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金属陶瓷的干式放电磨削表面粗糙度预测模型

机械工程学报 2022年第11期58卷 308-320页

作者：鲁艳军孙佳劲伍晓宇关伟锋莫睿牛立群深圳大学机电与控制工程学院深圳518060

金属陶瓷兼具金属和陶瓷的耐高温、耐腐蚀等优良特性,被应用于各类飞行器外壳、发动机喷口等高端零部件,提出采用环保洁净的干式放电磨削工艺对金属陶瓷进行高效精密加工。研究了金属陶瓷放电磨削过程中单颗磨粒切削深度和放电坑深度与... 详细信息

金属陶瓷兼具金属和陶瓷的耐高温、耐腐蚀等优良特性,被应用于各类飞行器外壳、发动机喷口等高端零部件,提出采用环保洁净的干式放电磨削工艺对金属陶瓷进行高效精密加工。研究了金属陶瓷放电磨削过程中单颗磨粒切削深度和放电坑深度与放电磨削工艺参数之间的关系,构建了干式放电磨削工艺参数与磨削表面粗糙度的数学模型,系统研究了砂轮转速、进给速度和磨削深度等磨削工艺参数与开路电压、脉冲宽度和脉冲间隔等脉冲放电工艺参数对金属陶瓷磨削表面质量的影响。结果表明:当磨削深度a_(p)小于磨粒出刃高度h_(g)时,轴向放电磨削表面粗糙度与磨削深度、脉冲间隔等参数无直接关系,随进给速度、开路电压和脉冲宽度的增加而增大,随砂轮转速的增加而减少。与干式放电磨削表面粗糙度的实验测量值相比,建立的数学理论模型能够有效预测其表面粗糙度,预测的最小误差为0.39%,平均误差为6.55%。当开路电压小于30 V(即单颗磨粒切削深度f_(g)大于放电坑有效去除深度h_(c))时,金属陶瓷材料表面去除形式以磨粒机械划擦为主;反之,其材料表面以电火花放电蚀除为主。

关键词：放电磨削磨削工艺表面粗糙度电火花放电金属陶瓷

金属陶瓷表面硬质涂层的制备及其与基体结合强度研究现状

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机械工程材料 2023年第7期47卷 1-6,36页

作者：周琼杜俊龙张而耕黄彪梁丹丹陈强上海应用技术大学上海物理气相沉积超硬涂层及装备工程技术研究中心上海201418

金属陶瓷因既具备金属材料优异的强度、高温导热性和热稳定性,又具备陶瓷材料的耐高温、耐腐蚀等特性而广泛用于制造切削刀具。金属陶瓷耐磨性和硬度不足的问题限制了其应用范围,在其表面制备硬质涂层可以解决这一问题,但是涂层的结合... 详细信息

金属陶瓷因既具备金属材料优异的强度、高温导热性和热稳定性,又具备陶瓷材料的耐高温、耐腐蚀等特性而广泛用于制造切削刀具。金属陶瓷耐磨性和硬度不足的问题限制了其应用范围,在其表面制备硬质涂层可以解决这一问题,但是涂层的结合强度弱,易剥落。介绍了硬质涂层的制备方法、涂层与基体结合强度的影响因素,阐述了提高硬质涂层结合强度的方法,最后对金属陶瓷表面硬质涂层的制备技术及结合强度的提高进行了展望。

关键词：金属陶瓷硬质涂层制备方法结合强度

w(Fe)/w(Ni)对Mo_(2)FeB_(2)基金属陶瓷的影响

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东北大学学报（自然科学版） 2023年第9期44卷 1269-1278页

作者：刘俊汝张国华周国治北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

以MoB,Fe,Ni,Cr粉末为原料,采用真空液相烧结工艺制备了不同w(Fe)/w(Ni)(10∶0,7∶3,5∶5,3∶7)的Mo_(2)FeB_(2)基金属陶瓷,并研究了w(Fe)/w(Ni)对金属陶瓷相组成、微观组织和力学性能的影响.结果表明,不同w(Fe)/w(Ni)的硼化物基金属陶... 详细信息

以MoB,Fe,Ni,Cr粉末为原料,采用真空液相烧结工艺制备了不同w(Fe)/w(Ni)(10∶0,7∶3,5∶5,3∶7)的Mo_(2)FeB_(2)基金属陶瓷,并研究了w(Fe)/w(Ni)对金属陶瓷相组成、微观组织和力学性能的影响.结果表明,不同w(Fe)/w(Ni)的硼化物基金属陶瓷的硬质相和黏结相的相组成不同.其中当w(Fe)/w(Ni)=3∶7时,硬质相是由Mo 2NiB 2和Mo_(2)FeB_(2)组成的;而当w(Fe)/w(Ni)为其他比值时,硬质相则均为Mo_(2)FeB_(2).当烧结温度为1350℃时,金属陶瓷的微观结构组织均匀,孔隙最少;随着烧结温度继续升高,硬质相颗粒发生团聚从而导致组织不均匀,因此性能也随之降低.经1350℃2 h烧结,得到的金属陶瓷(w(Fe)/w(Ni)=10∶0)的硬度和抗弯强度均达到最大值,分别为82.1 HRA和1498.7 MPa.同时,通过断口形貌分析可知,大量的韧窝和丰富的撕裂棱与金属陶瓷抗弯强度的提高密切相关.

关键词： w(Fe)/w(Ni) 金属陶瓷微观结构硬度抗弯强度

金属陶瓷层状复合材料制备工艺与失效机制研究进展

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航空材料学报 2020年第6期40卷 33-44页

作者：张振周玖周婕朱军王安哲周琦南京工程学院材料科学与工程学院南京211167 江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室南京211167 南京理工大学材料科学与工程学院南京210094

由仿生贝壳独特的“砖+泥”结构制备的金属陶瓷层状复合材料已被证明具有良好的强度和韧性,逐渐成为国内外学者的研究重点。本文综述Al基、Ti基、Ni基及其他常见金属陶瓷层状复合材料的研究现状,并着重介绍了制备方法、工艺特点和工艺流... 详细信息

由仿生贝壳独特的“砖+泥”结构制备的金属陶瓷层状复合材料已被证明具有良好的强度和韧性,逐渐成为国内外学者的研究重点。本文综述Al基、Ti基、Ni基及其他常见金属陶瓷层状复合材料的研究现状,并着重介绍了制备方法、工艺特点和工艺流程;归纳总结金属陶瓷层状复合材料常见的裂纹偏转、多重裂纹扩展和裂纹桥接等形式失效破坏模式,控制界面反应和改善界面润湿性可提高金属陶瓷层状复合材料的界面结合强度。优化制备工艺和掌握破坏机理是实现金属陶瓷层状复合材料工程化应用的基础,将计算科学引入对金属/陶瓷界面和损伤机制的研究是实现整个制备过程可操控性的有效途径,实现产品的大尺寸化和形状多样化是其大规模应用化推广的关键。

关键词：金属陶瓷层状复合材料制备工艺界面强度失效机制

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金属陶瓷复合材料3D打印工艺研究

金属陶瓷复合材料3D打印工艺研究

作者：马具彪北京化工大学

学位级别：硕士

金属陶瓷复合材料兼具金属与陶瓷的优势,融合金属的坚韧和抗弯性能以及陶瓷的耐热和抗氧化特性,应用领域十分广泛。3D打印技术,基于数字模型文件,使用打印成型设备再逐层进行打印,最终完成目标产品。传统基于激光烧结原理的金属打印设... 详细信息

金属陶瓷复合材料兼具金属与陶瓷的优势,融合金属的坚韧和抗弯性能以及陶瓷的耐热和抗氧化特性,应用领域十分广泛。3D打印技术,基于数字模型文件,使用打印成型设备再逐层进行打印,最终完成目标产品。传统基于激光烧结原理的金属打印设备价格昂贵、耗材成本高,且受限于金属材料。浆料直写打印设备具有结构简单、成本低、且在成型过程中无需预热等诸多优势。鉴于金属陶瓷复合材料广阔的应用前景,本文将从以下三个方面开展研究:打印装置的搭建与改进、金属陶瓷复合材料浆料的制备、脱脂以及烧结工艺等。主要研究内容和结论如下:(1)基于浆料直写3D打印成型原理,确定了材料挤出驱动方式和设备运动方式,设计并搭建了金属陶瓷浆料直写打印实验平台,并对可打印性进行了测试,实现了常温下、低成本打印金属陶瓷复合材料;(2)深入研究金属陶瓷直写3D打印成型工艺,经过试验对比得到最适合打印的金属陶瓷浆料,得到最佳的配比为95:5时,密度为3.1523g/cm,粘度为134.37pa.s,并利用正交试验进一步探究打印参数对成型尺寸及质量的影响,得到金属陶瓷浆料最佳成型工艺参数:喷头孔径为0.41mm,挤出压力为0.5MPa,打印速度为20mm/s、打印层高为0.37mm及热床温度为60℃;(3)通过对打印坯体的热重分析,探究升温速率以及保温时间对制品脱脂的影响,得到金属陶瓷脱脂工艺的最佳工艺参数:升温速率为5℃/min,从室温升至800℃保温1h;同时通过探究确定烧结工艺的最佳工艺参数:低温阶段升温速率为10℃/min,从室温升至1400℃,高温阶段的升温速率为5℃/min,从1400℃升至2000℃保温2h。

关键词：金属陶瓷增材制造直写成型脱脂烧结

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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金属陶瓷太阳能选择性吸收涂层传热研究

材料导报 2016年第1期30卷 19-26页

作者：庞旭明杨晶歆周剑秋南京工业大学机械与动力工程学院南京211816 南京工业大学能源学院南京211816

在太阳能热利用中,太阳能集热器的传热性能至关重要。主要综述了太阳能光谱选择性吸收涂层有效导热系数的理论预测方法、材料制备方法以及实验测量导热系数的方法。对比了多种方法,简要分析了各种方法的优缺点,强调了界面接触热阻在复... 详细信息

在太阳能热利用中,太阳能集热器的传热性能至关重要。主要综述了太阳能光谱选择性吸收涂层有效导热系数的理论预测方法、材料制备方法以及实验测量导热系数的方法。对比了多种方法,简要分析了各种方法的优缺点,强调了界面接触热阻在复合材料导热中的重要性。最后将理论、制备、实验三者结合,对未来的发展趋势做出了展望。

关键词：金属陶瓷太阳能选择性吸收涂层有效导热系数界面热阻

(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷的烧结致密化过程

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稀有金属材料与工程 2020年第10期49卷 3562-3568页

作者：项忠楠李战江常发戴品强福州大学材料科学与工程学院福建福州350116 福州大学福建福州350116 厦门钨业股份有限公司福违厦门361009 福建工程学院福建福州350118 福建省新材料制备与成形技术重点实验室福建福州350118

研究了(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷材料烧结致密化过程,烧结过程中金属陶瓷的成分、组织结构和性能的变化,初步探讨烧结工艺对成分、组织结构和性能的影响。研究结果表明:(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷致... 详细信息

研究了(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷材料烧结致密化过程,烧结过程中金属陶瓷的成分、组织结构和性能的变化,初步探讨烧结工艺对成分、组织结构和性能的影响。研究结果表明:(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷致密化过程中,合金因烧结而引起的质量损失在液相出现前的固相烧结阶段基本结束;而1340℃以后,由于液相的出现,合金的体积收缩和密度急剧上升。烧结过程中氮含量的变化趋势与合金磁性能的变化趋势一致,金属陶瓷合金成分中氮含量的变化对合金固溶体的形成有显著的影响。在1490℃烧结温度下,(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷的综合力学性能最佳,而通过合适的N2分压烧结工艺,可以实现对(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷强韧性的进一步提升。

关键词：金属陶瓷烧结温度成分组织结构强韧性

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金属陶瓷润湿性影响因素的研究进展

特种铸造及有色合金 2019年第12期39卷 1315-1319页

作者：王宁严红燕李慧梁精龙华北理工大学冶金与能源学院

金属/陶瓷体系的润湿性是决定金属陶瓷性能的重要因素之一。从金属/陶瓷体系润湿性的分类出发,分析了影响体系润湿性的因素。金属/陶瓷体系的润湿情况可分为非反应性润湿和反应性润湿,其中反应性润湿又分为氧化还原润湿和溶解性润湿。... 详细信息

金属/陶瓷体系的润湿性是决定金属陶瓷性能的重要因素之一。从金属/陶瓷体系润湿性的分类出发,分析了影响体系润湿性的因素。金属/陶瓷体系的润湿情况可分为非反应性润湿和反应性润湿,其中反应性润湿又分为氧化还原润湿和溶解性润湿。影响金属/陶瓷体系润湿性的因素主要有陶瓷基体的表面粗糙度和晶粒取向、保护气氛、合金元素含量、保温温度和陶瓷基体处理方法等。

关键词：金属陶瓷润湿性接触角

烧结温度对(Ti,W,Mo,Nb)(C,N)-(Co,Ni)金属陶瓷组织结构和性能的影响

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稀有金属材料与工程 2021年第4期50卷 1179-1186页

作者：项忠楠李战江黄水根常发戴品强福州大学材料科学与工程学院福建福州350116 福建工程学院材料科学与工程学院福建福州350118 福建省新材料制备与成形技术重点实验室福建福州350118 鲁汶大学材料工程系比利时布鲁塞尔1000

以(Ti,W,Mo,Nb)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷材料为研究对象,研究烧结温度对金属陶瓷的成分、微观组织和力学性能的影响,初步探讨成分、微观组织与材料强度的关系。结果表明:烧结温度对(Ti,W,Mo,Nb)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷组织特征有显著... 详细信息

以(Ti,W,Mo,Nb)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷材料为研究对象,研究烧结温度对金属陶瓷的成分、微观组织和力学性能的影响,初步探讨成分、微观组织与材料强度的关系。结果表明:烧结温度对(Ti,W,Mo,Nb)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷组织特征有显著的影响;合金的总碳含量随着烧结温度的提高而降低,当烧结温度达到1490℃时,合金总碳的急剧降低,导致合金组织中出现脱碳相(η相),从而使得合金的硬度(HV_(30))、断裂韧性(K_(IC))和抗弯强度(TRS)降低;1470℃烧结温度下,(Ti,W,Mo,Nb)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷合金的HV_(30)、K_(IC)和TRS的匹配最佳,在实际应用工况下的综合切削性能最优。

关键词：金属陶瓷烧结温度显微组织硬度机加工