【正文】 con 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(xué)學(xué)士學(xué)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(yīng)用 .................................... 1 碳 碳化硅 復(fù)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(yīng)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(biāo) ......................................... 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(jié) ................................................ 12 密度測量 ................................................ 13 試樣的磨切 .............................................. 13 力學(xué)性能檢測 ............................................. 14 機加工測試 .............................................. 14 某某某某 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 IV 第 3 章 結(jié)果與討論 ............................................ 15 實驗結(jié)果分析 ................................................. 15 C/SiC 復(fù)相陶瓷的 XRD 物相組成分析 ......................... 15 C/SiC 復(fù)相陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)分析 ............................. 16 碳含量對 C/SiC 復(fù)相陶瓷密度的影響 ........................ 16 碳含量對 C/SiC 復(fù)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(xué)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(jié)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(xué)學(xué)士學(xué)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(yīng)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 。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。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(fù)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]。如果能改善 SiC 陶瓷的機加工性和其與玻璃的粘結(jié)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。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(fù)合材料的電阻 值比 100Ω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 。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(yīng)力 很 小， 因而 對材料的 傷害 小、表面粗糙度 較 好。加工裝置集成了一種紅外光纖 激光。 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)。 P 值越 大 ，材料的 機 加工性越 差 。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 。 （ 2）材料的結(jié)構(gòu) 材料在 切屑 等機加 械加 工過程中 發(fā)生 的各種 磨損 形式， 包括 ：晶 體 內(nèi)部的孿晶、滑移 及 晶間 微 微裂， 一 般受 陶瓷材料 的 熱力學(xué)性能 和陶瓷 本身的物理 性能決定 ， 關(guān)鍵在于陶瓷材料的成分和顯微結(jié)構(gòu) 。 例如 β Si3N4和 α Si3N4 Hv的值 分別為 、 ， 即使力學(xué)性能也會有所不同 ,因而 組 成不同以及發(fā)生 相變 都 會影響材料的 機 加工性。一般來說，可加工陶瓷的臨界裂紋尺寸約為微米級，當(dāng)陶瓷中可加工相的尺寸低于此臨界值時，對材料的強度影響不大，而在此前提下，可適當(dāng)增加可加工相含量，提高其可加工性能。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(fù)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。 本實驗主要結(jié)合玻璃工業(yè)中對材料的特殊需求：要求工業(yè)玻璃部件燒制過程中的支座材料必須耐 980℃ 高溫，同時與玻璃部件不能粘結(jié)，還希望有一定強度，可以反復(fù)使用，可以很容易地加工成復(fù)雜的形狀等特殊要求進行研究。 某某某某 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 第二章 實驗 實驗所用原料及儀器 原料及其性能指標(biāo) 本實驗的 SiC顆粒是寧夏機械研究院提供的沒經(jīng)過造粒的亞微米級α SiC粉體，純度 ≥ 97%， D50= 級配合理。 （ 5）碳化硼：作為燒結(jié)助劑，改善材料燒結(jié)性能，提高材料斷裂韌性及強度 [18]。 表 24 實驗配方 序號 C% SiC/g C/g 乙醇 /mL 水 /mL B4C/g Darvanc/g 油酸 /ml 磨介 1 0 300 0 195 105 3 3 600 2 10 270 30 195 105 3 3 600 3 15 255 45 195 105 3 3 600 4 20 240 60 195 105 3 3 600 成型 本實驗采用干壓法制備 C/SiC 復(fù)合陶瓷的坯體。具體燒結(jié)工藝見圖 11。 （ 2） 硬度和斷裂韌性的測定：使用多能磨拋機將試樣進行拋光，使其成鏡面狀。而且在加入碳后，與純 SiC 相比，樣品的α SiC 峰變強。 碳含量對 C/SiC 復(fù)相陶瓷密度的影響 圖 33 為 C 含量對 C/SiC 復(fù)相陶瓷的密度的影響。 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22020406080100120140160180200Cp/SiC復(fù)相陶瓷抗彎強度/MPa圖35 碳含量對Cp/SiC復(fù)相陶瓷抗彎強度的影響碳含量（%） 從圖中可以看出，純 SiC 的抗彎強度值較高，但隨著碳含量的增加，復(fù)相陶瓷抗彎強度逐漸降低。相比之下， （ d） 孔徑大，孔洞深。但對于陶瓷材料還沒有一種全面考慮各個影響因素的可加工性評價方法，一般借鑒金屬材料的評判方法評測。 設(shè) U={u u u3? un}是材料的物理、力學(xué)性能參數(shù)值的集合。某某某某 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 有所得單因素評判結(jié)果 Ri可構(gòu)成如下矩陣： ??????????????n21R RR?R????????????nnnnnrrrrrr1211222111211rrr??????? (31) 通過隸屬度函數(shù) Gaussian 型隸屬函數(shù)222 )(),( ?? cxecxF ???[20]（ σ和 c 是隸屬度函數(shù)的兩個特征參數(shù)）來，將實驗所得數(shù)據(jù)及特征參數(shù)代入 ,計算出 ui對 vj的隸屬度 rij，進而可以計算出單因素評判矩陣 R。其計算公式為 )bbb(例如表 1。文獻顯示，隨著 LaPO4含量的增加， YTZP/LaPO4陶瓷機加工性逐漸增加。③ 隸屬度函數(shù)特征值的計算未完全理解清楚。 （ 2） 由于陶瓷材料的