添加剂及制备工艺对新型陶瓷刚玉磨料性能的影响研究

论文摘要

陶瓷刚玉磨料不同于传统刚玉磨料,它是采用湿化学方法制备的新型磨削材料,具有晶粒细小、硬度高、韧性好的特点。本实验采用湿化学方法制备了陶瓷刚玉磨料前驱体,并利用无压烧结技术最终制备出了新型陶瓷刚玉磨料。利用扫描电镜、金刚石单颗粒抗压强度测定仪等测试设备,系统的研究了沉淀剂、晶种、溶剂、制备工艺、不同添加剂体系、添加剂配比及添加剂的加入方式、烧结工艺等对磨料的显微结构、单颗粒抗压强度的影响。实验结果表明,沉淀剂、晶种、溶剂、制备工艺、不同添加剂体系、添加剂配比及添加剂的加入方式、烧结工艺对磨料的性能均有很大的影响。用氨水做沉淀剂制得的磨料性能优于用尿素做沉淀剂制得的磨料;自来水做溶剂同样可以满足性能的要求;添加硝酸铝制得的晶种的磨料性能优于添加工业氧化铝制得的晶种;溶胶-凝胶工艺优于共沉淀法;通过球磨的方式引入添加剂可以明显的提高磨料的强度,同时球磨时间也会对磨料的显微结构产生影响,以2.5小时为宜;不同添加剂、同一添加剂不同配比对磨料性能的影响不同,适当的添加剂配比可以有效地促进氧化铝烧结,抑止晶粒的长大,提高磨料的性能;烧结温度对磨料的性能影响较为明显,烧结温度过高会导致晶粒的长大及强度的降低;保温时间也对磨料的性能有所影响,不同的保温时间得到的磨料的性能不同。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 第二章 文献综述
• 2.1 磨料的概念和应具备的性质
• 2.1.1 磨料的概念
• 2.1.2 磨料应具备的性质
• 2.1.3 磨料的分类
• 2.2 刚玉磨料
• 2.2.1 刚玉磨料的种类
• 2O₃）的结构与性质'>2.2.2 刚玉（α-Al₂O₃）的结构与性质
• 2O₃）的制备方法'>2.2.3 刚玉（α-Al₂O₃）的制备方法
• 2O₃）的烧结添加剂'>2.3 刚玉（α-Al₂O₃）的烧结添加剂
• 2.3.1 形成液相的添加剂
• 2.3.2 形成固溶体的添加剂
• 2.3.3 形成新的复合相的添加剂
• 2.4 陶瓷刚玉磨料
• 2.4.1 陶瓷刚玉磨料的制备工艺
• 2.4.2 陶瓷刚玉磨料的特点
• 2.4.3 陶瓷刚玉磨料的应用领域
• 2.4.4 陶瓷刚玉磨料的研究现状及发展方向
• 2.5 论文研究的内容及意义
• 第三章 实验
• 3.1 实验方案设计
• 3.2 实验过程
• 2O₃晶种的制备'>3.2.1 α-Al₂O₃晶种的制备
• 3.2.2 陶瓷刚玉磨料的制备过程
• 3.3 性能的测试与表征
• 3.3.1 X-射线物相分析
• 3.3.2 显微结构分析
• 3.3.3 单颗粒抗压强度分析
• 第四章 结果与讨论
• 4.1 沉淀剂对磨料性能的影响
• 4.1.1 不同沉淀剂对磨料显微结构的影响
• 4.1.2 不同沉淀剂对磨料力学性能的影响
• 4.1.3 沉淀剂引入方式对磨料显微结构的影响
• 4.1.4 沉淀剂加入方式对磨料力学性能的影响
• 4.2 溶剂对磨料性能的影响
• 4.2.1 不同溶剂对磨料显微结构的影响
• 4.2.2 不同溶剂对磨料力学性能的影响
• 4.3 制备工艺对磨料性能的影响
• 4.3.1 合成工艺对磨料显微结构的影响
• 4.3.2 合成工艺对磨料力学性能的影响
• 4.3.3 球磨时间对磨料显微结构的影响
• 4.3.4 球磨时间对磨料力学性能的影响
• 4.4 晶种对磨料性能的影响
• 4.4.1 不同晶种的表征
• 4.4.2 晶种对磨料显微结构的影响
• 4.4.3 晶种对磨料力学性能的影响
• 4.5 添加剂对磨料性能的影响
• 4.5.1 添加剂加入方式对磨料显微结构的影响
• 4.5.2 添加剂加入方式对磨料力学性能的影响
• 4.5.3 添加剂配比对磨料显微结构的影响
• 4.5.4 添加剂配比对磨料力学性能的影响
• 4.6 烧结工艺对磨料性能的影响
• 4.6.1 烧结温度对磨料显微结构的影响
• 4.6.2 烧结温度对磨料力学性能的影响
• 4.6.3 保温时间对磨料显微结构的影响
• 4.6.4 保温时间对磨料力学性能的影响
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢