工業(yè)氧化鋁陶瓷的耐磨性研究——添加Nd2O3、Er2O3對氧化鋁陶瓷耐磨性的影響.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、Al2O3陶瓷耐磨性能優(yōu)良,應用廣泛。高鋁瓷的機械性能理論上要優(yōu)于低鋁瓷,但是高鋁瓷的燒成溫度高,制造成本高,生產(chǎn)難度大。我國目前對于高鋁瓷的研究處于初級階段,所生產(chǎn)的高鋁瓷耐磨產(chǎn)品,價格貴,磨耗高。性能優(yōu)良的高鋁陶瓷制造技術是一個有待解決的問題。
  課題組前期,研究了CaO-MgO-Al2O3-SiO2體系的耐磨Al2O3陶瓷。突破了Al2O3含量在95wt%以上,低成本制造微晶耐磨氧化鋁陶瓷的關鍵技術。以此為基礎,以工業(yè)Al

2、2O3為主要原料,在CaO-MgO-Al2O3-SiO2體系中,構建高鋁瓷的體積效應模型,揭示磨損率與介質尺寸和質量的關系;添加稀土氧化物開始研究Al2O3含量在98wt%左右高鋁瓷的耐磨性能并對相關機理進行探討總結。研究成果如下:
  1、研究陶瓷研磨介質的體積效應。揭示了研磨介質磨損率與介質尺寸和質量之間的關系,表明研磨介質磨損率與磨球的質量和半徑有關,建立理論模型,并設計實驗驗證了模型的可行性。研究了保溫時間對微珠Al2O3

3、研磨介質耐磨性能的影響,發(fā)現(xiàn)隨著保溫時間的延長,Al2O3研磨介質的磨損率先降低后升高。
  2、在CaO-MgO-Al2O3-SiO2體系中添加Nd2O3,當添加量為0.2wt%時輕微提高陶瓷燒結溫度,明顯提高陶瓷的體積密度,降低陶瓷的磨損率,降低幅度約為42.7%。添加Nd2O3提高耐磨性的機理是:(1)Nd2O3的摻入細化晶粒,使陶瓷的致密性提高,耐磨性變好。(2)Nd2O3可以與陶瓷中的鈣質玻璃相反應,生成固溶體。從而減少

4、晶界間玻璃相,使陶瓷晶界結合強度提升,耐磨性變好。
  3、微量添加Er2O3,可以提高陶瓷的耐磨性能。添加量在0.01wt%和0.1wt%時陶瓷的磨耗分別降低了約21%和8%,而添加量在0.2wt%和0.4wt%時陶瓷的磨耗被惡化。實驗表明微量添加Er2O3,在陶瓷中生成了大量的片狀晶體,片狀晶體的穿插生長,形成網(wǎng)狀結構,這種“網(wǎng)格”在斷裂過程中可以吸收一部分能量,因而使得陶瓷耐磨性能提高。4、論文為提高高鋁瓷的耐磨性能提供資料

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