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氧化铝陶瓷具有优良的化学稳定性、机械性能以及电性能，在陶瓷材料中属于应用十分广泛的类型，但是其断裂韧性仅在2.5MPa ·m 1/2～4.5MPa ·m 1/2，所以其应用范围的拓展受到严重限制，由此，提升氧化铝陶瓷的断裂韧性成为行业内的研究重点之一。
当前可以应用于其中的方法较多，主要包括引入第二相、加入Al 2O 3籽晶和形成缺陷分布三种方式，从整体上来看，应用价值最高的方式为氧化锆增韧，即采用机械混合法、溶胶-凝胶法等方式，将氧化锆复合于氧化铝粉体中，再进行相应的处理，可以获取氧化铝陶瓷，使氧化锆晶粒可填充与氧化铝晶界处，从而起到提升氧化铝陶瓷断裂韧性的作用，也就可以进一步提升氧化锆增韧氧化铝陶瓷的使用效果和使用价值。
氧化锆增韧氧化铝陶瓷也可被称为ZTA 陶瓷，其熔点高、硬度高，并且耐酸碱腐蚀，同时具有韧性较强的优势，属于高温结构陶瓷中具有较大应用潜力的一类。
其中的氧化锆含量在10%～20%之间时，可以起到抑制晶体生长氧化铝酸性的作用，也就可以起到提升材料硬度的作用。
特别是若氧化锆含量处于12%～14%之间时，ZTA 陶瓷的硬度和强度均能上升至最大值，如果氧化锆粉末含量为20%，并且其呈高度分散状态，经过热压烧结处理以后，ZTA陶瓷的机械性能将达到最好状态。
对陶瓷断裂韧性产生影响的因素可以通过公式（1）进行体现：（1）在公式（1）当中，为陶瓷材料断裂韧性，其与弹性模量E、泊松比v 以及断裂表面能均具有密切关联性，弹性模量以及泊松比均属于非显微结构敏感参数，所以需要借助提升断裂表面能的方式提升材料断裂韧性。
而能够影响陶瓷材料表面的因素较多，主要包括热力学自由表面能、内应力与裂纹、气孔、塑性形变、相变、晶粒尺寸等多个方面。
从断裂力学的视角来看，可以采用增加自由表面能的方式，促使新生表面形成，同时也可起到缩减晶粒尺寸、缩减气孔率的作用，还可应用适当的应力促进相变，并形成微裂纹，从而起到提升陶瓷材料断裂韧性的作用。
第43卷 第2期2022年 2月
材 料 热 处 理 学 报
TRANSACTIONSOFMATERIALSANDHEATTREATMENTVol.43 No.2
February2022
DOI:10.13289/j.issn.1009-6264.2021-0491
Al-4%Cu合金组织的纳米复合化调控与性能
雷晓维, 宋雁飞, 张觐韬, 史李格, 朱雨婧, 王 朝(西北工业大学物理科学与技术学院,陕西西安 710072)
摘 要:以Al-4mass%Cu合金为研究对象,在熔炼过程中分别加入B4C和TiO2纳米粒子,以期实现组织细化、力学性能和耐腐
蚀性能的调控。结果表明,B4C和TiO2纳米粒子的添加均具有细化晶粒作用,合金的晶粒尺寸由毫米级减小至300~500μm,
B4C粒子对晶粒的细化作用更强。B4C和TiO2纳米粒子的加入可分别使合金的硬度提高20.4%和27.1%。添加B4C纳米粒子
的合金的耐腐蚀性能稍有提升,加入TiO2纳米粒子会降低耐腐蚀性能。点蚀主要发生于晶界和枝晶界,θ(Al2
Cu)相是诱发点蚀
的主要原因。关键词:铝铜合金; 纳米粒子; 微观组织; 腐蚀性能; 析出相中图分类号:TG146.2;TB333 文献标志码:A 文章编号:1009-6264(2022)02-0010-07RegulationofmicrostructureandpropertiesofAl-4%Cu
alloybyaddingnanoparticlesLEIXiao-wei, SONGYan-fei, ZHANGJin-tao, SHILi-ge, ZHUYu-jing, WANGZhao(SchoolofPhysicalScienceandTechnology,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China)Abstract:TakingAl-4mass%Cualloyastheresearchobject,B4CandTiO2nanoparticleswereaddedrespectivelyinthemeltingprocessinordertorealizethemicrostructurerefinementandoptimizationofmechanicalpropertyandcorrosionresistance.TheresultsshowthattheadditionofB4CandTiO2nanoparticlescanrefinethegrains,andthegrainsizeofthealloyisreducedfrommillimeterlevelto300-500μm,andtheB4Cnanoparticleshaveastrongereffectongrainrefinement.TheadditionofB4CandTiO2nanoparticlescanincreasethehardnessofthealloyby20.4%and27.1%,respectively.ThecorrosionresistanceofthealloywithB4Cnanoparticlesadditionisslightlyimproved,andtheadditionofTiO2nanoparticleswillreducethecorrosionresistance.Pittingcorrosionmainlyoccursatthegrainboundariesanddendriticgrainboundaries,andtheθ(Al2Cu)phaseisthemaincauseofthepittingcorrosion.Keywords:Al-Cualloy;nanoparticles;microstructure;corrosionproperty;precipitates
第42卷 第6期Vol.42No.62021年12月Journal of Ceramics Dec. 2021收稿日期：2021‒07‒12。
修订日期：2021‒09‒14。
Received date: 2021‒07‒12. Revised date: 2021‒09‒14.基金项目：广东省“珠江人才计划”本土创新科研团队项目 Correspondent author: NIE Guanglin (1990-), Male, Ph.D.; (2017BT01C169)；广东省基础与应用基础研究基金项目(2020 WU Shanghua (1963-), Male, Ph.D., Professor.A1515010004)；绿色建筑材料国家重点实验室开放基金(2019 E-mail: **************************;************.cn GBM03)。
通信联系人：聂光临(1990-)，男，博士；伍尚华(1963-)，男， 博士，教授。
DOI: 10.13957/ki.tcxb.2021.06.016La 2O 3-Y 2O 3复掺制备高强韧Al 2O 3陶瓷基板刘磊仁1，聂光临1，黄丹武1，赵振华1，包亦望2，伍尚华1(1. 广东工业大学 机电工程学院，广东 广州 510006；2. 中国建筑材料科学研究总院有限公司 绿色建筑材料国家重点实验室，北京 100024)摘 要：Al 2O 3作为应用最广的陶瓷基板，优异的力学强度、韧性与导热性能是确保其安全可靠服役的前提。
稀土金属氧化物(La 2O 3、Y 2O 3)掺杂是提升Al 2O 3陶瓷力学性能的有效方法，然而，单一掺杂的强化效果有限，因此，采用La 2O 3-Y 2O 3复掺的方法以望进一步提升Al 2O 3陶瓷基板的抗弯强度与断裂韧性，并在此基础上探讨了La 2O 3-Y 2O 3复掺对Al 2O 3陶瓷热导率的影响规律。
6种数控刀具的种类、性能、特点、应用专业知识先进的加工设备与高性能的数控刀具相配合，才能充分发挥其应有的效能，取得良好的经济效益。
随着刀具材料迅速发展，各种新型刀具材料，其物理、力学性能和切削加工性能都有了很大的提高，应用范围也不断扩大。
一.刀具材料应具备基本性能刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。
刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。
因此，刀具材料应具备如下一些基本性能：(1)硬度和耐磨性。
刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。
刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。
(2)强度和韧性。
刀具材料应具备较高的强度和韧性，以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。
(3)耐热性。
刀具材料的耐热性要好，能承受高的切削温度，具备良好的抗氧化能力。
(4)工艺性能和经济性。
刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能;磨削加工性能等，而且要追求高的性能价格比。
二.刀具材料的种类、性能、特点、应用1.金刚石刀具材料的种类、性能和特点及刀具应用金刚石是碳的同素异构体，它是自然界已经发现的最硬的一种材料。
金刚石刀具具有高硬度、高耐磨性和高导热性能，在有色金属和非金属材料加工中得到广泛的应用。
尤其在铝和硅铝合金高速切削加工中，金刚石刀具是难以替代的主要切削刀具品种。
可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的金刚石刀具是现代数控加工中不可缺少的重要工具。
⑴金刚石刀具的种类①天然金刚石刀具：天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了，天然单晶金刚石刀具经过精细研磨，刃口能磨得极其锋利，刃口半径可达0.002μm，能实现超薄切削，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，是公认的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。
②PCD金刚石刀具：天然金刚石价格昂贵，金刚石广泛应用于切削加工的还是聚晶金刚石(PCD)，自20世纪70年代初，采用高温高压合成技术制备的聚晶金刚石(Polycrystauine diamond，简称PCD刀片研制成功以后，在很多场合下天然金刚石刀具已经被人造聚晶金刚石所代替。
纳米三氧化二铝在陶瓷领域上的发展纳米三氧化二铝在陶瓷领域上的发展摘要：为了探索纳米三氧化二铝在陶瓷领域上的应用。
查阅大量的期刊和文献，得出了纳米三氧化二铝在陶瓷领域发挥了巨大的作用，具有非常大的发展前景。
纳米三氧化二铝，陶瓷粉粒径分布均匀，电阻率高，具有良好的绝缘性能，广泛用于塑料，橡胶，陶瓷，涂料等绝缘性能要求高的领域。
主要综述了纳米三氧化二铝的主要制备方法，包括：化学沉淀法、无压烧结法、溶胶一凝胶法。
同时，也介绍了纳米三氧化二铝的特殊结构性能，在陶瓷领域发挥的作用，其性能包括：Al203／TiC纳米陶瓷刀具材料的抗热震性能、纳米Ni-Al2O3金属陶瓷粉末热压致密化、Al2O3系纳米陶瓷抗拉强度、Al2O3系纳米陶瓷韧性。
通过以上资料的查询，得出纳米三氧化二铝在陶瓷领域具有非常好的发展前景的结论。
关键字:纳米；三氧化二铝；陶瓷；应用Abstract: in order to explore the nano 3 oxidation 2 aluminium in ceramic field application. Access to a lot of periodicals and literature, it is concluded that the nano 3 oxidation 2 aluminium in ceramic field played a huge role, has the very big prospects for development. Nano 3 oxidation 2 aluminium, ceramic powder with uniform paricle size distribution, resistance rate is high, has the good insulation performance, is widely used in plastic, rubber, ceramics, paint the insulation performance of the high demand on the field. The paper mainly describes the main preparation methods of nanometer 3 oxidation 2 aluminium, including chemical precipitation, pressureless sintering process, sol a gel method. At the same time, also introduces the nano 3 oxidation 2 aluminium special structure performance, in ceramic field play a role, its performance include: Al203 / TiC nanostructured ceramic cutting tool material thermal shock performance, nano Ni - Al2O3 metal ceramic powder extrusion densification, Al2O3 system nanostructured ceramic tensile strength, Al2O3 system nanostructured ceramic toughness. Through the above information query, it is concluded that nano 3 oxidation 2 aluminium in ceramic field has very good prospects for development of the conclusion.Key words: nano; 3 oxidation 2 aluminium; Ceramic; application陶瓷是人类最早使用的材料之一，在人类发展史上起着重要的作用。
氧化铝陶瓷硬度等级以氧化铝陶瓷硬度等级为标题，写一篇文章。
氧化铝陶瓷是一种常见的工程陶瓷材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
其中，硬度是氧化铝陶瓷的重要性能指标之一。
根据国际标准，氧化铝陶瓷的硬度等级分为不同级别，下面将对各级别的硬度进行详细介绍。
一、N级氧化铝陶瓷（硬度HV1100-1300）N级氧化铝陶瓷是硬度较低的一种，其硬度在HV1100-1300之间。
这种陶瓷具有较高的韧性和强度，适用于一些对硬度要求不高但需要耐磨性和耐腐蚀性的场合。
例如，在化工行业中，N级氧化铝陶瓷常用于制造耐酸碱介质的阀门、泵体等零部件。
二、S级氧化铝陶瓷（硬度HV1400-1600）S级氧化铝陶瓷的硬度介于HV1400-1600之间，相对于N级氧化铝陶瓷来说，硬度更高一些。
这种陶瓷具有较好的耐磨性和耐高温性能，广泛应用于磨料、切割工具、轴承等领域。
在汽车制造业中，S级氧化铝陶瓷常用于发动机零部件的制造，以提高零部件的耐磨性和耐高温性能。
三、H级氧化铝陶瓷（硬度HV1600-1800）H级氧化铝陶瓷的硬度介于HV1600-1800之间，相对于S级氧化铝陶瓷来说，硬度更高一些。
这种陶瓷具有极高的硬度和优异的耐磨性能，被广泛应用于高速切削、磨削等领域。
在航空航天、兵器制造等高技术领域，H级氧化铝陶瓷常用于制造切削刀具、弹头等部件。
四、R级氧化铝陶瓷（硬度HV2000-2200）R级氧化铝陶瓷是硬度最高的一种，其硬度在HV2000-2200之间。
这种陶瓷具有极高的硬度和优异的耐磨性能，同时还具有良好的耐高温性能。
R级氧化铝陶瓷被广泛应用于高速切削、磨削、研磨等领域。
在航空航天、兵器制造等高技术领域，R级氧化铝陶瓷常用于制造切削刀具、研磨材料等部件。
氧化铝陶瓷的硬度等级分为N级、S级、H级和R级，随着硬度的提高，氧化铝陶瓷的耐磨性和耐高温性能也相应增强。
不同硬度等级的氧化铝陶瓷在不同领域有着广泛的应用，满足了各种工程陶瓷材料的需求。
《ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料的制备及其组织结构研究》篇一一、引言随着现代工业的飞速发展，对于材料性能的要求越来越高。
高铬铸铁基复合材料因其优良的耐磨、耐腐蚀性能，在机械、冶金、矿山等领域得到了广泛的应用。
为了进一步提高材料的综合性能，研究者们开始将陶瓷颗粒引入铸铁基体中，形成复合材料。
其中，ZTA（氧化铝增韧铝酸盐）陶瓷颗粒因其优异的力学性能和良好的化学稳定性，成为了增强铸铁基复合材料的重要选择。
本文重点研究了ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料的制备工艺及其组织结构，以期为该类材料的应用提供理论依据。
二、制备工艺1. 材料选择与预处理选择高纯度的高铬铸铁粉末和ZTA陶瓷颗粒作为原材料。
首先对原材料进行除杂、球磨等预处理，以提高其混合均匀性和反应活性。
2. 混合与成型将预处理后的高铬铸铁粉末与ZTA陶瓷颗粒按照一定比例混合均匀，利用模具进行压制成型。
成型过程中需控制压力和温度，以保证材料的致密性和均匀性。
3. 烧结与后处理将成型后的复合材料进行烧结处理，控制烧结温度和时间，使材料达到致密化。
烧结完成后进行淬火、回火等后处理工艺，进一步提高材料的力学性能。
三、组织结构研究1. 显微结构观察利用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段，观察复合材料的显微结构。
分析ZTA陶瓷颗粒在高铬铸铁基体中的分布情况，以及两相界面的结合状态。
2. 物相分析通过X射线衍射技术，对复合材料进行物相分析。
确定材料中的主要物相组成及其含量，了解各物相之间的相互作用和影响。
3. 力学性能测试对复合材料进行硬度、抗拉强度、冲击韧性等力学性能测试，评价材料的综合性能。
同时，分析组织结构对力学性能的影响规律。
四、结果与讨论1. 制备结果通过上述制备工艺，成功制备了ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料。
材料组织致密，两相界面结合良好。
2. 组织结构特点ZTA陶瓷颗粒在高铬铸铁基体中分布均匀，两相界面清晰。
陶瓷颗粒的加入有效地细化了基体晶粒，提高了材料的致密度。
刀具涂层技术的研究现状和发展趋势一、本文概述刀具涂层技术作为提升刀具性能、延长刀具使用寿命的重要手段，在现代制造业中发挥着至关重要的作用。
随着科学技术的不断进步，刀具涂层技术的研究和应用也在不断深化。
本文旨在全面概述刀具涂层技术的研究现状，分析其发展趋势，为相关领域的科研工作者和从业人员提供参考和借鉴。
本文将首先介绍刀具涂层技术的基本概念、分类及其应用领域，阐述涂层技术在提高刀具硬度、耐磨性、抗腐蚀性等性能方面的优势。
随后，本文将重点分析当前刀具涂层技术的研究现状，包括涂层材料的选择、制备工艺的优化、涂层与基材的结合机制等方面。
还将探讨涂层技术在不同制造领域中的应用案例，以及在实际应用中遇到的问题和挑战。
本文将展望刀具涂层技术的发展趋势，包括新型涂层材料的研发、涂层制备技术的创新、涂层性能的优化等方面。
通过对刀具涂层技术未来发展方向的探讨，旨在为相关领域的科研工作者和从业人员提供有益的启示和思考。
二、刀具涂层技术的基础知识刀具涂层技术是一种通过物理或化学方法在刀具表面形成一层或多层薄膜的技术，旨在提高刀具的性能和寿命。
这些涂层能够显著增强刀具的硬度、耐磨性、抗热性以及化学稳定性，从而提升刀具在切削过程中的切削效率、加工精度和使用寿命。
涂层材料的选择是刀具涂层技术的关键。
目前，常用的涂层材料主要包括金属氧化物（如氧化铝、氧化钛）、金属氮化物（如氮化钛、氮化铬）、金属碳化物（如碳化钛、碳化钨）以及金刚石和类金刚石等。
这些材料具有优异的物理和化学性能，能够在刀具表面形成坚固的保护层。
涂层技术主要分为物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）两大类。
物理气相沉积技术通过物理过程将涂层材料蒸发并沉积在刀具表面，主要包括真空蒸发、溅射、离子镀等方法。
而化学气相沉积技术则通过化学反应在刀具表面生成涂层，包括热化学气相沉积和等离子化学气相沉积等。
涂层结构的设计也是刀具涂层技术中的重要环节。
涂层结构通常由底层、中间层和顶层组成，旨在实现涂层与基体之间的良好结合、提高涂层的耐磨性和抗热性，以及优化涂层表面的性能。
金属陶瓷刀具的性能及发展在机械加工过程中，切削加工是工业生产中最基本、最普通和最重要的方法之一，它直接影响工业生产的效率、成本和能源消耗。
提高加工效率，将会带来巨大的社会、经济效益。
近年来，陶瓷刀具产业取得了快速的发展，现代陶瓷刀具材料多为复合材料。
目前应用于刀具的陶瓷材料主要为氧化铝系、氮化硅系、硼化钛系和金属陶瓷等系列。
而其中的金属陶瓷基复合材料是上世纪三十年代逐渐发展起来的一种新型材料。
由于金属陶瓷具有硬度高、耐磨性好、导热性好等优良的综合性能而被广泛用作工具材料。
以下是金属陶瓷刀具的图片。
一、金属陶瓷刀具的发展历程金属陶瓷用于切削刀具最早始于上世纪二十年代对TiC化合物的实验研究，上世纪五十年代，TiC-Mo-Ni金属陶瓷首次作为刀具材料用于钢的高速精密切削。
它虽然具有与硬质合金不相上下的高强度和高硬度，但其韧性比较差。
为了提高金属陶瓷的韧性，改善其切削性能，上世纪七十年代人们最终开发出了一种韧性很高的细颗粒TiC-TiN基金属陶瓷。
从那时以来，金属陶瓷在刀具开发中的应用日趋广泛。
二、金属陶瓷刀具的特点及加工范围金属陶瓷刀具在硬质合金行业中一般是指TiCN/TiC/TiN为硬质相，添加Co 或Ni作为粘接相，在很多场合中，添加元素周期表地IVB、VB及VIB族金属中的一种以上的氮化物、碳化物及碳氮化物作为添加剂以增强金属陶瓷的力学、高温性能的一种刀具。
金属陶瓷刀具的特点：（1）硬度高；（2）与被加工工件材料的亲和力低，不易产生积屑瘤；（3）化学稳定性好；（4）耐热性，耐磨性好。
适合加工范围：金属陶瓷刀具适合加工各种钢件和铸铁件的半精加工和精加工，当切削深度在 2.5mm以下，每转进给量在0.25mm/r以下，每齿进给量在0.2.mm/齿以下时，金属陶瓷刀具具有出色的切削性能。
加工以上材质的金属陶瓷刀具都可以提供稳定的刀具寿命和良好的表面光洁度。
但在断续切削领域不适合金属陶瓷刀具，容易发生刀片破损现象。
氧化铝陶瓷的发展与应用一、本文概述氧化铝陶瓷，作为一种高性能的无机非金属材料，自问世以来，就在众多工业领域中发挥着至关重要的作用。
氧化铝陶瓷凭借其独特的物理和化学性质，如高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性、低热膨胀系数和良好的绝缘性等，已被广泛应用于机械、电子、化工、航空、医疗等多个领域。
本文旨在对氧化铝陶瓷的发展历程进行系统的梳理，探讨其应用领域的变化和扩展，同时展望未来的发展趋势和挑战。
我们将从氧化铝陶瓷的制备工艺、性能特点、应用实例以及发展趋势等方面进行详细阐述，以期为相关领域的研究者和从业者提供有益的参考。
二、氧化铝陶瓷的发展历程氧化铝陶瓷的发展历程可谓源远流长，其起源可以追溯到20世纪初。
早期的氧化铝陶瓷由于制备技术的限制，其性能和应用领域相对有限。
然而，随着科学技术的进步，特别是陶瓷制备技术的不断创新和突破，氧化铝陶瓷的性能得到了极大的提升，应用领域也日渐广泛。
20世纪中期，氧化铝陶瓷的制备技术取得了重要突破，人们开始能够生产出高纯度、高致密度的氧化铝陶瓷材料。
这一时期的氧化铝陶瓷以其优异的耐磨、耐腐蚀和高温稳定性等特点，开始在工业领域得到应用，如用于制造耐磨零件、耐腐蚀管道等。
进入20世纪末期，氧化铝陶瓷的制备技术进一步成熟，人们开始探索其在更多领域的应用。
特别是在电子、航空航天等领域，氧化铝陶瓷因其高绝缘性、高热稳定性和高机械强度等特性，成为了不可替代的关键材料。
进入21世纪，随着纳米技术的兴起和发展，氧化铝陶瓷的制备技术再次取得了重大突破。
纳米氧化铝陶瓷的出现，极大地提升了氧化铝陶瓷的性能，使其在高温、高压、强腐蚀等极端环境下仍能保持良好的稳定性和可靠性。
因此，氧化铝陶瓷在能源、环保、医疗等领域的应用也越来越广泛。
氧化铝陶瓷的发展历程是一部不断突破和创新的历史。
从早期的简单应用到如今在多个领域的广泛应用，氧化铝陶瓷的性能和应用领域都得到了极大的拓展和提升。
随着科技的不断发展，相信氧化铝陶瓷在未来还将有更加广阔的应用前景。
