溶膠-凝膠原位法成型砂輪的微晶玻璃結(jié)合劑研究.pdf

1、傳統(tǒng)精密磨削用的陶瓷結(jié)合劑砂輪由于超細磨料易團聚和結(jié)合劑顆粒較粗等原因，使得所制備的砂輪微觀結(jié)構(gòu)較粗大，均勻性差，導致砂輪磨削性能不夠理想。為此，本論文采用溶膠-凝膠法來制備Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2系多組分溶膠，研究了電解質(zhì)、固含量、pH值、體系溫度和外加劑DMF等因素對溶膠的凝膠行為的影響;進而制備了Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2微晶玻璃結(jié)合劑材料，研究了ZnO、ZrO2和P2O5含量及晶化溫度對結(jié)合劑的收縮率、

2、析晶行為、顯微結(jié)構(gòu)、抗彎強度和熱膨脹系數(shù)等的影響，所得主要結(jié)果如下:獲得以下研究結(jié)果:
　　1、電解質(zhì)的加入對SiO2溶膠穩(wěn)定性的影響順序為ZrOCl2·8H2O＞(NH4)2HPO4＞Zn(NO3)2·6H2O。當pH=1.5時，多組分溶膠的粘度和凝膠時間分別達到最小值18mPa.s和最大值150min，溶膠的粒徑最小為327.0nm。當固含量為50～55wt％時，凝膠時間大概在40～60min左右。當體系溫度為90℃時，溶膠的

3、濁度和粘度分別達到最大值156NTU和15.2mPa.s，初始凝膠時間最短為20min，當溫度為70～80℃時，溶膠的凝膠時間為40～60min左右。添加N，N-二甲基甲酰胺(DMF)能有效改善凝膠在干燥過程的開裂問題，確定DMF的最佳實驗用量為10vol％，可以滿足原位凝膠成型砂輪工藝所要求的凝膠條件。
　　2、ZnO、ZrO2和P2O5加入對結(jié)合劑的性能影響均較大，ZnO加入量為10mol％時，結(jié)合劑的收縮率最大，抗彎強度達到

4、最大值為86MPa; ZrO2含量為4mol％，且晶化工藝為900℃/2h時，結(jié)合劑中析出了Li2ZnSiO4和m-ZrO2晶相，晶體的數(shù)量較多，晶粒尺寸較小，抗彎強度最大為104MPa，熱膨脹系數(shù)最小為11.3×10-6/℃; P2O5含量為3mol％時，結(jié)合劑中析出熱膨脹系數(shù)較小的β-鋰輝石固溶體和β-石英固溶體晶相，結(jié)合劑的抗彎強度達到最大值為98MPa，熱膨脹系數(shù)最小為6.7×10-6/℃。雖然添加4mol％ZrO2的結(jié)合劑的抗