Electrical discharge machinable (Y, Nd) co-stabilized zirconia – Niobium carbide ceramics
Electrical discharge machinable (Y, Nd) co-stabilized zirconia – Niobium carbide ceramics
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可放电加工（Y、Nd）共稳定氧化锆 – 碳化铌陶瓷
DOI：
10.1016/j.jeurceramsoc.2019.11.004
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发表时间：
2020
影响因子：
5.7
通讯作者：
Schweizer
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gommeringer;Schweizer
导电陶瓷的电火花加工(EDM)提供了从烧结坯制造定制陶瓷部件的可能性。在本研究中，采用热压工艺制备了两种不同的含28 体积%Nb碳化物的YNdO共稳定TZP材料，分别在1275 °C-1400 °C和60 Mpa轴向压力下进行了热压实验，并与3Y-TZP基材料进行了比较。该共稳定陶瓷具有高达1250 Mpa的强度和14 GPA的硬度。通过改变Y/NdO比和烧结温度，可以在7.40-9.7Mpa√m之间调节材料的抗裂性。然而，这些复合材料需要精确设置加工参数。下模电火花加工实验表明，电火花加工的主要材料去除机制是熔融。加工表面可获得Ra=0.3min的低粗糙度，材料去除速率为1.5min. μmm³/ 。选择过高的电火花加工能量参数可能会导致再凝固过程中裂纹的形成、层裂和相积累。
Electrical discharge machining (EDM) of electrically conductive ceramics offers the possibility to manufacture customized ceramic components from sintered blanks. In this study two different yttria neodymia co-stabilized TZP materials containing 28 vol% niobium carbide were manufactured by hot pressing at 1275 °C–1400 °C and axial pressure of 60 MPa and compared to a 3Y-TZP based reference. The co-stabilized ceramics offer a strength up to 1250 MPa and a hardness of 14 GPa. The fracture resistance can be tailored between 7.4–9.7 MPa√m by variation of the yttria/neodymia ratio and the sintering temperature. These composites, however, require an exact setup of machining parameters. Die sinking EDM experiments revealed that the dominant material removal mechanism is melting. Machined surfaces can achieve low roughness Ra =0.3 μm combined with material removal rates of 1.5 mm³/min. The choice of excessively high energy parameters in EDM may lead to crack formation, spallation and phase accumulation during re-solidification.
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