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Y-TZP基陶瓷材料摩擦磨损的研究

本文以石油钻井泵陶瓷缸套为应用背景,对Y-TZP基陶瓷材料的摩擦磨损性能进行了系统的研究。3Y-TZP///(Mg,Y)-PSZ干摩擦时,3Y-TZP的磨损率与载荷和速度有关;而水润滑下,磨损率主要与载荷有关。水润滑下陶瓷磨损率较干摩擦时的要低。干摩擦时3Y-TZP表面温度随速度和载荷的增大而升高,且随滑动时间的延长而升高。表面温度的升高,加速了3Y-TZP的磨损。Al2O3颗粒引入Y-TZP(ADZ)中,改善了陶瓷的物理机械性能,可有效地提高陶瓷的耐磨性。ADZ磨损率随载荷的增大而增大,100N和300N时,陶瓷硬度对耐磨性起主导作用,高载荷(500N)时,相变增韧机制对陶瓷耐磨性有明显贡献。机械混合和化学共沉淀两种方式引入Y2O3的10ADZ的硬度和断裂韧性相近,但后者耐磨性较优,主要是其显微结构较均匀。ADZ的磨损表面具有分形特征,磨损表面的分形维数和磨损率都随载荷的增加而增大,表明表面形貌特征与陶瓷磨损性能关系密切。磨粒  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

Y-TZP/Al_2O_3陶瓷磨削性能和耐磨性的研究

先进结构陶瓷Y-TZP/Al_2O_3复相材料具有优良的力学性能和耐磨蚀性,作为油田钻井泵用缸套,其耐磨性已远远超过金属缸套,但是要想扩大应用,还需继续提高其耐磨性及降低制备成本。本文以油田钻井泵用Y-TZP/Al_2O_3陶瓷缸套为研究背景,通过模拟缸套实际工况下的磨损过程并和陶瓷的磨削加工过程进行对比分析,研究了磨削性能—材料力性—显微结构—耐磨性之间的联系,找出了影响Y-TZP/Al_2O_3陶瓷磨削性能和低磨损条件下耐磨性的主要因素。Y-TZP/Al_2O_3陶瓷的磨削实验结果表明,材料需要的磨削力主要受组成和显微结构影响,组成不同的材料,尽管力学性能相似,但是其磨削性能却显著不同;对于组成相同的Y-TZP/Al_2O_3陶瓷,材料的硬度对磨削力有直接的影响,硬度越大,需要的磨削力越大,比磨削能越大。陶瓷材料的脆性指数会影响试样磨削后的表面完整性,脆性指数越高,表面完整性越差。模拟缸套实际工况下的磨损过程表明,Y-TZP...  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

Si_3N_4陶瓷二次PTLP连接过程与机理研究

本文通过实验系统研究了Si_3N_4/Ti/Cu/Ti/Si_3N_4 PTLP(Partial Transient Liquid Phase)连接和Si_3N_4/Ti/Cu/Ni/Cu/Ti/Si_3N_4二次PTLP连接中间层厚度、工艺参数等对Si_3N_4陶瓷连接接头界面微观结构、反应层厚度、元素分布、室温强度的影响,探明了二次PTLP连接接头高温强度随温度变化的规律,并对PTLP连接过程动力学进行了研究,建立了Si_3N_4陶瓷PTLP连接数值模型和PTLP连接参数优化选择模型。论文主要结论如下:采用Ti/Cu/Ti中间层对Si_3N_4陶瓷进行PTLP连接,界面微观结构为:Si_3N_4/TiN/Ti-Si化合物/Cu-Ti/Cu,随着Ti箔厚度的增加,反应层厚度增加,Cu-Ti层增宽;Ti箔厚度达到一定值后,随Ti箔厚度增加,TiN层增厚,同时Ti-Si化合物层亦逐步增厚。在相同连接参数下,Ti箔过薄不能形成连续的...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(力学研究所)
中国科学院研究生院(力学研究所)

钢表面铝镀层陶瓷化的结构特征及失效行为

等离子体电解氧化(Plasma electrolytic oxidation,PEO)是在Al、Mg、Ti等金属及其合金表面原位制备陶瓷层的新方法,但在钢表面难以直接形成陶瓷层。针对这一难题,本文采用PEO方法对热浸镀铝钢进行陶瓷化处理,在钢表面制备了包含Al_2O_3层、Al层和Fe-Al层的多层涂层。本文对该复合涂层的组织结构、微观力学性能和失效行为等方面进行了研究,并采用有限元方法对复合涂层体系结构进行优化设计。研究结果对明确铝镀层陶瓷化演变规律、优化涂层性能和揭示拉伸失效机理具有重要的意义。通过对铝镀层PEO陶瓷化过程的电压特征、陶瓷层厚度生长规律、组织形态和成分等进行研究,揭示出铝镀层转化为陶瓷层的演变规律。研究发现,在PEO初期,铝镀层阳极电压的变化趋势与纯铝试件相同,而在PEO后期,铝镀层陶瓷化的阳极电压出现下降趋势。铝层消耗和陶瓷层增长近似为线性关系,当铝层完全消耗后,陶瓷层生长速率减缓。陶瓷层的主要相结构是γ-...  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>

《稀有金属材料与工程》2008年S1期
稀有金属材料与工程

钛合金微弧氧化陶瓷层性能

利用脉冲微弧氧化技术在钛合金(Ti6A14V)表面制备陶瓷层。用SEM观察了陶瓷层的表面形貌和截面显微组织,XRD研究陶瓷层的相组成,用球-盘磨损实验机对陶瓷层的摩...  (本文共4页) 阅读全文>>

《电镀与精饰》2005年01期
电镀与精饰

铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程研究

采用硅酸钠溶液体系,制得250μm左右的微弧氧化陶瓷层。研究了溶液电导率以及电流密度对Al合金微弧氧化陶瓷层生长过程和厚度的影响。结果表明,提...  (本文共3页) 阅读全文>>

《表面技术》2005年01期
表面技术

提高自蔓延高温合成复合管陶瓷层性能的研究

自蔓延高温合成是材料合成新技术,具有工艺简便、能耗低、无污染、效率高等特点,应用该技术制造的复合钢管具有耐...  (本文共4页) 阅读全文>>