导读:本文包含了纳米复合陶瓷刀具材料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
纳米复合陶瓷刀具材料论文文献综述
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）
郑光明,赵军,程祥,徐汝锋,李丽[4]（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[5]（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）
李福盟[6]（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）
丁明峰[7]（2013）在《新型Si_3N_4基微纳米复合陶瓷刀具材料制备与切削性能的研究》一文中研究指出陶瓷刀具材料具有高硬度、高强度和良好的耐磨性,在难加工材料的切削加工和提高加工效率等方面有着巨大优势,在切削加工领域有很广阔的应用前景。本文针对目前陶瓷刀具材料断裂韧性和抗弯强度低的缺点,在微米级Si3N4、TiC粉体中添加纳米级Si3N4、SiC颗粒,采用热压烧结工艺制备出新型Si3N4基微纳米复合陶瓷刀具ST3,并对其力学性能、微观结构、裂纹扩展形态进行了研究。ST3陶瓷刀具的力学性能参数为：抗弯强度1000Mpa,断裂韧性为8.5MPa·m1/2,维氏硬度为19.5GPa。本文研究了微纳米复合陶瓷材料ST3的宏微观设计、组分配比和增韧机理,ST系列微纳米复合陶瓷刀具材料的制备工艺及其优化,探讨了各组分含量对陶瓷刀具材料的微观结构和力学性能的影响,并对烧结温度、烧结时间等工艺参数进行了分析。通过干切削试验,对比所制备刀具ST3与外购Si3N4基陶瓷刀具FD-01干切削淬硬40CrNiMoA和T10A棒料的切削性能,研究了刀具的磨损机理。通过扫描电子显微镜(SEM)和USB显微镜,分析了刀具前、后刀面的磨损形貌,研究刀具材料的磨损机理。结果表明：刀具材料中氮化硅形成柱状β-Si3N4,不同长径比的柱状的β-Si3N4晶粒相互交错。陶瓷材料断口表面凹凸不平,有明显的晶粒拔出现象。在微米级粉体中添加纳米级颗粒增韧后,强度和硬度都得到了较大提高。颗粒增韧、裂纹桥接和裂纹偏转是刀具材料主要的强韧机制。干切削淬硬40CrNiMoA时,ST3切削性能明显优于FD-01。ST3的主要磨损形式为粘结磨损和磨粒磨损,并伴随轻微的微崩刃。连续切削淬火T10A时,在较低速度下,ST3刀具的磨损形态以前刀面的月牙洼磨损、后刀面粘结磨损和边界磨损为主,并伴随有明显的微裂纹；随着切削速度的提高(vc>150m/min),崩刃、碎断等破损成为刀具的主要失效形式：FD-01刀具在对比速度下呈现出刀尖破损。机械疲劳和热疲劳是造成刀具破损的主要原因。(本文来源于《山东建筑大学》期刊2013-04-01）
周启芬[8]（2013）在《氧化铝基纳米复合陶瓷刀具材料制备基础》一文中研究指出纳米陶瓷刀具材料从上世纪开始国内外已陆续开发出几十种,其中氧化铝基纳米复合陶瓷刀具材料因硬度高、耐高温、抗粘结的优点发展潜力巨大。文章根据研究经验和相关文献的学习,对氧化铝基纳米复合陶瓷刀具材料的制备基础知识作一简单的介绍。(本文来源于《技术与市场》期刊2013年01期）
[9]（2011）在《亚微米和纳米复合金属陶瓷刀具材料》一文中研究指出亚微米、纳米复合Ti(C,N)金属陶瓷刀具具有密度低,硬度和红硬性高于硬质合金,横向断裂强度和韧性高于陶瓷材料,化学稳定性和抗氧化性好,对钢的摩擦系数小,切削时抗冷焊磨损性能较强,耐磨性好,热膨胀系数略高于硬质合金,但比铁基材料(本文来源于《技术与市场》期刊2011年11期）
成红梅[10]（2011）在《纳米复合陶瓷刀具材料多尺度模拟研究》一文中研究指出陶瓷刀具材料具有高的强度、较强的红硬性和耐磨性,是一类极具发展前途的刀具材料,但是由于断裂韧度较低,限制了其广泛应用。纳米复合陶瓷刀具材料的出现有望从根本上解决陶瓷刀具材料断裂韧度低的问题。材料的宏观力学性能主要取决于微观组织,对材料进行宏、微观尺度耦合模拟,研究微观组织和宏观力学性能之间的关系,对纳米复合陶瓷刀具材料的研发具有重要的理论指导意义。本文研究了烧结过程中陶瓷刀具材料晶粒生长理论和Monte Carlo模拟方法,建立了无缺陷两相纳米复合陶瓷刀具材料微观组织演变的Monte Carlo Potts模型,基于微软公司开发的Visual C++6.0平台,利用C++编程语言,开发了模拟程序,对微观组织演变过程进行了模拟和试验验证。模拟研究了纳米第二相的粒径及含量对纳米复合陶瓷刀具材料微观组织演变的影响。结果表明,纳米颗粒对基体晶粒的生长具有阻碍作用,能够细化基体晶粒。在含量相同的情况下,尺寸大的纳米颗粒钉扎作用弱；在尺寸相同的情况下,纳米颗粒含量越高,其钉扎作用越强。同时模拟得到了晶内／晶间型的微观组织。纳米颗粒的位置取决于其尺寸和含量。粒径较小的颗粒容易进入基体晶粒内部,而粒径大的纳米颗粒则主要位于基体晶粒边界上。当纳米相含量较低时,由于总的钉扎力较小,因而纳米颗粒更易进入基体晶粒内部。模拟研究了不同晶界能比率对纳米复合陶瓷刀具材料微观组织演变的影响。结果表明,晶界能与界面能的竞争会影响纳米复合陶瓷刀具材料的微观组织和晶粒生长过程。当界面能高于晶界能时,纳米颗粒可能进入基体晶粒,形成晶内／晶间型的纳米复合陶瓷刀具材料,并且纳米颗粒对基体晶粒的生长产生较强的钉扎作用；当界面能低于晶界能时,纳米颗粒则主要位于晶界上,形成晶间型的纳米复合陶瓷刀具材料。模拟研究了初始基体晶粒尺寸对纳米复合陶瓷刀具材料微观组织演变的影响。结果表明,初始基体晶粒尺寸影响纳米复合陶瓷刀具材料的微观组织类型及晶粒生长过程。当纳米晶粒的尺寸及含量一定时,初始基体晶粒尺寸越大,最终复合材料的晶粒尺寸越大,但是晶粒生长速率越低,进入基体晶粒内部的纳米颗粒越少,越难得到晶内型的微观组织。建立了烧结温度和晶粒生长速度之间的关系模型、烧结压力和晶粒生长速度之间的关系模型、模拟时间和保温时间之间的关系模型,并将这些模型耦合到模拟程序中,建立了考虑烧结工艺参数的纳米复合陶瓷刀具材料微观组织模拟模型,实现了不同烧结温度、烧结压力和保温时间下的模拟。结果表明,随着模拟时间的增长,平均晶粒半径呈抛物线规律不断增大；随着烧结温度、烧结压力的升高,平均晶粒半径不断增大,烧结温度对晶粒生长的影响大于烧结压力对晶粒生长的影响。建立了含有气孔的纳米复合陶瓷刀具材料微观组织演变Monte Carlo Potts模型,开发了模拟程序,模拟研究了纳米颗粒和气孔对微观组织演变、晶粒生长和致密化过程的影响。模拟结果表明,纳米颗粒阻碍晶粒生长；气孔对基体相晶粒长大具有明显的阻碍作用,致密度较低时,晶粒生长缓慢,而致密度较高时,晶粒的生长速度明显加快；陶瓷刀具材料的致密度随模拟时间的增加而增大,晶粒生长抑制致密化。将Monte Carlo算法与有限元法耦合,建立了纳米复合陶瓷刀具材料微观尺度有限元模型,对残余热应力及外力作用下的应力场进行了模拟,实现了宏微观尺度耦合模拟。模拟研究了Al2O3/SiC纳米复合陶瓷刀具材料的残余热应力场。结果表明,纳米SiC颗粒内主要是残余压应力；基体材料内不仅存在拉应力区,而且存在不同程度和不同范围的压应力区和剪应力区。残余热应力大小和分布形式与第二相颗粒的含量、颗粒尺寸及基体相初始粒径密切相关。最大残余拉应力随着第二相粒径和体积含量的增加而增大,而最大残余压应力则随着第二相体积含量的增加呈现先上升后下降的趋势。模拟研究了Al2O3/SiC纳米复合陶瓷刀具材料在单轴拉力作用下的应力场。结果表明,残余热应力的存在使材料内部产生较大的残余压应力区,有利于裂纹尖端闭合,对增韧有一定作用。结合残余应力的有限元模拟结果,分析了纳米复合陶瓷刀具材料的残余应力增韧机理。材料内部的残余压应力对裂纹尖端具有闭合作用,纳米相周围产生的局部拉应力能够诱发穿晶断裂,同时促使裂纹分叉和偏转,从而提高陶瓷刀具材料的断裂韧度。为减小拉应力范围,降低拉应力值,可对第二相的含量和粒径以及基体相初始粒径应加以控制,保证残余压应力较大而拉应力较小。对Al2O3/SiC纳米复合陶瓷刀具材料进行了烧结试验,实验获得的微观组织特征与模拟的微观组织特征吻合较好,证明了模拟模型和模拟结果的正确性。(本文来源于《山东大学》期刊2011-10-30）
纳米复合陶瓷刀具材料论文开题报告
（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。
纳米复合陶瓷刀具材料论文参考文献
[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].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
[5].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
[6].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
[7].丁明峰.新型Si_3N_4基微纳米复合陶瓷刀具材料制备与切削性能的研究[D].山东建筑大学.2013
[8].周启芬.氧化铝基纳米复合陶瓷刀具材料制备基础[J].技术与市场.2013
[9]..亚微米和纳米复合金属陶瓷刀具材料[J].技术与市场.2011
[10].成红梅.纳米复合陶瓷刀具材料多尺度模拟研究[D].山东大学.2011