各種添加劑對低溫陶瓷結合劑性能的影響

各種添加劑對低溫陶瓷結合劑性能的影響實驗綱要◆實驗研究背景◆實驗研究意義◆實驗過程◆實驗結果及分析◆實驗結論◆致謝

◆陶瓷結合劑磨具被廣泛用于機械、汽車制造業、電子行業、建筑業、航空航天等許多行業和領域，其用量在磨具總用量中占50％以上。其中陶瓷結合劑超硬材料加工工具得到發展和應用。◆目前國內外超硬磨料陶瓷磨具大多采用1000℃以下低溫燒成。超硬材料陶瓷磨具以結合劑磨耗為主,所以磨具的磨削性能及耐用度較差。

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低溫陶瓷結合劑有節約能源，降低燒成燃料成本縮短生產周期提高生產效率提高磨具的外觀和內在質量，減少燒成廢品可防止磨料性能因高溫作用而產生的性能劣化等優勢。研究背景研究意義

低溫陶瓷磨具生產中容易產生的一些問題：磨具坯體的強度差、磨具強度、硬度不易控制，不易生產高硬度的磨具；因此為了改善結合劑本身性能可以通過研究添加劑對低溫陶瓷結合劑性能的影響近而改善低溫陶瓷結合劑性能，提高磨具的強度韌性、耐磨性。實驗過程一本實驗使用以粘土-長石-硼玻璃系統基礎結合劑，選定的低溫陶瓷結合劑：粘土、長石、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℅時對基礎結合劑耐火度和結合劑抗折強度的影響基礎結合劑和添加劑的選定：實驗過程二粘土混合過篩混均勻基礎結合劑氧化鉛硼酸氧化鋅混合、加粘結劑成型、干燥、燒成測洛氏硬度測抗折強度三角錐成型、干燥測耐火度長石硼玻璃實驗流程圖：實驗過程三

實驗操作內容配制糊精液→計算結合劑添加量→制定升溫曲線→制作耐火錐、耐火臺→干燥→測耐火度→壓制試樣條→制定燒結曲線→燒結→抗折強度強度的測試。實驗過程四編號基礎結合劑氧化鉛%氧化鋅%硼酸%12345100100100100100036912036912036912表一：結合劑中基礎結合劑與添加劑的質量百分數（%）計算添加劑各量的多少：實驗過程五：耐火度的測定耐火度測定升溫曲線制作耐火錐、耐火臺→干燥→按上圖升溫曲線燒燒成→觀察錐倒情況并記錄相應數據實驗過程六：抗折強度的測定一組1-31-41-53-5二祖1-23-13-23-33-4三組1-12-13-12-22-32-42-5組類結合劑編號為制定石條燒成曲線依據耐火度不同將結合劑分為三組燒成：小石條標準：6㎜×6㎜×28㎜密度：2.38g∕㎝3計算得每個小石條質量M=2.4g從已混好的試樣結合劑中各稱取2.4g，做15種石條，每樣石條制作4個→混料→壓制成型→干燥→按下圖燒成曲線燒成→取出后測定抗折強度并記錄相關數據石條燒成曲線實驗結果一氧化鉛實驗結果二氧化鋅實驗結果三硼酸實驗分析一分析添加劑對低溫陶瓷結合劑性能的影響◆氧化鉛：PbO作為助熔材料引入結合劑，PbO本身的耐火度就較低，并且PbO和SiO2在較低的溫度下會生成固溶體，而這種固溶體的熔點更低進一步起到助熔作用，因此，PbO的加入會顯著降低結合劑的耐火度。硼酸：B2O3的熔點很低，為460℃，硼可以與陶瓷中的SiO2形成熔點較低的玻璃體。但是有資料表明，結合劑中B2O3含量的增加，結合劑的耐火度不會一直降低，反而有可能升高，當含量低時，結合劑的耐火度也可能很低。在基礎結合劑中就有硼玻璃的加入，已提供一定量的B2O3，所以對研究B2O3的加入對結合劑耐火度的影響，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合劑的耐火度但影響不大。實驗分析二分析添加劑對低溫陶瓷結合劑抗折強度的影響

◆氧化鉛：適量的PbO的加入可以提高結合劑中玻璃相的含量，增強結合劑對磨粒的把持力，從而達到增加強度的目的；過多時，液相量過多，這就會使磨具在磨削高溫的條件下發生變形、發泡等問題，而降低磨具的強度。硼酸：B2O3作為網絡形成體，能夠使網絡結構更加致密，提高網絡的聯接強度，使結合劑自身的強度得到提高，從而也可提高磨具的整體強度；但是B2O3的加入量過多時，會使結合劑的熱膨脹系數增大，導致結合劑和磨粒之間不能有效地結合，即降低了結合強度。氧化鋅：在高溫條件下，ZnO和硼形成硼鋅玻璃，添加適量的ZnO，可增大陶瓷結合劑的堿用量，起到很好的助熔作用，可促使液相產生，大幅度降低陶瓷結合劑的熔融溫度，而且能夠改善對磨粒的潤濕性，促使結合劑與磨粒有力的結合，從而提高抗折強度。實驗結論氧化鉛的加入顯著降低了結合劑得耐火度，適量的氧化鉛可以提高結合劑的抗折強度。氧化鋅的加入在一定程度上增加了結合