝电解用NiFe2O4基金属陶瓷的制备[J]. 张刚,赖延清,田忠良,秦庆伟,李劼,黎文献. 材料科学与工程学报. 2003(04)
[8]添加剂镍对原位合成TiB2-TiC复相陶瓷材料性能的影响[J]. 蒋军,朱德贵,王良辉,张波. 稀有金属. 2003(04)
[9]TiB2-TiC复相陶瓷的结构与性能研究[J]. 王业亮,傅正义,王皓,张金咏. 复合材料学报. 2003(01)
[10]热压烧结TiB2-ZrB2固溶复合陶瓷的结构研究[J]. 王皓,王为民,辜萍,傅正义,袁润章. 硅酸盐学报. 2002(04)
博士论文
[1]原位生长TiB2棒晶增韧陶瓷刀具及其磨损可靠性评价研究[D]. 赵国龙.山东大学 2015
[2]新型硼化钛基复合陶瓷刀具及切削性能研究[D]. 谷美林.山东大学 2007
硕士论文
[1]真空环境下Ti2SnC裂纹愈合机制的研究[D]. 张林泉.北京交通大学 2016
[2]Ti2SnC氧化行为及裂纹愈合机制的研究[D]. 陈晓东.北京交通大学 2014
[3]SiC晶须强化Si3N4复合材料治愈现象的研究[D]. 胡军峰.南京理工大学 2012
[4]氧化铝陶瓷低温烧结与裂纹自愈合研究[D]. 顾皓.合肥工业大学 2009
本文编号：2896384
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2896384.html
