微米级Si3N4-hBN复合陶瓷热压制备与力学性能研究毕业论文开题报告.pdfVIP

本科生毕业设计

开题报告

题目微米级SiN/hBN复合陶瓷热压制备与力

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学性能研究

姓名

班级成型121班

学号

指导老师

学院

课题的目的、意义：

机械制造业水平与规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之

一，机械制造业是国民经济的基础产业，它的发展直接影响到国民经济各部门的

发展。而在机械制造业中，金属切削加工占有极为重要的地位。

在切削加工过程中，切削液的使用对延长刀具使用寿命、提高加工效率和表

面质量有着很重要的作用，缺少切削液的冷却和润滑，不可避免地会造成切削热

大幅度增加，切削温度升高，由此造成刀具热磨损、崩刃，轻则影响刀具寿命和

加工质量，重则造成安全隐患。

目前，陶瓷材料是一种典型的切削刀具材料，已较为广泛地应用于机械制造

领域。陶瓷材料因其具有高硬度、高强度、高刚度、低密度和优异的化学稳定特

性，以及高温下优良的力学性能而广泛应用在空间技术、密封部件、发动机关键

部件、高效高速切削刀具以及难加工材料的切削成型等领域，成为较好的耐磨部

件用材料之一。尤其是氮化硅陶瓷材料，因其优异的物理力学性能已成为成品切

削刀具的材料。

SiN陶瓷材料作为一种优异的高温工程材料，最能发挥优势的是其在高温

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领域中的应用。Si3N4今后的发展方向是：⑴充分发挥和利用Si3N4本身所具

有的优异特性；⑵在Si3N4粉末烧结时，开发一些新的助熔剂，研究和控制现

有助熔剂的最佳成分；⑶改善制粉、成型和烧结工艺；⑷研制Si3N4与SiC等

课题的材料的复合化，以便制取更多的高性能复合材料。Si3N4陶瓷等在汽车发动机上

目的、意的应用，为新型高温结构材料的发展开创了新局面。汽车工业本身就是一项集各

义；国内种科技之大成的多学科性工业，中国是具有悠久历史的文明古国，曾在陶瓷发展

外技术史上做出过辉煌的业绩，随着改革开放的进程，有朝一日，中国也必然挤身于世

现状及界汽车工业大国之列，为陶瓷事业的发展再创辉煌。

发展趋为了拓展氮化硅陶瓷的工程应用，丰富陶瓷摩擦学理论，本课题以加入固体

势润滑剂hBN的SiN基陶瓷复合材料为研究对象，研究微米级和纳米级SiN/hBN

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陶瓷复合材料在制备工艺、力学性能、微观组织方面的差异。将hBN含量和粒径

级别作为变量，优化SiN/hBN陶瓷复合材料获得较好的力学性能时的hBN质量

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分数和对应的粒径级别，研究在改变制备工艺的条件下SiN/hBN的制备工艺、

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力学性能、微观组织之间的关系；研究摩擦学性能与力学性能之间关联性。为有

效获取优良性能的陶瓷材料提供试验依据。

国内外技术现状及发展趋势：

现状：目前，国内外关于SiN/hBN陶瓷复合材料的制备工艺与力学性能的研究

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有一定报导。但关于对不同粒径原始粉末的SiN/hBN陶瓷复合材料的制备工

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艺、力学性能、微观组织结构进行对比研究的相对较少