成果信息

针对我国目前陶瓷刀具产品力学性能较差，质量不稳定，无法满足我国汽车制造、飞机制造、重型机械、化工设备等领域关键零、部件加工设备数控机床要求的现状，研制出具有自主知识产权的新一代Al2O3-Ti(C,N)-TiNi、Al2O3-ZrO2等系列的刀具用纳米陶瓷复合材料。发明了以聚羧酸铵为表面活性剂制备高固相含量的Al2O3-ZrO2（Y2O3）水系悬浮体系的方法，消除了纳米粉体中的硬团聚，解决了ZrO2（Y2O3）纳米粉和Al2O3纳米粉难以均匀混合的难题，显著提高了Al2O3-ZrO2材料的力学性能，其抗弯曲度达到 800MPa以上，断裂韧性达7.8 MPa m1/2，为Al2O3陶瓷刀具材料的2.5倍、Al2O3-TiC陶瓷刀具的1.6倍。这可有效解决陶瓷刀具在使用过程中的崩刀难题。研制新型Al2O3-Ti(C, N)-TiNi网状纳米陶瓷复合材料，纳米Ti(C,N)颗粒通过组织细化显著提高了复合材料的力学性能，其三点抗弯强度比普通的Al2O3陶瓷刀具高400MPa以上，比Al2O3-TiC陶瓷刀具高100 MPa以上；TiNi合金在材料中呈三维网状分布，显著提高了复合材料的韧性（达7-13MPa）。)

背景介绍

在现代化加工过程中，提高加工效率的最有效方法是采用高速切削加工技术，随着现代科学技术和生产的发展，越来越多地采用超硬难加工材料，以提高机器设备的使用寿命和工作性能。而陶瓷刀具则以其优异的耐热性、耐磨性和化学稳定性以及高硬度，在高速切削领域和难加工材料方面显示了传统刀具无法比拟的优势。特别是近几年来,随着纳米技术的发展，世界各国竞相在纳米陶瓷刀具领域投入大量的人力和财力进行研究，用纳米材料开发的刀具，其力学性能和使用性能会大大提高，生产纳米复合陶瓷刀具,将有巨大的市场前景。纳米复相陶瓷刀具材料的研究成功有望从根本上解决陶瓷材料的脆性问题，比起传统刀具陶瓷刀具材料，它具有更高的抗弯强度、断裂韧度等力学性能。 )

应用前景

高性能纳米陶瓷刀具材料的Al2O3-Ti(C, N)-TiNi、Al2O3-ZrO2等高性能纳米陶瓷复合材料，具有高强度、高韧性、高红硬性等优点，在高性能陶瓷刀具领域具有很好的应用前景，可大大提高精度和质量，提高加工效率，降低加工成本，具有广阔的应用前景。)