混合烧结法制备CBN磨具微晶陶瓷结合剂的研究

发布时间：2017-08-14 07:38

  本文关键词：混合烧结法制备CBN磨具微晶陶瓷结合剂的研究

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【摘要】：微晶陶瓷结合剂具有较好的耐磨性、较高的强度和优异的耐高温性能,是理想的立方氮化硼(CBN)磨具用结合剂。在结合剂配方中添加成核剂后通过成核、晶体生长的热处理过程得到微晶相是目前普遍采用的技术。在玻璃结合剂为主的成型料中添加微纳尺度晶粒的陶瓷原料,然后通过烧成温度的控制使得陶瓷晶粒在界面反应而与玻璃结合剂化学浸润是本课题研究的重点。本文介绍了锂辉石微晶陶瓷结合剂与普通陶瓷结合剂混合烧结的工艺、Al_2O_3和普通陶瓷结合剂混合烧结的组分配比以及烧结方法对结合剂性能的影响。本文分析了化学析晶和混合烧结两种方法的机理,分别采用这两种方法制备微晶陶瓷结合剂。通过SEM、XRD等方法,对样品的微观结构、物相组成进行分析对比,并对试样的耐火度、抗弯强度、流动性、物相组成和微观形貌进行实验分析,得出以下主要结果。1.混合烧结时的基础玻璃结合剂耐火度为600℃,抗弯强度为43.5MPa,性能优良。2.制备锂辉石微晶陶瓷结合剂时,Li2O可以降低锂辉石的核化温度和晶化温度以及耐火度,所用Li2O质量分数为7%时,结合剂抗弯强度达到最大值78MPa。3.锂辉石微晶陶瓷结合剂与玻璃料混合烧结,结合剂的耐火度随着锂辉石微晶陶瓷结合剂用量的增加而升高,当锂辉石微晶陶瓷结合剂质量分数为60%和80%时,结合剂抗弯强度分别高达72MPa和74Mpa,与基础玻璃结合剂相比,结合剂强度明显提高。4.Al_2O_3微粉与玻璃料混合烧结,随着Al_2O_3用量增大,结合剂的流动性变小,耐火度变大。混合烧结后生成的物相为Al_2O_3和NaAl SiO4,烧融法混合烧结与烧结法混合烧结相比,微晶颗粒与玻璃界面结合更为紧密,部分发生了相互浸润,烧融法制备工艺中,随着Al_2O_3的加入,结合剂抗弯强度先增大后减小,最大抗弯强度为56.5MPa,烧结法中,随着Al_2O_3的加入,结合剂抗弯强度逐渐减小,最大抗弯强度为47MPa,与基础玻璃结合剂相比,烧融法混合烧结的结合剂强度明显提高。
【关键词】：CBN磨具 结合剂 微晶玻璃 混合烧结
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG74
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 前言11-22
• 1.1 立方氮化硼(CBN)砂轮11-12
• 1.1.1 CBN的结构11-12
• 1.1.2 CBN的特性12
• 1.2 CBN砂轮结合剂12-15
• 1.2.1 树脂结合剂12
• 1.2.2 金属结合剂12-13
• 1.2.3 陶瓷结合剂13-15
• 1.2.4 陶瓷结合剂的研究现状15
• 1.3 微晶玻璃结合剂15-18
• 1.3.1 微晶玻璃概述15-16
• 1.3.2 Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃16-17
• 1.3.3 微晶玻璃的制备工艺17
• 1.3.4 微晶玻璃结合剂的研究现状17-18
• 1.4 混合烧结简介及分类18-19
• 1.5 混合烧结的影响因素19-20
• 1.5.1 加入料含量的影响19
• 1.5.2 温度的影响19
• 1.5.3 润湿性的影响19
• 1.5.4 晶体颗粒大小的影响19-20
• 1.5.5 混合烧结的研究现状20
• 1.6 本课题的主要研究内容及意义20-22
• 第二章 实验方法22-27
• 2.1 实验原料22
• 2.2 实验设备22
• 2.3 结合剂的制备方法22-23
• 2.4 结合剂性能测定23-27
• 2.4.1 耐火度23-24
• 2.4.2 抗弯强度24
• 2.4.3 流动性24-25
• 2.4.4 热膨胀系数25-26
• 2.4.5 差热分析26
• 2.4.6 表面硬度26-27
• 2.4.7 X射线衍射分析27
• 2.4.8 显微结构观察27
• 第三章 玻璃结合剂的制备与性能研究27-33
• 3.1 引言27-28
• 3.2 实验方案28
• 3.3 性能分析与对比28-31
• 3.3.1 耐火度28-29
• 3.3.2 XRD结果分析29-30
• 3.3.3 抗弯强度30-31
• 3.3.4 流动性31
• 3.4 小结31-33
• 第四章 Li_2O-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃陶瓷结合剂的研究33-39
• 4.1 引言33
• 4.2 实验方案33
• 4.3 微晶化烧结曲线的确定33-34
• 4.4 性能分析与对比34-38
• 4.4.1 Li_2O含量耐火度的影响34-35
• 4.4.2 Li_2O含量对物相组成的的影响35-36
• 4.4.3 Li_2O含量对抗弯强度的的影响36-37
• 4.4.4 Li_2O含量对微观形貌的的影响37-38
• 4.5 小结38-39
• 第五章 玻璃粉与微晶玻璃粉混合烧结法制备陶瓷结合剂39-47
• 5.1 引言39
• 5.2 实验方案39-40
• 5.3 性能分析与对比40-46
• 5.3.1 组成对耐火度和热分析的影响40-41
• 5.3.2 组成对物相组成的的影响41-42
• 5.3.3 组成对微观形貌的影响42-44
• 5.3.4 组分对流动性的影响44
• 5.3.5 组成对抗弯强度的影响44-45
• 5.3.6 样品热膨胀系数的测定45-46
• 5.4 小结46-47
• 第六章 Al_2O_3微粉与微晶玻璃粉混合烧结法制备陶瓷结合剂47-65
• 6.1 引言47
• 6.2 实验方案47-48
• 6.3 烧结法性能检测与对比分析48-53
• 6.3.1 组成对耐火度的影响48-49
• 6.3.2 组成对物相组成的的影响49
• 6.3.3 组成对微观形貌的影响49-52
• 6.3.4 组成对抗弯强度的影响52
• 6.3.5 组成对热膨胀系数的影响52-53
• 6.4 烧结法混合烧结实验小结53-54
• 6.5 烧融法熔融温度确定54-55
• 6.6 烧融法性能检测与对比分析55-60
• 6.6.1 组成对流动性的影响55-56
• 6.6.2 组成对物相组成的的影响56-57
• 6.6.3 组成对微观形貌的影响57-59
• 6.6.4 组成对抗弯强度的影响59-60
• 6.7 烧融法混合烧结实验小结60-61
• 6.8 CBN磨具的制备与性能检测61-65
• 6.8.1 CBN磨具的制备61
• 6.8.2 CBN磨具的性能检测61-65
• 结论65-66
• 参考文献66-72
• 致谢72-73
• 个人简历及发表学术论文73

【参考文献】

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本文编号：671523