石墨烯纳米片增韧Al2O3基纳米复合陶瓷刀具材料

编号：CPJS06184

篇名：石墨烯纳米片增韧Al2O3基纳米复合陶瓷刀具材料

作者：孟祥龙 衣明东 肖光春 陈照强 许崇海

关键词： 石墨烯纳米片 增韧补强 陶瓷刀具 力学性能 切削性能

机构： 齐鲁工业大学机械与汽车工程学院 齐鲁工业大学山东省高校轻工装备先进制造与测控技术重点实验室 山东大学机械工程学院

摘要： 以石墨烯纳米片作为增强相,采用热压烧结工艺制备石墨烯纳米片增韧Al2O3基纳米复合陶瓷刀具材料。进行石墨烯纳米片分散实验,研究石墨烯纳米片添加量对刀具材料断裂韧度、抗弯强度和硬度的影响,观察其微观结构和形貌。结果表明:聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为石墨烯纳米片的优选分散剂,当PVP添加量为石墨烯纳米片质量的60%时,分散效果最佳;当石墨烯纳米片添加量为0.75%(体积分数)时,刀具材料的断裂韧度和抗弯强度分别达到7.1MPa·m1/2和663MPa,与未添加石墨烯纳米片的组分相比分别提高了31%和15%;石墨烯纳米片呈卷曲状结构弥散分布于基体材料中,其增韧机理为石墨烯纳米片拉断、拔出和裂纹偏转。与未添加石墨烯的刀具相比,添加石墨烯纳米片的刀具的主切削力、切削温度和前刀面摩擦因数明显降低,表现出良好的减摩、耐磨性。