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多孔氧化鋁陶瓷耐磨片是一種具有高韌性、高抗彎強度和高耐磨性,以及優(yōu)異隔熱性能和熱膨脹系數的材料。而不銹鋼也是一種具有高耐腐蝕性,耐磨性的金屬,從技術角度將,它們是可以相結合燒結的,從而制成不銹鋼與多孔氧化鋁陶瓷耐磨片復合件。
在燒結之前要準備好相應的材料,除了不銹鋼和氧化鋁陶瓷之外,還要有鉬箔、鎳箔等材料。
先是在在該氧化鋯陶瓷件表面沉積鎳金屬層;接著將氧化鋯陶瓷件、鉬箔、鎳箔及不銹鋼件一起放入連接模具中,使鉬箔和鎳箔夾放在多孔氧化鋁陶瓷耐磨片與不銹鋼件之間。
不僅如此,還要使鉬箔與多孔氧化鋁陶瓷耐磨片上的鎳金屬層相鄰,鎳箔與不銹鋼件相鄰,才能使得各種材料之間充分結合。
然后將連接模具放入熱壓燒結爐中,在保護氣氛的作用下,使氧化鋯陶瓷件、鉬箔、鎳箔及不銹鋼件固相擴散,并且連接為一個完整的不銹鋼與氧化鋯陶瓷復合件。
只有等起冷卻之后,就能將不銹鋼與多孔氧化鋁陶瓷耐磨片復合件從模具中取出,為了保證質量一定要嚴格按照上述步驟操作,否則會嚴重影響不銹鋼和氧化鋯陶瓷的結合效果。
多孔氧化鋁陶瓷耐磨片的增韌方法相變增韌
多孔氧化鋁陶瓷耐磨片的增韌方法
相變增韌當Al2O3中加入純ZrO2(非穩(wěn)定ZrO2)粒子形成ZrO2增韌多孔氧化鋁陶瓷耐磨片時,由于亞穩(wěn)四方t-ZrO2于應力誘發(fā)下向單斜m-ZrO2 的轉變產生3%~5%的體積變化及8%左右的切應變效應,可以抵消外加應力、吸收能量,從而緩和主裂紋前端的應力集中,可使多孔氧化鋁陶瓷耐磨片韌性顯著提高。 研究表明:ZrO2增韌機理有應力誘導相變增韌、顯微裂紋增韌、細化基體晶粒、裂紋的轉向與分叉以及表面增韌等,其中相變增韌是主要增韌機制。相變增韌的 影響因素很多,如ZrO2含量及粒徑、晶粒尺寸、其它添加劑種類和數量、晶粒取向等。其缺點是增韌效果隨溫度的升高而急劇下降,因此一般單純依靠相變增韌 來提高韌性的多孔氧化鋁陶瓷耐磨片材料僅適用于溫度較低的場合
多孔氧化鋁陶瓷耐磨片坯體的形成高密度
多孔氧化鋁陶瓷耐磨片坯體的形成
高密度多孔氧化鋁陶瓷耐磨片的獲得在很大程度上受成型壓力的影響。為了確保多孔氧化鋁陶瓷耐磨片高密度,成型壓力通常較高。目前,性能多孔氧化鋁陶瓷耐磨片方法的成型主要包括等靜壓成型、注漿成型、熱壓成型、擠壓成型和壓延成型。
多孔氧化鋁陶瓷耐磨片的燒結
燒結是多孔氧化鋁陶瓷耐磨片制備的關鍵階段。由于Al2O3的強化學鍵,多孔氧化鋁陶瓷耐磨片燒結只能在很高的溫度(一般為1800)下實現。然而,即使是普通的高溫燒結,燒結體的燒結性能也不能滿足人們的要求。為了降低多孔氧化鋁陶瓷耐磨片生產成本,實現多孔氧化鋁陶瓷耐磨片的致密燒結,提高燒結體的性能,多孔氧化鋁陶瓷耐磨片生產中采用了特殊的燒結方法。目前常用的燒結方法方法包括熱壓燒結、氣氛燒結、真空熱壓燒結等。
改善多孔氧化鋁陶瓷耐磨片表面光潔度的整理處理
在多孔氧化鋁陶瓷耐磨片材料的精加工中,常用的方法是由粗到細逐步研磨,然后拋光表面。多孔氧化鋁陶瓷耐磨片拋光時,使用的是小于1μm微米的Al203微粉或者是用金剛鉆糊進行研磨和拋光。當然,激光加工和超聲波加工也可以達到研磨和拋光多孔氧化鋁陶瓷耐磨片的目的。
以上是改善多孔氧化鋁陶瓷耐磨片表面光潔度的整理處理,然后是增強多孔氧化鋁陶瓷耐磨片機械強度的處理,即多孔氧化鋁陶瓷耐磨片強化技術。事實上,多孔氧化鋁陶瓷耐磨片表面采用了電子射線真空鍍膜、濺射真空鍍膜或化學氣相沉積等先進技術,使多孔氧化鋁陶瓷耐磨片得到了增強
通過這些方法,可以在多孔氧化鋁陶瓷耐磨片表面涂覆一層硅化合物薄膜,多孔氧化鋁陶瓷耐磨片只需在1200℃~1580℃加熱即可增韌。事實證明,強化后的多孔氧化鋁陶瓷耐磨片的機械強度可以在原有的基礎上大大提高,可以獲得超高強度的多孔氧化鋁陶瓷耐磨片。