氧化鋯基納微米復合陶瓷模具材料及其摩擦磨損特性研究.pdf

1、本文針對目前模具材料綜合力學性能較低的難題，從提高模具材料的綜合力學性能出發(fā)，采用納微米復合法制備出具有較高綜合力學性能的納微米復合陶瓷模具材料。對材料組分、熱壓燒結工藝、微觀結構及其與力學性能的關系進行了研究。系統(tǒng)研究了納微米復合陶瓷模具材料的增韌補強機理，并對模具材料的重要性能指標摩擦磨損特性進行了實驗研究。 實驗研究了TiC、Y2O3、Al2O3、金屬Mo+Ni和稀土元素CeO2對ZrO2基納微米復合陶瓷模具材料力學性能和

2、微觀結構的影響，并對其熱壓燒結工藝參數(shù)進行了優(yōu)化，最終研制成功了具有良好綜合力學性能的ZrO2基納微米復合陶瓷模具材料。其抗彎強度為866MPa、斷裂韌性為8.4MPa·m1/2、硬度為13.05GPa，與單相ZrO2陶瓷材料相比，其抗彎強度、斷裂韌性和硬度分別提高了49.8％、17.3％和16.5％。在所制備的ZrO2基納微米復合陶瓷模具材料中，納米TiC的加入，細化了晶粒，與微米ZrO2形成了典型的晶內(nèi)/晶間混合型結構，形成了沿晶/

3、穿晶混合型斷裂模式，另外，ZrO2相變增韌、裂紋偏轉(zhuǎn)、裂紋橋聯(lián)、裂紋分支和顆粒拔出等各種增韌補強機理的協(xié)同作用，使ZrO2基納微米復合陶瓷模具材料的綜合力學性能得到了較大提高。 對所制備的ZrO2基納微米復合陶瓷模具材料進行了摩擦磨損性能實驗研究，并對其磨損表面進行了微觀形貌觀察和成分分析，探討了ZrO2基納微米復合陶瓷模具材料的磨損機理。研究結果表明，在法向載荷為140N，轉(zhuǎn)速為200r/min干摩擦條件下，ZrO2基納微米復