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根据微波加热特点,用一种微波新工艺直接将锌粒氧化制备ZnO粉末.研究表明,以工业锌粒为反应原料,碳化硅泡沫陶瓷作为承载板,微波快速加热制备ZnO粉末,氧化完全,可得到棒槌形状的氧化锌晶体,与传统电炉合成比较,反应温度低,保温时间短,晶粒细小均匀.

关键词: 微波加热 , ZnO粉 , 锌粒 , 碳化硅泡沫陶瓷

氮化硅陶瓷崩碎损伤的三维时空演化特征

唐修检 , 王健全 , 田欣利 , 刘谦 , 吴志远 , 雷蕾

人工晶体学报

建立了氮化硅陶瓷的准静态单晶压痕崩碎损伤实验系统,应用声发射三维定位系统实时监测其损伤演化过程,应用三维显微系统观测陶瓷崩口损伤表面形貌,并分析了崩碎损伤过程的临界行为.结果表明:声发射事件的三维实时定位直观反映了陶瓷崩碎损伤过程中材料内部微裂纹的萌生、扩展、成核和贯通的损伤演化过程,其定位结果与陶瓷崩口三维几何形貌具有较好的一致性.陶瓷崩碎曲面主要沿着二次多项式的轨迹向陶瓷表面扩展.陶瓷崩碎损伤具有明显的临界行为,声发射计数率和释能率的变化都符合幂律奇异性规律.

关键词: 工程陶瓷 , 崩碎损伤 , 时空演化 , 声发射定位

基于GLCM和NN的陶瓷推挤加工表面特征研究

田欣利 , 王龙 , 王望龙 , 李浩 , 唐修检 , 吴志远

人工晶体学报

基于边缘效应驱动裂纹推挤加工技术是一项对工程陶瓷的非传统的接触式加工.基于灰度共生矩阵(GLCM)对采集的Si3N4陶瓷加工表面形貌图像提取了纹理特征参数,充分研究了步长、灰度量化级、方向三个构造参数对灰度共生矩阵的对比度、熵、相关性、能量的影响.结果表明:采用步长4,灰度量化级128时能更好获得较稳定的加工表面纹理特征参数,在采集图像的45°、135°两条对角线上的纹理特征变化更为明显.通过径向基层网络和竞争层网络两类神经网络(NN)的分工协作,针对不同加工参数的纹理特征的预测和分类,并探讨了各加工参数对纹理特征的影响规律.

关键词: 工程陶瓷 , 灰度共生矩阵 , 纹理特征 , 神经网络

工程陶瓷-典型金属摩擦副的摩擦学性能及组合优化

田欣利 , 王龙 , 王朋晓 , 吴志远 , 张保国 , 王健全

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.09.008

以Si3N4,SiC,ZrO2分别与45钢,GCr15,锡青铜QSn4-3,锡基巴氏合金ZChSnSb8-4组成的摩擦副为研究对象,对微量润滑条件下的工程陶瓷金属摩擦副进行了摩擦磨损正交实验.结果表明:陶瓷金属摩擦副整体具有良好的摩擦学性能,摩擦因数为0.1～0.25,陶瓷和金属偶件的磨损率均较低,为10 7mm3/(N·m)数量级.其中,Si3 N4巴氏合金的摩擦因数最低,SiC巴氏合金的磨损率最小.Si3 N4具有自润滑特性,摩擦表面能够形成氧化膜,使其与金属组合具有较佳的摩擦学性能.锡基巴氏合金作为对磨件,易与陶瓷形成金属化合物润滑膜,其摩擦性能优于其他三种金属,Si3N4锡基巴氏合金组合摩擦学性能最为优异.

关键词: 工程陶瓷-金属 , 最优摩擦副组合 , 微量润滑 , 摩擦学性能

基于边缘碎裂效应的切割-推挤式加工的机理分析

王龙 , 田欣利 , 王望龙 , 唐修检 , 吴志远

人工晶体学报

基于边缘碎裂效应的切割-推挤式加工技术可以采用低于被加工材料硬度的工具实现工程陶瓷等脆性材料的加工.通过高速摄像观察、微观形貌观察等方法研究,材料破碎去除是源于预制裂纹在外加三维拉应力场和自由边缘表面的作用下迅速扩展.通过实时检测车刀表面温度变化,表明新技术加工过程能以较小的能量消耗实现材料去除.通过对比背侧预制缺陷和双侧预制缺陷的挤压破碎特性,揭示了凸缘受挤压的侧表面存在的缺陷对轴向推挤力有减小的重要作用.此外,还通过能量角度揭示了材料去除的破碎规律和机理.

关键词: 切割-推挤式加工 , 边缘碎裂效应 , 工程陶瓷 , 材料去除 , 机理分析

工程陶瓷专用磨削液抗堵塞添加剂分子结构设计及其验证

吴志远 , 赵桂彬 , 曹帅 , 谭志坤 , 董晓庆

人工晶体学报

根据有机化学基本原理以及课题组前期总结有机物分子结构与砂轮堵塞间的交互规律,讨论并确立了陶瓷专用磨削液最佳抗堵塞添加剂应具备的分子结构特征.依据该特征设计并选择了月桂酸钠和硬脂酸钾这两种优化添加剂进行试验和验证.试验结果表明:在非极性氮化硅陶瓷磨削过程中,月桂酸钠应用效果最佳,完全抑制砂轮堵塞现象的发生.在极性陶瓷氧化铝磨削过程中,两种试剂也可以起到明显的抗堵塞效果,但抗堵塞能力相对较差.在此基础上,文章讨论了有机物在陶瓷表面的吸附形式与抗堵塞特性之间的交互关系.

关键词: 极性陶瓷 , 非极性陶瓷 , 磨削 , 抗堵塞 , 分子结构