新型氧化锆基复相陶瓷纺织剪刀的研制

摘要

该文以3Y-PSZ(3mol﹪Y<,2>O<,3>稳定的ZrO<,2>)为基本,添加α-Al<,2>O<,3>研制开发出新型复相陶瓷纺织剪刀材料ZrO<,2>/Al<,2>O<,3>.分析了ZrO<,2>/Al<,2>O<,3>进的增韧补强机理,ZrO<,2>的相变增韧主要是由应力诱导相变、微裂纹和残余应力增韧综合作用实现的;Al<,2>O<,3>α颗粒对3Y-PSZ有增韧和补强的双重作用;证实了相变增韧和颗粒弥散增韧的协同效应.对ZYA20进行了耐磨性实验,并与ZYA30(3Y-PSZ+30wt﹪Al<,2>O<,3>)进行了比较,结果二者在低于100N的负载下耐磨性良好,而且前者比后者耐磨,主要磨损机理是塑性变形、粘着磨损、磨粒磨损和分层剥落.以ZYA20作为开发纺织剪刀的材料,利用超声波成功地加工出成型孔.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1工程陶瓷的国内外研究概况

1.1.1工程陶瓷的发展概况与发展前景

1.1.2陶瓷材料增韧补强机理的研究现状

1.1.3陶瓷材料磨损研究及应用现状

1.2本课题的研究目的与意义

1.3本课题的主要研究内容

2氧化锆基复相陶瓷材料配比的仿真设计

2.1氧化锆基复相陶瓷材料配比仿真模型的建立

2.1.1建模目的

2.1.2数学模型的建立

2.2仿真结果与应用

2.3本章小结

3 ZrO2/Al2O3陶瓷材料的研制

3.1力学性能与微观结构的测定方法

3.1.1力学性能测试

3.1.2微观结构

3.2原材料的选择与处理

3.2.1氧化锆稳定剂的选择

3.2.2实验原料的选择及材料配制

3.3 ZrO2/Al2O3材料中Al2O3含量的实验优化

3.3.1 Al2O3含量对ZrO2/Al2O3材料晶粒形貌的影响

3.3.2 Al2O3含量对相组成的影响

3.3.3 Al2O3含量对材料力学性能的影响

3.4热压工艺的优化

3.4.1压力的影响

3.4.2烧结温度的影响

3.4.3保温时间的影响

3.5本章小结

4 Zro2/Al2O3陶瓷增韧补强机理的分析

4.1相变增韧机理的分析

4.1.1应力诱导相变的热力学原理

4.1.2晶粒尺寸效应在相变增韧中的作用

4.1.3 ZrO2陶瓷增韧机理分析

4.2 Al2O3颗粒弥散增韧补强作用分析

4.2.1 Al2O3颗粒的增韧作用

4.2.2 Al2O3颗粒的补强作用

4.3相变增韧和颗粒弥散增韧的协同作用

4.4本章小结

5 ZrO2/Al2O3陶瓷材料的抗磨损性能研究

5.1耐磨性试验

5.1.1试验条件

5.1.2试验结果

5.2磨损机理分析

5.2.1低负载下(100N以下)的磨损机理

5.2.2高负载下(100N以上)的磨损机理

5.3本章小结

6陶瓷剪刀的开发

6.1剪刀结构

6.2剪刀孔的加工

6.2.1陶瓷材料成型孔的加工

6.2.2剪刀成型孔超声波加工工具的设计

6.2.3剪刀的超声波打孔

6.3 本章小结

7结论

参考文献

致谢