论文部分内容阅读
陶瓷刚玉磨料是一种新型的磨削材料，因其具有晶粒尺寸小、硬度高、韧性好、切削能力强、自锐性好、使用寿命长等一系列优点而成为近年来新型磨料的一个研究热点。本实验采用溶胶-凝胶法制备了新型陶瓷刚玉磨料，探讨了BaO-B2O3-SiO2体系添加剂对陶瓷刚玉磨料的微观结构和性能的影响，同时探讨了MgO、CuO、TiO2分别引入及二元加入对BaO-B2O3-SiO2体系添加剂制备的新型陶瓷刚玉磨料性能的影响，并对烧结工艺对陶瓷刚玉磨料性能的影响进行了探讨。实验通过金刚石单颗粒抗压强度测试仪、X射线衍射仪、高温差热-热重分析仪以及扫描电子显微镜等仪器，系统探究了不同添加剂体系、添加剂配比以及二步烧结工艺对新型陶瓷刚玉磨料单颗粒抗压强度、相变及显微结构的影响。研究结果表明，BaO-B2O3-SiO2添加剂可有效降低陶瓷刚玉磨料的烧结温度，在BaO-B2O3-SiO2添加剂的摩尔比为8:12:80，总量为1.5wt.%时，烧结温度为1400℃保温0.5h的刚玉磨料试样的单颗粒抗压强度达到42.38N，致密性较好。MgO、CuO、TiO2的单独引入对BaO-B2O3-SiO2体系添加剂制备的新型陶瓷刚玉磨料性能没有明显的改进作用，但当引入MgO-TiO2二元体系且MgO:TiO2的比例为1:1时，试样的单颗粒抗压强度明显提高，可以达到54.75N。与一步烧结工艺相比，采用二步烧结工艺制备的刚玉磨料，晶粒尺寸明显减小。当二步烧结制度为1350℃-1200℃保温5h时，晶粒尺寸约为200nm，几乎无晶粒异常长大现象，微观结构均匀。