可切削微晶玻璃的研究.pdf

1、可切削加工陶瓷是指在常溫即可由傳統(tǒng)的加工機(jī)械或刀具加工到精確的形狀公差和表面光潔度的陶瓷，簡(jiǎn)稱(chēng)為可加工陶瓷。近年來(lái)，現(xiàn)代高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)陶瓷材料的性能提出了更為苛刻的要求，研制與開(kāi)發(fā)具有良好力學(xué)性能的可加工陶瓷便顯得日益迫切。而金云母基微晶玻璃以其良好的可切削性以及優(yōu)異的電性能而備受關(guān)注。 本文研究了各種氧化物對(duì)云母系微晶玻璃熔制與性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)MgO增加會(huì)弱化硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致玻璃結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降。熱處理溫度和MgO含量的

2、增加有利于云母晶體的析出及云母晶體徑厚比的增加，改善微晶玻璃的可切削性。當(dāng)MgO含量為31.4m01％時(shí)，在1100℃熱處理后具有良好的可切削性。隨Al<,2>O<,3>含量的增加，玻璃的熔制溫度提高，玻璃的轉(zhuǎn)變溫度T<,g>和T<,p>略有提高，使玻璃的整體析晶能力下降，但有利于鎂鋁尖晶石相的析出。控制熱處理制度可以獲得不同形態(tài)的云母晶體。K<,2>O的引入可促進(jìn)云母基本單元[AlSiO<,3>]的形成，有利于金云母相的析出。

3、 將均勻設(shè)計(jì)應(yīng)用于配方設(shè)計(jì)能顯著減少實(shí)驗(yàn)工作量，而用灰色理論處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可定性分析影響云母相生成的主次因素。 研究了晶核劑ZrO<,2>、TiO<,2>及P<,2>O<,5>在SiO<,2>-Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>系統(tǒng)中的作用，結(jié)果表明，在該體系中ZrO<,2>不是有效的晶核劑，而TiO<,2>可有效促進(jìn)尖晶石晶相的析出。P<,2>O<,5>的添加使ZrO<,2>在玻璃中的溶解度增大，有助于ZrO<,2>的析出，

4、晶化后試樣含有尖晶石、鈣長(zhǎng)石和t-ZrO<,2>。以t-ZrO<,2>為主晶相時(shí)材料的抗彎強(qiáng)度是其它試樣的2倍(達(dá)120MPa)。 以熔融法制備了金云母-莫來(lái)石體系微晶玻璃。結(jié)果表明，隨Al<,2>O<,3>和SiO<,2>含量的增加，玻璃的析晶能力變?nèi)?。原料中莫?lái)石成分的添加有利于堇青石相的析出，同時(shí)也減小了析出晶粒的尺寸。顯微硬度和可切削性與材料的微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。隨著結(jié)晶度的增加及交錯(cuò)微觀結(jié)構(gòu)的形成，材料的顯微硬度顯著降低

5、。當(dāng)莫來(lái)石添加量為15wt％時(shí)，在1200℃熱處理2h得到的微晶玻璃顯示了良好的可切削性。 將含40wt％云母組分的玻璃粉添加到不同Al<,2>O<,3>/SiO<,2>比的原料中，發(fā)現(xiàn)云母粉的類(lèi)型對(duì)生成晶相的種類(lèi)沒(méi)有顯著影響，但未晶化的云母粉更有利于試樣的致密燒結(jié)。在1200℃燒結(jié)獲得了致密化程度高、抗彎強(qiáng)度大的微晶玻璃(214MPa)。 在云母-莫來(lái)石體系中分別引入ZrO<,2>、La<,2>O<,3>、CeO<,2

6、>、Yb<,2>O<,3>和V<,2>O<,5>作晶核劑可使基礎(chǔ)玻璃整體析晶，其促進(jìn)玻璃析晶能力的順序?yàn)閆rO<,2>＞V<,2>O<,5>＞Yb<,2>O<,3>＞ CeO<,2>＞La<,2>O<,3>?；A(chǔ)玻璃中氧化物的陽(yáng)離子場(chǎng)強(qiáng)越大，所制得玻璃的析晶活化能越小，陽(yáng)離子場(chǎng)強(qiáng)大于8以后，析晶活化能的變化不顯著。添加ZrO<,2>、La<,2>O<,3>、CeO<,2>、Yb<,2>O<,3>和V<,2>O<,5>后，可不同程