不同潤滑條件下氧化鋁基陶瓷材料磨損特性的對(duì)比

用放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備了2種不同晶粒尺寸(平均晶粒尺寸為0.6μm的細(xì)晶氧化鋁和2.0μm的粗晶氧化鋁)的氧化鋁陶瓷。通過往復(fù)摩擦磨損實(shí)驗(yàn)研究了2種氧化鋁陶瓷在人工關(guān)節(jié)滑液環(huán)境下的摩擦學(xué)性能和磨損機(jī)制。結(jié)果表明:相同的摩擦壓力和時(shí)間條件下(60n,30min),細(xì)晶粒和粗晶粒氧化鋁陶瓷的平均摩擦系數(shù)分別為0.245和0.250,細(xì)晶粒氧化鋁陶瓷耐磨性能優(yōu)于粗晶粒氧化鋁陶瓷,磨損量(20×10–3mm3)僅為粗晶粒樣品的1/2;2種氧化鋁陶瓷磨損機(jī)制均為摩擦初期的微裂紋控制的晶粒拔出、脆性斷裂及后期的塑性變形機(jī)制。

本文對(duì)al2o3基陶瓷材料/45＃鋼摩擦副的摩擦系數(shù)與45＃鋼/45＃鋼的摩擦系數(shù)作了對(duì)比滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)研究,觀測(cè)分析了al2o3基陶瓷材料磨痕形貌,并就干摩擦,油潤滑狀態(tài)下al2o3基陶瓷材料的磨損機(jī)理進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,分別在干摩擦和20＃機(jī)油潤滑下,al2o3基陶瓷材料/45＃鋼的摩擦系數(shù)均比45＃鋼自配副時(shí)的低。在干摩擦條件下,al2o3基陶瓷材料的磨損機(jī)理是脆性微剝落和磨粒磨損,油潤滑條件下,該材料的磨損機(jī)理是脆性脫落和耕犁,但磨損量小于干摩擦條件下的磨損量,說明油潤滑對(duì)al2o3基陶瓷材料有明顯的減磨作用。

采用模擬活塞-缸套運(yùn)動(dòng)形式的往復(fù)式滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)比研究了鋁合金微弧氧化陶瓷層、電鍍硬鉻鍍層及耐磨磷釩銅鑄鐵的摩擦磨損特性;利用掃描電子顯微鏡觀察分析了磨損表面形貌,進(jìn)而探討了油潤滑條件下微弧氧化陶瓷層的磨損機(jī)制及其影響因素.結(jié)果表明:鋁合金微弧氧化陶瓷層在油潤滑條件下的耐磨性能顯著優(yōu)于電鍍硬鉻鍍層和磷釩銅鑄鐵;陶瓷層中的微孔有利于改善其在油潤滑條件下的耐磨性能;不同厚度的微弧氧化陶瓷層在穩(wěn)定磨損階段的磨損質(zhì)量損失變化不大.

按照平面沖擊波設(shè)計(jì)原則,設(shè)計(jì)并完成了氧化鋁陶瓷在一維應(yīng)變條件下沖擊壓縮實(shí)驗(yàn),通過visar測(cè)試得到了樣品自由面質(zhì)點(diǎn)速度歷程。采用理論方法對(duì)陶瓷樣品的沖擊壓力和壓力脈沖作用時(shí)間進(jìn)行了預(yù)估,實(shí)驗(yàn)的沖擊壓力水平為6.87~7.25gpa,應(yīng)變率范圍為0.43×104~2.93×104/s。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的判讀,獲得了材料的hugoniot彈性極限,分析討論了高壓高率狀態(tài)下陶瓷的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度和破壞特性。

采用銷-盤式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)在水潤滑條件下對(duì)3y-tzp/(mg,y)-psz陶瓷摩擦副的磨損性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,3y-tzp陶瓷的磨損率隨著載荷和滑行速度的增加而增大。在低載低速下3y-tzp陶瓷發(fā)生的是微量磨損,其磨損過程相當(dāng)于拋光;隨著載荷與滑動(dòng)速度的增加,發(fā)生的是輕微磨損,相應(yīng)的磨損機(jī)制為塑性變形和微犁削。在高載荷條件下發(fā)生了嚴(yán)重磨損,磨損的主要機(jī)制是表面斷裂。

對(duì)粗顆粒al2o3陶瓷在無潤滑條件下的磨損特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究,繪制了該材料的磨損曲線,磨損速率在初期很低,以后逐漸上升,及至2h以后基本穩(wěn)定。利用掃描電鏡探討了該材料的磨損機(jī)理,認(rèn)為共磨損以脆性剝落和磨粒磨損為主。

利用ｓｒｖ球－盤磨損試驗(yàn)機(jī)考察了一種（ｃａ，ｍｇ）－ｓｉａｌｏｎ陶瓷在空氣及水中的摩擦學(xué)性能，并采用ｅｐｍａ、ｓｅｍ、ｅｄａｘ以及ｘｐｓ等分析手段對(duì)其磨損機(jī)理做了進(jìn)一步研究．結(jié)果表明：（ｃａ，ｍｇ）－ｓｉａｌｏｎ陶瓷在水中比在空氣中具有更低的摩擦因數(shù)，但具有較高的磨損體積損失．在干摩擦條件下，（ｃａ，ｍｇ）－ｓｉａｌｏｎ陶瓷主要發(fā)生了斷裂磨損及磨粒磨損，而在水潤滑條件下則主要發(fā)生了摩擦化學(xué)磨損．

潤滑條件下(Ca,Mg)—Sialon陶瓷摩擦磨損機(jī)制的EPMA研制

利用mg-200型高速高溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī),采用塊-盤式實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)si3n4陶瓷-冷激鑄鐵摩擦副從室溫到150℃進(jìn)行了微量潤滑摩擦磨損實(shí)驗(yàn),得到了該摩擦副的摩擦系數(shù)和si3n4陶瓷的磨損率。同時(shí)根據(jù)試件的sem照片和能譜成分分析了摩擦磨損機(jī)理,并與無潤滑時(shí)所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:微量潤滑條件下si3n4陶瓷的磨損率和摩擦系數(shù)要比無潤滑條件下小的多;si3n4陶瓷的磨損率隨載荷和溫度的增大而增大,滑動(dòng)速度的影響要小于載荷的影響;該摩擦副的摩擦系數(shù)隨環(huán)境溫度的提高而增大,隨速度的增大而減小,載荷的變化對(duì)其影響不大;si3n4陶瓷的磨損是化學(xué)磨損、機(jī)體物質(zhì)脫落和磨粒磨損共同作用的結(jié)果,其中化學(xué)磨損是引起其他兩類磨損的主要原因。

針對(duì)純水液壓柱塞泵工況,研究了滴水潤滑條件下五種等離子陶瓷涂層和整體燒結(jié)氧化鋁配對(duì)的摩擦磨損情況,考察了摩擦系數(shù)和試環(huán)的磨損量隨時(shí)間的變化規(guī)律,利用sem、x射線能量色散譜儀等設(shè)備觀察和分析了磨損表面的形貌和化學(xué)元素組成。

氧化鋁陶瓷及相關(guān)陶瓷

在ｍ－２００環(huán)－塊磨損試驗(yàn)機(jī)上研究了蒸餾水潤滑條件下ｓｉ３ｎ４、ａｌ２ｏ３陶瓷與灰鑄鐵（ｈｔ）配副時(shí)的滑動(dòng)摩擦磨損特性，并與這兩種陶瓷和０．８％ｃ鋼（ｔ８）配副相對(duì)比；在掃描電鏡（ｓｅｍ）下對(duì)磨損后的試樣表面進(jìn)行了形貌觀察和能譜分析。結(jié)果表明：ｓｉ３ｎ４／ｈｔ的摩擦系數(shù)最小，而且ｓｉ３ｎ４與ｈｔ的磨損率均比ｓｉ３ｎ４與ｔ８配副時(shí)低得多，其原因是由于在灰鑄鐵表面形成了一層含石墨的氧化膜；ａｌ２ｏ３／

隨著大功率模塊與電力電子器件的發(fā)展,陶瓷表面金屬化已得到廣泛應(yīng)用。直接敷鋁技術(shù)是基于氧化鋁陶瓷基板發(fā)展起來的一種陶瓷表面金屬化技術(shù)。在介紹直接敷鋁基板的制備方法和性能特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)討論影響al-al2o3潤濕性能的因素以及這些因素對(duì)氧化鋁陶瓷基板敷鋁過程的影響,同時(shí)展望了dab基板在功率電子系統(tǒng)、汽車工業(yè)等方面的應(yīng)用前景。

采用等離子噴涂工藝制備了2種cr2o3陶瓷涂層(p7412和p7418,p7412粉末為市售,p7418粉末為自制),對(duì)2種涂層的組織結(jié)構(gòu)、耐腐蝕性能進(jìn)行了對(duì)比分析,并探討了p7418涂層的抗生物附著機(jī)理。結(jié)果表明:2種涂層中各組分分布均勻,p7418涂層的孔隙率比p7412涂層略低;cuo的加入使得p7418涂層在10%hcl,10%naoh和10%nacl3種腐蝕液中的耐腐蝕性能均比p7412涂層略差,但可以起到防止生物附著污染的效果。

本文對(duì)三種不同性能的al2o3陶瓷與淬火鋼在無潤滑條件下的磨擦磨損機(jī)理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,發(fā)現(xiàn)磨擦付的磨擦系數(shù)幾乎與陶瓷的力學(xué)性能無關(guān),但陶瓷的磨損速率與陶瓷力學(xué)性能特別是斷裂韌性之間存在一定的關(guān)系,在干磨擦條件下,由于粘著力作用,金屬從對(duì)偶件轉(zhuǎn)移到陶瓷表面,轉(zhuǎn)移的金屬膜厚度往往超過陶瓷峰元的高度,從而隔開了陶瓷與金屬的直接接觸,陶瓷的主要磨機(jī)制是磨擦表面的裂紋源在疲勞應(yīng)力作用下沿薄弱的晶界擴(kuò)展,最科形

作者評(píng)定了無潤滑滑動(dòng)條件下α-al_2o_3陶瓷材料與鉻鋼配對(duì)時(shí)的摩擦學(xué)特性。給出了在一定載荷、溫度、速度和滑動(dòng)距離下球?qū)ΡP磨損的各種數(shù)據(jù)。其中鋼球?qū)︿摫P和鋼球?qū)l_2o_3盤的磨損嚴(yán)重,觀察到大量的材料轉(zhuǎn)移,而al_2o_3球?qū)l_2o_3盤的磨損很小。

氧化鋁陶瓷的低溫?zé)Y(jié)技術(shù) 氧化鋁陶瓷是一種以ａｌ２ｏ３為主要原料，以剛玉（α—ａｌ ２ｏ３）為主晶相的陶瓷材料。因其具有機(jī)械強(qiáng)度高、硬度大、高頻 介電損耗小、高溫絕緣電阻高、耐化學(xué)腐蝕性和導(dǎo)熱性良好等優(yōu)良綜 合技術(shù)性能，以及原料來源廣、價(jià)格相對(duì)便宜、加工制造技術(shù)較為成 熟等優(yōu)勢(shì)，氧化鋁陶瓷已被廣泛應(yīng)用于電子、電器、機(jī)械、化工、紡 織、汽車、冶金和航空航天等行業(yè)，成為目前世界上用量最大的氧化 物陶瓷材料。然而，由于氧化鋁熔點(diǎn)高達(dá)２０５０℃，導(dǎo)致氧化鋁陶 瓷的燒結(jié)溫度普遍較高（參見表一中標(biāo)準(zhǔn)燒結(jié)溫度），從而使得氧化 鋁陶瓷的制造需要使用高溫發(fā)熱體或高質(zhì)量的燃料以及高級(jí)耐火材 料作窯爐和窯具，這在一定程度上限制了它的生產(chǎn)和更廣泛的應(yīng)用。 因此，降低氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度，降低能耗，縮短燒成周期，減少 窯爐和窯具損耗，從而降低生產(chǎn)成本，一直是企業(yè)所關(guān)心和急需解決 的重要課題。 目前，對(duì)氧化鋁

借助高溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)研究了合金陶瓷涂層cr3c2/nicr/mo的摩擦學(xué)性能,采用邊界潤滑條件,溫度范圍為50-850℃,以復(fù)脂油為潤滑劑,添加zndtp添加劑。利用掃描電子顯微鏡,波譜分析儀和x光光電子能譜儀對(duì)磨損后的表面進(jìn)行觀察和分析,結(jié)果表明,鉬對(duì)在不同溫度下形成各種潤滑物質(zhì)起重要作用,這些物質(zhì)在一定程度上保護(hù)了摩擦表面。

氧化鋁泡沫陶瓷的制備

本文主要介紹了流延法生產(chǎn)氧化鋁陶瓷基板的工藝。研究了原料粒度分布對(duì)基板微觀結(jié)構(gòu)的影響,用流延法制備了96％氧化鋁陶瓷基板,并對(duì)基板表面被釉,試驗(yàn)了基板的性能,研究了基板生產(chǎn)過程中一些關(guān)鍵的因素。

氧化鋁陶瓷制作工藝簡(jiǎn)介 氧化鋁陶瓷目前分為高純型與普通型兩種。高純型氧化鋁陶瓷系ａｌ２ｏ３ 含量在９９．９％以上的陶瓷材料，由于其燒結(jié)溫度高達(dá)１６５０—１９９０℃， 透射波長(zhǎng)為１～６μｍ，一般制成熔融玻璃以取代鉑坩堝：利用其透光性及可耐 堿金屬腐蝕性用作鈉燈管；在電子工業(yè)中可用作集成電路基板與高頻絕緣材料。 普通型氧化鋁陶瓷系按ａｌ２ｏ３含量不同分為９９瓷、９５瓷、９０瓷、８５ 瓷等品種，有時(shí)ａｌ２ｏ３含量在８０％或７５％者也劃為普通氧化鋁陶瓷系 列。其中９９氧化鋁瓷材料用于制作高溫坩堝、耐火爐管及特殊耐磨材料，如陶 瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等；９５氧化鋁瓷主要用作耐腐蝕、耐磨部件；８ ５瓷中由于常摻入部分滑石，提高了電性能與機(jī)械強(qiáng)度，可與鉬、鈮、鉭等金屬 封接，有的用作電真空裝置器件。其制作工藝如下： 一粉體制備： 將入廠的氧化鋁粉按照不同的產(chǎn)品要求與不同成型工藝制

淺析氧化鋁陶瓷制作工藝