应用灰色聚类法评价刚玉管的磨削加工性

　　提出一种刚玉管磨削加工性的评价方法，能够同时考虑影响陶瓷磨削加工性的多种因素。选择刚玉管为聚类对象，选取刚玉管磨削加工性的影响因素作为聚类指标，将刚玉管的磨削加工性分为不同的灰类等级。确定陶瓷磨削加工性影响因素的灰类白化函数，利用离差法计算磨削加工性影响因素的灰色定权系数，经过计算得到每种刚玉管的聚类向量，通过比较聚类系数确定刚玉管的磨削加工性等级。以碳化硅、氧化铝、氮化硅和氧化锆4种刚玉管为例，同时考虑材料的性能参数和加工过程/输出参数，应用灰色定权聚类方法，4种刚玉管被分为3个不同的磨削加工性等级。研究结果表明灰色定权聚类是一种可行的刚玉管磨削加工性综合评价方法。采用热压工艺制备了添加固体润滑剂MoS2、BN、CaF2的Al2O3/TiC刚玉管，测量了其力学性能和分析了其显微结构.结果表明，添加固体润滑剂的Al2O3/TiC陶瓷比未添加时的力学性能有大幅下降，其中Al2O3/TiC/CaF2刚玉管的力学性能最好，当CaF2含量为10%时，Al2O3/TiC/CaF2刚玉管的强度和硬度最高，分别达到了589MPa和HV1537；而添加BN的Al2O3/TiC刚玉管的力学性能最差.XRD衍射结果和微观结构显示，添加MoS2的Al2O3/TiC材料中的MoS2发生分解，基体中存在较多的气孔。

　　多种强韧化方法以提高超高温刚玉管抗热冲击性能，包括碳化硅晶须增强增韧、石墨软相增韧和氧化锆相变增韧。同时，还研究了碳化硅含量对超高温刚玉管的抗氧化性能影响。研究结果表明:碳化硅晶须和氧化锆的添加显著提高了材料的抗热冲击临界温差，而石墨软相的引入对抗冲击临界温差的影响不大，但显著提高了裂纹扩展阻力和强度保持率。高SiC含量超高温刚玉管在1800℃以下具有的优异的抗氧化性能，在更高的温度下，高与低的SiC含量对超高温刚玉管的抗氧化性能均不利，通过优化材料的组分以降低材料表面温度是提高超高温刚玉管的抗氧化性能的一个非常有效的途径。刚玉管烧结致密化过程，以晶界能和晶界曲率生长驱动力理论为基础，建立了含有气孔的二相晶粒生长的元胞自动机模型，对刚玉管烧结致密化过程进行了模拟，并与制备的Al2O3/TiN刚玉管进行对比.结果表明，模型可有效地模拟刚玉管烧结时晶粒的生长及气孔的湮灭情况，能较好地再现烧结致密化过程，模拟结果与制备的刚玉管微观形貌组织十分接近.

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