含Al 2 O 3 -Y 2 O 3 和MgO-Y 2 O 3 助剂的Si 3 N 4 陶瓷刀具材料制备与性能研究

发布时间：2024-05-17 17:36

　　随着机械制造业的发展和高速切削技术的应用,传统的工具钢和硬质合金刀具已不能满足现代加工产业的需求,Si₃N₄陶瓷刀具具有高强度、高硬度、高耐磨、良好的抗热冲击和抗机械冲击性能,可广泛应用于切削灰铸铁和镍基高温合金等。通过引入烧结助剂,基于液相烧结机制可以制备高性能的Si₃N₄陶瓷材料,液相的性质(如低共熔温度和粘度等)对Si₃N₄陶瓷的致密化、相变、晶粒生长、显微结构和力学性能具有重要影响,而烧结温度、助剂种类和含量是调控液相性质的重要因素。因此,对于不同的烧结助剂体系,应该确定其合适的烧结温度和含量。此外,作为切削工具的应用,需探究Si₃N₄陶瓷刀具的切削性能与显微结构、力学性能之间存在的关系。本文以Al₂O₃-Y₂O₃和MgO-Y₂O₃为二元烧结助剂,通过调控烧结温度和助剂含量采...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 Si₃N₄的结构、性能与应用
        1.1.1 Si₃N₄的发展
        1.1.2 Si₃N₄的晶体结构
        1.1.3 Si₃N₄的性能
        1.1.4 Si₃N₄陶瓷的应用
    1.2 Si₃N₄陶瓷的制备工艺、微观形貌与性能
        1.2.1 Si₃N₄陶瓷的烧结
        1.2.2 液相烧结助剂的种类与作用
        1.2.3 Si₃N₄陶瓷的显微结构与性能
    1.3 Si₃N₄基陶瓷刀具的研究进展
        1.3.1 Si₃N₄基陶瓷刀具的种类
        1.3.2 Si₃N₄陶瓷刀具的切削加工
        1.3.3 Si₃N₄基陶瓷刀具的制备与性能研究进展
    1.4 研究背景与意义
        1.4.1 研究背景
        1.4.2 研究目的及意义
第二章 实验过程与性能表征
    2.1 实验原材料
    2.2 实验过程与设备
        2.2.1 样品制备
        2.2.2 切削实验
    2.3 性能测试与表征
        2.3.1 致密度测试
        2.3.2 物相分析
        2.3.3 力学性能测试
        2.3.4 显微结构表征
第三章 烧结温度对Si₃N₄-Al₂O₃-Y₂O₃和Si₃N₄-MgO-Y₂O₃陶瓷的影响
    3.1 引言
    3.2 实验过程
        3.2.1 实验原粉配方
        3.2.2 实验过程
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 烧结温度对Si₃N₄-Al₂O₃-Y₂O₃和Si₃N₄-MgO-Y₂O₃陶瓷致密度与物相的影响
        3.3.2 烧结温度对Si₃N₄-Al₂O₃-Y₂O₃和Si₃N₄-MgO-Y₂O₃陶瓷显微结构的影响
        3.3.3 烧结温度对Si₃N₄-Al₂O₃-Y₂O₃和Si₃N₄-MgO-Y₂O₃陶瓷力学性能的影响
    3.4 本章小结
第四章 助剂含量对Si₃N₄-Al₂O₃-Y₂O₃和Si₃N₄-MgO-Y₂O₃陶瓷的影响
    4.1 引言
    4.2 实验过程
        4.2.1 实验原粉配方
        4.2.2 实验过程
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 助剂含量对Si₃N₄-Al₂O₃-Y₂O₃和Si₃N₄-MgO-Y₂O₃陶瓷致密度与物相的影响
        4.3.2 助剂含量对Si₃N₄-Al₂O₃-Y₂O₃和Si₃N₄-MgO-Y₂O₃陶瓷显微结构的影响
        4.3.3 助剂含量对Si₃N₄-Al₂O₃-Y₂O₃和Si₃N₄-MgO-Y₂O₃陶瓷力学性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 Si₃N₄-Al₂O₃-Y₂O₃和Si₃N₄-MgO-Y₂O₃陶瓷刀具的切削性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验过程
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Si₃N₄-Al₂O₃-Y₂O₃陶瓷刀具的切削性能与磨损机理分析
        5.3.2 Si₃N₄-MgO-Y₂O₃陶瓷刀具的切削性能与磨损机理分析
        5.3.3 Si₃N₄陶瓷刀具的制备工艺、显微结构、力学性能与切削性能分析
    5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢



本文编号：3975900