工程陶瓷材料超聲作用下的體積效應(yīng)研究.pdf

1、納米陶瓷作為一種先進(jìn)的精細(xì)陶瓷材料,不僅具有傳統(tǒng)陶瓷高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等特性;還顯示出其特有的物理和力學(xué)特性,如表面效應(yīng)、尺寸效應(yīng)、體積效應(yīng)、高韌性、超塑性等。納米陶瓷的這些特性大大拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。
　　為了更加深入的了解納米復(fù)相陶瓷體積效應(yīng)的形成機(jī)理和影響因素,本文以ZTA納米復(fù)相陶瓷作為研究對(duì)象,基于斷裂理論和相變理論建立了對(duì)比試驗(yàn);通過(guò)改變陶瓷試樣的體積分?jǐn)?shù)來(lái)對(duì)比分析納米復(fù)相陶瓷體積效應(yīng)的形成機(jī)制。從宏

2、觀力學(xué)性能、微觀裂紋及相結(jié)構(gòu)的角度揭示納米復(fù)相陶瓷高韌性、超塑性的內(nèi)在決定因素和影響規(guī)律。對(duì)比了超聲輔助與普通磨削條件下納米復(fù)相陶瓷表面粗糙度及微觀形貌的影響規(guī)律,并分析了其規(guī)律的形成機(jī)理。本文所研究的具體內(nèi)容如下:
　　1、對(duì)不同體積分?jǐn)?shù)ZrO2增強(qiáng)相的ZTA納米復(fù)相陶瓷試樣的彎曲強(qiáng)度、斷裂韌性、彈性模量及抗拉強(qiáng)度力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試,對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出隨著增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)的增加,試樣的斷裂韌性、抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能不斷提高,在

3、體積含量為30％左右時(shí)達(dá)到最大值,然后在隨著體積分?jǐn)?shù)的繼續(xù)增大,力學(xué)性能變差。
　　2、在超聲輔助與普通條件下,對(duì)ZTA納米復(fù)相陶瓷斷裂韌性、抗拉強(qiáng)度以及表面形貌進(jìn)行對(duì)比,試驗(yàn)表明在外加超聲作用下,陶瓷試樣顯示出更高抵抗裂紋擴(kuò)展的能力,抵抗拉伸斷裂的能力也顯著增加。超聲與普通磨削下的陶瓷試樣表面微觀形貌顯示,超聲條件下材料以塑性、延性方式去除,在相同磨削參數(shù)下超聲磨削能獲得更高的表面質(zhì)量,其表面粗糙度值變化較為緩慢,磨削痕跡淺且均