研究和评论:材料科学杂雷竞技苹果下载志》上
菜单ISSN: 2321 - 6212
ISSN: 2321 - 6212
P拉1,3过渡的Kumar Khanra3S库马尔2Y S饶1 *罗伊约翰逊1
1陶瓷加工部、国际先进的粉末冶金及新材料研究中心(ARCI),印度海德拉巴
2部工程涂料、国际先进的粉末冶金及新材料研究中心(ARCI),印度海德拉巴
收到:06 - 2022年5月,手稿。joms - 22 - 62951;编辑分配:09 - 2022年5月——PreQC没有。joms - 22 - 62951 (PQ);综述:23日- 2022年5月,QC。joms - 22 - 62951;修改后:30 - 2022年5月,手稿。joms - 22 - 62951 (R);发表:07 - jun - 2022, 2321 - 6212.10.5.003 DOI: 10.4172 /。
访问更多的相关文章rayapp0
氧化铝(氧化铝)以其优越的力学和摩擦学性能结合化学惰性是首选材料耐磨的应用程序。摘要氧化铝烧结产品由压力滑铸造(PSC)的滑动磨损行为和评估比通过传统注浆成型法(CSC)。包装通过关闭的应用压力滑,PSC产品具有密度高,而补充提高硬度GPa(15.45±0.15),弯曲强度(259 MPa)和断裂韧性(4.07 MPa m3/2)。CSC样品相同的估计是11.77±0.15绩点,分别为242.70 MPa和3.73 MPa m3/2。由于上述事实,PSC氧化铝展览磨损率低至2.35×10 - 18 m3 /海里(0.5米/秒5 n负荷)发现磨损率56%低于CSC氧化铝。优越的磨损率的PSC氧化铝陶瓷行业将具有商业意义
氧化铝;压力注浆成型法(PSC);传统注浆成型法(CSC);微观结构;磨损率
先进的技术陶瓷、优良的硬度、高温稳定性和良好的耐腐蚀已成为潜在候选人摩擦学的在各个行业中的应用。氧化物陶瓷、处理成本低的美德和良好的功能,特别是在干滑动在高速下,目睹了摩擦学的主要增长相关领域(1- - - - - -4]。氧化铝是最常用的材料在范围广泛的各种氧化物陶瓷摩擦学等相关应用球磨,输送机衬里以及各种移动和旋转部件(5- - - - - -7]。Koji, et al。8]描述了一个陶瓷硬度> 15 GPa和断裂韧性> 4 MPa m3/2非常适合实际摩擦学应用程序。同时,组织(晶粒尺寸和结构)9- - - - - -12)被认为是对机械性能有显著的影响从而改变了耐磨性。例如,报告(13- - - - - -15)表明,粮食工程大大提高了滑动磨损性能。有相当数量的研究进行分析烧结氧化铝的身体中的摩擦学性能,细节从样品制备磨损机制进行了探讨16- - - - - -19]。
一般来说,属性和性能表现出陶瓷组件不仅取决于材料的本征性质也由随后的处理历史(20.- - - - - -22]。胶体处理陶瓷铸件提供了高均匀性等对产品的属性与灵活性,产生复杂的特性。报告(23,24]表明,氧化铝陶瓷通过PSC方法表现出优越的机械性能与同行相比从CSC [25]。摩擦学的PSC氧化铝由于其转基因粮食结构的性能和卓越的机械性能在现有的文献中失踪。在目前的研究中产生的PSC烧结氧化铝身体受到类似的摩擦学的测试评估他们的表现通过滑动磨损试验对硬WC-Co光盘。结果与力学性能并与CSC氧化铝。
两个氧化铝粉末按重量比例30:70(成绩MR-01和他10 M / s。公司、印度)与固体载荷的范围70 - 80 wt. %与Darvan混合(1 wt. %)(821级,从保留时间获得范德比尔特矿物质,Inc ., CT,美国)与去离子水被混合均匀分布。氧化铝粉末的平均粒度分布的成绩MR-01和他10,以及粉混合估计μmμm 1.43和7.16,和3.16μm分别。不规则的形态和大小变化的两个年级(细和粗)氧化铝粉末包装显然是有利于实现更高的分数和粒子的期望的联锁23]。为了实现所需的同质性和滑动稳定,悬浮液wet-mixed使用一锅罐机的速度四个小时20 rpm。不同固体载荷的准备滑受到相应的流变测量在不同切变率(MCR 51、安东洼地、奥地利)同心cone-cylindrical轴板由1.75毫米维持一个恒定的温度25°C。
PSC进行pc - 100 n机(德国央行GmbH)和滑动的压力有些人酒吧。铸造过程的细节可以被其他地方23]。在当前分析,平均压力维持在80酒吧的盘子。CSC是由使用流行的模具。样本在空气中干燥和烧结在1650°C。最后按ASTM C792烧结密度估计。样品的显微硬度是决定使用宏观维氏硬度计(ASTMC1327)。和样品尺寸45×4×3 (L×W×d)毫米3被用于三点弯曲试验(ASTM C1161)获得挠曲强度使用万能试验机(英国UTM-Intron-model 5584)。十个样本测试的平均值和上面的每个测试条件和为此50 - 80 N范围与斜坡的0.5毫米/分钟。滑动磨损试验进行了使用DUCOM pin-on-disk测试仪(TR-20LE-PHM400-CHM600 DUCOM仪器(亚洲),班加罗尔,印度)按ASTMG99标准。标本准备进10×10×7毫米3适应一个方形销槽。WC-Co圆盘的硬度21±0.15绩点和160毫米直径5毫米厚度和粗糙度为0.25±0.01μm使用。载荷和滑动速度变化从5 N 25 N和分别为0.5 m / s, 2.5 m / s。
微观结构和力学特性
图1 a和1 b显示了烧结CSC的微观结构和PSC样本使用FESEM获得。PSC的图像样本中很明显表现出密切与联锁细和粗颗粒的微观结构。相比之下,CSC样本表现出缺陷和毛孔(圆圈)。CSC的平均晶粒尺寸和PSC样本估计为1.75 ~ 3.15μm ~μm分别。很明显的显微图粒度的降低提高了机械性能由于晶界效应。硬度、抗弯强度和断裂韧性值的PSC样本估计为15.45±0.15绩点,259 MPa和4.07 MPa3/2。然而,相同的CSC样本估计为11.77±0.15绩点,242.70 MPa和3.73 MPa3/2分别。更高的硬度值> 15 GPa和断裂韧性> 4 MPa m3/2在PSC氧化铝样品让他们更好的候选人摩擦学的应用程序声称Koji, et al。8]。
图1:对其微观结构(a)样品制作的传统注浆成型法(CSC)和(b)压力注浆成型法(PSC)。
滑动磨损试验
滑动磨损试验进行了PSC和CSC氧化铝样品对碳化钨(WC)磁盘。滑动磨损试验通过改变滑动速度从0.5 m / s, 2.5 m / s通过保持恒定负载10 n。另一组数据是通过改变填充加载从做N×保持滑动速度为0.5米/秒。正常磨损率从每个实验从减肥获得数据。每个实验重复了10个样本来获得特定的磨损率和摩擦系数的平均值(μ)。
图2 a和2 b显示的具体磨损率作为滑动速度和负载的函数分别对CSC和PSC样本。无论滑动速度和负载,更低的磨损率测定的样品通过PSC,这是由于较小的晶粒尺寸和更好的机械性能与CSC获得的相同。滑动速度为0.5米/秒,磨损率范围从2.35×10-18年米3/ 3.11×10纳米-18年米3/ Nm和从5.97×10-18年米3/ 7.88×10纳米-18年米3/ Nm分别在PSC和CSC。类似的趋势得到的样品在不同滑动速度。图2 c和2 d显示,摩擦系数的函数滑动时间PSC和CSC样本分别为不同的应用负载。摩擦系数的波动在CSC样品归因于严重磨损损失和材料去除。的情节图2 c(PSC)演示了一个轻微磨损机制,这可能是由于其优良的力学特性和细晶粒结构。PSC样品相比,CSC样本有一个更大的磨损率,表明更快的碎片生成和裂缝性行为。
图2:样本的具体磨损率的函数(一)滑动速度和(b)正常负载CSC和PSC样本;摩擦系数作为时间的函数(c) psc和(d) csc样品对不同负载。
为了理解磨损机制、FESEM下观察的样本。图3 a-3d显示了低放大率FESEM CSC和PSC的图像样本进行穿5 n 0.5 m / s。很明显PSC图像平滑的表面观察到的样本是归因于轻微磨损与磨损相关数据了图2。在高放大图像图3 b和3 cCSC和数字3 e和fPSC提供更多的信息。CSC的断裂模式在滑动和PSC样本分别为脆性和解理断裂。所示的方面图3 f表明平滑去除材料。同样的,图4显示了CSC的磨损表面观察下FESEM和PSC样本。
图3:低放大倍数对磨损表面的图像(a) csc和(d) psc样本;csc的高放大图像(b和c)和psc (e和f) 5 n正常负载和0.5 m / s滑动速度。
与所示的图片图3,4 a-4d显示了CSC的低放大图像和PSC样本进行穿在高负载(N) 25日,胶膜层类型的观察样本。然而,PSC样本表现出连续层而CSC样本显示高脆性层形成。高放大图像呈现图4 e(PSC)显示随机产生的裂缝。还形成了层完好无损的地下表示上级层的附着力。进一步放大层的位置被显示CSC和PSC的失效模式。中给出的结果是一致的图3。仔细观察CSC样本(图3 c和图4 c)表明,增加负载严重删除旧层和留下粗糙面。粗糙度似乎是正比例的负载。同样,从高放大率FESEM PSC样本图像(图3和图4 f),很明显,方面获得更高的负载是干净的没有任何碎片。
图4:低放大倍数对磨损表面的图像(a) csc和(d) psc样本;csc的高放大图像(b和c)和psc (e和f) 25 n正常负载和0.5 m / s滑动速度。
据悉从CSC的磨损数据和PSC样本时,磨损机制是平滑和渐进的正常负载低。粘合层的形成不是观察的情况下对图像的低负荷。相比之下,增加正常负载,逐渐形成一层可能由裹入磨损碎片WC-Co盘和氧化铝的表面之间在磨损试验样品。这个粘合剂层CSC的情况下而脆弱,PSC的层完好无损的情况下,从微观结构明显。PSC的优越的耐磨性能比CSC的样本主要归因于他们增强断裂韧性。严重磨损的PSC样本,恶化的质量损失显示小碎片形成和断裂行为显示了inter-granular trans-granular。磨损率很好找到相关样品的力学性能和相应的PSC样品表现出一个增强耐磨性的56%相比,CSC样本。
压力滑铸造(PSC)氧化铝75 wt %固体加载展品结构完整性的理论密度更高密度的98.5%比97%的密度相对较低,通过传统的铸造(CSC)。细粮结构与最小缺陷/孔通过PSC从而提高硬度、机械性能抗弯强度和断裂韧性决定15.45±0.15的绩点,259 MPa和4.07 MPa3/2分别让他们适合耐磨性应用程序。PSC样本显示磨损率低至2.35×10-18年米3/海里(0.5米/秒5 n负荷)发现展览在CSC穿比测量样本少56%。的机械和显微结构的行为结果和讨论相关的。PSC的磨损率改善氧化铝陶瓷行业的商业应用。
