贝壳仿生陶瓷刀具材料制备与力学性能研究  

Fabrication and Mechanical Properties of Bionic Shell Ceramic Tool Material

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作  者:冯云鹏 黄传真[1,2] 刘含莲 Feng Yunpeng;Huang Chuanzhen;Liu Hanlian(School of Mechanical Engineering,Shandong University,Jinan 250061,China;School of Mechanical Engineering,Yanshan University,Qinhuangdao,Hebei 066004,China;不详)

机构地区:[1]先进射流技术研究中心,高效洁净机械制造教育部重点实验室,国家机械工程实验教学示范中心(山东大学),山东大学机械工程学院 [2]燕山大学机械工程学院

出  处:《工具技术》2024年第3期26-32,共7页Tool Engineering

基  金:国家自然科学基金(52275464)。

摘  要:以Al_(2)O_(3)-(W,Ti)C为基体层,Al_(2)O_(3)-TiC为夹层,采用热压烧结工艺制备了力学性能较好的贝壳仿生陶瓷刀具材料,对材料的层数、层厚比和界面形状等叠层结构参数进行优化,测试材料的力学性能,并对其微观组织进行分析。分析结果表明,当层数为3、层厚比为3时,材料有较好的综合力学性能。在层间引入不同的界面形状,刀具材料的力学性能相较于无界面形状的刀具材料得到了提高,在所制备的试样中,最佳的断裂韧性、维氏硬度和抗弯强度分别为7.16MPa·m^(1/2)±0.04MPa·m^(1/2),20.40GPa±0.07GPa和981.72MPa±10.86MPa。The bionic shell ceramic tool material with good mechanical properties is prepared with Al_(2)O_(3)-(W,Ti)C as matrix layer,and Al_(2)O_(3)-TiC as inter layer material by hot press sintering.The stack structure parameters such as layer number,layer thickness ratio and interface shape are optimized.The mechanical properties of the material are tested and its microstructure is analyzed.The result shows that the material has better comprehensive mechanical properties when the number of layers and the thickness ratio are 3.After introducing different interface shapes between layers,the mechanical properties of tool materials are improved compared with those without interface shapes.For the prepared samples,the optimum fracture toughness,Vickers hardness and flexural strength are 7.16MPa·m^(1/2)±0.04MPa·m^(1/2),20.40GPa±0.07GPa and 981.72MPa±10.86MPa,respectively.

关 键 词:贝壳仿生陶瓷刀具材料 叠层结构参数 力学性能 微观组织 

分 类 号:TG711[金属学及工艺—刀具与模具] TH16[机械工程—机械制造及自动化]

 

参考文献:

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引证文献:

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