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中国陶瓷 2019年第10期55卷 24-29,34页

作者：陈辉邓勇军姚勇黄雪刚唐群轶西南科技大学土木工程与建筑学院绵阳621000 工程材料与结构四川省重点实验室绵阳621000 中国空气动力学研究开发中心超高速空气动力学研究所绵阳621000

采用超重力燃烧工艺制备了tib2基陶瓷复合材料,用阿基米德排水法测得其体积密度为4.72 g/cm^3。通过微观结构分析,发现陶瓷颗粒间存在许多小于3μm的微孔洞且分布不均匀。在加载速率为0.5 mm/min的准静态条件下进行单轴抗压试验,以Weib... 详细信息

采用超重力燃烧工艺制备了tib2基陶瓷复合材料,用阿基米德排水法测得其体积密度为4.72 g/cm^3。通过微观结构分析,发现陶瓷颗粒间存在许多小于3μm的微孔洞且分布不均匀。在加载速率为0.5 mm/min的准静态条件下进行单轴抗压试验,以Weibull分布为假设分布,对测得的强度数据用数理统计的方法进行分析。经过Kolmogorov非参数检验,得出该陶瓷复合材料的准静态单轴抗压强度分布规律可以用模数系数为3.04834,最小抗压强度为0 MPa的两参数Weibull分布表征,预测了其平均强度为530 MPa。

关键词： tib2基陶瓷复合材料超重力燃烧准静态 Weibull分布

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激光诱导氧化辅助微细铣削tib2基陶瓷复合材料试验研究

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工具技术 2019年第7期53卷 8-13页

作者：王茂赵国龙何宁夏宏军李亮南京航空航天大学

陶瓷复合材料具有高硬度、高弹性模量、耐磨、抗化学腐蚀等诸多优异性能,在航空航天、微电子、汽车、切削刀具和生物医学等领域具有广泛应用前景,但其微细铣削加工中存在铣削力高、刀具磨损严重等问题。本文提出了一种激光诱导氧化辅助... 详细信息

陶瓷复合材料具有高硬度、高弹性模量、耐磨、抗化学腐蚀等诸多优异性能,在航空航天、微电子、汽车、切削刀具和生物医学等领域具有广泛应用前景,但其微细铣削加工中存在铣削力高、刀具磨损严重等问题。本文提出了一种激光诱导氧化辅助微细铣削的复合加工方法,并用该方法制备了tib2基陶瓷复合材料微结构。在激光辐照下,tib2基陶瓷复合材料氧化生成具有一定厚度的、疏松易去除的氧化层;在此基础上,利用微细铣削工艺依次去除氧化层、热影响层和少量基体材料,以获得高加工效率和加工质量。主要研究了铣削深度和每齿进给量对铣削力和表面粗糙度的影响规律,结果表明,随着铣削深度和每齿进给量的增大,铣削力逐渐增大;在铣削深度为2μm、每齿进给量为0.3μm/z时,已加工表面粗糙度最小,Sa为0.06μm;随着铣削深度和每齿进给量的增大,材料去除方式先后经历弹性滑动摩擦、延性模式和脆性模式三个阶段。

关键词： tib2基陶瓷复合材料激光诱导氧化微细铣削延性域铣削复合工艺

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激光诱导可控氧化辅助微细铣削陶瓷材料的基础研究

激光诱导可控氧化辅助微细铣削陶瓷材料的基础研究

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作者：王茂南京航空航天大学

学位级别：硕士

陶瓷材料具有高硬度、高强度、低密度、低膨胀系数、耐磨损、抗化学腐蚀等优异性能,因而被广泛应用于航空航天、微电子、能源、切削刀具和生物医学等领域。然而,陶瓷材料是典型的难加工材料,在微细铣削加工中存在刀具磨损严重、加工效... 详细信息

陶瓷材料具有高硬度、高强度、低密度、低膨胀系数、耐磨损、抗化学腐蚀等优异性能,因而被广泛应用于航空航天、微电子、能源、切削刀具和生物医学等领域。然而,陶瓷材料是典型的难加工材料,在微细铣削加工中存在刀具磨损严重、加工效率低、加工质量差等问题。为了解决上述问题,本文提出了激光诱导可控氧化辅助微细铣削陶瓷材料的复合加工方法,并进行了相关试验研究。主要工作内容与结论如下:(1)在tib基陶瓷复合材料氧化反应热力学分析的基础上,进行了激光诱导氧化试验,利用低功率脉冲激光辐照陶瓷材料,诱导其发生微区氧化,生成疏松多孔的氧化层;研究了激光平均功率、扫描速度和辅助气体对氧化层和亚表层的形貌特征、物相组成、厚度和硬度的影响规律。结果表明,提高激光平均功率、降低扫描速度、辅助通氧都可以促进氧化反应的进行;在富氧环境中,当激光平均功率为5W、扫描速度为1mm/s时,氧化效果最佳,氧化层和亚表层的厚度分别为51μm和15μm。(2)进行了激光诱导可控氧化辅助微细铣削陶瓷复合材料试验,研究了每齿进给量和铣削深度对铣削力、加工表面形貌、表面粗糙度和刀具磨损的影响规律,揭示了陶瓷材料的延性去除机理。结果表明,铣削力随每齿进给量和铣削深度的增大而逐渐增大;当切削速度为31.4m/min、铣削深度为2μm、每齿进给量为0.3μm/z时,陶瓷材料可以实现延性去除,表面粗糙度Ra为46nm,Sa为60nm;刀具主要磨损形式是后刀面磨损和金刚石涂层剥落。(3)制定了陶瓷复合材料微结构的激光诱导可控氧化辅助微细铣削工艺方案,成功制备了宽度为0.5mm、深宽比为2的微槽结构,并进行了复合加工与常规微细铣削加工对比试验。结果表明,复合加工工艺中铣削力随材料去除量的增加而缓慢增大;在常规微细铣削中,铣削力随材料去除量的增加而急剧增大,当加工深度到达0.114mm时,发生了刀具折断;利用复合加工方法制备的微槽在轮廓精度、边缘缺陷尺寸、槽底表面质量等方面均优于利用常规微细铣削工艺制备的微槽;与常规微细铣削工艺相比,复合加工工艺成功地将加工效率提升了105%。

关键词： tib2基陶瓷复合材料激光诱导氧化微细铣削复合工艺高深宽比微结构

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