第1章 绪论 1
1.1 国内外陶瓷刀具的研究现状 2
1.1.1 Al2O3基陶瓷刀具 4
1.1.2 Si3N4基陶瓷刀具 5
1.1.3 其他陶瓷刀具 7
1.2 微纳米复合陶瓷刀具材料设计 7
1.2.1 纳米相对复合陶瓷力学性能的影响 8
1.2.2 微纳米陶瓷刀具研究设计 10
1.2.3 微纳米复合陶瓷刀具材料的设计原则 12
1.3 微纳米复合陶瓷材料强韧化模型与强韧化机理 19
1.3.1 强韧化陶瓷材料微观结构设计 19
1.3.2 Si3N4基微纳米复合陶瓷强韧化模型 20
第2章 Si3N4/TiC微纳米复合陶瓷刀具制备 25
2.1 微纳米复合陶瓷刀具材料的制备 26
2.1.1 液体介质中纳米颗粒的分散 26
2.1.2 分散稳定影响因素 27
2.1.3 实验过程与结果 29
2.1.4 微纳米复合材料的制备 36
2.2 物理力学性能测试及微观结构表征 41
2.2.1 密度 42
2.2.2 抗弯强度 42
2.2.3 断裂韧性 43
2.2.4 硬度 43
2.2.5 相组成 44
2.2.6 断口及表面形貌分析 44
2.2.7 显微组织结构的透射电镜（TEM）观察 44
2.3 复合材料组分及微纳米复合陶瓷XRD分析 45
2.3.1 材料组分 45
2.3.2 微纳米复合陶瓷材料XRD图 46
2.4 Si3N4/TiC微纳米复合陶瓷材料力学性能 47
2.4.1 微纳米复合陶瓷材料的致密化 47
2.4.2 微纳米复合陶瓷材料的力学性能 48
2.5 Si3N4/TiC微纳米复合陶瓷材料的微观结构 51
2.5.1 微纳米复合陶瓷材料表面SEM分析 51
2.5.2 微观结构分析 54
2.5.3 微纳米复合陶瓷材料断口分析 57
2.5.4 微纳米复合陶瓷材料TEM分析 59
2.5.5 微纳米复合陶瓷材料裂纹扩展路径分析 60
第3章 Si3N4/TiC微纳米复合陶瓷刀具材料抗热震性能和R曲线 63
3.1 陶瓷材料抗热震性能测试方法 64
3.1.1 强度衰减法 64
3.1.2 压痕-淬火法 65
3.2 维氏压痕-淬火法试验 65
3.2.1 试验方法 65
3.2.2 试验结果 66
3.2.3 热震循环试样表面形态观察 68
3.2.4 淬火-残余强度法结果验证 69
3.3 Si3N4/TiC微纳米复合陶瓷材料的R曲线 71
3.3.1 理论分析 72
3.3.2 维氏压痕-抗弯强度法可行性分析 73
3.3.3 材料R曲线行为 75
3.3.4 材料抗热震性能与断裂韧性的关系 78
3.3.5 材料R曲线与抗热震性的内在联系 80
第4章 Si3N4/TiC微纳米复合陶瓷刀具材料高温氧化性能 85
4.1 氧化试验 85
4.2 Si3N4/TiC微纳米复合陶瓷刀具材料的氧化性能 86
4.2.1 Si3N4/TiC微纳米复合材料的氧化动力学 86
4.2.2 Si3N4/TiC微纳米复合材料的氧化机理 88
4.2.3 氧化对Si3N4/TiC微纳米复合陶瓷材料强度的影响 92
第5章 Si3N4/TiC微纳米复合陶瓷刀具切削性能 95
5.1 切削力和切削温度测试原理 95
5.1.1 切削力测试原理 96
5.1.2 切削温度测试原理 97
5.2 mnST28微纳米复合陶瓷刀具切削球墨铸铁性能 98
5.2.1 试验条件 99
5.2.2 试验结果 99
5.2.3 刀具磨损机理分析 104
5.3 mnST28微纳米复合陶瓷刀具切削淬硬T10A工具钢性能 106
5.3.1 试验条件 106
5.3.2 试验结果 106
5.3.3 陶瓷刀具的磨损与破损机理分析 109
第6章 Si3N4/SiC/TiC微纳米复合陶瓷刀具材料微观结构及力学性能 114
6.1 Si3N4/SiC/TiC微纳米复合陶瓷刀具材料制备 114
6.1.1 纳米颗粒的分散及粉体的制备 114
6.1.2 多相微纳米复合材料的制备 117
6.1.3 微纳米复合陶瓷刀具材料XRD分析 118
6.2 微纳米复合陶瓷材料致密性及力学性能 119
6.2.1 微纳米复合陶瓷材料的致密性 119
6.2.2 微纳米复合陶瓷材料的力学性能 120
6.3 微纳米复合陶瓷材料的显微结构 123
6.3.1 微纳米复合陶瓷材料SEM和TEM分析 123
6.3.2 微纳米复合陶瓷材料显微结构分析 126
6.3.3 微纳米复合陶瓷材料断口分析 129
第7章 Si3N4/SiC/TiC微纳米复合陶瓷刀具切削性能及磨损机理 132
7.1 实验条件 133
7.2 切削用量的选择 134
7.3 连续切削淬硬40CrNiMoA棒料 135
7.3.1 连续切削淬硬40CrNiMoA棒料时刀具的切削性能 136
7.3.2 刀具材料切削40CrNiMoA的磨损破损形态与机理分析 138
7.3.3 陶瓷刀具切削40CrNiMoA工件后的EDS分析 146
7.4 连续切削淬硬T10A棒料 150
7.4.1 连续切削淬硬T10A棒料时刀具的切削性能 150
7.4.2 刀具切削T10A的磨损破损形态与机理分析 152
参考文献 161