Al_2O_3基陶瓷材料与硬质合金摩擦的应力分析

利用ANSYS有限元分析软件对5种Al2O3基陶瓷材料(纯Al2O3、Al2O3/TiC、Al2O3/(W,Ti)C、Al2O3/Ti(C,N)和Al2O3/SiCw)在MRH-3环块磨损试验机上与硬质合金摩擦进行模拟仿真,得到摩擦磨损过程中的应力及分布,并与室温下的磨损实验结果相比较,同时还探讨了不同添加剂的Al2O3基陶瓷的磨损机理.结果表明:不同成分的Al2O3基陶瓷材料在摩擦磨损过程中最大主应力位于摩擦副接触区中心,最大剪应力位于摩擦副接触区边缘;载荷对主应力和剪应力大小的影响比转速的影响大;在相同的摩擦条件下,受到合应力越大的陶瓷其磨损率越大;合应力越大的陶瓷磨损后陶瓷表面越容易产生微裂纹.5种Al2O3基陶瓷磨损率的大小为:Al2O3Al2O3/(W,Ti)CAl2O3/Ti(C,N)Al2O3/TiCAl2O3/SiCw.     

新型复相陶瓷刀具材料的研制及切削可靠性研究

山东工业大学机械工程学院于1994年研制成功了国内外尚属空白的新型陶瓷刀具材料SiC晶须(SiCw)增韧和SiC果粒(SiCp)弥散补强Al_2O_3,陶瓷刀具材料JX—2系列。其中JX—2—I的各项物理机械性能指标达到了SiCw增韧Al_2O_3,陶瓷刀具JX—1、Kyon2000和CC670等材料的水平,其硬度为HRA93.5～94.8,抗     

碳化硅晶须增强铝基复合材料强化行为的研究

利用X射线衍射技术,Instron电子拉伸机和透射电子显微镜,本文对退火后SiCw/p-Al SiCw/6061Al复合材料位错密度和屈服强度进行了研究,结果表明,经过退火后的SiCw/p-Al复合材料基体位错密度随加热温度升高而下降,但微屈服强度,屈服强度增加,而SiCw/6061Al复合材料基体位错密度在250度保温时略高,且其屈服强度变化趋势与位错密度变化趋势一致。     

微米氧化铝／尼龙1010复合材料剪切强度研究

以尼龙1010为基体,用硅烷偶联剂(KH—550)有机化处理过的氧化铝(Al2O3)为增强剂,进行氧化铝(Al2O3)/尼龙1010复合材料剪切性能实验.使用HITACHI S-3000N电子显微镜(SEM)观察、分析试件断面形貌.实验发现氧化铝(Al2O3)能有效改变其复合材料的剪切强度.当氧化铝(Al2O3)含量为10%时,氧化铝(Al2O3)/尼龙复合材料的剪切强度达到最大值;但随着氧化铝(Al2O3)质量分数的增加,剪切强度不断下降.影响剪切强度的主要因素是氧化铝颗粒与尼龙之间的界面强度.尼龙中填充氧化铝(Al2O3)降低了复合材料的塑性.     

化学合成粉体制备地质聚合物原料配比的优化

参照偏高岭土的主要组成,采用溶胶凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)和水合硝酸铝(ANN)为主要原料,制备了纯净的Al2O3-2SiO2粉体,研究了地质聚合物制备过程中原料配比对地质聚合物性能的影响,结果表明,制备地质聚合物的优化条件:n(SiO2)/n(Al2O3)为3.0"3.5、n(H2O)/n(Al2O3)约为10、n(Na2O)/n(Al2O3)约为1。通过NMR对地质聚合物和粉体结构进行了表征,由27 Al和29Si的核磁共振谱可以看出:优化条件下的地质聚合反应比较完全。     

不同前躯体对纳米Al2O3粉体性能的影响

以Al(NO3)3·9H2O为原料,NH4HCO3为沉淀剂,结合超声分散与微波干燥等方法,采用化学沉淀法制备了两种不同化学组成的前驱体.通过TEM、XRD、IR、DSC和TG的观察分析,研究了不同前驱体对Al2O3粉体粒度、团聚程度的影响.结果表明,NH4Al(OH)2CO3前驱体经1 100 ℃煅烧2 h得到的Al2O3粉体性能较好,平均粒径仅为20 nm,粒度均匀,基本没有硬团聚.     

等离子体MOCVD法制备纳米Al2O3粉末及其表征

讨论等离子体有机金属化学气相沉积(MOCVD)法制备纳米Al2O3粉末,同时研究了反应温度、压力、TMA浓度和反应气体(CO2和O2)等制备条件对Al2O3结构性能的影响.试验结果表明,压力增加有利于纳米Al2O3制备.在压力为5.3 kPa、温度为1 000 ℃下,采用MOCVD法可以制备平均直径为2.5 nm的Al2O3粉末.而压力从5.3 kPa增加到100 kPa 时,Al2O3颗粒平均直径从2.5 nm增加到10 nm.温度升高可以促使纳米Al2O3合成.通过透射电镜(TEM)观测到Al2O3粉末为球形.X射线衍射分析(XRD)表明,在温度高于400 ℃时,Al2O3粉末为典型的γ-Al2O3结晶态.     

纳米Al2O3和聚四氟乙烯填充聚醚醚酮基复合材料摩擦学特性研究

以热压成型法制备了纳米Al2O3和聚四氟乙烯(PTFE)填充聚醚醚酮基(PEEK)复合材料,利用销盘摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下纳米Al2O3和PTFE填充PEEK的摩擦磨损特性.结果表明,纳米Al2O3使PTFE填充PEEK复合材料的摩擦磨损特性得到明显改善,其改善程度与纳米Al2O3的填充量有关,当纳米Al2O3的含量较低(3%)时,纳米Al2O3-PTFE-PEEK复合材料与钢对偶面产生的磨损模式以磨粒磨损和犁削为主;而当纳米Al2O3的含量较高(10%)时,纳米Al2O3填充PEEK的磨损模式主要是粘着磨损;纳米Al2O3的含量为5%～7%时,PEEK复合材料的摩擦系数和比磨损率最低.随着载荷的增加,纳米Al2O3-PTFE-PEEK复合材料的摩擦系数将因纳米粒子效应和表面摩擦温升呈现下降趋势.     

新型金属一体化催化剂在甲烷催化燃烧中的性能

以Clad芯材铝板(Al/Alloy/Al)为原材料,利用铝的阳极氧化技术制备出新型金属一体化阳极氧化-γAl2O3载体。并利用这种载体采用浸渍法制备了Pt/Al2O3/Alloy、Pd/Al2O3/Alloy及Pd-Pt/Al2O3/Alloy催化剂,考察了各催化剂在甲烷燃烧中的性能。结果表明:低温下(<500℃)Pt/Al2O3/Alloy催化剂活性较差,而在高温下(>700℃)Pd/Al2O3/Alloy催化剂容易失活。向Pd/Al2O3/Alloy催化剂中加入一定量的Pt后(Pd-Pt/Al2O3/Alloy),明显提高了PdO的分解温度,从而提高了催化剂的活性及稳定性。     

负载型金属氧化物催化酯交换合成碳酸二甲酯

制备了多种以γ - Al2O3为载体的负载金属氧化物催化剂,考察其在由碳酸乙烯酯(EC)与甲醇(ME)酯交换法合成碳酸二甲酯(DMC)中的催化活性,其中以K2 O/γ - Al2 O3催化活性较好.同时考察了负载量、催化剂用量、甲醇与碳酸乙烯酯摩尔比、反应温度、反应时间等因素对反应的影响,最终确定最佳反应条件:催化剂为K2O/γ - Al2O3,甲醇与碳酸乙烯酯摩尔比为5,m(催化剂)∶m(甲醇)为1∶200,反应温度为65℃,反应时间为3h,在此条件下,碳酸二甲酯收率最佳为52.0％.     

SiC晶须补强ZTA（Y）陶瓷基复合材料的研究

本文将高强、高模量的ＳｉＣ晶须引入以Ｙ２Ｏ３稳定的ＺｒＯ２（ｔ）相变增韧Ａｌ２Ｏ３基陶瓷材料［即ＺＴＡ（Ｙ）］中．研究了不同晶须含量对复合材料的抗弯强度和断裂韧性的影响．实验结果表明，ＳｉＣ晶须能明显提高ＺＴＡ（Ｙ）陶瓷基复合材料的强度和韧性，体积含量为２０％的ＳｉＣ晶须的复合材料性能可达：σｂｂ＝８３０ＭＰａ，Ｋｉｃ＝９．８ＭＰａｍ１／２．通过与ＳｉＣｗ／Ａｌ２Ｏ３复合材料系统的比较分析，认为ＳｉＣｗ／ＺＴＡ（Ｙ）复合材料中，由于热膨胀系数差异所产生的基体中的张应力可由诱导ＺｒＯ２（ｔ）的马氏体相变来缓解，其中存在着相变增韧和晶顺补强的双重强韧化机制     

Grinding Characteristics Of Directionally Aligned SiC Whisker Wheel-Comparison With Al2O3 Fiber Wheel

A unique SiC whisker wheel was invented,in which the whiskers were aligned normally to the grinding wheel surface.In this paper,grindabilities of the SiC whisker wheel are investigated and compared with those of other wheels of SiC grains,Al2O3 grains,as well as Al2O3 long and short fibres which were also aligned normally to the grinding wheel surface,respectively.The main research contents concern grinding characteristics of a directionally aligned SiC whisker wheel such as material-removal volume,wheel-wear rates,integrity of the ground surfaces,grinding ratios and grinding efficiency.Furthermore,grinding wheels of whiskers and fibres have a common disadvantage:they tend to load easily.The authors have proposed a simple method of loading-free grinding to overcome this propensity and investigate some related grinding characteristics under loading-free grinding conditions.     

Grinding Characteristics Of Directionally Aligned SiC Whisker Wheel - Comparison With A12O3 Fiber Wheel

A unique SiC whisker wheel was invented, in which the whiskers were aligned normally to the grinding wheel surface. In this paper, grindabilities of the SiC whisker wheel are investigated and compared with those of other wheels of SiC grains, Al2O3 grains, as well as Al2O3 long and short fibres which were also aligned normally to the grinding wheel surface, respectively. The main research contents concern grinding characteristics of a directionally aligned SiC whisker wheel such as material-removal volume, wheel-wear rates, integrity of the ground surfaces, grinding ratios and grinding efficiency. Furthermore, grinding wheels of whiskers and fibres have a common disadvantage: they tend to load easily. The authors have proposed a simple method of loading-free grinding to overcome this propensity and investigate some related grinding characteristics under loading-free grinding conditions.     

ZTA—SiCw—TiC复相陶瓷材料强韧化机理研究

四方氧化锆相变增韧、碳化硅晶须补强、碳化钛粒子弥散强化，同时引入一个新的陶瓷基复合材料系统中产生了叠加的强韧化效果。热压ＺＴＡ－ＳｉＣｗ－ＴｉＣ复相陶瓷材料与Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣｗ－ＴｉＣ相比具有更高的综合机械性能。碳化钛在基体中形成连续的骨架阻碍晶粒的长大，随着碳化钛含量的增加，基体的硬度明显增加。主要强韧化机理有相变增韧、晶须拔出、载荷转移、裂纹偏转等。基体的主要断裂方式为穿晶解理断裂。     

SiC_W—ZTA陶瓷基复合材料增韧、增强机理的分析

采用国产SiC晶须(SiC_W)制备SiC_W-ZTA陶瓷基复合材料,研究了SiC晶须含量对复合材料的抗弯强度及断裂韧性的影响;并分析了晶须增韧和ZrO_2相变增韧两种机制协同作用的条件。     

合成SiC晶须的晶体学研究

讨论 Si C晶须生长的主要过程 ;晶核的生成、基晶的形成及晶须的生长。     

SiC_p－Si_3N_4基复合材料及其力学性能

研究了ＳｉＣ片晶（ＳｉＣｐ）强化Ｓｉ３Ｎ４基复合材料及其力学性能和增韧机理。研究结果表明，加入ＳｉＣｐ使Ｓｉ３Ｎ４材料的强度明显提高，并在ＳｉＣｐ含量（ＳｉＣｐ）＝０．２０（ＳｉＣｐ的体积分数）时有一峰值，ＳｉＣｐ加入量进一步增加使强度有较大降低。ＳＥＭ观察表明，裂纹偏转、片晶桥接是主要增韧机理，片晶拔出、基体细化等亦对断裂韧性的增加作出贡献，其作用与晶须增韧的机理相似。     

热应变对金属基复合材料Bauchinger效应的影响

利用作者改进的等效夹杂理论研究了晶须增强金属基复合材料的Ｂａｕｃｈｉｎｇｅｒ效应，讨论了热残余应变和加载次序对它的影响。研制了ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料，并对其拉、压破坏的断口进行了ＳＥＭ观察     

高岭土原位碳热还原制备Al2O3/SiC复相陶瓷材料的研究

详细介绍了利用高岭土通过原位反应及热压烧结制备Al2O3/SiC复相陶瓷材料.探索了以天然矿物高岭土,碳作为原材料,低成本合成制备高性能Al2O3/SiC复相陶瓷的新方法.首先,在原位碳热还原反应中,高岭土和碳在流动氩气氛中合成制备Al2O3/SiC复相陶瓷粉,对合成反应的热力学过程进行理论分析和实验研究,对合成的Al2O3/SiC复相陶瓷粉进行了DTA和XRD分析,分析表明陶瓷粉的合成过程分两步,第一步是高岭土自身的脱水,第二步是SiO2被还原的过程及制备出Al2O3/SiC复相陶瓷粉.研究表明,最佳的粉末合成温度为1550℃;其次,Al2O3/SiC复相陶瓷粉通过热压烧结合成制备Al2O3/SiC复相陶瓷,烧结助剂的添加有助于降低烧结温度.复相陶瓷抗弯强度达到420 MPa,相对密度达到98%,硬度HRA89.     

碳化硅及氧化铝陶瓷反应装甲附带损伤研究

对SiC和Al_2O_3陶瓷反应装甲的附带损伤效应进行了试验。试验结果表明,SiC陶瓷破片平均直径要小于Al_2O_3陶瓷破片的平均直径;Al_2O_3陶瓷破片所造成的冲塞穿孔密度最高可达SiC陶瓷破片穿孔密度的7.6倍。经计算,Al_2O_3飞板破片初速为927.81 m/s,SiC飞板破片初速879.59 m/s,Al_2O_3陶瓷破片的极限杀伤距离为10.06 m,SiC陶瓷破片为5.15 m。等效厚度的SiC反应装甲的附带损伤效应要低于Al_2O_3陶瓷反应装甲的附带损伤效应。