Al2 O3／TiC纳米复合刀具材料的力学性能与增韧强化机理u00100

论文名称 Ａｌ２ Ｏ３／ＴｉＣ纳米复合刀具材料的力学性能与增韧强化机理 一、本期推介粉体：纳米TiC 1、主要技术指标（与本论文相关联的指标）：纳米TiC的平均粒径为50nm 2、本期重点推介的性能（关键词、句）： 纳米复合材料；增韧机理；强化机理；穿晶断裂 二、产品应用的主要内容（使用方法、简易流程等）： 1、主要原理（机理）叙述： 自上世纪９０年代初日本科学家Ｎｉｉｈａｒａ等 人ｌ】］成功制备出高性能（强度达１ ０００ＭＰａ）的 Ａｌ。Ｏ３／ｓｉｃ纳米复合材料以来，纳米改性已成为提 高结构陶瓷材料力学性能的重要手段之一。纳米改 性材料的优势不仅在于其强度的提高，还在于其断 裂韧度、硬度和抗蠕变性能的改善。例如氧化镁一碳 化硅纳米复合材料的断裂韧度从１．２ＭＰａ・Ｉｎ“。提 高到４．５ＭＰａ・ｍ 。，强度从３４０ＭＰａ提高到 ７００ＭＰａ［引，氧化铝一碳化硅纳米复合材料的韧度值 提高了２５ ～４Ｏ ，强度则提高了２倍以上ｌ３］。氧 化铝一碳化硅纳米复合材料强度的提高已经被很多 试验所证实，并且提出了很多强化机理，例如颗粒桥连、应力屏蔽、裂纹偏转等［４ ］。然而，迄今为止尚 没有得到公认的纳米材料的强化与增韧机理［６］。而 作为切削刀具用的陶瓷材料，由于其强度和断裂韧 度比较低，导致其可靠性差，因此陶瓷刀具一直没有 得到广泛的应用。作者利用纳米级的ＡｌｚＯ。粉末 和亚微米级的ＴｉＣ粉末进行复合，采用热压烧结技 术成功制备出具有较高强度和断裂韧度的Ａｌｚ ｏ３／ ＴｉＣ纳米复合刀具材料，并通过对其微观结构的观 察分析了它的增韧与强化机理。 2、使用工艺、过程描述： 试样制备 试验用的ＡｌｚＯ。和ＴｉＣ粉末均为市售。Ａｌ。ｏ３ 粉末颗粒的平均粒径为８０ ｒｉｍ，纯度为９９．９ 。 ＴｉＣ粉末颗粒的平均直径为１４０ ｎｉｉ１。将一定量的 有机聚合物分散剂加入到Ａｌ。ｏ３粉末中，超声分散 ２０￣３０ｍｉｎ后，再加入一定比例的ＴｉＣ粉末球磨混料２４ｈ（￣合粉料中Ａｌ。Ｏ。和ＴｉＣ粉末的体积比为 ３：７）。将混合后的浆料真空干燥，１２０目过筛，氮 气中保存。将干燥后的粉料装人石墨模具中，在流 动的氮气保护下热压烧结。烧结温度为ｌ ６５０～ １ ８００℃，压力为３５ＭＰａ，保温１Ｏ～２０ｍｉｎ。将烧结 后的毛坯按抗弯强度测试的要求，用Ｓｔｒｕｅｒｓ Ａｃ ｃｕｔｕｍ－５０切割机切割后，经粗磨、精磨和抛光后制 成３ｍｍＸ４ｍｍＸ３６ｍｍ标准试样 3、改性后产品的功能描述： Ａｌ ０３／ＴｉＣ纳米复合陶瓷刀具材料与同组分的 微米级材料相比，其强度和断裂韧度均有很大的提 高。在Ａｌｚ０３／ＴｉＣ纳米复合陶瓷刀具材料的内晶 结构中，残余热应力的存在导致在断裂过程区内产 生大量的微裂纹，释放了主裂纹扩展的驱动力，从而 提高了材料的断裂韧度。同时，沿晶断裂导致材料 在断裂的过程中产生的大量的晶粒拔出，也有利于 材料断裂韧度的提高。而纳米复合材料强度的提高 主要是其晶粒较小所致 三、 TiC 纳米粉体应用前景描述： 1、适用的产品范围： 复合刀具材料 2、成本分析（添加比例范围、成本增加或降低）： 添加比例为Al2O3：TiC=3：7，成本增加为每公斤添加量700g，2100元 四、参考文献： 1、著作、刊物： AL2O3／TIC纳米复合刀具材料的力学性能与增韧强化机理 2、相关的网站网址： http://wenku.baidu.com/view/039bde1c9bcf84b9d57bdf.html 本文章内容全部转载于互联网，不代表本人一切立场与观点，发表仅为学习之用。