陶瓷颗粒增强钢铁基空间构型耐磨复合材料
作者：蒋业华等著
出版时间： 2019年版
内容简介
陶瓷颗粒增强钢铁基空间构型耐磨复合材料研究的科学与技术问题主要涉及界面设计及控制、结构设计、高品质制备技术和性能评价及工业应用等四个方面。《陶瓷颗粒增强钢铁基空间构型耐磨复合材料》围绕这四个方面的问题，介绍活化型界面、润湿型界面和反应型界面等界面设计原理与方法；介绍蜂窝构型复合材料和三维互穿网络构型复合材料的结构设计和方法；介绍无压浸渗过程中的反应浸渗技术原理及其分析过程；介绍陶瓷颗粒增强钢铁基空间构型耐磨复合材料综合性能评价体系和方法；介绍蜂窝构型复合材料在耐磨产品中的应用情况及失效分析。《陶瓷颗粒增强钢铁基空间构型耐磨复合材料》对空间构型复合材料的基本概念和未来发展趋势也进行了描述。
目录
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前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 耐磨材料的发展及现状 1
1.2.1 磨损及其影响因素 1
1.2.2 金属耐磨材料 11
1.2.3 非金属耐磨材料 17
1.2.4 耐磨材料存在的问题及不足 21
1.3 复合材料的定义及分类 22
1.3.1 复合材料的定义 22
1.3.2 复合材料的分类 23
1.4 陶瓷颗粒增强金属基耐磨复合材料的发展现状 27
1.4.1 陶瓷颗粒增强金属基复合材料 27
1.4.2 陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料 31
1.4.3 陶瓷颗粒增强金属基复合材料制备技术 33
1.4.4 陶瓷颗粒增强金属基复合材料的界面润湿性 36
1.4.5 颗粒增强金属基复合材料存在的主要问题 38
1.5 空间构型复合材料制备及研究 39
1.5.1 空间构型复合材料分类 39
1.5.2 空间构型复合材料的制备技术 41
1.5.3 构型复合材料工业化应用中急需解决的关键技术 43
1.6 颗粒增强金属基复合材料的发展趋势 44
1.6.1 复合工况下陶瓷颗粒增强金属基表层复合材料开发及制造技术 46
1.6.2 先进陶瓷增强钢铁基表层复合耐磨构件凝固成型控制及热处理关键技术 47
1.6.3 陶瓷颗粒增强金属基表层复合材料的界面设计及控制技术 48
第2章 陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料的界面设计 50
2.1 陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料的组元及界面 50
2.1.1 复合材料的组元选择 50
2.1.2 复合材料的界面 51
2.2 与钢铁界面润湿良好的ZTA陶瓷设计 55
2.2.1 ZTA陶瓷的制备 56
2.2.2 陶瓷与金属熔体之间的润湿 58
2.2.3 电熔ZTA陶瓷的组织 61
2.2.4 粉末烧结ZTA陶瓷的组织与性能 63
2.3 颗粒增强钢铁基复合材料的界面活化设计 68
2.3.1 Ti活化对复合材料的影响 70
2.3.2 Ni活化对复合材料的影响 72
2.3.3 Mn活化对复合材料的影响 75
2.3.4 Cr活化对复合材料的影响 76
2.3.5 TiO2活化对复合材料的影响 77
2.4 颗粒增强钢铁基复合材料界面润湿设计 81
2.4.1 离子液体中Al2O3陶瓷表面化学镀镍 82
2.4.2 离子液体中ZTA陶瓷表面化学镀镍 86
2.5 颗粒增强钢铁基复合材料反应型界面设计 90
2.5.1 反应型界面产物第一性原理计算 91
2.5.2 颗粒表面包覆氧化物 93
2.5.3 颗粒表面包覆碳化物 96
2.6 本章小结 98
第3章 空间构型复合材料的结构设计及制备 100
3.1 空间构型复合材料陶瓷预制体的结构设计 100
3.1.1 结构设计依据 100
3.1.2 复合材料构型参数设计 103
3.2 空间构型复合材料预制体制备技术 110
3.2.1 蜂窝构型复合材料的预制体制备 111
3.2.2 三维互穿网络构型复合材料的预制体制备 121
3.3 复合材料的界面反应理论 122
3.3.1 复合材料界面反应热力学 122
3.3.2 复合材料界面反应动力学 126
3.3.3 复合材料浸渗动力学 130
3.4 空间构型复合材料制备技术 132
3.4.1 构型复合材料铸造工艺参数模拟及优化 132
3.4.2 构型复合材料的制备工艺 138
第4章 陶瓷颗粒增强钢铁基空间构型复合材料的组织及性能 140
4.1 陶瓷颗粒增强钢铁基空间构型复合材料的组织形貌 140
4.1.1 颗粒表面未处理的构型复合材料的组织 140
4.1.2 活化型界面三维互穿网络构型复合材料的组织形貌 146
4.1.3 润湿型界面蜂窝构型复合材料的组织形貌 150
4.1.4 反应型界面蜂窝构型复合材料的组织形貌 150
4.2 界面活化后三维互穿网络构型复合材料的性能 151
4.2.1 界面活化对复合材料硬度的影响 151
4.2.2 界面活化后复合材料的界面润湿性 152
4.2.3 界面活化对复合材料三点弯曲性能的影响 156
4.2.4 界面活化对复合材料磨损性能的影响 156
4.3 界面润湿后蜂窝构型复合材料的性能 158
4.3.1 颗粒表面离子镀Ni对润湿性的影响 158
4.3.2 离子镀Ni对复合材料磨损性能的影响 163
4.4 具有反应型界面的蜂窝构型复合材料的性能 165
4.4.1 蜂窝构型复合材料的硬度 165
4.4.2 蜂窝构型复合材料的压缩性能 168
4.4.3 蜂窝构型复合材料的磨损性能 180
第5章 耐磨件的复合成型技术及工业化应用 182
5.1 概述 182
5.2 耐磨件的构型设计 182
5.2.1 非环状耐磨件的构型设计 182
5.2.2 环状耐磨件的构型设计 183
5.3 耐磨复合构件的成型工艺 186
5.3.1 非环状复合材料耐磨件的成型工艺 186
5.3.2 环状复合材料耐磨件的成型工艺 188
5.4 多材质复合材料耐磨件热处理工艺 195
5.4.1 非环状复合材料耐磨件热处理工艺 195
5.4.2 环状复合材料耐磨件热处理工艺 205
5.5 典型复合耐磨件的工业化应用 207
5.5.1 非环状复合耐磨件的应用 207
5.5.2 环状复合耐磨件的应用 208
5.6 典型复合耐磨件的使用寿命及失效分析 210
5.6.1 非环状复合耐磨件的使用寿命及失效分析 210
5.6.2 环状复合耐磨件的使用寿命及失效分析 213
参考文献 217
