文章

氧化鋯二硫化鎢複合自潤滑陶瓷

自潤滑技術的研究趨勢隨著科學技術的發展，無環境污染、耐磨壽命長、低摩擦、自修復的固體潤滑材料在電子、生物、通訊、航太及航空等高科技領域應用的越來越廣泛。未來的研究主要集中新型固體自潤滑材料的研究、新型的自潤滑方式的研究、新的材料結構設計等幾個方面。

陶瓷在高溫下具有非常優異的力學性能，非常適合在高溫下應用。 在眾多結構陶瓷中，氧化鋯陶瓷因具有相變增韌效應而具有十分優異的物理、化學性能，是耐火材料、高溫結構材料和電子材料的重要原料但是氧化鋯的摩擦因數過高，嚴重限制了氧化鋯陶瓷的應用，隨著氧化鋯陶瓷材料研究的不斷深入，自潤滑複合陶瓷被視為一種解決高溫下材料潤滑重要的途徑。

為了解決現有技術配比複雜，無法滿足精密自潤滑陶瓷生產用途，研究人員採用二硫化鎢作潤滑相，制取高純高強高韌氧化鋯二硫化鎢複合自潤滑陶瓷，其合成過程包括：

（1）選用氧化釔摩爾百分比為3%的釔穩定氧化鋯粉，按重量比釔穩定氧化鋯粉：二硫化鎢粉=9:1稱取納米級的釔穩定氧化鋯粉與二硫化鎢粉，釔穩定氧化鋯粉的一次粒徑為40納米，二硫化鎢粉的一次粒徑為50納米，釔穩定氧化鋯粉的純度為99.99%，二硫化鎢粉的純度為99.99%，將兩種納米粉放入球磨罐中，用高能球磨機進行高能球磨處理8小時。

（2）在步驟（1）中球磨好的混合粉中放入聚乙烯醇、聚乙二醇與去離子水，繼續球磨8小時，獲得混合粉體漿料。

（3）將步驟（2）中獲得混合粉體漿料放入離心噴霧造粒機中進行造粒成為D50=57微米的造粒粉。

（4）將步驟（3）中獲得的造粒粉放入聚氨酯冷等靜壓膠套中進行冷等靜壓處理，處 理壓力為380MPa，保壓時間為12分鐘。

（5）將步驟（4）中獲得冷等靜壓坯料放入鋼包套中，用氬弧焊焊接製成熱等靜壓用 包套。

（6）將步驟（5）中獲得的熱等靜壓包套進行脫脂脫氣處理，第一階段脫氣處理參數 為溫度260度，處理時間12小時，脫氣保持包套內壓力為1.0×10-2~5.0×10-2Pa，第二階段 脫脂處理參數為溫度580度，處理時間18小時，脫氣保持包套內壓力為1.0×10-2~5.0×10- 2Pa，第三階段脫氣處理參數為溫度260度，處理時間18小時，脫氣保持包套內壓力為1.0× 10-3~5.0×10-3Pa。

（7）將步驟（6）中獲得的脫氣後的包套放入熱等靜壓機中進行熱等靜壓燒結處理， 熱等靜壓燒結工藝為燒結壓力150MPa，燒結溫度為1150℃，燒結時間為5小時。

（8）將步驟（7）中熱等靜壓燒結完畢的陶瓷錠取出，並去除包套，即得高純高強高韌氧化鋯二硫化鎢複合自潤滑陶瓷。

（9）測量步驟（8）中氧化鋯二硫化鎢複合自潤滑陶瓷的相對密度為99.6%，純度為 99.9691%，摩擦係數為0.08，晶粒大小為4.7微米，抗彎強度為1221MPa，硬度為HV1608。

採用納米級釔穩定氧化鋯粉與納米級二硫化鎢粉用高能球磨的辦法對粉末進行混合與機械合金化，然後通過離心噴霧造粒的方法進行造粒，通過冷等靜壓壓制成型，最後通過熱等靜壓燒結，能夠獲得品質穩定、晶粒細小可控的氧化鋯二硫化鎢複合自潤滑陶瓷。

• < 上页
• 下页 >