青銅結合劑磨具廣泛應用于硬脆材料的加工中,隨著科技發(fā)展,加工要求的提高,青銅結合劑磨具常見的自銳性差、易堵塞等問題嚴重制約了工作效率與發(fā)展前景。為解決青銅結合劑磨具在磨削過程中存在的問題,因此需要研發(fā)出一種力學性能良好,對金剛石磨料顆粒把持強度高,自銳性強的新型青銅結合劑磨具。許多研究者通過加入第二相制備復合結合劑來改善性能,Ti₃SiC₂因其獨特的結構,同時具備金屬材料性能與陶瓷材料性能,因此具有優(yōu)良添加相的潛質,是新型青銅結合劑磨具開發(fā)中的新思路。以6733銅錫合金粉與8020銅錫合金粉為基礎結合劑原料,Ti₃SiC₂為添加相制備Ti₃SiC₂/青銅復合結合劑,通過放電等離子燒結（SPS）對其進行燒結。以抗折強度為判據(jù)考察了復合結合劑的燒結溫度范圍;采用三點彎曲法測試試樣的抗折強度,洛氏硬度計測試試樣的硬度,容重儀測試試樣的干重、濕重、浮重并通過阿基米德排水法計算出試樣的體積密度與顯氣孔率;利用X射線衍射儀分析物相組成,金相顯微鏡觀察組織結構。研究結果... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

金剛石晶體結構

第1章緒論9所以，若溫度設定在熔融溫度以上，則試樣的體積會先發(fā)生膨脹現(xiàn)象，然后收縮。MenapaceC研究了燒結Cu-Sn合金的密度和孔形對其軸向抗壓強度的影響[38]。Dabritzs通過金相分析研究了Cu-Sn合金熱壓燒結過程中的金屬間化合物[39]，以及相的形成和變化。Sadi-Karagoz通過表征金剛石刀具的微觀結構，表征金剛石刀具在切削各種巖石時的缺陷，對優(yōu)化金剛石刀具性能進行了研究[40]。認為金剛石工具熱壓過程中的壓力、溫度、燒結時間等參數(shù)決定了其性能�；w的理想狀態(tài)是在不腐蝕金剛石磨粒的情況下牢牢控制金剛石。1.4鈦硅碳性能及其應用1960年HansNowotny等人發(fā)現(xiàn)了多種三元C/N化物，并稱這類新型物質為“H-”相，主要涵蓋Ti3AlC2、Ti3SiC2、Ti3GeC2、Ti2SnC等。1996年，美國Drexel大學的Barsoum等人通過熱壓工藝合成了Ti3SiC2，研究的逐步深入使得Ti3SiC2的優(yōu)異性能被發(fā)現(xiàn)并廣泛報道，這類材料開始在世界范圍內成為新的研究關注點。1.4.1鈦硅碳的結構與性能隨著研發(fā)的深入，大量具備類似鈦硅碳晶體結構與性能的物質被命名為“Mn+1AXn相”或“MAX相”，M一般為Sc、Ti、V等過渡金屬元素，A為Si、Ga、Ge等主族元素，X為C或N；n為1，2或3。根據(jù)n值的不同，可以分為211（Ti2SnC、Ti2AlC、Ti2AlN）、312（Ti3SiC2、Ti3AlC2、Ti3GeC2）和413（Ti4AlC3、Ti4SiC3）相三大類[41]。圖1-3為211、312和413相MAX材料的晶體結構示意圖[42]。圖1-3MAX相的晶體結構圖：（a）211、（b）312、（c）413

第1章緒論11研究結果表明，Ti3SiC2可以與銅材料良好復合，也可以作為一種新型結合劑與磨粒復合，因此Ti3SiC2可以作為一種良好的添加相來改善青銅結合劑金剛石磨具[52]。1.5放電等離子燒結與熱壓燒結技術1.5.1放電等離子燒結技術放電等離子燒結（SparkPlasmaSintering）是一種以直流脈沖電源為能源的熱壓燒結技術，成為材料合成與加工領域的一種新制備方式。相比于傳統(tǒng)燒結技術低、它的升溫速度快、需要的燒結溫度較低、燒結時間縮短的特點，可以滿足梯度燒結的需要，并且制備的試樣組織均勻，晶粒由于燒結時間短，來不及長大，比較細校燒結后可以保持原始材料的自然狀態(tài)，并能獲得高致密度燒結體[53,54]。SPS結過程包括兩個部分：粉末在壓力的作用下緊密堆積，工件兩端的存在的高強脈沖電壓擊穿粉末氧化膜，發(fā)生輕微放電，該階段被稱為輕壓追蹤-放電活化階段；第一階段結束后，因為粉末被放電活化，在比較低的壓力和溫度下粉末便可以達到高致密的狀態(tài)，稱之為重壓成型-熱塑變形階段。目前SPS的燒結機理還不是十分明晰，其機理可以認為是粉末間放電產生的自發(fā)熱效果與存在熱壓燒結的焦耳熱和加壓產生的塑性變形促進燒結共同作用的結果[55-59]。－圖1-4放電過程中粉末粒子對的模型如圖1-4，展示了放電過程中粉末粒子發(fā)生的變化，當電極通入直流脈沖電流時，瞬間產生的放電等離子體使燒結體內部顆粒自身產生焦耳熱并使顆粒表面活化，這-負極---++++正極++++----氣體氣體絕緣層絕緣層電漿

【參考文獻】：
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本文編號：3219163