各種添加劑對(duì)低溫陶瓷結(jié)合劑性能的影響實(shí)驗(yàn)綱要◆實(shí)驗(yàn)研究背景◆實(shí)驗(yàn)研究意義◆實(shí)驗(yàn)過(guò)程◆實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析◆實(shí)驗(yàn)結(jié)論◆致謝

◆陶瓷結(jié)合劑磨具被廣泛用于機(jī)械、汽車(chē)制造業(yè)、電子行業(yè)、建筑業(yè)、航空航天等許多行業(yè)和領(lǐng)域，其用量在磨具總用量中占50％以上。其中陶瓷結(jié)合劑超硬材料加工工具得到發(fā)展和應(yīng)用。◆目前國(guó)內(nèi)外超硬磨料陶瓷磨具大多采用1000℃以下低溫?zé)?。超硬材料陶瓷磨具以結(jié)合劑磨耗為主,所以磨具的磨削性能及耐用度較差。

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低溫陶瓷結(jié)合劑有節(jié)約能源，降低燒成燃料成本縮短生產(chǎn)周期提高生產(chǎn)效率提高磨具的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，減少燒成廢品可防止磨料性能因高溫作用而產(chǎn)生的性能劣化等優(yōu)勢(shì)。研究背景研究意義

低溫陶瓷磨具生產(chǎn)中容易產(chǎn)生的一些問(wèn)題：磨具坯體的強(qiáng)度差、磨具強(qiáng)度、硬度不易控制，不易生產(chǎn)高硬度的磨具；因此為了改善結(jié)合劑本身性能可以通過(guò)研究添加劑對(duì)低溫陶瓷結(jié)合劑性能的影響近而改善低溫陶瓷結(jié)合劑性能，提高磨具的強(qiáng)度韌性、耐磨性。實(shí)驗(yàn)過(guò)程一本實(shí)驗(yàn)使用以粘土-長(zhǎng)石-硼玻璃系統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)合劑，選定的低溫陶瓷結(jié)合劑：粘土、長(zhǎng)石、硼玻璃配比30:20:50，添加劑選擇三種分別為氧化鉛、氧化鋅、硼酸。研究三種添加劑單次添加量分別為3℅6℅9℅12℅時(shí)對(duì)基礎(chǔ)結(jié)合劑耐火度和結(jié)合劑抗折強(qiáng)度的影響基礎(chǔ)結(jié)合劑和添加劑的選定：實(shí)驗(yàn)過(guò)程二粘土混合過(guò)篩混均勻基礎(chǔ)結(jié)合劑氧化鉛硼酸氧化鋅混合、加粘結(jié)劑成型、干燥、燒成測(cè)洛氏硬度測(cè)抗折強(qiáng)度三角錐成型、干燥測(cè)耐火度長(zhǎng)石硼玻璃實(shí)驗(yàn)流程圖：實(shí)驗(yàn)過(guò)程三

實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容配制糊精液→計(jì)算結(jié)合劑添加量→制定升溫曲線→制作耐火錐、耐火臺(tái)→干燥→測(cè)耐火度→壓制試樣條→制定燒結(jié)曲線→燒結(jié)→抗折強(qiáng)度強(qiáng)度的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)過(guò)程四編號(hào)基礎(chǔ)結(jié)合劑氧化鉛%氧化鋅%硼酸%12345100100100100100036912036912036912表一：結(jié)合劑中基礎(chǔ)結(jié)合劑與添加劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（%）計(jì)算添加劑各量的多少：實(shí)驗(yàn)過(guò)程五：耐火度的測(cè)定耐火度測(cè)定升溫曲線制作耐火錐、耐火臺(tái)→干燥→按上圖升溫曲線燒燒成→觀察錐倒情況并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程六：抗折強(qiáng)度的測(cè)定一組1-31-41-53-5二祖1-23-13-23-33-4三組1-12-13-12-22-32-42-5組類(lèi)結(jié)合劑編號(hào)為制定石條燒成曲線依據(jù)耐火度不同將結(jié)合劑分為三組燒成：小石條標(biāo)準(zhǔn)：6㎜×6㎜×28㎜密度：2.38g∕㎝3計(jì)算得每個(gè)小石條質(zhì)量M=2.4g從已混好的試樣結(jié)合劑中各稱取2.4g，做15種石條，每樣石條制作4個(gè)→混料→壓制成型→干燥→按下圖燒成曲線燒成→取出后測(cè)定抗折強(qiáng)度并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)石條燒成曲線實(shí)驗(yàn)結(jié)果一氧化鉛實(shí)驗(yàn)結(jié)果二氧化鋅實(shí)驗(yàn)結(jié)果三硼酸實(shí)驗(yàn)分析一分析添加劑對(duì)低溫陶瓷結(jié)合劑性能的影響◆氧化鉛：PbO作為助熔材料引入結(jié)合劑，PbO本身的耐火度就較低，并且PbO和SiO2在較低的溫度下會(huì)生成固溶體，而這種固溶體的熔點(diǎn)更低進(jìn)一步起到助熔作用，因此，PbO的加入會(huì)顯著降低結(jié)合劑的耐火度。硼酸：B2O3的熔點(diǎn)很低，為460℃，硼可以與陶瓷中的SiO2形成熔點(diǎn)較低的玻璃體。但是有資料表明，結(jié)合劑中B2O3含量的增加，結(jié)合劑的耐火度不會(huì)一直降低，反而有可能升高，當(dāng)含量低時(shí)，結(jié)合劑的耐火度也可能很低。在基礎(chǔ)結(jié)合劑中就有硼玻璃的加入，已提供一定量的B2O3，所以對(duì)研究B2O3的加入對(duì)結(jié)合劑耐火度的影響，要綜合考慮各種因素的影響。氧化鋅：氧化鋅的加入在一定程度上增加了結(jié)合劑的耐火度但影響不大。實(shí)驗(yàn)分析二分析添加劑對(duì)低溫陶瓷結(jié)合劑抗折強(qiáng)度的影響

◆氧化鉛：適量的PbO的加入可以提高結(jié)合劑中玻璃相的含量，增強(qiáng)結(jié)合劑對(duì)磨粒的把持力，從而達(dá)到增加強(qiáng)度的目的；過(guò)多時(shí)，液相量過(guò)多，這就會(huì)使磨具在磨削高溫的條件下發(fā)生變形、發(fā)泡等問(wèn)題，而降低磨具的強(qiáng)度。硼酸：B2O3作為網(wǎng)絡(luò)形成體，能夠使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密，提高網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接強(qiáng)度，使結(jié)合劑自身的強(qiáng)度得到提高，從而也可提高磨具的整體強(qiáng)度；但是B2O3的加入量過(guò)多時(shí)，會(huì)使結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)增大，導(dǎo)致結(jié)合劑和磨粒之間不能有效地結(jié)合，即降低了結(jié)合強(qiáng)度。氧化鋅：在高溫條件下，ZnO和硼形成硼鋅玻璃，添加適量的ZnO，可增大陶瓷結(jié)合劑的堿用量，起到很好的助熔作用，可促使液相產(chǎn)生，大幅度降低陶瓷結(jié)合劑的熔融溫度，而且能夠改善對(duì)磨粒的潤(rùn)濕性，促使結(jié)合劑與磨粒有力的結(jié)合，從而提高抗折強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)論氧化鉛的加入顯著降低了結(jié)合劑得耐火度，適量的氧化鉛可以提高結(jié)合劑的抗折強(qiáng)度。氧化鋅的加入在一定程度上增加了結(jié)合