古尚贤
,
郭伟明
,
曾俊杰
,
伍尚华
,
李安琼
,
蒋强国
,
曾琨
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150907.001
首先,以15vol％或25vol％的TiC0.5N0.5粉体为导电第二相,利用热压烧结法制备了TiC0.5N0.5/Si3N4 复相陶瓷;然后,分别通过物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)技术在TiC0.5N0.5/Si3N4陶瓷刀具表面沉积了CrAlN和TiN/Al2O3/TiN涂层;最后,通过对TiC0.5N0.5/Si3N4刀具进行连续切削灰铸铁实验,研究了TiC0.5N0.5含量和涂层类型对刀具磨损特征的影响,并探讨了刀具的磨损机制.结果表明:TiC0.5N0.5含量的增加有利于提高TiC0.5N0.5/Si3N4复相陶瓷刀具基体的硬度和电导率,但对耐磨性和切削寿命的影响较小;采用PVD技术沉积CrAlN涂层时,随着TiC0.5N0.5含量的增加,涂层的厚度、结合强度和硬度都得到提高,涂层刀具的磨损性能显著提高,切削寿命也明显延长;而采用CVD技术沉积TiN/Al2O3/TiN涂层时,TiC0.5N0.5含量的变化对涂层的厚度、结合强度和硬度基本没有影响,TiN/Al2O3/TiN涂层刀具整体切削性能变化不大.CrAlN涂层和TiN/Al2O3/TiN涂层都可明显改善TiC0.5N0.5/Si3N4复相陶瓷刀具的耐磨性和切削寿命;相对于TiN/Al2O3/TiN涂层,CrAIN涂层具有更高的涂层硬度和粘着强度,但TiN/Al2O3/TiN涂层具有较大的涂层厚度,TiN/Al2O3/TiN涂层刀具表现出更加优异的耐磨性和切削寿命.TiC0.5N0.5/Si3N4复相陶瓷刀具的磨损机制以机械摩擦导致的磨粒磨损为主,伴随有少量的粘结磨损.
关键词:
涂层TiC0.5N0.5/Si3N4刀具
,
电阻率
,
PVD
,
CVD
,
磨损性能
古尚贤
,
郭伟明
,
曾俊杰
,
伍尚华
,
蒋强国
,
高棱
人工晶体学报
以TiC0.5N0.5粉为导电第二相,利用热压烧结制备了Si3N4-TiC0.5N0.5复相陶瓷.研究了不同含量TiC0.5N0.5对Si3N4陶瓷相组成、致密度、显微结构、力学性能、导电性能、切削性能及磨损机理的影响.结果表明:高温下TiC0.5N0.5与Si3N4具有良好稳定性,烧结后获得致密的Si3 N4-TiC0.5N0.5复相陶瓷;导电第二相的增加可以明显改善氮化硅陶瓷的电学性能,并且有助于提高Si3N4-TiC0.5N0.5复相陶瓷的硬度和断裂韧性,但不利于Si3 N4-TiC0.5N0.5复相陶瓷的抗弯强度;当含量超过25vol％时,硬度增幅变缓,断裂韧性下降;在高速切削过程中,随着切削时间增加,后刀面磨损增大,刀具切削温度增加;STCN20切削性能最好,当TiC0.5N0.5含量超过20vol％时会加剧刀具的磨损;Si3N4-TiC0.5N0.5复相陶瓷刀具的磨损机制主要是机械摩擦导致的磨粒磨损,并伴随少量的粘结磨损.
关键词:
Si3N4-TiC0.5N0.5
,
电阻率
,
陶瓷刀具
,
切削性能
,
磨损机理
张志林
,
郭伟明
,
伍尚华
,
游洋
人工晶体学报
以高纯α-Al2O3粉体为原料,采用非等温烧结法制备了纯Al2O3陶瓷(AL)及掺杂MgO-Y2O3复合助剂的AJ2O3陶瓷(ALMY).研究了AL和ALMY在不同烧结温度下的相对密度、显微结构及硬度.结果表明,在非等温烧结中,纯Al2O3致密化的烧结温度范围较窄,烧结温度为1500℃时,其相对密度及硬度分别为98.1％和18.1GPa,当烧结温度为1600℃时,AL由于晶粒显著粗化,且产生了晶内气孔,相对密度及硬度分别显著下降到94.6％和12.5 GPa.MgO-Y2O3复合助剂的引入拓宽了Al2O3致密化的烧结温度范围,细化了显微结构,烧结温度在1500℃和1600℃时,ALMY的相对密度均在98％以上,硬度分别为19.2 GPa和17.6 GPa.
关键词:
Al2O3陶瓷
,
MgO-Y2O3复合助剂
,
非等温烧结
,
相对密度
,
显微结构
古尚贤
,
郭伟明
,
伍尚华
,
游洋
,
蒋强国
,
高棱
人工晶体学报
以TiC和TiN粉为导电相,利用热压烧结制备了Si3N4-TiC和Si3N4-TiN复相导电陶瓷.比较了TiC和TiN对Si3N4陶瓷相组成、致密度、显微结构、力学性能、导电性能及电火花加工性能的影响.结果表明:高温下TiN与Si3N4具有良好稳定性,烧结后获得Si3N4-TiN复相导电陶瓷,然而高温下TiC却与Si3N4反应形成了TiC0.5N0.5和SiC,烧结后获得Si3 N4-TiC0.5N0.5-SiC复相导电陶瓷.虽然TiN和TiC的引入对Si3N4的硬度和断裂韧性的影响没有明显差别,然而TiC的引入可以更好的改善Si3N4的致密化、导电性能及电火花加工性能;与以TiN为导电相所制备的Si3N4基导电陶瓷相比,以TiC为导电相所制备的Si3N4基复相导电陶瓷电火花加工后表面的粗糙度值和材料去除率更低.
关键词:
Si3N4-TiC
,
Si3N4-TiN
,
热压烧结
,
导电陶瓷
,
导电性
张志林
,
郭伟明
,
伍尚华
,
游洋
人工晶体学报
基于多元晶粒生长抑制效应,利用热压烧结方法制备了细晶高致密的Al2O3-TiC复相陶瓷.研究发现,仅利用第二相TiC的晶界钉扎效应,即使其含量高达30wt％,也不能有效地抑制Al2O3基体的晶粒生长.在TiC作为第二相的基础上,引入微量MgO和Y2O3,通过TiC晶界钉扎、MgO溶质滞阻和Y2O3晶界偏析等多元晶粒生长抑制作用,Al2O3基体晶粒尺寸从5.12 μm显著减小到1.82 μm,Al2O3-TiC复相陶瓷的断裂韧性从3.99±0.18 MPa·m1/2提高到5.24±0.22 MPa·m1/2.研究结果表明:利用多元晶粒生长抑制效应的协同作用,可显著细化Al2O3基复相陶瓷的显微结构,改善其力学性能.
关键词:
Al2O3-TiC
,
热压烧结
,
晶粒生长抑制
,
显微结构
,
断裂韧性
杨振威
,
郭伟明
,
林敬东
,
廖代伟
催化学报
研究了钾促进的双金属中心Ru-M (M=Fe, Co, Ni, Mo)氨合成催化剂.结果表明, Ru-Co催化剂活性最高, Ru和Co含量均为2%的Ru-Co催化剂具有最好的应用价值,其催化活性与Ru和Co含量均为4%的催化剂相近. 此外,还对以镁铝尖晶石、氧化镁和镁铝复合氧化物等不同氧化物为载体的Ru-Co双金属中心催化剂进行了对比研究. 结果表明,以高温煅烧制得的氧化镁作载体的催化剂活性最高.
关键词:
双金属活性中心
,
氨合成
,
钌
,
铁
,
钴
,
镍
,
钼
蒋强国
,
古尚贤
,
刘伟
,
周茂鹏
,
郭伟明
,
伍尚华
人工晶体学报
利用球盘式摩擦磨损试验机,研究了含MgO-Lu2O3-Re2O3(La2O3,Sm2O3,Gd2O3,Er2O3)三元添加剂Si3 N4陶瓷的摩擦磨损性能.结果表明:机械磨损和摩擦化学反应为主要磨损机理.在三元添加剂中,随着第二稀土离子Re3+半径的增加,粘附层增加,Si3N4摩擦系数降低.基于横向断裂理论模型,Si3N4陶瓷单位磨损率随着1/(KB1/2H5/8)的增加而增加,其中含有第二相Lu4Si2N2O7的样品SN-LuSm和SN-LuEr优于此线性关系,表现出更好的抗磨损性能.
关键词:
Si3N4
,
三元添加剂
,
摩擦磨损
,
横向断裂模型
张志林
,
郭伟明
,
游洋
,
伍尚华
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201510011
采用热压烧结方法分别制备了 Al2 O 3-TiCN 复合陶瓷(AT)及掺杂 MgO-Y2 O 3复合助剂的 Al2 O 3-TiCN 复合陶瓷(ATMY)；研究了烧结温度和 MgO-Y2 O 3复合助剂对复合陶瓷相对密度、显微组织及力学性能的影响.结果表明：当烧结温度在1400~1600℃时,AT 和 ATMY 的相对密度均在97．3％以上；当烧结温度不超过1500℃时,利用第二相 TiCN 可有效抑制 Al2 O 3晶粒长大,AT 和 ATMY 的显微组织、断裂韧度均无明显差异；当烧结温度超过1500℃时,TiCN 不能有效地抑制 Al2 O 3晶粒长大,导致 AT 显微组织粗化,在1600℃烧结的 AT 的断裂韧度为4．5 MPa.m 1
关键词:
Al2O3-TiCN复合陶瓷
,
烧结温度
,
显微组织
,
晶粒长大
,
晶界钉扎效应
郭伟明
,
吴利翔
,
马提
,
游洋
,
伍尚华
,
林华泰
人工晶体学报
研究了MgO-Al2O3-Re2O3(Re=Lu,Y)三元烧结助剂体系对无压烧结Si3N4陶瓷显微结构和力学性能的影响.研究结果表明,添加MgO-Al2O3-Lu2O3三元助剂制备的Si3N4陶瓷显微结构具有明显的双峰分布,晶粒较粗化,致密度、硬度、弯曲强度、断裂韧性分别为96.4％、14.59 GPa、964 MPa、7.64 MPa·m1/2;而添加MgO-Al2O3-Y2O3三元助剂制备的Si3N4陶瓷具有细化的显微结构,致密度、硬度、弯曲强度、断裂韧性分别为99.9％、15.29 GPa、758 MPa、6.60 MPa·m1/2.
关键词:
Si3N4陶瓷
,
无压烧结
,
显微结构
,
力学性能
,
双峰分布
李景曦
,
伍尚华
,
郭伟明
,
吴利翔
人工晶体学报
以20vol％ ZrB2粗粉和细粉为导电相,以3vol％ MgO-2vol％ YB2O3烧结助剂,通过热压烧结在1500℃制备了Si13N4-ZrB2复相陶瓷,研究了ZrB2粒径对致密度、相组成、显微结构以及电阻率的影响.结果表明,不依赖于Zrl2粒径,通过引入MgO-YB2O3烧结助剂,均可以获得高致密Si3N4-ZrB2陶瓷.以Zrl2粗粉为原料时,Si3N4-ZrB2陶瓷包含主要的αt-Si3N4 、β-Si3N4和ZrB2相以及微弱的Yb4 Si2N2O7相,由于ZrB2晶粒保持孤立状态,样品电阻率较高,为9.5×103 Ω·m;而以ZrB2细粉为原料时,其与Si3N4发生轻微的高温反应,除了包含主要的d-Si3N4、β-Si3N4和ZrB2相及微弱的Yb4Si2N2O7相之外,Si3 N4-ZrB2陶瓷还含有新生成的微弱ZrSi2和ZrN导电相,由于ZrB2晶粒保持连通状态,样品电阻率显著降低,仅有6.8 Ω·m.
关键词:
Si3 N4陶瓷
,
ZrB2粒径
,
热压
,
显微结构
,
电阻率
