三元系（Y-Ce）-ZrO超细粉增韧AlO陶瓷复合材料摩擦磨损性能的研究

摘要

该文采用化学共沉淀法制备出分散均匀、添加剂稳定的三元系(Y-Ce)-ZrO<,2>超细粉.在此基础上,利用制备好的(1.5Y-4Ce)-ZrO<,2>超细粉作为增韧剂分散到Al<,2>O<,3>陶瓷中,并研究了(1.5Y-4Ce)-ZrO<,2>加入量对Al<,2>O<,3>陶瓷力学性能的影响.试验证明,由于(Y-Ce)-ZrO<,2>的应力诱导相变增韧和微裂纹增韧的共同作用,使Al<,2>O<,3>陶瓷材料的力学性能有了较大的提高.当(1.5Y-4Ce)-ZrO<,2>超细粉的加入量达到50﹪时,材料的断裂韧性、弯强度分别为8.9MPa.m<'1/2>和650MPa,分别比同温度条件下纯Al<,2>O<,3>陶瓷材料断裂韧性、抗弯强度4.63MPa.m<'1/2>、297MPa提高了92.2﹪和118.9﹪.但硬度却有所下降.该文利用MHK-500型环-块摩擦磨损试验机,在恒定的摩擦速度、室温、空气和不同载荷条件下,研究了以陶瓷—金属作为摩擦副时ZrO<,2>增韧Al<,2>O<,3>复合陶瓷材料的摩擦磨损行为与机制,并探讨了影响摩擦磨损性能的原因.结果表明,(Y-Ce)-ZrO<,2>加入到Al<,2>O<,3>陶瓷中,明显地改善了陶瓷材料的耐磨蚀性能.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2 ZrO2陶瓷及其增韧陶瓷材料的研究及应用情况

1.3改善陶瓷韧性的方法和途径

1.4 ZrO2增韧陶瓷的种类

1.5材料摩擦磨损研究发展情况及主要机理

1.5.1材料主要摩擦磨损机理

1.5.2结构陶瓷材料摩擦特性

1.5.3影响陶瓷材料摩擦磨损特性的内、外部因素

1.6论文主要研究内容、目的和意义

1.7拟采取的研究方法和技术路线

1.7.1三元系(Y-Ce)-ZrO2复合材料制备

1.7.2(Y-Ce)-ZrO2增韧Al2O3复合材料制备与测试

第二章试验设计和主要研究测试方法、手段

2.1试验设计流程

2.2主要原料

2.3材料力学性能测试

2.3.1试样吸水率、显气孔率测定

2.3.2材料体积密度测试

2.3.3烧结试样的显微结构

2.3.4材料性能(抗弯强度σf,断裂韧性KIC及显微硬度Hv)测试

2.4材料摩擦磨损性能测试

2.4.1材料磨损率测定

2.4.2不同类型摩擦磨损试验机

2.4.3本试验用摩擦磨损试验机

第三章摩擦磨材料的制备及性能研究

3.1三元(Y-Ce)-ZrO2复合粉料制备和性能测试

3.1.1制备方法选取

3.1.2原料选择

3.1.3试验配方

3.1.4(Y-Ce)-ZrO2复合粉料制备流程

3.2(Y-Ce)-ZrO2增韧Al2O3复合材料制备和性能测试

3.2.1复合粉料的制备

3.2.2材料性能测试

3.2.3试验结果与分析

3.3本章结果与讨论小结

第四章增韧复合材料摩擦磨损性能研究

4.1摩擦磨损试验

4.1.1试样的制备

4.1.2试验条件的确立

4.1.3磨损试验

4.1.4磨损试验材料性能

4.1.5试验结果

4.2讨论与分析

4.2.1载荷对材料摩擦系数μ及磨损率W的影响

4.2.2试样磨损表面观察与分析

4.2.3材料力学性能与磨损率W的关系

4.2.4 ZrO2对材料磨损性能的影响

4.3本章结果与讨论小结

第五章结论

参考文献

致谢

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