山东省自然科学杰出青年基金(JQ201014)
- 作品数：11 被引量：20H指数：3
- 相关作者：许崇海肖光春衣明东张永莲方斌更多>>
- 相关机构：山东大学齐鲁工业大学山东轻工业学院更多>>
- 发文基金：山东省自然科学杰出青年基金国家自然科学基金教育部科学技术研究重点项目更多>>
- 相关领域：化学工程金属学及工艺一般工业技术更多>>
- Y-Ce-ZrO_2-TiC-Al_2O_3复合陶瓷材料的制备及其摩擦磨损特性研究被引量：4
- 2011年
- 从提高陶瓷材料的力学性能出发,采用真空热压工艺,制备了混合稀土氧化物稳定的Y-Ce-ZrO2-TiC-Al2O3复合陶瓷材料。对复合陶瓷材料进行了摩擦磨损性能实验研究,采用扫描电镜对其磨损表面形貌进行了观察,对磨损表面物相进行了X射线衍射分析。并与单相ZrO2陶瓷作对比,探讨了复合陶瓷材料的磨损机理。研究表明,该复合陶瓷材料具有较高的综合力学性能,在法向载荷为140 N、转速为200 r/min干摩擦条件下,Y-Ce-ZrO2-TiC-Al2O3复合陶瓷摩擦系数为0.65,磨损率为2.88×10-7mm3/N.m,明显低于单相ZrO2陶瓷,其磨损机理为机械冷焊和粘着磨损。
- 许崇海张永莲吴光永赵诗奎方斌
- 关键词：复合陶瓷ZRO2
- 层数对梯度自润滑陶瓷刀具材料Al_2O_3/TiC/CaF_2残余应力的影响被引量：2
- 2013年
- 针对陶瓷减摩性能与耐磨性能不能在自润滑刀具中合理兼顾的难题,本研究将梯度功能材料设计思想引入Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具材料的设计和制造中,并建立了该梯度自润滑陶瓷刀具材料的物理模型、组成分布模型和物性参数模型。采用有限元方法计算分析了层数对对称型梯度自润滑陶瓷刀具残余应力的影响,确定了最佳层数为7层。以本设计模型和有限元分析结果为基础,制备了分布指数为1.8的7层梯度自润滑陶瓷刀具材料Al2O3/TiC/CaF2。试验结果表明:所制备的梯度自润滑陶瓷刀具材料具有良好的力学性能。
- 许崇海肖光春张永莲
- 关键词：AL2O3陶瓷刀具材料残余应力
- 热物性参数对Al_2O_3/(W,Ti)C/CaF_2梯度自润滑陶瓷刀具材料残余应力的影响被引量：1
- 2014年
- 基于功能梯度材料的设计思想,设计并制造了Al2O3/(W,Ti)C/CaF2梯度自润滑陶瓷刀具材料。利用有限元法计算分析了梯度自润滑陶瓷刀具材料层间热膨胀系数差值、分布指数和弹性模量对其残余应力的影响,并给出了径向应力和Von Mises等效应力的分布图,为梯度自润滑陶瓷刀具的研制开发提供了理论基础。以此为基础,采用真空热压工艺制备了Al2O3/(W,Ti)C/CaF2梯度自润滑陶瓷刀具材料。结果表明:据此制备的梯度自润滑陶瓷刀具材料具有良好的力学性能。
- 许崇海肖光春张永莲
- 关键词：固体润滑剂陶瓷刀具材料残余应力
- 添加纳米Ti(C_7N_3)的ZrO_2基纳米陶瓷模具材料被引量：1
- 2013年
- 本文针对模具对陶瓷材料的要求,从提高陶瓷模具材料的综合力学性能出发,采用纳米复合方法制备出具有较高综合力学性能的纳米陶瓷模具材料。研究了纳米Ti(C7N3)和Y2O3的组分含量对纳米陶瓷模具材料微观结构和力学性能的影响,结果表明添加纳米Ti(C7N3)和Y2O3的氧化锆纳米陶瓷模具材料的力学性能优于纯氧化锆陶瓷材料,纳米颗粒的添加改善了材料的微观结构和力学性能。当纳米Ti(C7N3)和Y2O3的添加量分别为17.15vol%和5 mol%时,材料的综合性能最好,其抗弯强度为814 MPa、断裂韧性6.35 MPa.m1/2、维氏硬度11.87 GPa。
- 许崇海衣明东张荣波
- 关键词：ZRO2力学性能微观结构
- ZrO_2/Ti(C_7N_3)纳米复合陶瓷工模具材料的制备工艺
- 2011年
- 采用真空热压工艺制备ZrO2/Ti(C7N3)纳米陶瓷工模具材料,并研究热压工艺参数对材料力学性能和微观结构的影响。结果表明:当材料组分确定时,热压工艺参数对力学性能的提高与微观结构的改善起关键作用。在本研究的实验条件下,当烧结温度为1500℃、保温时间为30min、压力为30MPa时,ZrO2/Ti(C7N3)纳米陶瓷工模具材料的综合力学性能较好,其抗弯强度、断裂韧性和硬度分别为958MPa、7.48MPa·m1/2和13.09GPa。但对应单一力学性能的最优工艺参数有所不同。力学性能提高的原因在于热压工艺参数所导致的材料微观结构的改善。合适的工艺参数可使纳米陶瓷工模具材料的断裂模式转变为穿晶/沿晶断裂模式,有利于材料的增韧补强。
- 许崇海张永莲吴光永张荣波
- 关键词：纳米复合陶瓷工模具材料微观结构
- TiB_2/WC/h-BN纳微米复合梯度自润滑陶瓷材料的设计与制备被引量：2
- 2014年
- 以纳米TiB2和微米TiB2为基体,WC为增强相,h-BN为固体润滑剂,采用热压工艺制备了TiB2/WC/h-BN纳微米复合梯度自润滑陶瓷材料,并测量了其力学性能。结果表明:与均质TiB2/WC/h-BN微米自润滑陶瓷材料相比,其抗弯强度、断裂韧性与硬度分别提高了15.8%、6.7%和11.1%。用压痕法测量得到材料内部的残余应力,其应力值呈明显的阶梯变化趋势,且关于中间层对称分布,材料表层存在残余压应力,可有效提高材料力学性能与使用性能。显微结构观察显示,TiB2/WC/h-BN纳微米复合梯度自润滑陶瓷材料晶粒细小、均匀,纳米TiB2颗粒分布均匀,材料断裂模式为典型的穿晶/沿晶混合断裂模式。
- 陈辉许崇海肖光春方斌徐秀国
- TiB_2/WC/h-BN自润滑陶瓷材料的制备及力学性能被引量：3
- 2014年
- 通过添加固体润滑剂h-BN,采用真空热压烧结工艺制备TiB2/WC/h-BN自润滑陶瓷材料,对其密度和力学性能进行测试,并采用XRD和SEM对材料的物相和显微结构进行分析。结果表明:TiB2/WC/h-BN自润滑陶瓷材料的相对密度为97.5%,抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别为652MPa、4.5MPa·m1/2和14.8GPa。片状结构的固体润滑剂hBN颗粒保存完整,分布均匀,而且可有效抑制基体TiB2晶粒的长大。材料的断裂模式是穿晶/沿晶断裂的混合型,以穿晶断裂为主。材料的增韧机理以裂纹偏转和裂纹桥联为主。TiB2/WC/h-BN自润滑陶瓷材料的摩擦因数低于0.3,与其他添加h-BN的自润滑陶瓷材料相比,具有良好的力学性能和摩擦性能。
- 徐秀国许崇海方斌王春林衣明东
- 关键词：二硼化钛自润滑力学性能
- 多元梯度自润滑陶瓷刀具材料的研制被引量：1
- 2014年
- 针对均质自润滑陶瓷刀具材料不能合理兼顾减摩性能及耐磨性能的难题,运用功能梯度材料的设计思想研制出一种梯度自润滑陶瓷刀具材料。这种新型自润滑刀具材料的特征是固体润滑剂由其表层向内层梯度减少,并且材料表层存在残余压应力。提出多元梯度材料的组成分布模型,按该模型得出的组分梯度设计结果,采用粉末叠层铺填与真空热压烧结工艺制备Al2O3/TiC/CaF2梯度自润滑陶瓷刀具材料。该梯度自润滑陶瓷刀具材料的显微结构呈现出与组成分布一致的梯度变化,表层形成了残余压应力,其抗弯强度、硬度和断裂韧度分别比相应的均质材料提高了21%、16%和5.9%。材料强度的提高主要是由于CaF2由表层到中间层梯度减少,硬度和断裂韧度的提高归因于材料表层的残余压应力。以Al2O3/TiC/CaF2梯度自润滑陶瓷刀具和相应的均质自润滑陶瓷刀具对45钢进行干切削试验,结果表明,梯度刀具的耐磨性能优于均质刀具。
- 许崇海吴光永张永莲衣明东肖光春方斌
- 关键词：陶瓷刀具材料固体润滑剂力学性能显微结构
- 纳米CaF_2对自润滑陶瓷材料力学性能的影响被引量：4
- 2014年
- 采用真空热压烧结工艺制备一种添加纳米固体润滑剂CaF2的新型自润滑陶瓷材料,其力学性能显著高于添加微米CaF2的自润滑陶瓷材料,并且断裂韧性高于不含CaF2的复合陶瓷材料。结果表明:烧结后纳米CaF2主要位于基体晶粒内部,形成晶内型纳米结构。相比于添加微米CaF2,添加纳米CaF2时复合陶瓷材料的弹性模量增加了34%,这是材料硬度改善的主要原因。纳米CaF2诱发的穿晶断裂有助于提高复合陶瓷材料的断裂韧性和抗弯强度,裂纹偏转是添加纳米CaF2的复合陶瓷材料的主要增韧机制。
- 衣明东许崇海陈照强吴光永肖光春
- 关键词：陶瓷氟化钙微观结构力学性能
- Ti(C,N)基纳米复合金属陶瓷材料的力学性能与微观结构被引量：2
- 2013年
- 采用真空热压工艺制备了添加纳米ZrO2和微米WC的Ti(C,N)基纳米复合金属陶瓷材料,并研究了材料的力学性能与微观结构。结果表明:在纳米ZrO2添加量为5%、微米WC添加量为9.6%(质量分数,下同)时,Ti(C,N)基纳米复合金属陶瓷材料的综合力学性能较好,抗弯强度为1014MPa,断裂韧性为7.25MPa·m1/2,硬度为15.57GPa,其抗弯强度和断裂韧性比未添加纳米ZrO2与微米WC的Ti(C,N)基金属陶瓷材料分别提高了3.5%和18.1%。材料断裂模式为以穿晶断裂为主的穿晶/沿晶断裂混合模式。"晶内型"纳米结构弥散增韧、纳米ZrO2相变增韧以及裂纹桥联、裂纹偏转是其主要的增韧补强机理。
- 肖光春许崇海王兴海
- 关键词：TI(C,N)力学性能微观结构
