陶瓷材料的力學(xué)性能

第一章 概論

第二章 陶瓷材料的彈性和塑性

第三章 陶瓷材料的強(qiáng)度

第四章 陶瓷材料的斷裂力學(xué)

第五章 陶瓷的壓痕斷裂力學(xué)

第六章 陶瓷材料的高溫蠕變

第七章 熱應(yīng)力和陶瓷的抗熱震性

第八章 陶瓷材料的脆性和克服脆性的途徑

第九章 陶瓷力學(xué)性能的測(cè)試方法 2100433B

本書(shū)較全面系統(tǒng)地論述了現(xiàn)代新型陶瓷材料的各種力學(xué)性能。全書(shū)共分九章：第一章闡述了陶瓷的組分、結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能之間的關(guān)系；第二章敘述了陶瓷的彈、塑性力學(xué)行為的物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)及其表現(xiàn)特征；第三章評(píng)述了陶瓷的斷裂強(qiáng)度機(jī)理及其影響因素；第四、五章介紹了陶瓷斷裂力學(xué)的基本概念和壓痕斷裂力學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀；第六、七章探討了陶瓷的高溫蠕變機(jī)理、抗熱震斷裂與損傷特性；第八、九章綜述了克服陶瓷脆性的有效途徑，并介紹了陶瓷力學(xué)性能的測(cè)試方法及其技術(shù)特點(diǎn)。

本書(shū)可供從事材料科學(xué)研究的科技人員及高等院校有關(guān)專(zhuān)業(yè)師生參考。

《陶瓷材料的焊接》對(duì)各類(lèi)陶瓷材料的性能、焊接性、焊接材料的選用、焊接工藝、焊接質(zhì)量保障等方面進(jìn)行了比較詳細(xì)的闡述,包括Al2O3陶瓷的焊接、SiO2陶瓷的焊接、ZrO陶瓷的焊接、碳化物陶瓷的焊接、氮化物陶瓷的焊接和其他陶瓷材料的焊接。《陶瓷材料的焊接》可供從事陶瓷材料焊接的研究人員、生產(chǎn)和維修技術(shù)人員以及高等院校師生參考。

一、陶瓷材料工件的成型 陶瓷材料有三種，(1)氧化物陶瓷如Al2O3；(2)、；(3)混合物陶瓷如Al2O3 SiN2。陶瓷材料的毛坯可用粉末冶金方法制造，將陶瓷粉末混合后壓制成型，其形狀只是接近成品的毛坯，然后焙燒——機(jī)械加工(一般是粗加工)——燒結(jié)——(精加工)車(chē)削或磨削加工。 我單位曾承接某大學(xué)的十多套不同規(guī)格的模具，其中一種模具零件如圖1所示，模具的材料屬于混合陶瓷材料，其成分是ZrO2(70%～80%)、Al2O3(20%～30%)，用混料機(jī)將兩種粉末混合均勻，放在一個(gè)橡膠制成的模具里成型，然后焙燒(1000℃)粉末冶金毛坯，制成的半成品再進(jìn)行車(chē)削加工。 焙燒成的毛坯件如圖2所示，形狀非常不規(guī)則，加工余量過(guò)大直徑單面有10mm之多，長(zhǎng)度余量有30mm。這是由于橡膠模具不規(guī)則所致，為脫模容易使用了橡膠材料做模具，而焙燒后陶瓷材料強(qiáng)度非常低，與粉筆相似，但很耐磨，車(chē)削時(shí)車(chē)刀的磨損嚴(yán)重，粉末狀的切屑使車(chē)刀后面產(chǎn)生磨料磨損，加工比較困難。

二、陶瓷材料工件的車(chē)削 使用C616車(chē)床，裝夾方法為夾住毛坯f53mm處，用硬紙(厚約2mm)墊在零件和三爪之間，其目的是增加摩擦力，車(chē)成半成品如圖3所示。使用的車(chē)刀是90°正偏刀，刀片牌號(hào)YG8，機(jī)床轉(zhuǎn)速n=200r/min，走刀量f=0.05mm/r，進(jìn)刀深度ap=2～4mm，走刀速度不能過(guò)大，如過(guò)大，就增加了軸向力，使零件往車(chē)頭方向竄動(dòng)，這時(shí)零件離開(kāi)頂尖造成事故。車(chē)好一頭后調(diào)頭車(chē)另一端，用同樣的方法裝夾好后，鉆頂尖孔，然后用活頂尖頂好，但頂力要適中。粗車(chē)時(shí)用75°偏刀，后角要大些，采用10°，前角采用5°，精車(chē)時(shí)換成90°正偏刀，因?yàn)檐?chē)刀磨損嚴(yán)重，粗車(chē)時(shí)要將機(jī)床尾座調(diào)整好，保證零件的質(zhì)量。用同上的裝夾方法將頂尖孔車(chē)去，車(chē)好f32 0.0150外圓，并車(chē)好長(zhǎng)度19mm處。然后做一木套(如圖4所示)，在木套上均勻地開(kāi)三個(gè)槽，但不要開(kāi)通?？准庸r(shí)將木套套在工件上，用三爪卡好，然后用百分表校正。因?yàn)樘沾刹牧夏湍バ苑浅：?，用工具鋼鉆頭鉆孔不能保證質(zhì)量，所以先用工具鋼鉆頭鉆一孔，其直徑為f11.5mm，然后用浮動(dòng)鏜刀將孔f12 0.050加工成形。 三、注意事項(xiàng) 裝夾方法 因?yàn)榱慵牧系膹?qiáng)度非常低，夾緊力過(guò)大，會(huì)將零件夾碎，夾緊力太小，克服不了軸向力，會(huì)造成零件竄動(dòng)。采用在零件和三爪之間墊一硬紙和木質(zhì)套來(lái)配合裝夾零件，實(shí)踐證明方法正確可行。 車(chē)刀磨損控制 車(chē)刀的磨損分三個(gè)階段：1)初始階段(這一階段是車(chē)刀初用時(shí)，磨損比較快)；2)正常磨損(車(chē)刀從初始磨損到車(chē)刀急劇磨損之間的一段)；3)急劇磨損。 當(dāng)車(chē)削零件最后一刀時(shí)(也就是精車(chē)時(shí))，應(yīng)在車(chē)刀正常磨損范圍內(nèi)，因?yàn)檫@一段車(chē)刀磨損量小，所以每車(chē)一刀后用千分尺測(cè)量零件兩頭直徑差較少時(shí)，這時(shí)車(chē)刀的磨損可視為進(jìn)入正常磨損階段。但長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)則難以保證，于是可采取另一種方法來(lái)解決這一難題。方法是移動(dòng)尾座，當(dāng)零件尚有0.5mm余量時(shí)(這時(shí)車(chē)刀的磨損必須在正常磨損階段)，用千分尺測(cè)量零件兩頭尺寸，假如兩頭誤差為0.03mm，這時(shí)可調(diào)尾座，使之達(dá)到公差以?xún)?nèi)。尾座的調(diào)試方法是將百分表放在零件的外側(cè)或內(nèi)側(cè)，盡量對(duì)準(zhǔn)零件的中心，調(diào)整量可在百分表上反映出來(lái)。