Na2O含量對(duì)金剛石砂輪用Na2O-SiO2-Al2O3-B2O3系陶瓷結(jié)合劑性能的影響

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(1.鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,鄭州 450001；2.鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院,鄭州 450015)

0 引 言

陶瓷結(jié)合金剛石砂輪具有強(qiáng)度高、加工效率高、加工精度高、形狀保持好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于切削和磨削加工金剛石復(fù)合片、硬質(zhì)合金、結(jié)構(gòu)陶瓷、寶石等高硬脆性材料。常用的陶瓷結(jié)合劑有鋁硅酸鹽、硼硅酸鹽和硼鋁硅酸鹽等[1-6]。當(dāng)在陶瓷結(jié)合劑中添加一定量的氧化釔、氧化鑭等稀土金屬氧化物或其他副族金屬氧化物時(shí),可以有效優(yōu)化結(jié)合劑的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高其強(qiáng)度和硬度,增強(qiáng)金剛石砂輪的磨削性能[4-6]。添加B2O3、Na3AlF6和Na2O復(fù)合助熔劑[7]或者同時(shí)調(diào)節(jié)MgO和ZnO或MgO和SiO2的含量可以提高陶瓷結(jié)合劑的強(qiáng)度,降低其熱膨脹系數(shù)[8-9]。張小福等[10-14]研究了金剛石的耐高溫性能以及金剛石的表面涂覆技術(shù),發(fā)現(xiàn)表面鍍鈦既可以增強(qiáng)金剛石的高溫穩(wěn)定性,又可以提高陶瓷結(jié)合劑與金剛石磨粒的高溫潤(rùn)濕性,而添加一定量的Na2O可以降低陶瓷結(jié)合劑的軟化溫度和高溫熔體黏度。但是,金剛石砂輪所用陶瓷結(jié)合劑依然存在燒結(jié)溫度高、金剛石砂輪整體強(qiáng)度較低[5]等問題。

研究發(fā)現(xiàn),Na2O-SiO2-Al2O3-B2O3系陶瓷結(jié)合劑對(duì)金剛石的潤(rùn)濕性較好[15-17],但仍存在燒結(jié)溫度高、強(qiáng)度低的問題。通過調(diào)整組分的比例可降低燒結(jié)溫度、增強(qiáng)結(jié)合劑的強(qiáng)度。而根據(jù)玻璃的無(wú)規(guī)網(wǎng)絡(luò)模型,堿金屬元素能夠改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從而改變玻璃的性質(zhì)。因此,作者以Na2O-SiO2-Al2O3-B2O3系陶瓷結(jié)合劑為研究對(duì)象,研究了Na2O含量對(duì)該陶瓷結(jié)合劑物相組成、熱膨脹系數(shù)、抗彎強(qiáng)度、硬度等的影響,并測(cè)試了該陶瓷結(jié)合金剛石砂輪的抗彎強(qiáng)度。

1 試樣制備與試驗(yàn)方法

1.1 試樣制備

試驗(yàn)原料為SiO2、CaCO3、Al2O3、K2CO3、BaCO3、H3BO3、Na2CO3,均為分析純,由天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司提供；糊精,由天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司提供；金剛石粉,粒徑53～63 μm,由河南黃河旋風(fēng)股份有限公司提供。

按照表1進(jìn)行配料,在GMJ型滾筒球磨機(jī)中進(jìn)行球磨混合,球磨轉(zhuǎn)速為60 r·min-1,球磨時(shí)間為4 h,磨球?yàn)檠趸X球,球料質(zhì)量比為1.5∶1；將球磨混合后的粉體倒入氧化鋁坩堝中,加熱至1 350 ℃保溫2 h,水淬后放入干燥箱中于80 ℃干燥10 h,再置于GMJ型滾筒球磨機(jī)中球磨,球磨轉(zhuǎn)速為100 r·min-1,球磨時(shí)間為12 h,磨球?yàn)檠趸喦?球料質(zhì)量比為1.5∶1,球磨后粉體過200目篩,得到粉狀Na2O-SiO2-Al2O3-B2O3系陶瓷結(jié)合劑。

表 1 不同陶瓷結(jié)合劑的配方(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Tab.1 Formulation of different vitrified bonds (mass) %

在陶瓷結(jié)合劑中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%～15%的糊精溶液(溶液中糊精質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%),混合均勻后過40目分樣篩造粒,然后在液壓機(jī)上以200 MPa的壓力壓制成型,得到尺寸為35 mm×5 mm×4 mm的塊狀試樣,干燥后放入KSL-10-12型箱式電阻爐中進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)溫度分別為620,640,660,680 ℃,時(shí)間為2 h,隨爐冷卻,待用。

將陶瓷結(jié)合劑粉與金剛石粉混合,二者的質(zhì)量比為23∶21,用769YP-15A型液壓機(jī)在200 MPa壓力下干壓成型,制得體積分?jǐn)?shù)為37.5%[18]的金剛石砂輪坯體,尺寸為35 mm×5 mm×4 mm；將金剛石砂輪坯體放入KSL-10-12型箱式電阻爐中進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)溫度分別為660,680,700,720 ℃(為了使陶瓷結(jié)合劑與金剛石磨粒更好的潤(rùn)濕接觸,砂輪燒結(jié)溫度相對(duì)于陶瓷結(jié)合劑的略有提高),燒結(jié)時(shí)間為2 h,隨爐冷卻,待用。

1.2 試驗(yàn)方法

采用XD-3型X射線衍射分析儀(XRD)測(cè)試燒結(jié)前后陶瓷結(jié)合劑的物相組成,掃描速率為4(°)·min-1,步長(zhǎng)為0.02°,掃描范圍為10°～80°。使用Nicolet IS50型傅立葉紅外光譜儀(FTIR)測(cè)定陶瓷結(jié)合劑的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),將過200目分樣篩的陶瓷結(jié)合劑與純KBr按照質(zhì)量比為1∶100在瑪瑙研缽中混合均勻,壓制成直徑2 mm的透明圓片進(jìn)行測(cè)試,分辨率為4 cm-1。使用DIL402PC型熱膨脹儀測(cè)定陶瓷結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù),升溫速率為5 ℃·min-1,使用TG-DSC 204型熱分析儀測(cè)試差熱(DSC)曲線,升溫速率為10 ℃·min-1。使用WDP-7545型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)定燒結(jié)后陶瓷結(jié)合劑試樣及陶瓷結(jié)合金剛石砂輪試樣的抗彎強(qiáng)度,跨距30 mm,下壓速度為0.5 mm·min-1,測(cè)5個(gè)試樣取平均值。將斷裂的陶瓷結(jié)合劑在體積分?jǐn)?shù)為3%的氫氟酸溶液中腐蝕2 min,用蒸餾水清洗,烘干；用導(dǎo)電膠將腐蝕后的陶瓷結(jié)合劑和未腐蝕處理的陶瓷結(jié)合金剛石砂輪粘在銅片上,對(duì)斷口進(jìn)行噴金處理(電流20 mA,時(shí)間80 s)后,利用JSM-7001F型掃描電子顯微鏡(SEM)觀察微觀形貌。采用AHVD-1000XY型半自動(dòng)數(shù)顯顯微硬度計(jì)測(cè)定顯微硬度,載荷為5 N,保載時(shí)間為8 s,測(cè)10個(gè)點(diǎn)取平均值。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 陶瓷結(jié)合劑的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和物相組成

從圖1中可以看出：3種陶瓷結(jié)合劑在2θ為15°～35°處均出現(xiàn)明顯的饅頭狀衍射峰,說明陶瓷結(jié)合劑均以非晶玻璃相為主；1#陶瓷結(jié)合劑中基本沒有晶相衍射峰的存在,而2#和3#陶瓷結(jié)合劑中有較明顯的石英晶相衍射峰,表明較高的Na2O含量有利于抑制石英相的形成。當(dāng)Na2O含量較低時(shí),在1 350 ℃下不能使SiO2完全反應(yīng),并且具有較高離子勢(shì)的金屬離子如Ca2+、Ba2+等的相對(duì)含量增加，使得玻璃熔體系統(tǒng)的自由能增大,在熔制過程中不能形成穩(wěn)定均勻的玻璃相,而形成富堿相和富硅氧相[19],因而出現(xiàn)了石英晶相。

圖1 不同陶瓷結(jié)合劑的XRD譜Fig.1 XRD patterns of different vitrified bonds

由圖2可知,3種陶瓷結(jié)合劑均在400～550 cm-1,670～730 cm-1,750～850 cm-1,860～1 270 cm-1和1 350～1 500 cm-1處出現(xiàn)振動(dòng)吸收峰,460 cm-1附近的振動(dòng)吸收峰由Si-O-Si鍵的彎曲振動(dòng)引起,700 cm-1附近的振動(dòng)吸收峰由硼氧三角體的彎曲振動(dòng)引起,800 cm-1附近的振動(dòng)吸收峰歸屬于O-Si-O鍵的對(duì)稱伸縮振動(dòng),1 030 cm-1附近的振動(dòng)吸收峰由硼氧四面體的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)和Si-O-Si鍵的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)引起,1 200 cm-1附近的振動(dòng)吸收峰由硼氧三角體與鄰近基團(tuán)的鍵合效應(yīng)引起,1 415 cm-1附近的振動(dòng)吸收峰表示存在硼氧三角體的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)[2，20]。2#陶瓷結(jié)合劑中的Na2O含量比1#陶瓷結(jié)合劑的少,減少的Na2O由CaO替代,而CaO引入的自由氧原子數(shù)量比相同質(zhì)量Na2O引入的多,導(dǎo)致硅氧四面體中部分硅氧鍵斷裂形成Si-O-Na結(jié)構(gòu),硅氧四面體的相對(duì)含量減少,因此2#陶瓷結(jié)合劑的Si-O-Si鍵的彎曲振動(dòng)峰有所減弱,而硼氧三角體的彎曲振動(dòng)峰和O-Si-O鍵的伸縮振動(dòng)峰增強(qiáng),1 020 cm-1處的振動(dòng)峰與Si-O-Si鍵彎曲振動(dòng)峰的變化趨勢(shì)一致,1 400 cm-1處的則與硼氧三角體彎曲振動(dòng)峰的變化趨勢(shì)一致。3#陶瓷結(jié)合劑中減少的Na2O由SiO2代替,這增加了硅氧四面體的相對(duì)含量,導(dǎo)致Si-O-Si鍵的彎曲振動(dòng)吸收峰比1#陶瓷結(jié)合劑的有所增強(qiáng),而硼氧三角體的彎曲振動(dòng)吸收峰隨之減弱,O-Si-O鍵的對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰也相對(duì)減弱,1 020 cm-1處的振動(dòng)吸收峰與Si-O-Si鍵的彎曲振動(dòng)吸收峰有相同的變化趨勢(shì),1 400 cm-1處的振動(dòng)吸收峰與硼氧三角體的彎曲振動(dòng)吸收峰有相同的變化趨勢(shì)。

圖2 不同陶瓷結(jié)合劑的FTIR譜Fig.2 FTIR patterns of different vitrified bonds

圖3 660 ℃燒結(jié)后不同陶瓷結(jié)合劑的XRD譜Fig.3 XRD patterns of different vitrified bonds aftersintering at 660 ℃

2.2 燒結(jié)后陶瓷結(jié)合劑的物相組成

由圖3可知：在660 ℃燒結(jié)后,3種陶瓷結(jié)合劑在2θ為20°～35°處都有明顯的饅頭峰,說明還存在部分玻璃相；1#陶瓷結(jié)合劑主要含有Na6(AlSiO4)6晶相和Al5(BO3)O6晶相,石英相含量較少,表明高的Na2O含量有利于抑制石英相的生成；2#陶瓷結(jié)合劑主要含有Na6(AlSiO4)6晶相和石英相,Al5(BO3)O6晶相含量較少,3#陶瓷結(jié)合劑中Na6(AlSiO4)6晶相、Al5(BO3)O6晶相和石英相含量均較多；3種陶瓷結(jié)合劑中的Na6(AlSiO4)6晶相和Al5(BO3)O6晶相的衍射峰較寬,說明這兩種晶相的晶粒尺寸較小。由于陶瓷粉中沒有晶核劑的存在,燒結(jié)后產(chǎn)生的晶體應(yīng)是由于元素的富集而分相,最后在相界處產(chǎn)生的。對(duì)比圖1可見,燒結(jié)前后2#和3#陶瓷結(jié)合劑在2θ為26.6°處的石英相衍射峰一直存在,其他位置出現(xiàn)的石英相衍射峰說明部分石英相是在燒結(jié)過程中由于SiO2的富集分相而形成的。1#陶瓷結(jié)合劑中Na2O含量較高,在升溫過程中發(fā)生局部離子遷移,形成較為規(guī)則的結(jié)構(gòu)而析出晶體。2#陶瓷結(jié)合劑中Na2O含量減少、CaO含量增加,相同質(zhì)量的CaO提供了更多的自由氧離子,使得體系中形成了更多相對(duì)穩(wěn)定的架狀結(jié)構(gòu)的硅氧四面體和硼氧四面體,因此燒結(jié)后2#陶瓷結(jié)合劑中Al5(BO3)O6晶相的含量降低；Ca2+的電場(chǎng)強(qiáng)度比Na+的大,Ca2+更易導(dǎo)致玻璃結(jié)構(gòu)的分相,因此富硅相含量更高,使得SiO2大量析晶,同時(shí)由于Na+含量減少,Na6(AlSiO4)6晶相含量也相應(yīng)減少。3#陶瓷結(jié)合劑中的Na2O含量進(jìn)一步減少、而SiO2含量增加,其離子勢(shì)相對(duì)于2#陶瓷結(jié)合劑的有所降低,導(dǎo)致SiO2析晶減弱,同時(shí)游離態(tài)的鋁氧八面體和硼氧三角體含量增加,因此富鋁硼相分相析晶的趨勢(shì)增大,導(dǎo)致Na6(AlSiO4)6晶相和Al5(BO3)O6晶相衍射峰的增強(qiáng)。

2.3 燒結(jié)后陶瓷結(jié)合劑的SEM形貌

由圖4可以看出：在660 ℃燒結(jié)后,1#陶瓷結(jié)合劑中存在一些直徑為2～4 μm的氣孔,且晶相含量很少,2#和3#陶瓷結(jié)合劑中的細(xì)小晶粒較多,且均存在由直徑約為300 nm微晶顆粒包裹的玻璃相,其中2#陶瓷結(jié)合劑中的晶相含量最高。

圖4 660 ℃燒結(jié)后不同陶瓷結(jié)合劑的斷口SEM形貌Fig.4 SEM micrographs showing fracture surface of different vitrified bonds after sintering at 660 ℃

圖5 不同陶瓷結(jié)合劑的DSC曲線Fig.5 DSC curves of different vitrified bonds

2.4 陶瓷結(jié)合劑的DSC曲線

由圖5可以看出：3種陶瓷結(jié)合劑在650～700 ℃之間都存在一個(gè)放熱峰,說明在該溫度下陶瓷結(jié)合劑中的玻璃相出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的調(diào)整,形成了晶相;1#,2#,3#陶瓷析合劑的析晶溫度分別為654,659,667 ℃。陶瓷結(jié)合劑是玻璃態(tài)材料,而非晶態(tài)的玻璃是亞穩(wěn)態(tài)物質(zhì),在升溫過程中有結(jié)構(gòu)重排析晶的傾向,從而釋放能量并形成放熱峰。隨著Na2O含量的降低,陶瓷結(jié)合劑中由硅氧四面體形成的網(wǎng)絡(luò)主體結(jié)構(gòu)更加完整,因此在相同溫度下的黏度升高,離子遷移率下降,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)重排析晶的能力下降,因此析晶溫度升高。

2.5 燒結(jié)后陶瓷結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)

圖6 不同陶瓷結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)隨燒結(jié)溫度的變化曲線Fig.6 Coefficient of thermal expansion vs sintering temperaturecurves of different vitrified bonds

由圖6可知：1#陶瓷結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)隨燒結(jié)溫度的升高變化并不大,而2#和3#陶瓷結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)隨燒結(jié)溫度的升高而明顯增大；在620～640 ℃燒結(jié)后,陶瓷結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)隨Na2O含量的增加而增大,而在660～680 ℃燒結(jié)后,熱膨脹系數(shù)隨Na2O含量的增加先增后降；在660 ℃燒結(jié)后,3#陶瓷結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)為9.17×10-6℃-1。對(duì)比圖3和圖6分析可知,在660 ℃燒結(jié)后,1#陶瓷結(jié)合劑中沒有石英相,2#陶瓷結(jié)合劑中石英相含量最多,因此其熱膨脹系數(shù)隨燒結(jié)溫度升高而增加的幅度也最大。

由圖7可以看出：不同溫度燒結(jié)后2#陶瓷結(jié)合劑的熱膨脹曲線在200～400 ℃之間基本平行,在620 ℃燒結(jié)后2#陶瓷結(jié)合劑的熱膨脹曲線較平穩(wěn),而在640,660,680 ℃燒結(jié)后,熱膨脹曲線在120 ℃和170 ℃附近出現(xiàn)兩個(gè)峰,峰形隨燒結(jié)溫度的升高而越發(fā)明顯。由文獻(xiàn)[21]可知,鱗石英從γ-鱗石英轉(zhuǎn)變?yōu)棣?鱗石英和從β-鱗石英轉(zhuǎn)變?yōu)棣?鱗石英的溫度分別為117 ℃和163 ℃,而且γ-鱗石英的熱膨脹系數(shù)為21×10-6℃-1,這就解釋了2#陶瓷結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)隨測(cè)試溫度的變化規(guī)律。

圖7 不同溫度燒結(jié)后2#陶瓷結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)隨測(cè)試溫度的變化曲線Fig.7 Coefficient of thermal expansion vs test temperature curvesof 2# vitrified bond sintered at different temperatures

2.6 燒結(jié)后陶瓷結(jié)合劑的力學(xué)性能

試驗(yàn)測(cè)得660 ℃燒結(jié)后1#,2#和3#陶瓷結(jié)合劑的硬度分別為7.35,7.51,7.62 GPa,3#陶瓷結(jié)合劑的硬度最高,2#陶瓷結(jié)合劑的次之。這是因?yàn)樵?60 ℃燒結(jié)后，2#陶瓷結(jié)合劑中形成了較多的石英析晶相,石英相的硬度比玻璃體的高；而3#陶瓷結(jié)合劑玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中架狀的硅氧四面體含量增加,使其結(jié)構(gòu)更加致密,同時(shí)析出的石英相也促進(jìn)了硬度的提高。

圖8 不同陶瓷結(jié)合劑的抗彎強(qiáng)度隨燒結(jié)溫度的變化曲線Fig.8 Bending strength vs sintering temperature curves ofdifferent vitrified bonds

由圖8可以看出：在620～660 ℃燒結(jié)后,3種陶瓷結(jié)合劑的抗彎強(qiáng)度均隨燒結(jié)溫度的升高而增加,當(dāng)燒結(jié)溫度增至680 ℃時(shí),1#和2#陶瓷結(jié)合劑均發(fā)生變形,無(wú)法進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試,3#陶瓷結(jié)合劑的抗彎強(qiáng)度有所下降；660 ℃燒結(jié)的3#陶瓷結(jié)合劑的抗彎強(qiáng)度最大,為75.7 MPa。這是因?yàn)殡S著燒結(jié)溫度的提高,結(jié)合劑的流動(dòng)性增強(qiáng),顆粒之間結(jié)合得更緊密,雖然可能存在一些封閉的氣孔,但整體的強(qiáng)度會(huì)因?yàn)榻Y(jié)合劑橋的大量存在而有所提高;但當(dāng)燒結(jié)溫度過高后,結(jié)合劑的流動(dòng)性更好,導(dǎo)致內(nèi)部更多的封閉氣孔被結(jié)合劑包裹而無(wú)法排除,因此強(qiáng)度下降。在660 ℃燒結(jié)后,陶瓷結(jié)合劑的抗彎強(qiáng)度隨Na2O含量的減少而增大,這是因?yàn)镹a2O含量的降低減小了對(duì)硅氧鍵的破壞,使得陶瓷結(jié)合劑的玻璃空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加完整,強(qiáng)度更高。

2.7 陶瓷結(jié)合金剛石砂輪的抗彎強(qiáng)度

圖9 添加不同陶瓷結(jié)合劑后金剛石砂輪的抗彎強(qiáng)度隨燒結(jié)溫度的變化曲線Fig.9 Bending strength vs sintering temperature curves ofdiamond grinding wheels with different vitrified bonds

由圖9可知：添加2#陶瓷結(jié)合劑所制備的金剛石砂輪在不同燒結(jié)溫度下均表現(xiàn)出了較高的抗彎強(qiáng)度,這是因?yàn)?#陶瓷結(jié)合劑在不同溫度燒結(jié)后的抗彎強(qiáng)度均較高；當(dāng)燒結(jié)溫度為680 ℃時(shí),2#陶瓷合金剛石砂輪的抗彎強(qiáng)度最大,為53.5 MPa；3種陶瓷結(jié)合金剛石砂輪的抗彎強(qiáng)度基本隨燒結(jié)溫度的升高呈先增加后減小的變化趨勢(shì)。在制備金剛石砂輪的過程中,在較低的燒結(jié)溫度下結(jié)合劑的流動(dòng)性較差,不易與金剛石磨粒潤(rùn)濕,因此金剛石砂輪的抗彎強(qiáng)度較低；隨著燒結(jié)溫度的升高,結(jié)合劑流動(dòng)性的增強(qiáng)使其與金剛石磨粒的潤(rùn)濕性增大,且有利于氣孔的排出,因此抗彎強(qiáng)度有所提高；當(dāng)燒結(jié)溫度進(jìn)一步升高時(shí),結(jié)合劑較高的流動(dòng)性在保證良好潤(rùn)濕性的同時(shí)也包裹了更多的氣孔,因此抗彎強(qiáng)度又有所下降。

2.8 陶瓷結(jié)合金剛石砂輪的微觀形貌

由圖10可以看出：添加不同陶瓷結(jié)合劑制備的金剛石砂輪的斷口形貌相似,都有部分圓形氣孔存在,在斷口上看不到裸露的金剛石磨粒,表明斷裂并未沿著金剛石與陶瓷結(jié)合劑的界面發(fā)生,這說明陶瓷結(jié)合劑與金剛石磨粒的潤(rùn)濕性好，界面結(jié)合強(qiáng)度高。對(duì)比圖4分析可見,在未經(jīng)腐蝕的斷口上無(wú)法看到陶瓷結(jié)合劑中的晶粒,說明陶瓷結(jié)合劑中析出的晶粒由玻璃相包裹,這種結(jié)構(gòu)可以起到良好的強(qiáng)化作用。

圖10 680 ℃燒結(jié)后不同陶瓷結(jié)合劑結(jié)合金剛石砂輪的斷口SEM形貌Fig.10 SEM micrographs showing fracture surface of diamond grinding wheels with different vitrified bonds after sintering at 680 ℃

3 結(jié) 論

(1) 當(dāng)Na2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過9.31%時(shí),能夠抑制陶瓷結(jié)合劑在燒結(jié)過程中石英相的析出,同時(shí)有利于降低玻璃相的黏度和陶瓷結(jié)合劑的燒結(jié)溫度,使陶瓷結(jié)合劑在更低的溫度下析晶。

(2) 隨Na2O含量的增加,燒結(jié)后陶瓷結(jié)合劑的硬度和抗彎強(qiáng)度降低,在較低溫度(620～640 ℃)燒結(jié)后其熱膨脹系數(shù)增大,而較高溫度(660～680 ℃)燒結(jié)后的先增后降；在660 ℃燒結(jié)后,3#陶瓷結(jié)合劑的硬度和抗彎強(qiáng)度均最大,分別為7.62 GPa和75.7 MPa,熱膨脹系數(shù)最小,為9.17×10-6℃-1。

(3) 在不同溫度燒結(jié)制備的2#陶瓷結(jié)合金剛石砂輪的抗彎強(qiáng)度均最大；1#和2#陶瓷結(jié)合金剛石砂輪的抗彎強(qiáng)度均在燒結(jié)溫度為680 ℃時(shí)達(dá)到最大,分別為46.6,53.5 MPa,而3#陶瓷結(jié)合金剛石砂輪的抗彎強(qiáng)度在燒結(jié)溫度為700 ℃時(shí)達(dá)到最大,為51.4 MPa；3種陶瓷結(jié)合劑對(duì)金剛石磨粒均具有較好的潤(rùn)濕性,且制備得到的金剛石砂輪具有相似的微觀結(jié)構(gòu)。

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