氧化铝陶瓷材料在烟机配件中的应用研究

论文摘要

本课题是云南省烟草公司的科研项目——烟机配件国产化新材料研究中的一个子课题，本课题所研究的是烟机配件之一：涂胶辊。目前，该公司采用不锈钢材料作为原进口陶瓷材料的替代品。但由于不锈钢材料耐磨性差，造成配件更换频繁、成本升高。因此需要开发国产的陶瓷胶辊。该陶瓷材料要求具有良好的耐磨性及可加工性能。本文结合目前常用工程陶瓷材料的性能特点及该涂胶辊的工作环境，选择氧化铝作为基体材料进行研究。根据瓷胶辊毛坯的尺寸及性能要求选择99氧化铝为原料、冷等静压成型工艺、1600℃下保温24小时的烧结制度。毛坯经粗加工、组装、精加工制成氧化铝瓷胶辊成品。在瓷胶辊的试用过程中，出现涂胶不均的现象。通过对涂胶过程的分析，并结合吸附过程与润湿性原理，找出其原因，并提出解决方案：即降低陶瓷胶辊粗糙度，并对材料表面进行疏水改性。通过分析目前常用表面改性方法，采用硬脂酸表面覆盖法进行表面改性。该方法既可使材料表面改为疏水性、又可降低材料表面的粗糙度。通过条件实验和对试块的表面观察确定表面覆盖的工艺条件，即：浸泡温度为100℃、时间2h。在该条件下对瓷胶辊进行表面处理，得到表面粗糙度低、疏水性好的表面改性氧化铝瓷胶辊。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 课题的提出
• 1.1.1.1 课题来源
• 1.1.1.2 研究的目的和意义
• 1.1.1.3 研究内容
• 1.1.2 基体材料的选择
• 1.2 氧化铝陶瓷概述
• 1.2.1 氧化铝陶瓷的类型和性能
• 1.2.2 氧化铝陶瓷的应用及研究现状
• 1.3 陶瓷材料生产工艺流程
• 1.3.1 氧化铝粉料的制备
• 1.3.2 稳定料桨的制备
• 1.3.3 氧化铝陶瓷成型方法及其特点
• 1.3.4 烧结概论及影响因素
• 1.4 陶瓷的增韧途径
• 1.5 难加工材料概述
• 1.5.1 难加工材料的定义
• 1.5.2 影响难加工材料切削加工性的因素
• 1.5.3 难加工材料的分类
• 1.5.4 陶瓷材料的切削加工特点
• 1.5.5 改善难加工材料切削加工性的基本途径
• 1.5.6 刀具材料应具备的性能
• 1.6 材料表面改性概述
• 1.6.1 材料的表面改性的方法
• 1.6.2 表面改性的偶联剂
• 第二章 瓷胶辊的制备
• 2.1 氧化铝陶瓷毛坯的制备
• 2.1.1 配料
• 2.1.2 成型工艺
• 2.1.2.1 等静压成型工艺
• 2.1.2.2 粘结剂对压坯性能的影响
• 2.1.3 烧结工艺
• 2.1.3.1 烧结的基本过程
• 2.1.3.2 烧结温度实验
• 2.1.3.3 烧结制度
• 2.1.4 粗加工
• 2.2 涂胶辊成品的加工
• 2.2.1 涂胶辊的加工工艺流程
• 2.2.2 磨加工工艺
• 第三章 涂胶性能分析
• 3.1 涂胶过程分析
• 3.1.1 涂胶过程
• 3.1.2 过程分析
• 3.2 吸附作用
• 3.2.1 吸附作用原理
• 3.2.2 影响吸附的主要因素
• 3.2.3 材料性质对吸附作用的影响
• 3.3 润湿性
• 3.3.1 润湿性原理
• 3.3.2 影响固体表面润湿情况的因素
• 3.3.2.1 固体的表面能
• 3.3.2.2 接触角滞后
• 3.3.2.3 润湿剂
• 3.3.3 动接触角
• 3.3.4 材料性质对润湿作用的影响
• 3.4 改进涂胶性能的方法
• 3.4.1 涂胶过程分析结论
• 3.4.2 改善涂胶性能的方案
• 第四章 材料的表面改性实验
• 4.1 表面吸附机理
• 4.1.1 表面物理吸附机理
• 4.1.2 表面化学吸附机理
• 4.2 实验内容
• 4.2.1 实验原料
• 4.2.2 实验设备
• 4.2.3 实验过程
• 4.3 分析原理
• 4.4 结果及分析
• 4.5 小结
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献