溶胶-原位凝胶法制备陶瓷结合剂金刚石砂轮的结构与性能

李建伟^1,2，万隆^1,2，常闯¹，伟达³，洪秋¹，刘菊¹

1. 湖南大学材料科学与工程学院2. 喷射沉积技术及应用湖南省重点实验室3. 湖南工业大学冶金工程学院

摘 要：溶胶-凝胶法是一种新颖的原位凝固成型工艺。将硝酸盐溶液、Si O₂溶胶和表面改性金刚石颗粒混合,引入高效分散剂等途径制备出了低黏度高固含量的金刚石微粉浆料,原位凝固后坯体各部位密度具有很好的均匀性,制备的胚体在850℃/1.5h条件下烧结后得到金刚石砂轮,研究混合料浆中固含量对砂轮的微观结构以及表面粗糙度、抗弯强度和气孔率等性能的影响。结果表明:采用溶胶-凝胶法制备的砂轮烧结体可达到理论密度的97%,基本实现致密化。Si O₂-Al₂O₃-Zn O-Na₂O-Li₂O-P₂O₅复合氧化物陶瓷结合剂晶化程度高,晶型完整;随混合料浆中固含量增加,砂轮的气孔率先降低后升高,而抗弯强度则先升高后降低,当固含量（体积分数）为60%时,砂轮的孔隙率和抗弯强度分别达到最小值（26.5%）和最大值（68MPa）。与传统粉末压制法相比,采用溶胶-凝胶原位法制备的砂轮,微观结构均匀,磨削后的硬质合金工件表面无较深划痕,工件的表面粗糙度为0.049μm,砂轮的抗弯强度和气孔率分别提高约33.8%和41.1%。

关键词：溶胶-凝胶;金刚石砂轮;陶瓷结合剂;原位成形;微观结构;性能;