2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、Si3N4陶瓷具有高硬度、高耐磨、高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱、優(yōu)異的抗熱震和抗氧化性能等特性,被廣泛用于航空航天、機(jī)械工業(yè)、裝甲、基板等領(lǐng)域。但由于固有的高硬度、脆性和絕緣性,Si3N4陶瓷傳統(tǒng)機(jī)加工成本高且無(wú)法進(jìn)行EDM加工,難以實(shí)現(xiàn)形狀復(fù)雜和微型化的零部件加工。同時(shí),由于其絕緣特性,PVD涂層技術(shù)在Si3N4陶瓷刀具上應(yīng)用效果較差,導(dǎo)致無(wú)法利用此技術(shù)來(lái)顯著提高Si3N4陶瓷刀具的切削性能。因此,開發(fā)具有優(yōu)異導(dǎo)電性能的Si3N4基陶瓷具有重大的意

2、義。本論文以TiC、TiN、TiCN和ZrB2作為導(dǎo)電第二相,利用熱壓工藝制備Si3N4基導(dǎo)電陶瓷,并對(duì)其綜合性能和應(yīng)用進(jìn)行了深入研究。
  首先以TiC和TiN粉為導(dǎo)電相,利用熱壓燒結(jié)制備了Si3N4-TiC和Si3N4-TiN導(dǎo)電陶瓷,并對(duì)其力學(xué)、電學(xué)及電火花加工性能進(jìn)行對(duì)比研究。研究表明,Si3N4-TiN導(dǎo)電陶瓷具有較好的高溫穩(wěn)定性,而Si3N4-TiC在高溫下則轉(zhuǎn)變?yōu)镾i3N4-TiC0.5N0.5-SiC導(dǎo)電陶瓷。高含

3、量TiN和TiC的增加均有助于提高Si3N4的硬度,但降低其斷裂韌性。與TiN相比,TiC可以更好地改善Si3N4致密化、導(dǎo)電性能及電火花加工性能。在電火花加工過程中,材料去除機(jī)制主要為Si3N4氧化和高溫分解。Si3N4基導(dǎo)電陶瓷的電阻率和Si3N4含量越低,其電火花加工后表面粗糙度和材料去除率越低。
  然后以TiC0.5N0.5粉為導(dǎo)電第二相,利用熱壓燒結(jié)制備了Si3N4-TiC0.5N0.5陶瓷,研究了TiC0.5N0.5

4、含量對(duì)其力學(xué)、電學(xué)、PVD涂層和切削加工性能的影響。研究表明:Si3N4-TiC0.5N0.5陶瓷具有較好的高溫穩(wěn)定性,TiC0.5N0.5含量的增加可以降低Si3N4陶瓷電阻率,并改善硬度,但降低抗彎強(qiáng)度。同時(shí),TiC0.5N0.5含量的增加可以改善Si3N4陶瓷刀具表面的PVD涂層厚度、結(jié)合強(qiáng)度和硬度,進(jìn)而有效提高刀具耐磨損性能和切削壽命。其刀具的磨損機(jī)制均以機(jī)械摩擦導(dǎo)致的磨粒磨損為主,伴隨少量粘結(jié)磨損。
  最后采用ZrB2

5、粉作為導(dǎo)電第二相,首次利用熱壓燒結(jié)工藝制備了Si3N4-ZrB2陶瓷,并對(duì)其化學(xué)反應(yīng)性、致密化和熱穩(wěn)定性進(jìn)行探索性研究。
  研究表明:在N2氣氛高溫?zé)釅簾Y(jié)過程中Si3N4-ZrB2陶瓷會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在1500℃時(shí)反應(yīng)較弱,在1600℃或更高溫度時(shí)會(huì)發(fā)生顯著反應(yīng),其反應(yīng)產(chǎn)物可能包含ZrN、BN、ZrSi2、SiC或者Si,具體的產(chǎn)物組成取決于燒結(jié)溫度。通過加入復(fù)合燒結(jié)助劑可在1500℃制備致密的Si3N4-20vol.%ZrB

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