裂紋自愈合陶瓷刀具的研制
發(fā)布時間：2020-12-03 15:27
裂紋自愈合陶瓷刀具材料能夠有效地利用切削熱,產生液相,填充裂紋,實現裂紋自愈合,提高陶瓷刀具的力學性能。本研究成功研制了裂紋自愈合陶瓷刀具ATTM15,設計了裂紋自愈合陶瓷刀具材料組分;優(yōu)化了裂紋自愈合陶瓷刀具材料的燒結工藝參數;研究了愈合溫度、愈合時間和預制裂紋長度對裂紋自愈合后陶瓷刀具材料抗彎強度的影響;實驗研究了裂紋自愈合陶瓷刀具材料ATTM15加工321奧氏體不銹鋼的切削性能。設計了裂紋自愈合陶瓷刀具材料的組分,即以Al2O3為基體,以TiB2/TiSi2為添加相。TiSi2的氧化產物對TiB2相具有保護作用,對裂紋具有填充作用。分析了裂紋自愈合陶瓷刀具材料的化學相容性和物理相容性,Al2O3和TiB2的彈性模量和熱膨脹系數具有較好的匹配性。研究了TiSi2含量、燒結溫度和保溫時間對陶瓷刀具材料力學性能和微觀組織的影響;對愈合陶瓷刀具材料的物相進行了分析,優(yōu)化了...
【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：68 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖３＿４不同ＴｉＳｉ２含量裂紋自愈合陶瓷刀具材料的斷口?ＳＥＭ圖??３．４．２．３裂紋自愈合陶瓷刀具材料的物相分析??裂紋自愈合陶瓷刀具材料在１５ｗｔ％ＴｉＳｉ２、燒結溫度為１６００°Ｃ、保溫時間為??
山東大學碩士學位論文??具材料的物相進行分析。??圖３－５是裂紋自愈合陶瓷刀具材料的ＸＲＤ分析圖。由圖可見，陶瓷刀具材??料的主要兩相Ａ１２０３和ＴｉＢ２已經被監(jiān)測到，然而沒有監(jiān)測到ＴｉＳｉ２，大多數的ＴｉＳｉ２??在燒結制備的過程中被轉化成了?ＴｉＳｉ和Ｔｉ５Ｓｉ３，由于剩余存在的ＴｉＳｉ２的含量沒??有達到ＸＲＤ最低的監(jiān)測含量，所以沒有監(jiān)測到ＴｉＳｉ２。對于存在的Ｔｉ５Ｓｉ３相，可??能發(fā)生的化學反應已經被Ｒａｊｕ?ｅｔ舊６］和Ｔ．?Ｓ．?Ｒ．?Ｃｈ．?Ｍｕｒｔｈｙ?［３７］在ＴｉＢ２＋ＴｉＳｉ２復??合陶瓷中作出了解釋，所以本文重點討論形成ＴｉＳｉ的化學反應。??７７５５／３?＋?２Ｃ－＞?３ＴｉＳｉ＋２ＴｉＣ?（３?４）??基于不同化合物生成自由能的熱力學數據［３８＃］，計算以上反應從左到右的總??自由能變化（Ｇ），在１１００Ｋ溫度下繪制了該反應的全自由能變化圖。由于熱壓是??在石墨模具中進行的，因此考慮了碳的存在。該反應的吉布斯自由能在１１００ｋ溫??度條件下是ＡＧ＝?－４５．８７１ｋｃａｌ／ｍｏｌ
山東大學碩士學位論文??具材料的物相進行分析。??圖３－５是裂紋自愈合陶瓷刀具材料的ＸＲＤ分析圖。由圖可見，陶瓷刀具材??料的主要兩相Ａ１２０３和ＴｉＢ２已經被監(jiān)測到，然而沒有監(jiān)測到ＴｉＳｉ２，大多數的ＴｉＳｉ２??在燒結制備的過程中被轉化成了?ＴｉＳｉ和Ｔｉ５Ｓｉ３，由于剩余存在的ＴｉＳｉ２的含量沒??有達到ＸＲＤ最低的監(jiān)測含量，所以沒有監(jiān)測到ＴｉＳｉ２。對于存在的Ｔｉ５Ｓｉ３相，可??能發(fā)生的化學反應已經被Ｒａｊｕ?ｅｔ舊６］和Ｔ．?Ｓ．?Ｒ．?Ｃｈ．?Ｍｕｒｔｈｙ?［３７］在ＴｉＢ２＋ＴｉＳｉ２復??合陶瓷中作出了解釋，所以本文重點討論形成ＴｉＳｉ的化學反應。??７７５５／３?＋?２Ｃ－＞?３ＴｉＳｉ＋２ＴｉＣ?（３?４）??基于不同化合物生成自由能的熱力學數據［３８＃］，計算以上反應從左到右的總??自由能變化（Ｇ），在１１００Ｋ溫度下繪制了該反應的全自由能變化圖。由于熱壓是??在石墨模具中進行的，因此考慮了碳的存在。該反應的吉布斯自由能在１１００ｋ溫??度條件下是ＡＧ＝?－４５．８７１ｋｃａｌ／ｍｏｌ
【參考文獻】：
期刊論文
[1]不銹鋼切削加工研究進展[J]. 劉國孝,劉國忠,劉斌恒,張存信,李勝杰,鄭宏偉. 兵器材料科學與工程. 2016(06)
[2]TiC-Al2O3陶瓷裂紋治愈及強度的研究[J]. 譚舒平,韓杰才. 材料熱處理學報. 2009(04)
[3]1Cr18Ni9Ti不銹鋼的切削加工[J]. 王庭俊,周建華. 工具技術. 2009(07)
[4]TiB2-BN-AlN復相陶瓷的結構與性能研究[J]. 陳永虹,黃向東,葛桂賓,王劍春. 硅酸鹽通報. 2008(03)
[5]結構陶瓷氧化反應裂紋愈合動力學研究 （Ⅱ）模型驗證:Al2O3-TiCp結構陶瓷裂紋愈合動力學研究[J]. 呂珺,鄭治祥,吳玉程,金志浩. 無機材料學報. 2006(02)
[6]納米復相陶瓷力學性能的研究進展[J]. 劉含蓮,黃傳真,王隨蓮,孫靜,何林,鄒斌,艾興. 機械工程材料. 2004(02)
[7]鋁電解用NiFe2O4基金屬陶瓷的制備[J]. 張剛,賴延清,田忠良,秦慶偉,李劼,黎文獻. 材料科學與工程學報. 2003(04)
[8]添加劑鎳對原位合成TiB2-TiC復相陶瓷材料性能的影響[J]. 蔣軍,朱德貴,王良輝,張波. 稀有金屬. 2003(04)
[9]TiB2-TiC復相陶瓷的結構與性能研究[J]. 王業(yè)亮,傅正義,王皓,張金詠. 復合材料學報. 2003(01)
[10]熱壓燒結TiB2-ZrB2固溶復合陶瓷的結構研究[J]. 王皓,王為民,辜萍,傅正義,袁潤章. 硅酸鹽學報. 2002(04)
博士論文
[1]原位生長TiB2棒晶增韌陶瓷刀具及其磨損可靠性評價研究[D]. 趙國龍.山東大學 2015
[2]新型硼化鈦基復合陶瓷刀具及切削性能研究[D]. 谷美林.山東大學 2007
碩士論文
[1]真空環(huán)境下Ti2SnC裂紋愈合機制的研究[D]. 張林泉.北京交通大學 2016
[2]Ti2SnC氧化行為及裂紋愈合機制的研究[D]. 陳曉東.北京交通大學 2014
[3]SiC晶須強化Si3N4復合材料治愈現象的研究[D]. 胡軍峰.南京理工大學 2012
[4]氧化鋁陶瓷低溫燒結與裂紋自愈合研究[D]. 顧皓.合肥工業(yè)大學 2009
本文編號：2896384
【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：68 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖３＿４不同ＴｉＳｉ２含量裂紋自愈合陶瓷刀具材料的斷口?ＳＥＭ圖??３．４．２．３裂紋自愈合陶瓷刀具材料的物相分析??裂紋自愈合陶瓷刀具材料在１５ｗｔ％ＴｉＳｉ２、燒結溫度為１６００°Ｃ、保溫時間為??
山東大學碩士學位論文??具材料的物相進行分析。??圖３－５是裂紋自愈合陶瓷刀具材料的ＸＲＤ分析圖。由圖可見，陶瓷刀具材??料的主要兩相Ａ１２０３和ＴｉＢ２已經被監(jiān)測到，然而沒有監(jiān)測到ＴｉＳｉ２，大多數的ＴｉＳｉ２??在燒結制備的過程中被轉化成了?ＴｉＳｉ和Ｔｉ５Ｓｉ３，由于剩余存在的ＴｉＳｉ２的含量沒??有達到ＸＲＤ最低的監(jiān)測含量，所以沒有監(jiān)測到ＴｉＳｉ２。對于存在的Ｔｉ５Ｓｉ３相，可??能發(fā)生的化學反應已經被Ｒａｊｕ?ｅｔ舊６］和Ｔ．?Ｓ．?Ｒ．?Ｃｈ．?Ｍｕｒｔｈｙ?［３７］在ＴｉＢ２＋ＴｉＳｉ２復??合陶瓷中作出了解釋，所以本文重點討論形成ＴｉＳｉ的化學反應。??７７５５／３?＋?２Ｃ－＞?３ＴｉＳｉ＋２ＴｉＣ?（３?４）??基于不同化合物生成自由能的熱力學數據［３８＃］，計算以上反應從左到右的總??自由能變化（Ｇ），在１１００Ｋ溫度下繪制了該反應的全自由能變化圖。由于熱壓是??在石墨模具中進行的，因此考慮了碳的存在。該反應的吉布斯自由能在１１００ｋ溫??度條件下是ＡＧ＝?－４５．８７１ｋｃａｌ／ｍｏｌ
山東大學碩士學位論文??具材料的物相進行分析。??圖３－５是裂紋自愈合陶瓷刀具材料的ＸＲＤ分析圖。由圖可見，陶瓷刀具材??料的主要兩相Ａ１２０３和ＴｉＢ２已經被監(jiān)測到，然而沒有監(jiān)測到ＴｉＳｉ２，大多數的ＴｉＳｉ２??在燒結制備的過程中被轉化成了?ＴｉＳｉ和Ｔｉ５Ｓｉ３，由于剩余存在的ＴｉＳｉ２的含量沒??有達到ＸＲＤ最低的監(jiān)測含量，所以沒有監(jiān)測到ＴｉＳｉ２。對于存在的Ｔｉ５Ｓｉ３相，可??能發(fā)生的化學反應已經被Ｒａｊｕ?ｅｔ舊６］和Ｔ．?Ｓ．?Ｒ．?Ｃｈ．?Ｍｕｒｔｈｙ?［３７］在ＴｉＢ２＋ＴｉＳｉ２復??合陶瓷中作出了解釋，所以本文重點討論形成ＴｉＳｉ的化學反應。??７７５５／３?＋?２Ｃ－＞?３ＴｉＳｉ＋２ＴｉＣ?（３?４）??基于不同化合物生成自由能的熱力學數據［３８＃］，計算以上反應從左到右的總??自由能變化（Ｇ），在１１００Ｋ溫度下繪制了該反應的全自由能變化圖。由于熱壓是??在石墨模具中進行的，因此考慮了碳的存在。該反應的吉布斯自由能在１１００ｋ溫??度條件下是ＡＧ＝?－４５．８７１ｋｃａｌ／ｍｏｌ
【參考文獻】：
期刊論文
[1]不銹鋼切削加工研究進展[J]. 劉國孝,劉國忠,劉斌恒,張存信,李勝杰,鄭宏偉. 兵器材料科學與工程. 2016(06)
[2]TiC-Al2O3陶瓷裂紋治愈及強度的研究[J]. 譚舒平,韓杰才. 材料熱處理學報. 2009(04)
[3]1Cr18Ni9Ti不銹鋼的切削加工[J]. 王庭俊,周建華. 工具技術. 2009(07)
[4]TiB2-BN-AlN復相陶瓷的結構與性能研究[J]. 陳永虹,黃向東,葛桂賓,王劍春. 硅酸鹽通報. 2008(03)
[5]結構陶瓷氧化反應裂紋愈合動力學研究 （Ⅱ）模型驗證:Al2O3-TiCp結構陶瓷裂紋愈合動力學研究[J]. 呂珺,鄭治祥,吳玉程,金志浩. 無機材料學報. 2006(02)
[6]納米復相陶瓷力學性能的研究進展[J]. 劉含蓮,黃傳真,王隨蓮,孫靜,何林,鄒斌,艾興. 機械工程材料. 2004(02)
[7]鋁電解用NiFe2O4基金屬陶瓷的制備[J]. 張剛,賴延清,田忠良,秦慶偉,李劼,黎文獻. 材料科學與工程學報. 2003(04)
[8]添加劑鎳對原位合成TiB2-TiC復相陶瓷材料性能的影響[J]. 蔣軍,朱德貴,王良輝,張波. 稀有金屬. 2003(04)
[9]TiB2-TiC復相陶瓷的結構與性能研究[J]. 王業(yè)亮,傅正義,王皓,張金詠. 復合材料學報. 2003(01)
[10]熱壓燒結TiB2-ZrB2固溶復合陶瓷的結構研究[J]. 王皓,王為民,辜萍,傅正義,袁潤章. 硅酸鹽學報. 2002(04)
博士論文
[1]原位生長TiB2棒晶增韌陶瓷刀具及其磨損可靠性評價研究[D]. 趙國龍.山東大學 2015
[2]新型硼化鈦基復合陶瓷刀具及切削性能研究[D]. 谷美林.山東大學 2007
碩士論文
[1]真空環(huán)境下Ti2SnC裂紋愈合機制的研究[D]. 張林泉.北京交通大學 2016
[2]Ti2SnC氧化行為及裂紋愈合機制的研究[D]. 陳曉東.北京交通大學 2014
[3]SiC晶須強化Si3N4復合材料治愈現象的研究[D]. 胡軍峰.南京理工大學 2012
[4]氧化鋁陶瓷低溫燒結與裂紋自愈合研究[D]. 顧皓.合肥工業(yè)大學 2009
本文編號：2896384
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