本文關(guān)鍵詞：溶膠噴霧干燥法制備陶瓷結(jié)合劑砂輪的研究

  更多相關(guān)文章： 溶膠-凝膠 陶瓷結(jié)合劑 碳化硅 噴霧干燥 精密磨削

【摘要】：傳統(tǒng)精密磨削用的陶瓷結(jié)合劑砂輪是以幾微米到幾十微米的粉體結(jié)合劑與超細磨料干混合后壓制燒結(jié)而成,由于磨料易團聚和結(jié)合劑顆粒較粗等原因,使得所制備的砂輪微觀結(jié)構(gòu)較粗大,均勻性差,導致砂輪磨削性能不夠理想。本文采用溶膠-凝膠技術(shù)和噴霧干燥技術(shù)相結(jié)合來制備精密磨削用砂輪,并探討了與之相關(guān)的技術(shù)和理論問題。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)采用聚乙二醇(PEG 20000)對SiC微粉進行改性處理。結(jié)果表明:PEG添加量為5wt%時,處理后的SiC微粉分散均勻,懸浮性最好。(2)通過向Si O_2溶膠中加入Na NO_3、Li NO_3、Al(NO_3)3和H3BO_3溶液,制備了R_2O-B2O_3-Al2O_3-Si O_2系多組分溶膠結(jié)合劑。結(jié)果表明:加入電解質(zhì)后的硅溶膠粒徑大小順序是Al3+Na+Li+,透光性是Al3+Na+Li+;溫度40℃條件下所制多組分溶膠結(jié)合劑的粒徑為281.5nm;多組分溶膠結(jié)合劑的制備溫度從40℃提高到80℃,溶膠的粒徑長大到769.1nm,且透光性和穩(wěn)定性降低;經(jīng)820℃燒結(jié)后,結(jié)合劑玻璃相中可析出納米級的α-石英晶體。(3)將多組分溶膠結(jié)合劑和碳化硅混合后經(jīng)噴霧干燥制備出陶瓷結(jié)合劑碳化硅復合粉體,系統(tǒng)優(yōu)化了噴霧工藝參數(shù)。結(jié)果表明:當噴霧壓力為0.10MPa,粘結(jié)劑含量為5wt%時,凝膠化的陶瓷結(jié)合劑以薄膜的形式對SiC磨料形成較完整的包裹,復合粉體平均粒徑為9.58μm的球形,松裝密度和休止角分別為0.941g/cm3和23°,有較好的壓制成型性能。(4)復合粉體經(jīng)壓制、干燥、煅燒制得燒結(jié)復合體,對比溶膠噴霧干燥法和熔融法所制燒結(jié)體的各種性能。結(jié)果表明:與熔融法所制試樣相比,相同條件下,溶膠噴霧干燥法所制試樣的抗彎強度和硬度較高,氣孔率較低,且微觀結(jié)構(gòu)更均勻,結(jié)合劑對SiC磨料的包裹性更好,無明顯大孔隙;采用溶膠噴霧干燥法所制砂輪磨削不銹鋼,所得工件粗糙度為0.042μm,較熔融法所制砂輪要低78%,且溶膠噴霧法所制砂輪磨削后的工件表面均勻性更好。
【關(guān)鍵詞】：溶膠-凝膠 陶瓷結(jié)合劑 碳化硅 噴霧干燥 精密磨削
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG743
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-26
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 陶瓷結(jié)合劑14-16
• 1.2.1 陶瓷結(jié)合劑簡介14-15
• 1.2.2 陶瓷結(jié)合劑相關(guān)理論15-16
• 1.2.3 陶瓷結(jié)合劑制備工藝16
• 1.3 碳化硅16-19
• 1.3.1 碳化硅的基本性質(zhì)17
• 1.3.2 碳化硅微粉的磨削用途17
• 1.3.3 碳化硅微粉表面改性17-19
• 1.4 溶膠-凝膠法19-22
• 1.4.1 溶膠-凝膠法發(fā)展簡史19-20
• 1.4.2 溶膠-凝膠法基本原理20
• 1.4.3 溶膠穩(wěn)定性的影響因素20-22
• 1.5 噴霧干燥法22-25
• 1.5.1 概述22-24
• 1.5.2 噴霧干燥影響因素24-25
• 1.6 本課題研究的意義和內(nèi)容25-26
• 第2章 實驗26-35
• 2.1 實驗材料與設(shè)備26-28
• 2.1.1 材料選擇與作用26-27
• 2.1.2 實驗設(shè)備及儀器27-28
• 2.2 制備工藝及性能表征28-33
• 2.2.1 碳化硅微粉改性28
• 2.2.2 陶瓷結(jié)合劑制備工藝28-29
• 2.2.3 復合粉體的制備與燒結(jié)29-30
• 2.2.4 性能測試及表征30-33
• 2.3 噴霧干燥設(shè)備33-35
• 第3章 碳化硅表面改性及溶膠陶瓷結(jié)合劑的研究35-50
• 3.1 引言35-36
• 3.2 碳化硅微粉的表面改性36-42
• 3.2.1 碳化硅微粉的粒度分布36-38
• 3.2.2 碳化硅微粉的SEM分析38-39
• 3.2.3 碳化硅微粉的懸浮性分析39
• 3.2.4 碳化硅微粉的熱重分析39-40
• 3.2.5 碳化硅微粉的紅外光譜圖分析40-41
• 3.2.6 碳化硅微粉的X射線衍射分析41-42
• 3.3 溶膠陶瓷結(jié)合劑的制備42-49
• 3.3.1 電解質(zhì)對硅溶膠性能的影響42-44
• 3.3.2 制備溫度對多組分溶膠性能的影響44-47
• 3.3.3 陶瓷結(jié)合劑干凝膠DSC-TG曲線47-48
• 3.3.4 陶瓷結(jié)合劑的XRD48-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 陶瓷結(jié)合劑碳化硅砂輪的制備及性能研究50-66
• 4.1 引言50
• 4.2 陶瓷結(jié)合劑碳化硅混合漿料噴霧干燥50-57
• 4.2.1 噴霧干燥壓力對溶膠噴霧干燥所制復合粉體性能的影響50-53
• 4.2.2 粘結(jié)劑量對溶膠噴霧干燥所制復合粉體性能的影響53-56
• 4.2.3 熔融法和溶膠噴霧干燥法所制復合粉體形貌分析56-57
• 4.3 碳化硅微粉砂輪不同制備工藝對比57-62
• 4.3.1 結(jié)合劑量對燒結(jié)復合體氣孔率的影響57-59
• 4.3.2 結(jié)合劑量對燒結(jié)復合體抗彎強度的影響59-60
• 4.3.3 結(jié)合劑量對燒結(jié)復合體硬度的影響60-61
• 4.3.4 結(jié)合劑量對燒結(jié)復合體顯微結(jié)構(gòu)的影響61-62
• 4.4 陶瓷結(jié)合劑碳化硅砂輪磨削實驗62-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻67-73
• 致謝73-74
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文74

【參考文獻】

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本文編號：715640