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氧化锆陶瓷扫描光固化成形与脱脂烧结工艺研究

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无机材料学报 2022年第3期37卷 303-309页

作者：王亚宁张玉琪宋索成陈若梦刘亚雄段玉岗西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 西安交通大学高端制造装备协同创新中心西安710054 唐山学院机电工程系唐山063000 季华实验室佛山528200

氧化锆陶瓷具有良好的力学性能、生物相容性以及耐腐蚀性,在牙科修复领域得到了广泛应用。目前的氧化锆陶瓷光固化成形技术存在成形精度低,烧结效率低,收缩率高以及收缩各向异性明显等缺点。为解决以上问题,本工作利用不同官能度单体配... 详细信息

氧化锆陶瓷具有良好的力学性能、生物相容性以及耐腐蚀性,在牙科修复领域得到了广泛应用。目前的氧化锆陶瓷光固化成形技术存在成形精度低,烧结效率低,收缩率高以及收缩各向异性明显等缺点。为解决以上问题,本工作利用不同官能度单体配置了混杂体系树脂,并利用混杂体系树脂配置了体积分数55%固相含量的陶瓷浆料,离散了有机物热解区间,有效避免素坯开裂,提高脱脂效率。研究了激光功率和扫描速度对固化单元形状的影响,并在兼顾成形精度和效率的前提下,选择的最佳激光功率和扫描速度分别为670 mW和2500 mm/s。分别研究了扫描间距和线宽补偿对平面成形精度的影响以及分层厚度对堆积方向成形精度的影响,选择的最佳扫描间距、线宽补偿和分层厚度分别为0.08、0.10和0.03 mm。在氮气气氛下对素坯进行脱脂,降低了有机物热解速度,进一步避免素坯开裂,提高脱脂效率。脱脂件烧结后的平面收缩率为(18.26±0.10)%,堆积方向收缩率为(19.20±0.13)%,在收缩率降低的同时,收缩各向异性也明显得到控制,为其在牙科修复领域的应用奠定了基础。

关键词：氧化锆陶瓷扫描光固化精度脱脂烧结

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氧化锆陶瓷车削刀具磨损机理及理论模型

东北大学学报（自然科学版） 2020年第7期41卷 955-961页

作者：马廉洁左宇辰王馨杨登峰东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 东北大学秦皇岛分校控制工程学院河北秦皇岛066004

通过不同刀具几何参数的YG6刀具车削氧化锆实验,研究了工程陶瓷切削刀具体积磨损理论模型.从强度理论和刀具磨损材料迁移的本质出发,将刀具的二维磨损推广至三维磨损.基于黏着效应机制,研究了氧化锆陶瓷车削的刀具磨损机理.通过力学分析... 详细信息

通过不同刀具几何参数的YG6刀具车削氧化锆实验,研究了工程陶瓷切削刀具体积磨损理论模型.从强度理论和刀具磨损材料迁移的本质出发,将刀具的二维磨损推广至三维磨损.基于黏着效应机制,研究了氧化锆陶瓷车削的刀具磨损机理.通过力学分析,采用逐层积分法,综合了刀具几何参数与后刀面磨损面积之间关系,建立了刀具体积磨损理论模型.验证实验结果表明,刀具体积磨损量随前角或后角的变大先减小后增大,随刀尖圆弧半径的变大而减小,刀具体积磨损的模型理论值与实验值趋势一致,平均相对误差为4%~15%,说明模型具有较高的可靠性.

关键词：黏着效应刀具磨损氧化锆陶瓷理论模型车削

氧化锆陶瓷/碳纤增强聚醚醚酮在水润滑下的摩擦磨损特性研究

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摩擦学学报 2010年第6期30卷 601-606页

作者：唐群国陈晶申金文浩华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司黑龙江齐齐哈尔160001

在材料端面摩擦试验机上对氧化锆陶瓷与碳纤增强聚醚醚酮(CFRPEEK)配副在水润滑条件下的摩擦磨损特性进行了试验研究,探讨了滑动速度和接触压力对材料摩擦磨损的影响规律.发现氧化锆陶瓷与CFRPEEK配副在水润滑条件下的摩擦系数随速度增... 详细信息

在材料端面摩擦试验机上对氧化锆陶瓷与碳纤增强聚醚醚酮(CFRPEEK)配副在水润滑条件下的摩擦磨损特性进行了试验研究,探讨了滑动速度和接触压力对材料摩擦磨损的影响规律.发现氧化锆陶瓷与CFRPEEK配副在水润滑条件下的摩擦系数随速度增加而减小,在速度较低时,存在明显的磨合过程;速度较高时,摩擦系数较小且随滑动过程变化很小,CFRPEEK的磨损率随速度变化不大.压力为0.4和0.5 MPa时,CFRPEEK的摩擦系数和磨损率均较小,但当压力达到0.8 MPa时,摩擦系数显著增加且剧烈振荡,并发生严重磨损.CFRPEEK的磨损机理主要是黏着磨损,氧化锆陶瓷磨损的主要机理是应力引起的点蚀.

关键词：氧化锆陶瓷 PEEK 水润滑摩擦磨损

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氧化锆陶瓷四方相以及晶界热导率的定量计算

无机材料学报 2017年第11期32卷 1177-1180页

作者：赵韦韦陈潇忻林初城宋雪梅曾毅常程康上海应用技术大学材料科学与工程学院上海200235 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 江苏大学材料科学与工程学院镇江212013

氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)涂层是应用广泛的热障涂层材料。为了更好地研究各种因素对热障涂层热导率的影响,使用压制烧结的方法制备基本致密的氧化锆陶瓷,研究相组成和晶粒大小对热导率的定量影响。在不同的烧成制度下制备出不同晶... 详细信息

氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)涂层是应用广泛的热障涂层材料。为了更好地研究各种因素对热障涂层热导率的影响,使用压制烧结的方法制备基本致密的氧化锆陶瓷,研究相组成和晶粒大小对热导率的定量影响。在不同的烧成制度下制备出不同晶粒大小的氧化锆陶瓷。用电子背散射衍射(EBSD)图像研究氧化锆陶瓷材料的相组成以及晶界的分布情况。综合有限元模拟的方法以及傅立叶传导方程,计算出四方相和晶界的热导率分别为2.65 W/(m·K)和1.54 W/(m·K)。研究表明,四方相的热导率比氧化锆陶瓷的热导率高,而晶界的热导率比氧化锆陶瓷的低。

关键词：氧化锆陶瓷四方相晶界热导率

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氧化锆陶瓷微尺度磨削表面质量试验研究

东北大学学报（自然科学版） 2022年第1期43卷 83-88页

作者：周云光田川川马廉洁毕长波东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

为提高氧化锆陶瓷零件微细加工过程中的加工表面质量,改善氧化锆陶瓷零件的使用寿命,采用0.9 mm磨头直径、500#磨粒的微磨棒对氧化锆陶瓷进行微尺度磨削三因素五水平正交试验.首先通过极差和方差分析,研究了磨削参数影响氧化锆陶瓷表面... 详细信息

为提高氧化锆陶瓷零件微细加工过程中的加工表面质量,改善氧化锆陶瓷零件的使用寿命,采用0.9 mm磨头直径、500#磨粒的微磨棒对氧化锆陶瓷进行微尺度磨削三因素五水平正交试验.首先通过极差和方差分析,研究了磨削参数影响氧化锆陶瓷表面质量主次因素;其次优化出获得较低表面粗糙度值的工艺参数组合;最后通过单因素试验研究氧化锆陶瓷磨削表面粗糙度随磨削参数的变化规律.结果表明,磨削参数对表面粗糙度影响顺序依次为:磨削深度、进给速度、主轴转速;当主轴转速v_(s)=40000 r/min,进给速度v_(w)=20μm/s,磨削深度a_(p)=3μm时,表面粗糙度最小;表面粗糙度随主轴转速增大呈先下降后上升的趋势,随进给速度和磨削深度的增大而增大.

关键词：微磨削氧化锆陶瓷磨削参数表面粗糙度磨削表面质量

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氧化锆陶瓷与不锈钢钎焊的研究

西安交通大学学报 1995年第2期29卷 85-89页

作者：浩宏奇金志浩王笑天西安交通大学材料科学与工程学院陕西西安

采用Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ活性钎料，研究了氧化锆陶瓷与ＩＣｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢的钎焊，探讨了软性中间层Ｃｕ对接头强度的影响规律，分析了陶瓷与钎料的界面反应，结果表明：陶瓷与钎料间存在一明显反应层，厚度约为４．４μｍ，反应... 详细信息

采用Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ活性钎料，研究了氧化锆陶瓷与ＩＣｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢的钎焊，探讨了软性中间层Ｃｕ对接头强度的影响规律，分析了陶瓷与钎料的界面反应，结果表明：陶瓷与钎料间存在一明显反应层，厚度约为４．４μｍ，反应产物为δ－ＴｉＯ和γ－ＡｓＴｉ３，并按ＺｒＯ２／δ－ＴｉＯ／δ－ＴｉＯ＋γ－ＡｇＴｉ３／γ－ＡｇＴｉ３／Ａｇ－Ｃｕ呈层状过渡分布，中间层Ｃｕ对陶瓷与不锈钢钎焊接头强度有很大的影响，当厚度合适时，Ｃｕ通过蠕变或屈服机制显著降低了接头残余应力，提高了接头强度；太薄或太厚的中间层对接头强度的改善作用不大。

关键词：氧化锆陶瓷不锈钢钎焊中间层

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氧化锆陶瓷大抛光模磁流变抛光试验研究

表面技术 2018年第7期47卷 28-34页

作者：郭美键罗虎王长兵尹韶辉陈逢军郭源帆湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心长沙410082 湖南长步道光学科技有限公司长沙410202

目的研发一种高效、高质量氧化锆陶瓷超光滑表面加工技术。方法采用大抛光模磁流变抛光方式加工氧化锆陶瓷,利用自主研发的磁流变平面抛光装置,配制含有金刚石磨粒的磁流变抛光液,通过设计单因素实验,研究抛光时间、工作间隙、工件转速... 详细信息

目的研发一种高效、高质量氧化锆陶瓷超光滑表面加工技术。方法采用大抛光模磁流变抛光方式加工氧化锆陶瓷,利用自主研发的磁流变平面抛光装置,配制含有金刚石磨粒的磁流变抛光液,通过设计单因素实验,研究抛光时间、工作间隙、工件转速和抛光槽转速等主要工艺参数对氧化锆陶瓷平面磁流变加工性能的影响,并对材料去除率和表面粗糙度进行分析。结果在工作间隙为1.4 mm、工件转速为100 r/min、抛光槽转速为25 r/min的工艺条件下,表面粗糙度在达到饱和之前随时间的增加而降低。抛光30 min达到饱和,表面粗糙度Ra达到0.7 nm。继续延长抛光时间,表面粗糙度不再改善。氧化锆陶瓷的材料去除率随着工件转速和抛光槽转速的增加而增大,随着工作间隙的增大而减小。当工件转速为300 r/min时,材料去除率可以达到1.03 mg/min;抛光槽转速为25 r/min时,材料去除率可以达到0.80 mg/min;工作间隙为1.0 mm时,材料去除率最高可达0.77 mg/min。结论采用大抛光模磁流变抛光方法可以提高氧化锆陶瓷的材料去除率,同时获得纳米级表面粗糙度,实现氧化锆陶瓷的高效超光滑表面加工。

关键词：氧化锆陶瓷大抛光模磁流变抛光材料去除率表面质量超光滑表面

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氧化锆陶瓷旋转超声加工脆塑转变特性研究

表面技术 2020年第4期49卷 90-97页

作者：杨宇辉陈海彬马文举赵恒隆志力东莞理工学院机械工程学院广东东莞523808 哈尔滨工业大学(深圳)机电学院广东深圳518055 河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

目的揭示旋转超声振动对硬脆材料脆塑转变特性及工艺参数对材料脆塑转变临界切削深度的影响规律。方法以氧化锆陶瓷为研究对象,在硬脆材料压痕断裂试验基础上,从理论上分析了超声振动加工硬脆材料脆塑转变的临界条件,并进行了纵向振动... 详细信息

目的揭示旋转超声振动对硬脆材料脆塑转变特性及工艺参数对材料脆塑转变临界切削深度的影响规律。方法以氧化锆陶瓷为研究对象,在硬脆材料压痕断裂试验基础上,从理论上分析了超声振动加工硬脆材料脆塑转变的临界条件,并进行了纵向振动及纵扭共振形式的旋转超声振动划痕与普通划痕对比试验。结果在相同试验条件下,超声振动划痕较普通划痕有较高的材料脆塑转变临界切削深度。适当地增大超声能量,纵扭共振比纵向振动具有更大的脆塑转变临界切削深度值;而随着进给速度的增大,纵向振动比纵扭共振具有更大的材料脆塑转变临界切削深度。结论通过不同划痕条件的对比,超声振动能有效提高氧化锆陶瓷的脆塑转变临界切削深度,增大塑性域加工范围,提高材料表面加工质量,验证了理论分析的正确性。

关键词：氧化锆陶瓷旋转超声加工脆塑转变临界切削深度塑性域

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氧化锆陶瓷表面硅锂喷涂层的摩擦磨损性能

北京大学学报（医学版） 2023年第1期55卷 94-100页

作者：李伟伟陈虎王勇孙玉春北京大学口腔医学院·口腔医院口腔医学数字化研究中心口腔修复教研室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心口腔数字医学北京市重点实验室国家卫生健康委口腔医学计算机应用工程技术研究中心北京100081

目的:研究氧化锆陶瓷表面硅锂喷涂层的微观形貌和摩擦磨损性能,初步评估其美观效果,为其临床应用提供指导和支持。方法:将氧化锆陶瓷试样随机分为三组:涂层组(有2个亚组)、抛光组(有2个亚组)和上釉组(有4个亚组),每个亚组10个样本。涂... 详细信息

目的:研究氧化锆陶瓷表面硅锂喷涂层的微观形貌和摩擦磨损性能,初步评估其美观效果,为其临床应用提供指导和支持。方法:将氧化锆陶瓷试样随机分为三组:涂层组(有2个亚组)、抛光组(有2个亚组)和上釉组(有4个亚组),每个亚组10个样本。涂层组的两个亚组是对未处理和初步抛光的氧化锆陶瓷表面分别喷涂硅锂喷涂层;抛光组的两个亚组分别是氧化锆陶瓷表面初步抛光和精细抛光;上釉组的4个亚组分别是对初步抛光的氧化锆陶瓷表面分别上Biomic釉和Stain/Glaze釉,未处理的氧化锆陶瓷表面分别上Biomic釉和Stain/Glaze釉。对磨物选用滑石瓷球,与上述8个亚组的氧化锆陶瓷试样构成摩擦副。应用扫描电镜观测涂层组表面和断面的微观形貌,测量涂层和釉层的厚度;应用激光三维形貌显微镜测量涂层组和抛光组表面的线粗糙度;应用显微硬度计测量各组的维氏硬度。制作氧化锆陶瓷全冠,初步评价硅锂喷涂层的美观效果。应用口腔咀嚼模拟试验机,在50 N垂直载荷及人工唾液润滑下进行50000次咀嚼循环的摩擦磨损试验。应用白光干涉仪,测量滑石瓷球磨斑的宽度并计算其磨损深度;测量氧化锆陶瓷试件磨斑的最大深度和体积,计算磨损率。应用Kruskal-Wallis非参数检验和Dunn’s多重检验分析各组的磨损深度,检验水准α=0.05。结果:氧化锆陶瓷表面未处理和初步抛光后形成的两种硅锂喷涂层微观形貌均有突起缺陷,两者的线粗糙度均大于抛光组。氧化锆陶瓷表面初步抛光后形成的硅锂喷涂层厚度中位数为13.0μm[四分位距(interquartile range,IQR):11.6,17.9],氧化锆陶瓷表面未处理形成的硅锂喷涂层厚度中位数为4.4μm(IQR:4.1,4.7)。涂层组的维氏硬度值和磨损率均介于抛光组和上釉组之间。对磨的滑石瓷球磨斑深度由大到小依次是上釉组、涂层组和抛光组,上釉组和抛光组的滑石瓷球磨损深度差异有统计学意义(P氧化锆陶瓷试件磨斑的最大深度和体积由大到小依次是上釉组、涂层组和抛光组,上釉组和抛光组的氧化锆陶瓷试件的磨损深度差异有统计学意义(P氧化锆陶瓷表面硅锂喷涂层与抛光处理相比,增加了氧化锆陶瓷表面美观;与上釉处理相比,减少了对磨的滑石瓷球的磨损,可以作为一种氧化锆陶瓷表面处理的新方法。

关键词：氧化锆陶瓷表面处理硅锂喷涂层摩擦磨损

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