本文針對(duì)傳統(tǒng)自潤(rùn)滑陶瓷刀具不能兼顧減摩性能和力學(xué)性能的難題,利用金屬增韌補(bǔ)強(qiáng)作用對(duì)其進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)改性,研制了添加金屬包覆固體潤(rùn)滑劑復(fù)合粉體的新型自潤(rùn)滑陶瓷刀具。該刀具材料以氧化鋁（A1203）為基體,碳化鎢鈦固溶體（（W,Ti）C）為增強(qiáng)相,氧化鎂（MgO）、氧化釔（Y203）為燒結(jié)助劑,六方氮化硼（h-BN）為潤(rùn)滑劑,鎳（Ni）為包覆層金屬。其中,潤(rùn)滑劑分別為微米h-BN（h-BNμ）、納米BN（h-BNn）和h-BN納米片（BNNS）三種尺度的h-BN。揭示了不同尺度的h-BN對(duì)刀具材料的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、摩擦磨損和切削性能的影響規(guī)律。采用以水合胼為還原劑的化學(xué)鍍工藝分別制備了 Ni包覆三種尺度h-BN的復(fù)合粉體,即h-BNμ@Ni、h-BNn@Ni和BNNS@Ni。由于傳統(tǒng)的酸基敏化液對(duì)h-BN粉體的潤(rùn)濕性較差,為提高敏化效果,提出并應(yīng)用了醇基敏化液。為解決納米h-BN和BNNS由于比表面積大而易引起鍍液分解的問(wèn)題,提出了分段恒溫化學(xué)鍍工藝,使得化學(xué)鍍過(guò)程平緩進(jìn)行。所制備的h-BN@Ni復(fù)合粉體的包覆層比較完整、均勻,由晶態(tài)納米Ni粒子構(gòu)成,與h-BN結(jié)合緊密。本研究使用自制的... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１本文的主體框架圖??１１??

瓷材料領(lǐng)域的應(yīng)用尚鮮有報(bào)道。ｈ－ＢＮ納米片具有遠(yuǎn)??高于微米和納米ｈ－ＢＮ的力學(xué)性能［７Ｇ］：彈性模量７００？９００?ＧＰａ，斷裂強(qiáng)度１２０￣１６０??ＧＰａ，斷裂應(yīng)變０．２８？０．３３％。因此，以ｈ－ＢＮ納米片為潤(rùn)滑劑制備自潤(rùn)滑陶瓷刀??具既可利用其潤(rùn)滑作用，又能對(duì)陶瓷基體進(jìn)行增軔補(bǔ)強(qiáng)，有望進(jìn)一步提高刀具的??力學(xué)性能和切削性能。??綜上，本文選用三種尺度的ｈ－ＢＮ，即微米ｈ－ＢＮ、納米ｈ－ＢＮ和ｈ－ＢＮ納米片??作為潤(rùn)滑劑，研宄添加不同尺度的ｈ－ＢＮ對(duì)刀具的微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響。圖２－１??示出了本文應(yīng)用的三種尺度ｈ－ＢＮ的平均尺寸對(duì)比圖�？梢钥闯鑫⒚祝瑁拢蔚钠瑥�??為１？２?ｐｍ，片厚為５０￣８０?ｎｍ；納米丨ｉ－ＢＮ的片徑為５０？１５０?ｎｍ，片厚為３０￣５０??ｎｍ；?ｈ－ＢＮ納米片的片徑為２００？４００ｎｍ，片厚為３￣６ｎｍ。??■??／ＩＡ?＿?丨撕?ＳＨＴ？?５００ＩＩＶ?Ｓ９Ｗ＊＊ＳＣ３??ｉ?ｉ?ｚ－－＾ｈ－ＲＮ納米?ｍ－＂＂＂＂?！?「廣?—ｒ．：：??ｎ?ｉ－Ｈ－??！?；??Ｕ?－ｊ?ｉ?｜?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ??０?４００?８００?１２００?１６００?２０００??片徑／＿??圖２－丨三種尺度ｈ－ＢＮ的平均尺寸對(duì)比圖??２．２．５包覆層金屬的選用??首先，所選包覆層金屬在高溫下應(yīng)具有一定的強(qiáng)度、熱導(dǎo)率以及熱穩(wěn)定性。??這類金屬主要包括Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｗ等。其次，本文??采用化學(xué)鍍制備金屬包覆型復(fù)合粉體，因此選擇包覆層金屬時(shí)要分析化學(xué)鍍制備??１６??

山東大學(xué)博士學(xué)位論文??（Ｃ）?ｎ??燒結(jié)???證：魯｜＾；??—??—－￣ｉ燒結(jié)??＿??圖２－２不同的被包覆粉體對(duì)應(yīng)的刀具材料微觀結(jié)構(gòu)示意圖??２．３．１．２金屬包覆層種類的確定??（１）純金屬包覆??如圖２－３（ａ）所示，純金屬包覆是指包覆層為單一種類金屬Ａ，不含其它金屬??或非金屬元素。這類包覆的優(yōu)點(diǎn)是包覆層熔點(diǎn)相對(duì)合金包覆較高，在刀具材料燒??結(jié)過(guò)程中不會(huì)過(guò)早熔化而破壞核殼結(jié)構(gòu)。不足之處是如果潤(rùn)滑劑和陶瓷基體的表??面能相差很大，則不易同時(shí)滿足對(duì)兩者的潤(rùn)濕性要求。??（２）合金包覆??如圖２－３（ｂ）所示，合金包覆是指包覆層除了主相金屬Ａ外，還包含其它金屬??或非金屬元素Ｂ。加入某些合金元素可以降低主相金屬液相的表面張力或參與界??面反應(yīng)，改善包覆層對(duì)潤(rùn)滑劑和陶瓷基體的潤(rùn)濕性。然而，合金元素與主相金屬??可能生成脆性的金屬間化合物，從而削弱刀具材料的性能。此外，合金包覆層的??熔點(diǎn)較低，進(jìn)而在刀具材料燒結(jié)過(guò)程中過(guò)早熔化而破壞核殼結(jié)構(gòu)。??通過(guò)對(duì)比這兩種包覆層的特點(diǎn)，本文采用純金屬包覆層。??２２??

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