导读:本文包含了纳米复合陶瓷刀具论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:石墨烯纳米片,增韧补强,陶瓷刀具,力学性能
纳米复合陶瓷刀具论文文献综述
孟祥龙,衣明东,肖光春,陈照强,许崇海[1]（2019）在《石墨烯纳米片增韧Al_2O_3基纳米复合陶瓷刀具材料》一文中研究指出以石墨烯纳米片作为增强相,采用热压烧结工艺制备石墨烯纳米片增韧Al_2O_3基纳米复合陶瓷刀具材料。进行石墨烯纳米片分散实验,研究石墨烯纳米片添加量对刀具材料断裂韧度、抗弯强度和硬度的影响,观察其微观结构和形貌。结果表明:聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为石墨烯纳米片的优选分散剂,当PVP添加量为石墨烯纳米片质量的60%时,分散效果最佳;当石墨烯纳米片添加量为0.75%(体积分数)时,刀具材料的断裂韧度和抗弯强度分别达到7.1MPa·m~(1/2)和663MPa,与未添加石墨烯纳米片的组分相比分别提高了31%和15%;石墨烯纳米片呈卷曲状结构弥散分布于基体材料中,其增韧机理为石墨烯纳米片拉断、拔出和裂纹偏转。与未添加石墨烯的刀具相比,添加石墨烯纳米片的刀具的主切削力、切削温度和前刀面摩擦因数明显降低,表现出良好的减摩、耐磨性。(本文来源于《材料工程》期刊2019年01期）
肖光春,张衍路,许崇海,孟祥龙[2]（2018）在《石墨烯增韧Al_2O_3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷刀具材料的制备及其微观结构分析》一文中研究指出采用热压烧结工艺制备了石墨烯增韧Al_2O_3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷刀具材料,测试了石墨烯垂直于(VHPD)和平行于热压方向(PHPD)上的力学性能,研究了石墨烯取向对其力学性能和微观结构的影响。测试结果表明石墨烯具有明显的增韧补强作用,石墨烯的取向对刀具材料的抗弯强度具有明显的各向异性。当石墨烯含量为0.75 vol%时,VHPD方向上的抗弯强度达到667 MPa,较未添加石墨烯的组分提高了16%;PHPD方向的抗弯强度为575 MPa,断裂韧性达到7.1 MPa·m1/2。采用扫面电子显微镜(SEM)对材料进行了微观结构分析,结果表明石墨烯拉断和拔出是其主要增韧形式。石墨烯在基体材料中具有明显取向特征,石墨烯片层之间相互平行,且垂直于热压方向。(本文来源于《齐鲁工业大学学报》期刊2018年02期）
王东,赵军,曹岩,薛超[3]（2018）在《微纳米复合陶瓷刀具材料计算机辅助设计和制备》一文中研究指出为了解决陶瓷刀具材料半经验法设计中存在的盲目性问题,拟在微观尺度上对陶瓷刀具材料性能进行有限元预测,阐明材料微观结构和宏观性能的定量关系,从而为高寿命刀具设计提供理论依据。本研究采用理论分析、数值模拟和试验相结合的研究手段,基于Voronoi法和随机法建立了考虑陶瓷刀具材料微观结构随机性的参数化模型;结合刀具材料微观结构模型和性能测试试验,进行性能测试过程有限元仿真,求解了刀具抗弯强度、断裂韧性和硬度;初步设计不同参数的刀具微观结构模型,计算其力学性能,以综合性能最优为目标,确定了最佳的微观结构参数,并制备出适合切削超高强度钢的刀具材料。试验结果和设计结果比较吻合,表明提出的陶瓷刀具材料设计方法是可行的。本研究形成的基于性能预测的陶瓷刀具材料微观结构优化设计及制备的基本理论和方法,对于丰富和完善刀具设计理论及提高刀具寿命具有重要的实际意义。(本文来源于《机械工程学报》期刊2018年07期）
孟祥龙[4]（2016）在《石墨烯增韧Al_2O_3基纳米复合陶瓷刀具研制及其切削性能研究》一文中研究指出本文根据金属切削陶瓷刀具在实际切削过程中的工况条件,以提高陶瓷刀具材料的综合力学性能为目的,针对目前陶瓷刀具材料,特别是Al_2O_3基陶瓷刀具材料“硬而脆”的问题,将石墨烯作为增强相引入Al_2O_3基陶瓷刀具材料中,制备了石墨烯增韧Al_2O_3纳米复合陶瓷刀具材料(GA)和石墨烯增韧Al_2O_3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷刀具材料(GATCN);研究了石墨烯及纳米粉体的分散特性;石墨烯含量对其复合陶瓷刀具材料力学性能的影响;研究了GATCN纳米复合陶瓷刀具材料的切削性能。采用沉淀体积测量法选定了石墨烯、Al_2O_3和Ti(C,N)粉体的分散剂种类,并获得了Al_2O_3和Ti(C,N)的分散剂的具体使用量;在沉淀体积测量法的基础上,采用紫外可见分光光度法对石墨烯的分散剂及其用量进行了定量研究;采用透射电子显微镜(TEM)与激光共聚拉曼光谱仪(Ramam Spectrum)对比观察了各种粉体的分散效果。结果表明:Al_2O_3和Ti(C,N)的分散剂选用聚乙二醇(PEG-4000型),最佳用量分别为所分散粉体质量的2%和1%;石墨烯的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP),用量为石墨烯质量的60%。利用真空热压烧结工艺制备了GA、Al_2O_3/Ti(C,N)(ATCN)和GATCN纳米复合陶瓷刀具材料;优化了ATCN纳米复合陶瓷刀具材料的组分,并对其力学性能进行了测试;考虑到石墨烯是一种二维片状材料,对GA和GATCN纳米复合陶瓷刀具材料分别在垂直于热压方向(VHPD)与平行于热压方向(PHPD)上进行了力学性能的测试,测试发现石墨烯的含量对GA和GATCN纳米复合陶瓷刀具材料的力学性能具有显着影响。试验结果表明:当Ti(C,N)含量为15vol%时,ATCN纳米复合陶瓷刀具材料具有最佳的综合力学性能,其断裂韧性、抗弯强度和硬度分别达到了:5.6MPa·m1/2、561MPa和19GPa;对于GA纳米复合陶瓷刀具材料,石墨烯的增韧效果明显,断裂韧性与抗弯强度的各向异性现象明显,VHPD面上的数值均大于PHPD面上的数值。当石墨烯含量为0.75vol%时,其断裂韧性、抗弯强度和硬度分别为6.2MPa·m1/2、461MPa和16.8GPa,其断裂韧性和抗弯强度较未添加石墨烯组分均提高了59%;对于GATCN纳米复合陶瓷刀具材料,当石墨烯含量为0.75vol%时,其断裂韧性、抗弯强度和硬度分别为7.1MPa·m1/2、663MPa和19.2GPa,其断裂韧性和抗弯强度较未添加石墨烯组分提高了31%和15%;对于各向异性,在GA纳米复合陶瓷刀具材料中,VHPD面上的断裂韧性和抗弯强度较PHPD面上的数值分别提高了38%和39%。在GATCN纳米复合陶瓷刀具材料中,VHPD面上的抗弯强度较PHPD面上的数值提高了15%。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了材料断面与表面的微观结构;通过计算能量释放率解释了GA纳米复合陶瓷刀具材料压痕裂纹在VHPD和PHPD面上的长度变化。观察结果表明:石墨烯片层之间相互平行且垂直于热压方向;石墨烯的增韧机理为石墨烯拔出、石墨烯桥接与石墨烯拉断。选取综合力学性能最优的添加0.75vol%石墨烯的GATCN纳米复合陶瓷刀具材料制成刀具,对45钢进行了切削试验。研究了石墨烯对切削性能的影响;不同切削速度、进给量和背吃刀量对GATCN纳米复合陶瓷刀具寿命后刀面磨损量、表面粗糙度的影响;分析了GATCN纳米复合陶瓷刀具的主要磨损形式和减摩机理。试验结果表明:石墨烯的加入可增大刀具的切削距离、获得更好的表面粗糙度和更低的前刀面摩擦系数;当切削速度为160m/min、背吃刀量为0.1mm和进给量为0.102mm/r时,GATCN纳米复合陶瓷刀具的最大切削距离为6500m,已加工表面粗糙度约为1.2μm;其主要磨损形式为粘结磨损和磨粒磨损,并伴有轻微的沟槽磨损;具有取向特性的石墨烯在刀具的前后刀面均可起一定的减摩作用。(本文来源于《齐鲁工业大学》期刊2016-06-02）
郑光明,赵军,程祥,徐汝锋,李丽[5]（2016）在《梯度微纳米复合陶瓷刀具材料的力学性能和微观结构》一文中研究指出针对高速切削航空难加工材料镍基高温合金时对高性能刀具的迫切需求,采用热压烧结工艺,制备sialon梯度微纳米复合陶瓷刀具材料,研究烧结温度、保温时间、梯度层数对刀具材料力学性能及显微组织的影响。利用X射线衍射仪分析材料的物相组成,通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜对微观形貌进行分析。结果表明:在1750℃烧结、压力35 MPa、保温60 min的条件下,成功合成了β-sialon。具有7层梯度结构的刀具材料在此工艺条件下可获得最优的力学性能:抗弯强度σf=840 MPa,表层维氏硬度HV为17.32 GPa,表层断裂韧性K_(IC)=8.96 MPa×m~(1/2),表层残余应力σ_r=-423 MPa,满足刀具材料的使用要求。微纳米颗粒的同时加入和合理的梯度结构是获得较高力学性能的主要原因。(本文来源于《中国有色金属学报》期刊2016年04期）
王东,赵军[6]（2015）在《基于Voronoi法和随机法的微纳米复合陶瓷刀具材料微观结构建模》一文中研究指出为了表征微纳米复合陶瓷刀具材料微观结构随机性特征,提出一种基于Voronoi法和随机法构建材料微观结构模型的方法。首先研究了Vononio法和随机法的建模原理;然后使用Voronoi法构建陶瓷刀具材料的基体微观结构,再使用随机法构建陶瓷刀具材料的增强相和纳米颗粒;最后基于Matlab和VC++平台开发微纳米复合陶瓷刀具材料的微观结构建模软件。结果表明:构建的微纳米复合陶瓷刀具材料微观结构模型能够表征晶粒的平均粒径及其分布、晶粒形心位置分布、增强相的体积分数和纳米相的粒径及体积分数等微观结构参数,反映了材料真实的微观结构。(本文来源于《人工晶体学报》期刊2015年10期）
吕志杰,杨广安,程凯强[7]（2015）在《Si_3N_4基微纳米复合陶瓷刀具的高速切削性能与磨损机理》一文中研究指出在亚微米Si3N4、TiC颗粒中添加纳米Si3N4、SiC颗粒,采用真空热压烧结工艺制备出STS微纳米复合陶瓷刀具,并对比STS刀具及FD-01刀具在PUMA200MA车削中心干切削淬硬40CrNiMo工件的切削性能。利用扫描电子显微镜(SEM)分析刀具前、后刀面的磨损形态,研究STS陶瓷刀具的磨损机理。结果表明:STS微纳米复合刀具材料具有较高的力学性能,抗弯强度达1000MPa,维氏硬度达19.5GPa。高速干切削40CrNiMo工件时,随着切削速度的增大,刀具后刀面磨损随之增大。切削速度越高,STS刀具优势越明显。两种刀具的磨损形态均主要为月牙洼磨损和后刀面磨损,磨损机制主要为磨粒磨损和粘结磨损。(本文来源于《中国有色金属学报》期刊2015年09期）
李福盟[8]（2015）在《Al_2O_3-TiN-CaF_2纳米复合自润滑陶瓷刀具材料的制备及其性能研究》一文中研究指出纳米复合材料具有较高的抗弯强度和断裂韧性,可以作为高切削性能的刀具材料。本文研究制备出纳米级固体润滑剂CaF2,以亚微米级Al203为基体材料,亚微米级TiN为增韧相,纳米级CaF2作为固体润滑剂添加剂通过热压合烧结技术制备出Al2O3-TiN-CaF2纳米复合自润滑陶瓷刀具,并对其标准试样的力学性能及摩擦磨损特性进行测试。论文的研究主要有：(1)在复合陶瓷材料用增韧材料物理化学特性基础,选用最适合产生融合和磨损切削的TiN作为A1203基复合陶瓷材料的增韧相,改善复合陶瓷材料的综合性能,使其更适合高速干切削与高速硬切削。(2)在关于自润滑复合陶瓷刀具用固体润滑剂的研究前提下,对比各种固体润滑剂(CaF2、BaF2、MoS2、软金属Ag/Cu、贵金属Au、Cr、石墨等)的物理性能、化学性能及自润滑性能,本文选择CaF2作为复合陶瓷刀具材料的固体润滑添加剂。(3)基于化学反应合成沉淀粉体方法的深入探究,本文确定以硝酸钙和氟化铵为原料,蒸馏水与无水乙醇的复合溶液为溶剂,聚乙二醇(PEG)6000作为分散剂使用新的制备工艺及方法制备纳米级固体润滑剂CaF2粉体,其单分散性良好,粒径为10nm～20nm。(4)通过多组实验方案确定适合于本课题的原料最优组成体积分数为：亚微米级Al203为62.5%,亚微米TiN为22.5%,纳米级CaF2为10%；各种烧结添加剂：Mo为1%,Ni为3%,MgO为1%；最佳烧结参数烧结压力为32MPa,烧结温度为1550℃,保温保压时间为20分钟；制备出Al2O3-TiN-CaF2纳米复合自润滑陶瓷刀具材料。(5)将烧结后的毛坯按抗弯强度和摩擦磨损测试的要求制备出标准试样。试样其抗弯强度、硬度和断裂韧性分别为615MPa、11.8GPa和3.6MPa-m1/2,摩擦系数为0.3,磨碎率在10-15m3/N·m的量级上。其力学性能与其他自润滑复合刀具材料相似,但其摩擦磨损性能优于其他自润滑复合刀具材料。(6)基于自润滑纳米复合陶瓷刀具与纳米级复合陶瓷刀具力学性能与摩擦磨损特性比较,揭示自润滑复合陶瓷刀具的的增韧机理及减摩机理。(本文来源于《齐鲁工业大学》期刊2015-06-06）
田宪华[9]（2015）在《Si_3N_4/(W,Ti)C/Co梯度纳米复合陶瓷刀具的研制及其切削性能研究》一文中研究指出陶瓷刀具材料具有高的硬度、耐热性、耐磨性和良好的化学稳定性,具有广阔的应用前景。梯度纳米复合是提高陶瓷刀具材料强度和韧性的又一有效手段。本文面向铁基高温合金GH2132的加工,通过物化相容性分析确定了梯度纳米复合陶瓷刀具的材料体系,应用性能预报结果优化了梯度结构,并最终研发成功两种具有优异性能的梯度纳米复合陶瓷刀具材料。通过物理化学相容性分析,确定了梯度纳米复合陶瓷刀具的材料体系：基体相为Si3N4,增强相为(W, Ti)C、Co,烧结助剂采用Y2O3+Al2O3体系。应用层数和层厚比的概念建立了梯度结构。基于叁点弯曲试验、单向拉伸试验的有限元模拟,分别预报了梯度纳米复合陶瓷刀具材料的抗弯强度、断裂韧度以及抗机械冲击性能,并研究了层数和层厚比对梯度材料性能的影响。结果表明,增加层数、减小层厚比有利于提高梯度陶瓷刀具材料的性能。根据设计结果,采用分层粉末铺填和热压烧结技术成功制备了Si3N4/(W, Ti)C类和Si3N4/(W, Ti)C/Co类两种梯度纳米复合刀具材料GSWT52和GSWT52G。通过组分优化,确定了梯度刀具材料每一层组分中增强相的最大添加量,即(W, Ti)C的添加量不超过25vol.%, Co的添加量不超过3vol.%;确定最优纳米Si3N4添加量为微米Si3N4粉末比重的1/3。通过梯度结构的优化,发现5层梯度结构,层厚比为0.2时,材料的综合力学性能最佳。通过烧结工艺优化发现,烧结压力固定为30MPa,当烧结温度为1700℃,保温时间为45min, GSWT52和GSWT52G的综合力学性能同时达到最优。在此烧结工艺下,GSWT52的抗弯强度、表层硬度和断裂韧度可以分别达到1080MPa,17.64GPa和10.9MPa·m1/2;而GSWT52G的叁个力学性能可以分别达到992MPa,17.83GPa和10.5MPa·m1/2,都满足了陶瓷刀具材料的性能要求。新型梯度纳米复合陶瓷刀具材料的强韧化机理包括以下几个方面：a.基体柱状β-Si3N4的自增韧强化作用；b.纳米颗粒的“钉扎”强化作用；c.增强相引入了更多的穿晶断裂；d.梯度结构引入的表层残余压应力。研究了梯度纳米复合陶瓷刀具材料的高温力学性能。抗弯强度随测试温度的升高,呈现出先缓慢减小,当温度超过一定值后又急剧减小的趋势,且这一转折温度为1000℃；断裂韧度呈现出先升高又急剧降低的趋势,转折温度同为1000℃。分析发现,玻璃相软化带来的晶界滑移、材料组分的氧化以及表面微裂纹的扩展是抗弯强度下降的主要原因；而微裂纹增韧效应以及材料断裂前的塑性形变导致了断裂韧度在一定温度范围内(小于1000℃)的升高。两种梯度材料的高温力学性能要明显高于两种对比均质材料。应用强度-衰减法研究了新型梯度纳米复合陶瓷刀具材料的抗热冲击性能,GSWT52和GSWT52G的临界热震温差分别为600℃和700℃,均高于其对比均质陶瓷刀具材料。热冲击作用下,微裂纹的生成与扩展是材料抗弯强度急剧下降的原因。应用压痕-淬火法研究了新型梯度纳米复合陶瓷刀具材料的抗热疲劳性能,在相同的冲击次数下,梯度材料的裂纹扩展长度明显短于均质陶瓷刀具材料,梯度材料表层形成的残余压应力有利于提高其热疲劳性能。最后研究了新型梯度纳米复合陶瓷刀具连续车削和断续车削铁基合金GH2132的切削性能。连续车削时,随着切削速度的升高,刀具寿命呈现出先增大后减小的趋势。最优切削速度范围介于100～150m/min,此时梯度刀具寿命明显优于对比均质陶瓷刀具,比对比商用刀具提高了一倍左右。切削速度较低时,梯度刀具的失效形态是后刀面磨损；当速度较高时,刀具失效形态是沟槽磨损,且梯度刀具的抗沟槽磨损能力要优于均质陶瓷刀具。刀具的主要失效机理有粘结磨损、磨粒磨损以及氧化磨损。断续车削试验表明,刀具切出时会承受更大的机械冲击作用,刀具的失效主要是因为破损以及粘结磨损。梯度陶瓷刀具的抗机械冲击性能要优于均质陶瓷刀具。(本文来源于《山东大学》期刊2015-04-15）
汤小波[10]（2014）在《氧化铝基纳米复合陶瓷刀具切削过程模拟》一文中研究指出自从新的刀具材料被研发出来，尤其是陶瓷刀具，国内外很多专家、学者对各种不同组份的陶瓷刀具的切削性能、几何参数进行了大量的研究，一些陶瓷刀具也已成功的应用于商业生产。然而，随着越来越多新技术被应用，正改变着以往刀具的研发过程。通过学习金属加工和陶瓷刀具切削的相关知识，结合现代研究技术，尤其是计算机信息技术，从生产实际出发，对氧化铝基纳米复合陶瓷刀具车削45钢的切削性能进行了研究。本文根据切削学的原理，针对氧化铝基纳米复合陶瓷刀具的不同前角，建立了不同的ANSYS分析模型，分别详细研究了切削的应力场、温度场的分布规律以及刀具磨损状况，取得了一些有益的研究结果。本文基于以上内容进行了如下的工作：1)基于切削理论分析了氧化铝基纳米复合陶瓷刀具切削过程中切屑的形成，以及切削变形区的力学模型；2)应用拉格朗日法分析了金属大变形的力学模模型及数值计算过程，并且对切削过程中的非线性、大变形、热力耦合问题进行了详细的阐述；3)建立了氧化铝基纳米复合陶瓷刀具切削二维有限元参数化模型，并基于此模型生成了不同几何参数氧化铝基纳米复合陶瓷刀具热力耦合切削程序，对整个切削过程不同的变形区进行了应力应变分析，对刀具进行了应力场分析及温度场分析；4)根据氧化铝基纳米复合陶瓷刀具切削过程中应力场和温度场的分析，对刀具几何参数进行了优化分析；5)选择不同的切削速度，对刀具在加工45钢的磨损程度进行分析。(本文来源于《齐鲁工业大学》期刊2014-06-11）
纳米复合陶瓷刀具论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
采用热压烧结工艺制备了石墨烯增韧Al_2O_3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷刀具材料,测试了石墨烯垂直于(VHPD)和平行于热压方向(PHPD)上的力学性能,研究了石墨烯取向对其力学性能和微观结构的影响。测试结果表明石墨烯具有明显的增韧补强作用,石墨烯的取向对刀具材料的抗弯强度具有明显的各向异性。当石墨烯含量为0.75 vol%时,VHPD方向上的抗弯强度达到667 MPa,较未添加石墨烯的组分提高了16%;PHPD方向的抗弯强度为575 MPa,断裂韧性达到7.1 MPa·m1/2。采用扫面电子显微镜(SEM)对材料进行了微观结构分析,结果表明石墨烯拉断和拔出是其主要增韧形式。石墨烯在基体材料中具有明显取向特征,石墨烯片层之间相互平行,且垂直于热压方向。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
纳米复合陶瓷刀具论文参考文献
[1].孟祥龙,衣明东,肖光春,陈照强,许崇海.石墨烯纳米片增韧Al_2O_3基纳米复合陶瓷刀具材料[J].材料工程.2019
[2].肖光春,张衍路,许崇海,孟祥龙.石墨烯增韧Al_2O_3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷刀具材料的制备及其微观结构分析[J].齐鲁工业大学学报.2018
[3].王东,赵军,曹岩,薛超.微纳米复合陶瓷刀具材料计算机辅助设计和制备[J].机械工程学报.2018
[4].孟祥龙.石墨烯增韧Al_2O_3基纳米复合陶瓷刀具研制及其切削性能研究[D].齐鲁工业大学.2016
[5].郑光明,赵军,程祥,徐汝锋,李丽.梯度微纳米复合陶瓷刀具材料的力学性能和微观结构[J].中国有色金属学报.2016
[6].王东,赵军.基于Voronoi法和随机法的微纳米复合陶瓷刀具材料微观结构建模[J].人工晶体学报.2015
[7].吕志杰,杨广安,程凯强.Si_3N_4基微纳米复合陶瓷刀具的高速切削性能与磨损机理[J].中国有色金属学报.2015
[8].李福盟.Al_2O_3-TiN-CaF_2纳米复合自润滑陶瓷刀具材料的制备及其性能研究[D].齐鲁工业大学.2015
[9].田宪华.Si_3N_4/(W,Ti)C/Co梯度纳米复合陶瓷刀具的研制及其切削性能研究[D].山东大学.2015
[10].汤小波.氧化铝基纳米复合陶瓷刀具切削过程模拟[D].齐鲁工业大学.2014