【正文】 licon carbide ceramic matrix posite (Cp/SiC) was synthesized via mechanochemical bination of pressureless sintering and characterized by XRD and SEM. Then we analysed that the different carbon content of C / SiC ceramic sintered had an influence on the rate of body shrinkage, density, bending strength, microhardness,fracture toughness and machinability mechanical the same time,we established the fuzzy prehensive evaluation model through the fuzzy mathematical theory. and try to predict the machinability of ceramic via the physical and mechanical properties,such as the fracture toughness, hardness and bending strength and so results were as follows:① The silicon carbide’ crystal of the C / SiC posite ceramics has transformed,and the crystallinity of αSiC is better than βSiC after sintering.② when the carbon content is 10%, the microstructure of C / SiC posite ceramics is the most dense, and the bination of carbon and silicon carbide is better in the range of 0 to 20% within the study area.③ With the increase of carbon content, the density of C / SiC sintered , the rate of volumetric shrinkage, and bending strength all gradually decreased. ④ With the increase of carbon content, the machinability of Cp/SiC gradually strengthened. Key words: Cp/SiC， Hightemperature glass fixture， machinability mechanical properties 某某某某 大學學士學位論文 III 目 錄 第一章 緒論 ................................................... 1 陶瓷材料概述 ............................................... 1 SiC 材料的性質(zhì)極其應用 .................................... 1 碳 碳化硅 復合陶瓷材料 ..................................... 1 項目研究背景 .................................................. 2 玻璃行業(yè)夾具材料現(xiàn)狀 ...................................... 2 作為玻璃夾具材料的 條件要求 ................................ 2 SiC 材料在玻璃行業(yè)的應用前景 .............................. 3 陶瓷的機加工方法 .............................................. 3 陶瓷材料可加工性的表征與影響因素 .............................. 5 陶瓷材料可加工性的表征與評估 ............................. 5 陶瓷材料機加工損傷的表征 ................................. 6 影響陶瓷材料可加工性的因素 ............................... 7 陶瓷機加工機理 ................................................ 8 研究的目的和意義 .............................................. 8 第二章 實驗 .................................................. 10 實驗所用原料及儀器 ........................................... 10 原料及其性能指標 ......................................... 10 實驗所用儀器及用途 ...................................... 11 實驗過程 ..................................................... 11 混料 ..................................................... 11 干燥 ..................................................... 12 成型 .................................................... 12 樣品燒結 ................................................ 12 密度測量 ................................................ 13 試樣的磨切 .............................................. 13 力學性能檢測 ............................................. 14 機加工測試 .............................................. 14 某某某某 大學學士學位論文 IV 第 3 章 結果與討論 ............................................ 15 實驗結果分析 ................................................. 15 C/SiC 復相陶瓷的 XRD 物相組成分析 ......................... 15 C/SiC 復相陶瓷的顯微結構分析 ............................. 16 碳含量對 C/SiC 復相陶瓷密度的影響 ........................ 16 碳含量對 C/SiC 復相陶瓷體收縮率的影響 ..................... 17 碳含量對陶瓷抗彎強度的影響 ............................... 18 碳含量對陶瓷顯微硬度和斷裂韌性的影響 .................... 18 數(shù)學建模分析 ................................................. 20 模糊評價 模型的建立 ...................................... 20 模型求解 ................................................ 21 解決方法 ................................................ 23 第四章 結論 .................................................. 24 致 謝 ....................................................... 25 參考文獻 ..................................................... 26 附錄 外語文獻原文 ............................................ 28 譯文 ........................................................ 39 某某某某 大學學士學位論文 1 第一章 緒論 SiC 陶瓷材料概述 SiC 材料的性質(zhì)極其應用 SiC 是 擁有 極強共價鍵的化合物，共價鍵 成分 大約 占 88%； SiC 鍵強度極高，鍵長 大約 為 。 由于 SiC 陶瓷材料的 高硬度，是常見的磨料之一， 因而 可以制作砂輪和各種磨具；由于它的彈性模量高和密度低 ，保證 了它 擁 有很高的比 剛度， 因而可作為高科技 領域中的結構材料； 由于其 導熱系數(shù)高、熱穩(wěn)定性 和 化學穩(wěn)定性好， 因而 常用作化工泵的耐磨、 抗 腐蝕密封 部 件；由于它的熱膨脹系數(shù) 幾乎 可以與 Si 和 GaAs 相 比 ，一些 SiC陶 瓷 亦 可用于封裝電子材料；由于碳和硅 的 原子序數(shù) 都比較低 ， 因而 SiC 陶瓷材料 可以 作為 原子反應堆的結構材料； SiC 陶瓷材料還可用于高溫結構材料 等國民經(jīng)濟生活中的許多領域 [1]。具有密度低、耐磨、抗氧化性及抗熱震性好等特點，使用溫度可達 1000℃ 以上。同時，隨著玻璃制瓶和器皿業(yè)的高速發(fā)展，玻璃瓶罐的生產(chǎn) 開始以 高速和輕量化 為 方向發(fā)展， 導致用于 玻璃模具 的 材 料 日益受到重視，尤其 是一些合資 或 三資企業(yè)的生產(chǎn)玻璃 瓶罐 的 廠家， 由于 引進 了 國外先進的生產(chǎn)線 用于 制瓶， 因而 對玻璃模具的質(zhì)量 有了 更高的要求，對玻璃模具材 料 的要求也 逐漸嚴格 。因此需要研究開發(fā)一種既具有碳材料良好的可加工性又具有 SiC 材料良好的耐磨性、抗氧化性等優(yōu)點的復合材料來替代現(xiàn)有石墨材料，解決目前高溫玻璃夾具的難題 [3]。因為夾具在高溫環(huán)境中使用，因此要求工業(yè)玻璃部件燒制過程中的夾具材料必須耐 900℃ ～ 1100℃ 高溫； （ 4）工高溫環(huán)境下不與玻璃發(fā)生粘結、抗氧化性、導熱性、耐磨性良好； （ 5）夾具使用壽命達 500～ 1000 個周期； （ 6）力學性能：抗彎強度為 100MPa～ 180Mpa，滿足強度要求。如果能改善 SiC 陶瓷的機加工性和其與玻璃的粘結性，將在玻璃行業(yè)中有廣闊的發(fā)展前景，并能推動整個陶瓷行業(yè)的發(fā)展。機加工主要 包括 對陶瓷材料進行 的 車削、切削、磨削、鉆孔等 加工技術 。研究 顯示 ：陶瓷材料可以 用 放電加工 進行加工的條件是 陶瓷 /陶瓷或金屬 /陶瓷復合材料的電阻 值比 100Ω 在 加工過程中 ，由于 模具 沒有 與工件 發(fā)生 直接接觸，故 沒有 機械應力作用 在 材料 的 表面 上 ，因此 ，放電加工 屬于一種較 理想的 用于 加工脆 性高 、 極 硬陶瓷材料 首選 方法，但放電加工 不適應于不導電材料。工程陶瓷 材料一般 為硬 度高 、強 度 高材料 ，單 純 利用 水射流加工 ，大約要用 700～ 1000MPa 的高壓， 這在實驗 中 都較 難實現(xiàn)， 單 磨料水射流 卻 可 以較快提高沖擊能 量 。 （ 4）超聲波加工 利用工具（模具） 引起 超聲波， 進而使 陶瓷元件和工具間的磨料懸浮液 震動 ， 對元件 進行 沖擊和拋磨 的加工技術叫 超聲波（ 即 振動 的 頻率 大于 16000 次 /s 的振動波）加工。由于 在 加工 時， 作用在元件上的力 不大 ，在 材料表面 上 產(chǎn)生 的 機械應力 很 小， 因而 對材料的 傷害 小、表面粗糙度 較 好。 于 陶瓷材料上制作微結構 ， 進行微鉆孔、微切割 ，也可 通過 激光加工 實現(xiàn) 。加工裝置集成了一種紅外光纖 激光。 準確 定量表 達 材料 機 加工的 困難 度很難。 Boccaccini 采用 用脆性指數(shù) (B)做 為評 估 材料 機 加工性的參數(shù)，如式 (11)。 VICHKM ?? 硬度斷裂韌性）可加工指數(shù)（ （ 12） 12 中， KIC表示 陶瓷 抵抗斷裂的能力；硬度 Hv 表示 陶瓷反 抗變形的能力。 P 值越 大 ，材料的 機 加工性越 差 。 當 材料的 Kr1 時 ， 材料的 切削加工性比 45鋼好； 當 材料的 Kr1,材料的 切削加工性比 45鋼 低 。本方法 是一種 高效 率 、簡 單 、成本 低廉 的評估 陶瓷磨削加工性能 的方式 。 Ah 等先