TiB 2 -TaC陶瓷刀具材料及其抗氧化性能的研究

发布时间：2025-05-08 04:02

　　本文以获得良好综合力学性能的TiB₂-TaC陶瓷刀具材料为目标,根据陶瓷刀具材料的设计原则,确定了以TiB₂为基体、TaC为第二相、Ni为金属添加相的陶瓷刀具体系。分析了Ni对TiB₂和TaC的润湿性以及材料间的物理相容性和化学相容性,并对TiB₂-TaC陶瓷刀具材料制备工艺、烧结过程、微观组织和力学性能的测试方法进行了详细说明。首先研究了TaC含量对TiB₂-TaC陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响。结果表明:当烧结温度为1600℃,Ni含量为8wt.%时,TaC含量为5wt.%时,TiB₂-TaC陶瓷刀具材料获得了良好的微观组织和力学性能,其晶粒细小且分布均匀,其硬度为23.5GPa、抗弯强度为911.4MPa和断裂韧度为7.2MPa·m^1/2,其增韧机理主要为裂纹偏转。为了进一步优化TiB₂-TaC陶瓷刀具材料的综合性能,通过正交实验法对烧结温度、TaC含量和Ni含量进行了进一步优化。通过对正交实验数据的极...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 陶瓷刀具材料概述
    1.2 TiB₂陶瓷材料的研究现状
    1.3 TaC陶瓷材料的研究现状
    1.4 TiB₂基陶瓷刀具材料研究中存在的问题
    1.5 研究的目的与意义
    1.6 课题研究内容
第二章 TiB₂-TaC基陶瓷刀具材料体系的设计
    2.1 TiB₂-TaC陶瓷刀具材料设计原则
    2.2 陶瓷刀具材料的设计要求
    2.3 TiB₂陶瓷刀具材料体系的选择
        2.3.1 基体材料的选择
        2.3.2 添加相材料的选择
        2.3.3 金属相材料的选择
    2.4 TiB₂-TaC陶瓷刀具材料体系的相容性分析
        2.4.1 物理相容性分析
        2.4.2 化学相容性分析
    2.5 本章小结
第三章 TiB₂-TaC陶瓷刀具材料的制备工艺和测试方法
    3.1 实验原始材料与实验设备
    3.2 陶瓷材料复合粉体的制备
    3.3 TiB₂-TaC陶瓷刀具材料素坯的制备
    3.4 TiB₂-TaC陶瓷刀具材料的烧结工艺
        3.4.1 烧结工艺
        3.4.2 烧结过程
    3.5 TiB₂-TaC陶瓷刀具材料性能测试方法
        3.5.1 力学性能的测试方法
        3.5.2 微观组织的测试方法
        3.5.3 陶瓷材料高温抗氧化性能的测试
    3.6 本章小结
第四章 TiB₂-TaC陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的研究
    4.1 TaC含量对TiB₂基陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响
        4.1.1 TaC含量对TiB₂基陶瓷刀具材料微观组织的影响
        4.1.2 TaC含量对TiB₂-TaC陶瓷刀具材料致密度和力学性能的影响
        4.1.3 TiB₂-TaC陶瓷刀具材料增韧机理的分析
    4.2 TiB₂-TaC陶瓷刀具材料烧结温度和材料组分的优化
        4.2.1 正交实验设计
        4.2.2 正交实验极差分析
        4.2.3 优化方案的确定
    4.3 正交实验优化后的TiB₂-TaC陶瓷刀具材料的微观组织和力学性能
        4.3.1 优化后的刀具材料的微观组织分析
        4.3.2 优化后的刀具材料的力学性能分析
    4.4 本章小结
第五章 TiB₂-TaC陶瓷刀具材料抗氧化性能的研究
    5.1氧化实验
        5.1.1 实验过程
        5.1.2 实验方案
    5.2 TiB₂-TaC陶瓷刀具材料的高温抗氧化性能的研究
        5.2.1 刀具材料的高温氧化增重
        5.2.2 刀具材料的高温氧化产物
    5.3 高温氧化对TiB₂-TaC陶瓷刀具材料微观结构的影响
        5.3.1 氧化后刀具材料的表面形貌分析
        5.3.2 氧化后刀具材料的断口形貌
    5.4 氧化对TiB₂-TaC陶瓷刀具材料的抗弯强度的影响
        5.4.1 氧化温度对刀具材料的抗弯强度的影响
        5.4.2 氧化时间对刀具材料的抗弯强度的影响
    5.5 本章小结
第六章 全文总结及展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：4044289