本文關(guān)鍵詞：機(jī)械加工法制備陶瓷彈簧及其力學(xué)性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：彈簧作為最常用的機(jī)械基礎(chǔ)元件之一,由于其具有高抗震性、低能量損失以及很好的彈性而廣泛應(yīng)用于密封、儲(chǔ)能元件等各類(lèi)機(jī)械裝置中。制備彈簧元件最常用的材料為金屬或者合金材料,但是其在650℃以上使用時(shí),便會(huì)失效。隨著超高音速飛行器的發(fā)展,研發(fā)一種耐高溫、耐腐蝕、耐氧化的彈簧成為非常急切的需求。本實(shí)驗(yàn)以亞微米級(jí)的Y-TZP(氧化釔穩(wěn)定的四方多晶氧化鋯)粉體為原料,首先通過(guò)凝膠注模工藝制得筒狀坯體,經(jīng)由合適的溫度處理后得到缺陷較少、性能較佳的圓筒,再將圓筒機(jī)械加工獲得陶瓷彈簧。本實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)是探究最佳的凝膠注模工藝參數(shù)以及加工工藝參數(shù),并對(duì)陶瓷彈簧的室溫、高溫性能進(jìn)行評(píng)價(jià),主要包括不同溫度下的壓縮-回彈特性,壓縮-位移曲線以及室溫、高溫?cái)嗔褭C(jī)理等內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)表明:漿料的粘度受分散劑含量、固相含量、球磨時(shí)間等因素影響;對(duì)于制備圓筒坯體而言,引發(fā)劑—催化劑凝膠法較引發(fā)劑—加熱凝膠法更易制備出形貌較好、表面無(wú)缺陷的樣品;催化劑濃度為20%時(shí),材料體積收縮率、密度、氣孔率、抗彎強(qiáng)度等基本性能為最佳狀態(tài),催化劑濃度對(duì)材料硬度、韌性、可加工性等有一定影響,但作用不明顯;綜合考慮材料的強(qiáng)度、硬度、以及可加工性等因素,選取1500℃下圓筒燒結(jié)體作為機(jī)械加工的基體,此時(shí),氧化鋯以四方相形式存在,具有應(yīng)力誘導(dǎo)相變?cè)鲰g的效果;室溫下,矩形截面彈簧的壓縮-位移曲線符合胡克定律,彈簧常數(shù)為75.2 N/mm,變形量可達(dá)10%,且陶瓷彈簧循環(huán)特性穩(wěn)定良好,能量損失極小可忽略,回彈率為100%;循環(huán)曲線中能量損失與溫度成正比,彈簧常數(shù)與溫度成反比。在1100℃時(shí),壓縮位移曲線出現(xiàn)屈服階段,彈簧最大可承受載荷為76N,較室溫降低了36.67%,最大壓縮率為14%,較室溫增加了40%,其斷裂形式為沿晶斷裂,并伴有層狀結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：陶瓷彈簧 機(jī)械加工 室溫性能 高溫性能
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH135;TQ174.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 綜述8-20
• 1.1 課題背景8
• 1.2 彈簧元件的研究概述8-15
• 1.2.1 彈簧簡(jiǎn)介9-11
• 1.2.2 彈簧的性能表征11-12
• 1.2.3 彈簧的研究進(jìn)展12-15
• 1.3 陶瓷材料成型工藝概述15-18
• 1.3.1 常用陶瓷材料成型工藝15-16
• 1.3.2 凝膠注模成型的影響因素16-17
• 1.3.3 陶瓷的機(jī)械加工17-18
• 1.4 Y-TZP材料概述18
• 1.5 課題的提出與意義18-20
• 第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)方案20-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)工藝21-23
• 2.2.1 圓筒坯體的制備21-22
• 2.2.2 彈簧的加工22-23
• 2.2.3 彈簧的燒結(jié)23
• 2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容23-24
• 2.4 實(shí)驗(yàn)流程24
• 2.5 性能測(cè)試24-28
• 2.5.1 粘度測(cè)試24
• 2.5.2 收縮率、失重測(cè)試24-25
• 2.5.3 密度、氣孔率測(cè)試25
• 2.5.4 力學(xué)性能測(cè)試25-26
• 2.5.5 硬度、韌性測(cè)試26-27
• 2.5.6 XRD測(cè)試27
• 2.5.7 掃描電鏡分析(SEM)27
• 2.5.8 光學(xué)顯微鏡27-28
• 第三章 陶瓷可加工性的影響因素28-45
• 3.1 漿料粘度的影響因素28-32
• 3.1.1 分散劑含量28-30
• 3.1.2 固相含量30
• 3.1.3 球磨時(shí)間30-31
• 3.1.4 小結(jié)31-32
• 3.2 引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)方法的研究32-34
• 3.2.1 引發(fā)劑 — 加熱凝膠法32-33
• 3.2.2 引發(fā)劑 — 催化劑凝膠法33
• 3.2.3 小結(jié)33-34
• 3.3 預(yù)處理溫度對(duì)樣品性能和可加工性的的影響34-40
• 3.3.1 不同預(yù)處理溫度對(duì)樣品形貌和成分的影響34-36
• 3.3.2 不同預(yù)處理溫度對(duì)樣品基本性能的影響36-37
• 3.3.3 不同預(yù)處理溫度對(duì)樣品可加工性的影響37-40
• 3.3.4 小結(jié)40
• 3.4 不同催化劑濃度對(duì)樣品性能和可加工性的影響40-45
• 3.4.1 催化劑的濃度對(duì)反應(yīng)時(shí)間的影響40-41
• 3.4.2 催化劑的濃度對(duì)燒結(jié)體基本性能的影響41-42
• 3.4.3 催化劑濃度對(duì)樣品可加工性的影響42-44
• 3.4.4 小結(jié)44-45
• 第四章 陶瓷彈簧力學(xué)性能的研究45-56
• 4.1 彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)45-46
• 4.2 陶瓷彈簧室溫力學(xué)性能46-51
• 4.2.1 陶瓷彈簧室溫力學(xué)性能46-48
• 4.2.2 陶瓷彈簧室溫?cái)嗔褭C(jī)理分析48-51
• 4.2.3 小結(jié)51
• 4.3 陶瓷彈簧高溫力學(xué)性能51-56
• 4.3.1 陶瓷彈簧高溫力學(xué)性能51-55
• 4.3.2 陶瓷彈簧高溫?cái)嗔褭C(jī)理分析55
• 4.3.3 小結(jié)55-56
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 發(fā)表論文與參加科研情況說(shuō)明62-63
• 致謝63-64

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 王強(qiáng);謝帆;;陶瓷零件的機(jī)械切削加工[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2013年03期

2 單紅艷;;空氣彈簧的彈性特性分析[J];農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程;2009年11期

3 周竹發(fā);王淑梅;吳銘敏;;陶瓷現(xiàn)代成型技術(shù)的研究進(jìn)展[J];中國(guó)陶瓷;2007年12期

4 冶銀平;李建功;陳建敏;周惠娣;;Y-TZP納米陶瓷的制備、結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2007年05期

5 白雪清;于愛(ài)兵;賈大為;陳W

本文編號(hào)：501834