新型SiC/（W，Ti）C陶瓷喷砂嘴的研究开发及其应用
发布时间：2021-11-02 00:01
本文从喷砂嘴的实际使用要求出发，研制开发出新型SiC／（W，Ti）C陶瓷喷砂嘴，并对其组分设计、力学性能和微观结构等进行了全面系统的研究。运用气固两相流动理论对喷砂过程进行了模拟和仿真；运用有限元分析软件对陶瓷喷砂嘴的应力状态进行了分析；并对所研制的SiC／（W，Ti）C陶瓷喷砂嘴进行了冲蚀磨损试验，探索了其冲蚀磨损机理。 以SiC为基体，（W，Ti）C固溶体为增韧补强剂，采用热压烧结工艺研制成功了SiC／（W，Ti）C陶瓷喷砂嘴。SiC／（W，Ti）C陶瓷喷砂嘴材料的最佳烧结工艺为：烧结温度为1900℃，保温时间为30min，压力为30MPa；（W，Ti）C的最优组分含量为70Vol％。其力学性能为：维氏硬度为25.944GPa，抗弯强度为631MPa，断裂韧性为4.38MPa.m1／2。 SiC／（W，Ti）C陶瓷喷砂嘴材料的抗弯强度和硬度都随（W，Ti）C含量的增加而增大，而断裂韧性随（W，Ti）C含量的增加而降低。SiC陶瓷的断口表面存在许多气孔，材料极不致密，其断裂方式为穿晶断裂，而SiC／（W，Ti）C陶瓷材料的断口表面几乎没有气孔存在，且...
【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】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 陶瓷材料的种类、性能及特点
1.2 喷砂嘴材料和结构
1.2.1 常用的喷嘴材料
1.2.2 常用的喷砂嘴结构
1.3 喷砂嘴研究现状及存在的问题
1.3.1 喷砂嘴材料的研究
1.3.2 SiC陶瓷及其复合材料
1.3.3 陶瓷喷嘴的冲蚀磨损研究
1.3.4 目前喷嘴存在的问题
1.4 本课题研究的目的、意义及主要研究内容
1.4.1 本课题研究的目的与意义
1.4.2 本课题的主要研究内容
第2章 SiC／(W,Ti)C陶瓷喷嘴材料的制备、物理机械性能及微观结构
2.1 原料的处理
2.2 制备工艺
2.3 性能测试
2.3.1 相对密度的测定
2.3.2 维氏硬度的测量
2.3.3 抗弯强度的测定
2.3.4 断裂韧性的测定
2.4 陶瓷喷嘴材料中增强相的极限体积含量
2.5 陶瓷喷嘴材料的物理机械性能
2.6 陶瓷喷嘴材料的微观结构
2.6.1 试样抛光面SEM分析
2.6.2 试样断口SEM分析
2.7 陶瓷喷砂嘴的制备
2.8 本章小节
第3章 喷砂动力学研究及磨料运动仿真
3.1 磨料颗粒的运动学研究
3.1.1 颗粒的运动
3.1.2 颗粒的碰撞过程
3.1.3 磨料颗粒运动方程
3.1.4 气固两相流中颗粒的受力分析
3.2 磨料颗粒在喷砂嘴内运动分析与仿真
3.2.1 磨料颗粒在通孔喷砂嘴内运动分析和仿真
3.2.2 磨料颗粒在锥角喷砂嘴内运动分析和仿真
3.3 本章小结
第4章 陶瓷喷砂嘴应力分析
4.1 陶瓷喷砂嘴冲蚀过程应力分析
4.1.1 磨料颗粒对喷嘴内壁的碰撞
4.1.2 喷砂嘴受力分析
4.2 喷砂嘴应力有限元分析
4.2.1 陶瓷喷砂嘴应力分析流程
4.2.2 SiC／(W,Ti)C陶瓷喷嘴的应力分析
4.3 本章小结
第5章 SiC／(W,Ti)C陶瓷喷砂嘴冲蚀磨损机理研究
5.1 试验方法
5.1.1 试验装置及工作原理
5.1.2 试验用喷砂嘴材料的性能和结构
5.1.3 试验用磨料的性能
5.1.4 喷嘴冲蚀磨损率的测定
5.2 试验结果与分析
5.2.1 喷砂嘴重量损失分析
5.2.2 喷砂嘴体积冲蚀磨损率分析
5.2.3 通孔与锥孔陶瓷喷砂嘴对比
5.3 喷砂嘴冲蚀磨损的宏观特征研究
5.4 陶瓷喷砂嘴冲蚀磨损机理
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳化硼材料研究进展[J]. 丁硕,温广武,雷廷权. 材料科学与工艺. 2003(01)
[2]B4C（W,Ti）C陶瓷复合材料的制备及其性能[J]. 邓建新,周军. 硅酸盐通报. 2002(01)
[3]材料抗冲蚀性的研究进展[J]. 康进兴,赵文轸,朱金华. 材料保护. 2001(10)
[4]SiC材料的制备及生成反应的分析[J]. 陈波,凌志达,钱光人. 西南工学院学报. 1999(04)
[5]材料的冲蚀问题[J]. 潘牧,罗志平. 材料科学与工程. 1999(03)
[6]关于先进结构陶瓷的研究[J]. 郭景坤. 无机材料学报. 1999(02)
[7]反应烧结碳化硅材料研究进展[J]. 黄清伟,高积强,金志浩. 兵器材料科学与工程. 1999(01)
[8]SiC陶瓷的冲蚀磨损耐磨性[J]. 茅东升,郭绍义,郦剑,毛志远,柳襄怀. 材料研究学报. 1998(04)
[9]复相陶瓷材料的设计原则[J]. 郭景坤,诸培南. 硅酸盐学报. 1996(01)
[10]结构陶瓷材料冲蚀磨损特性的研究[J]. 王军,李缨. 武汉工业大学学报. 1996(01)
博士论文
[1]新型陶瓷喷砂嘴的研究开发及其冲蚀磨损机理研究[D]. 冯益华.山东大学 2003
[2]旋转气固多相流分离的数值分析及实验研究[D]. 张力.重庆大学 2001
本文编号：3470941
【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】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 陶瓷材料的种类、性能及特点
1.2 喷砂嘴材料和结构
1.2.1 常用的喷嘴材料
1.2.2 常用的喷砂嘴结构
1.3 喷砂嘴研究现状及存在的问题
1.3.1 喷砂嘴材料的研究
1.3.2 SiC陶瓷及其复合材料
1.3.3 陶瓷喷嘴的冲蚀磨损研究
1.3.4 目前喷嘴存在的问题
1.4 本课题研究的目的、意义及主要研究内容
1.4.1 本课题研究的目的与意义
1.4.2 本课题的主要研究内容
第2章 SiC／(W,Ti)C陶瓷喷嘴材料的制备、物理机械性能及微观结构
2.1 原料的处理
2.2 制备工艺
2.3 性能测试
2.3.1 相对密度的测定
2.3.2 维氏硬度的测量
2.3.3 抗弯强度的测定
2.3.4 断裂韧性的测定
2.4 陶瓷喷嘴材料中增强相的极限体积含量
2.5 陶瓷喷嘴材料的物理机械性能
2.6 陶瓷喷嘴材料的微观结构
2.6.1 试样抛光面SEM分析
2.6.2 试样断口SEM分析
2.7 陶瓷喷砂嘴的制备
2.8 本章小节
第3章 喷砂动力学研究及磨料运动仿真
3.1 磨料颗粒的运动学研究
3.1.1 颗粒的运动
3.1.2 颗粒的碰撞过程
3.1.3 磨料颗粒运动方程
3.1.4 气固两相流中颗粒的受力分析
3.2 磨料颗粒在喷砂嘴内运动分析与仿真
3.2.1 磨料颗粒在通孔喷砂嘴内运动分析和仿真
3.2.2 磨料颗粒在锥角喷砂嘴内运动分析和仿真
3.3 本章小结
第4章 陶瓷喷砂嘴应力分析
4.1 陶瓷喷砂嘴冲蚀过程应力分析
4.1.1 磨料颗粒对喷嘴内壁的碰撞
4.1.2 喷砂嘴受力分析
4.2 喷砂嘴应力有限元分析
4.2.1 陶瓷喷砂嘴应力分析流程
4.2.2 SiC／(W,Ti)C陶瓷喷嘴的应力分析
4.3 本章小结
第5章 SiC／(W,Ti)C陶瓷喷砂嘴冲蚀磨损机理研究
5.1 试验方法
5.1.1 试验装置及工作原理
5.1.2 试验用喷砂嘴材料的性能和结构
5.1.3 试验用磨料的性能
5.1.4 喷嘴冲蚀磨损率的测定
5.2 试验结果与分析
5.2.1 喷砂嘴重量损失分析
5.2.2 喷砂嘴体积冲蚀磨损率分析
5.2.3 通孔与锥孔陶瓷喷砂嘴对比
5.3 喷砂嘴冲蚀磨损的宏观特征研究
5.4 陶瓷喷砂嘴冲蚀磨损机理
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳化硼材料研究进展[J]. 丁硕,温广武,雷廷权. 材料科学与工艺. 2003(01)
[2]B4C（W,Ti）C陶瓷复合材料的制备及其性能[J]. 邓建新,周军. 硅酸盐通报. 2002(01)
[3]材料抗冲蚀性的研究进展[J]. 康进兴,赵文轸,朱金华. 材料保护. 2001(10)
[4]SiC材料的制备及生成反应的分析[J]. 陈波,凌志达,钱光人. 西南工学院学报. 1999(04)
[5]材料的冲蚀问题[J]. 潘牧,罗志平. 材料科学与工程. 1999(03)
[6]关于先进结构陶瓷的研究[J]. 郭景坤. 无机材料学报. 1999(02)
[7]反应烧结碳化硅材料研究进展[J]. 黄清伟,高积强,金志浩. 兵器材料科学与工程. 1999(01)
[8]SiC陶瓷的冲蚀磨损耐磨性[J]. 茅东升,郭绍义,郦剑,毛志远,柳襄怀. 材料研究学报. 1998(04)
[9]复相陶瓷材料的设计原则[J]. 郭景坤,诸培南. 硅酸盐学报. 1996(01)
[10]结构陶瓷材料冲蚀磨损特性的研究[J]. 王军,李缨. 武汉工业大学学报. 1996(01)
博士论文
[1]新型陶瓷喷砂嘴的研究开发及其冲蚀磨损机理研究[D]. 冯益华.山东大学 2003
[2]旋转气固多相流分离的数值分析及实验研究[D]. 张力.重庆大学 2001
本文编号：3470941
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3470941.html
