论文部分内容阅读
可切削微晶玻璃因其可用常规工具加工而倍受瞩目。在云母基可切削微晶玻璃中,云母结构中层面间的弱连接是导致材料强度低的主要原因。针对此问题,采用Ca2+替代部分K+可增强云母结构的结合力,提高云母晶体自身的强度;同时掺杂氧化锆来增强和增韧,可制得高强度可切削微晶玻璃。本研究对以钙云母为主相的可切削微晶玻璃的制备工艺、结构特点、增强增韧机理及力学性能等进行了初步的研究。 本论文探讨了CaO-MgO-Al2O3-SiO2-F系氟硅酸盐微晶玻璃的析晶机理。K+促进了云母相基本基团[AlSiO3]的形成。实验证明钙云母晶体的生长过程受界面跃迁过程控制。分析了相组成和显微结构对力学性能的影响及其增强增韧机理。含有大量细小板条形钙云母晶体的微晶玻璃,强度较高。微晶玻璃的断裂韧性随云母晶粒长径比的提高而提高,且存在有多种增韧作用:t-ZrO2相变增韧、裂纹偏转增韧等。论述了云母基微晶玻璃的增强机理,计算晶粒长径比大于8时,晶体可通过裂纹偏转、晶粒补强增韧使材料具有较好的力学性能。讨论了不同长径比晶粒的增韧效果。 按材料特点设计组成,采用二步法热处理,制得了以钙云母为主相的微晶玻璃,强度高达235MPa,断裂韧性最高2.17Mpa.m1/2。此材料具有一定的可切削性。