納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的研究進展

人氣：133發(fā)表時間：2018-06-04【大中小】

       納米陶瓷結(jié)合劑是一種新型的超硬磨具結(jié)合劑，它顯著降低了磨具燒結(jié)溫度，大幅度提高了制品強度、韌性和耐磨性，且氣孔可控，為陶瓷結(jié)合劑的應(yīng)用開拓了一個嶄新的領(lǐng)域。近年來國內(nèi)對納米陶瓷結(jié)合劑進行了探索研究。湖南大學(xué)劉教授課題組系統(tǒng)地研究了納米陶瓷結(jié)合劑制備過程中的一系列關(guān)鍵問題，開發(fā)出了一系列新型的納米陶瓷結(jié)合劑。
       研究發(fā)現(xiàn)，在納米陶瓷結(jié)合劑中加入20％～30％的水和適量的表面活性劑，可以提高成型密度、毛坯強度和制品的抗折強度，同時，其通過改變造孔劑的粒度和摻入量，可以獲得近于無氣孔的致密型和具有均勻分布的圓形理想氣孔的結(jié)合劑，氣孔孔徑和數(shù)量可控，并且氣孔率可以在大范圍內(nèi)調(diào)整，這種理想型均勻分布的圓型氣孔不僅對結(jié)合劑的強度影響較小，而且可以最大效率地發(fā)揮容屑、斷屑、貯存冷卻液、潤滑劑的作用。
　　為了解決納米陶瓷結(jié)合劑粉體易于團聚、分散性差的問題，湖南大學(xué)劉教授課題組采用高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法（P-G法）制備了用于超精磨削用超硬砂輪陶瓷結(jié)合劑組分。研究表明，采用P-G法制備單組分氧化物粉體（如Al2O3、MgO、SiO2、ZnO等），由于凝膠過程中所形成的高分子網(wǎng)絡(luò)的阻礙作用，使粒子在溶液中的移動受到限制，在干燥和燒結(jié)過程中，粒子接觸和聚集的機會減少，可以減小團聚的產(chǎn)生，有希望獲得顆粒尺寸小、分散均勻的超細粉體材料，制備得到的氧化物粉末易于確定煅燒溫度，可以制備出物相單一、顆粒形態(tài)近球形、粒度分布窄的納米粉體，但對于化學(xué)性質(zhì)活潑的Na2O、K2O等氧化物的粉體則難以制備。
　　鑒于溶膠凝膠法在材料制備方面所展示的特點，湖南大學(xué)劉教授探討了溶膠凝膠法制備Na2O-B2O3-Al2O3-SiO2系陶瓷結(jié)合劑原料及工藝因素的影響，優(yōu)化出的最佳工藝參數(shù)為：加水量r（nH2O/nTEOS）為60，ｐＨ調(diào)節(jié)為4，凝膠化溫度為70℃，后續(xù)凝膠熱處理溫度為500℃，最后經(jīng)球磨處理并過200目篩網(wǎng)，制得陶瓷結(jié)合劑粉末。
　　除此之外，湖南大學(xué)劉老師等人以超高速陶瓷CBN砂輪的結(jié)合劑低溫高強性能要求為目標(biāo)，在以化學(xué)純原料為主的R2O-RO-B2O3-Al2O3-SiO2玻璃體系基礎(chǔ)上，引入納米改性劑來對陶瓷結(jié)合劑基體進行了改良強化。結(jié)果表明，納米陶瓷結(jié)合劑的抗折強度、耐火度、浸潤性以及線膨脹系數(shù)與普通陶瓷結(jié)合劑相比有著顯著優(yōu)勢。
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