石墨烯納米片增韌Al2O3基納米復合陶瓷刀具材料

編號：CPJS06184

篇名：石墨烯納米片增韌Al2O3基納米復合陶瓷刀具材料

作者：孟祥龍 衣明東 肖光春 陳照強 許崇海

關鍵詞： 石墨烯納米片 增韌補強 陶瓷刀具 力學性能 切削性能

機構： 齊魯工業(yè)大學機械與汽車工程學院 齊魯工業(yè)大學山東省高校輕工裝備先進制造與測控技術重點實驗室 山東大學機械工程學院

摘要： 以石墨烯納米片作為增強相,采用熱壓燒結工藝制備石墨烯納米片增韌Al2O3基納米復合陶瓷刀具材料。進行石墨烯納米片分散實驗,研究石墨烯納米片添加量對刀具材料斷裂韌度、抗彎強度和硬度的影響,觀察其微觀結構和形貌。結果表明:聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為石墨烯納米片的優(yōu)選分散劑,當PVP添加量為石墨烯納米片質量的60%時,分散效果最佳;當石墨烯納米片添加量為0.75%(體積分數(shù))時,刀具材料的斷裂韌度和抗彎強度分別達到7.1MPa·m1/2和663MPa,與未添加石墨烯納米片的組分相比分別提高了31%和15%;石墨烯納米片呈卷曲狀結構彌散分布于基體材料中,其增韌機理為石墨烯納米片拉斷、拔出和裂紋偏轉。與未添加石墨烯的刀具相比,添加石墨烯納米片的刀具的主切削力、切削溫度和前刀面摩擦因數(shù)明顯降低,表現(xiàn)出良好的減摩、耐磨性。