第一篇：陶瓷材料晶須增韌11

金屬強(qiáng)化理論課程論文

陶瓷材料的晶須增韌

摘要：晶須增韌機(jī)理 以及晶須增韌的應(yīng)用 關(guān)鍵詞： 1前言：

晶須強(qiáng)韌化是用高強(qiáng)度、高模量的陶瓷纖維與陶瓷基體構(gòu)成陶瓷基復(fù)合材料，靠裂紋偏轉(zhuǎn)彎曲、纖維脫粘、纖維拔出和纖維橋連等機(jī)制來達(dá)到模高陶瓷的韌性和強(qiáng)度的一種方法，這樣的復(fù)合材料稱做纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料。晶須對陶瓷的增強(qiáng)、增韌效果不僅取決于纖維和陶瓷本身的性能(強(qiáng)度、彈性模量、線脹系數(shù)等)，而且還取決于兩者間是否有良好的匹配性(物理和化學(xué)相容性)及界而的結(jié)合狀態(tài)。因而有的陶瓷材料加入纖維后可能強(qiáng)度和韌性同時提高，而有的陶瓷材料則僅僅韌性提高而強(qiáng)度下降。因?yàn)閷μ沾蓙碚f．韌性往往顯得要比強(qiáng)廢更為重要，因此有時即便是復(fù)合后僅韌性提高而強(qiáng)度下降，攤的復(fù)合也是值得的。

2增韌機(jī)理

1．裂紋彎曲和偏轉(zhuǎn)增韌

在裂紋擴(kuò)展尖端應(yīng)力場中，增強(qiáng)體會導(dǎo)致裂紋彎曲和倔轉(zhuǎn)，從而使基體的應(yīng)力場強(qiáng)度因子降低，起到阻礙裂紋擴(kuò)展的作用。隨增強(qiáng)體長徑比的增加，裂紋彎曲增韌的效果增加。裂紋一般很難穿過晶須，更容易繞過晶須并盡量貼近表面而擴(kuò)展，即裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn)。裂紋偏轉(zhuǎn)增韌示意圖見圖7—25。

裂紋偏轉(zhuǎn)后受的拉應(yīng)力往往低于偏轉(zhuǎn)前的，而且裂紋的擴(kuò)展路徑增長，裂紋擴(kuò)展中需消耗更多的能量，因而起到增韌的作用。裂紋偏轉(zhuǎn)可以繞著晶須傾斜偏轉(zhuǎn)或扭轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)，一般認(rèn)為，裂紋偏轉(zhuǎn)增韌主要是扭轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)制起作用。

2．晶須脫粘增韌

在復(fù)合材料中，晶須或短纖維脫粘會產(chǎn)生新表面，因此需要能量，見圖7—26。盡管單位面積的表面能很小，但所有脫粘纖維總的表面能則很大。假設(shè)纖維的脫粘能等于應(yīng)力釋放引起的纖維上的應(yīng)變釋放能，則每根纖維的脫粘能為：

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其中：d為纖維直徑人為纖維臨界長度14為纖維拉伸斷裂強(qiáng)度；Zf為纖維彈性模量。將纖維體積

代人，則可求出單位面積的最大脫粘能QD：

由上述分析可知，若想通過纖維脫粘達(dá)到最大增韌效果，應(yīng)使纖維體積含量增高，Lc要大，即纖維與基體的界面要弱。因?yàn)長c與界面應(yīng)力成反比。

3．晶須橋連增韌

對于特定位向和分布的晶須，裂紋很難偏轉(zhuǎn)．只能沿著原來的擴(kuò)展方向繼續(xù)擴(kuò)展，如圖7—28所示。這時緊靠裂紋尖端處的晶須并未斷裂，而是在裂紋兩側(cè)搭橋，使裂紋表面產(chǎn)生一個壓應(yīng)力．以抵消外加拉應(yīng)力的作用，從而使裂紋難以進(jìn)一步擴(kuò)展，起到增韌作用，即纖維橋連增韌。

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4．晶須拔出增韌

晶須拔出，是指靠近裂紋尖端的晶須或短纖維在外力作用下沿著它和基體的界面滑出的現(xiàn)象。纖維拔出示意圖見圖7—27。很顯然纖維首先發(fā)生脫粘才能拔出。纖維撥出會使裂紋尖端應(yīng)力松弛，從而減緩了裂紋的擴(kuò)展。纖維的拔出需要外力作功，因此起到增韌作用。

提高界面的結(jié)合強(qiáng)度會提高纖維的拔出效應(yīng)對韌性的貢獻(xiàn)。如果纖維與基體間的結(jié)合太弱，稍受力纖維就從基體中拔出．基體無法把外界載荷傳遞給纖維，纖維不能成為承受載荷的主體，因面強(qiáng)韌化效果差，甚至可能圍結(jié)合稀松，纖維的存在類似于孔洞，反而會降低強(qiáng)度和韌性；反之如果纖維與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度過高，則不能發(fā)生纖維與基體的界面解離(裂紋偏轉(zhuǎn)的一部分)和纖維的拔出，材料將以災(zāi)難性的脆性方式斷裂面不是以韌性方式斷裂，雖然可以提高強(qiáng)皮但不能提高韌性。因此，影響增韌效果最為關(guān)鍵的問題之一是界面強(qiáng)度，此界面強(qiáng)度應(yīng)適中，不能高于纖維的斷裂強(qiáng)度。

3影晌Sic晶須增韌的因素

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3.1界面性質(zhì)

3.1.1界面的物理相容性

界面的物理相容性是指纖維與基體問彈性模量和線脹系數(shù)的關(guān)系。在cMc材料中，纖維和基體一般是不同的物質(zhì)，因而線脹系數(shù)和彈性模量通常是不同的，即使是同種物質(zhì)(如SiC纖維和SiC陶瓷基體)，因晶體結(jié)構(gòu)不同或各向異性，其線脹系數(shù)和彈性模量也會有所不同，而線脹系數(shù)和彈性模量的差異會對纖維強(qiáng)韌化的效果產(chǎn)生非常重要的影響。由于材料在燒結(jié)后的冷卻過程中，因線脹系數(shù)不同，在界面上會產(chǎn)生殘余應(yīng)力和殘余應(yīng)變，甚至可能因陶瓷基體本身的脆性(大多數(shù)陶瓷材料的斷裂應(yīng)變值小于o．05％)面出現(xiàn)微裂紋，這種現(xiàn)象稱為熱失配。殘余應(yīng)力正比于?a?T，其中?a＝af-am,af和am分別為纖維和基體的線脹系數(shù)；?a是燒結(jié)象度與當(dāng)前溫度的差值。若?a＞o，即纖維線脹系數(shù)大于基體線脹系數(shù)時，纖維沿軸向受拉應(yīng)力，基體受壓應(yīng)力，纖維產(chǎn)生一定的預(yù)拉應(yīng)力，成為載荷 的主要承載者，有利于強(qiáng)度和韌性的提高；反之若?a＜0，纖維沿軸向受壓應(yīng)力，基體受拉應(yīng)力，當(dāng)材料受外力作用時，纖維不能先于基體象提載荷，不利于強(qiáng)韌化。因此對同一種纖維，基體的線脹系數(shù)小，強(qiáng)韌化效果好。在應(yīng)變相同的情況下，若纖維的彈性模量比基體大，纖維將分提大部分載荷，從面有利于強(qiáng)韌化；反之若纖維彈性模量小于基體的，則纖維的作用不能充分發(fā)揮出來。

因此一般要求Ef＞Em、和af＞am、Ef、Em、af、am分別為纖維和基體的彈性模量和線脹系數(shù)。

3.1.2界面的化學(xué)相容性

界面化學(xué)相容性是指在燒結(jié)和使用溫度下，纖維與基體間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)及纖維性能在該溫度下不致退化，否則纖維的增強(qiáng)韌補(bǔ)作用將要降低，面且還會因由此結(jié)材料帶來的缺陷導(dǎo)致材料的性能下降。因此有必要研究纖維與基體之間界面的結(jié)合方式及其對材料性能的影響。

纖維與基體的界面結(jié)合有兩種，一種是物理結(jié)合，一種是化學(xué)結(jié)合。當(dāng)界面為物理結(jié)合時，界面兩相僅為機(jī)械咬合．界面結(jié)合強(qiáng)度較低，這時只須考慮彈性模量和綏脹系數(shù)的匹配性即可，而無須考慮化學(xué)相容性。而當(dāng)界面為化學(xué)結(jié)合時，界面有新相生成．且購相間為化學(xué)鍵相接，界向結(jié)合強(qiáng)度較高，不易發(fā)生界面解離和纖維拔出，有利于增強(qiáng)、增韌。但若界面結(jié)合過強(qiáng)(超過纖維強(qiáng)度)，不能發(fā)生界固解離和纖維拔出，只能導(dǎo)致纖維斷裂；過多的纖維斷裂，必將導(dǎo)致材料以脆性方式斷裂，雖然可提高強(qiáng)度，但卻不能提高韌性。

實(shí)際上，在正常的燒結(jié)溫度下．纖維一般不會與陶瓷基體發(fā)生全面的化學(xué)反應(yīng)而損害纖維的整體性能，但往往會與基體發(fā)生—定的界面反應(yīng)，形成過強(qiáng)的界面強(qiáng)度：比如碳纖維就會與多種陶瓷特別是氧化物陶瓷形成過強(qiáng)的界面。因此，為獲得良好的增韌效果，通常要對纖維進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫱繉犹幚?，以起隔離作用，防止形成過強(qiáng)的界面。

3.2 晶須的性能

3.2.1 晶須尺寸要從晶須的長徑比來考慮。隨著晶須長徑比的增加，晶須完整性越好，金屬強(qiáng)化理論課程論文

結(jié)構(gòu)中所包含的缺陷也會減少，晶須性能越高。但是晶須長徑比越小導(dǎo)致單位體積用量的增多和界面面積增大，在基質(zhì)中不易分布均勻，造成復(fù)合困難?？傊畯?fù)合材料對SIC晶須的共同要求是:完整的p一SIC晶須單晶含量高，直晶率高，彎晶和復(fù)晶的含量低，晶須的直徑、長短和長徑比的分布均勻性好，晶須中的缺陷少，雜質(zhì)的含量低。

3.2.2 晶須含量晶須含量的不同將影響到增韌機(jī)理和復(fù)合材料的斷裂模式。如果晶須含量過高，易形成團(tuán)聚，在基體中分散不均勻，復(fù)合材料的斷裂韌性值不會太高;反之如果晶須含量過低，不但起不到增韌的作用，反而成為多余夾雜甚至成為缺陷源。因此晶須只在在一定的含量下，才能有效實(shí)現(xiàn)增韌作用，根據(jù)簡化模型可以計算晶須的最佳配比。

3.2.3晶須強(qiáng)度增韌效應(yīng)分析顯示晶須的強(qiáng)度是很重要的。根據(jù)前人研究表明，隨著晶須強(qiáng)度的增加，橋接增韌效應(yīng)也增加。同樣拔出效應(yīng)也隨晶須強(qiáng)度增加而增加。而含缺陷的晶須導(dǎo)致增韌效果降低。

3.2.4 晶須排布晶須在基體中的排布方向?qū)υ鲰g效果影響很大。實(shí)踐證明:當(dāng)晶須增韌陶瓷刀具材料，晶須排布平行于前刀面時，晶須徑向受拉，造成界面脫離基體，起不到增韌的效果;當(dāng)晶須排布垂直于前刀面時，晶須軸向受拉，通過裂紋偏轉(zhuǎn)和拔出效應(yīng)吸收裂紋擴(kuò)展能量，起到增韌的效果。SiC增強(qiáng)陶瓷基材料的研究與應(yīng)用

碳化硅晶須增強(qiáng)陶瓷材料的研究中,開始主要以Al2O3,ZrO2,莫來石等為基體材料,隨著復(fù)合技術(shù)的不斷成熟,基體材料又出現(xiàn)了Si3N4等非氧化物材料。碳化硅晶須的加入使復(fù)合材料的斷裂韌性、抗彎強(qiáng)度等性能有明顯的改善。

SiC晶須增韌氧化鋁陶瓷

氧化鋁陶瓷具有熔點(diǎn)高、硬度高、耐磨、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),但其強(qiáng)度較低。用SiC晶須增強(qiáng)氧化鋁的研究首先是由Becber于1984年報道的。實(shí)驗(yàn)證明[8],當(dāng)SiC晶須的體積分?jǐn)?shù)為20%時,SiCw/Al2O3復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度達(dá)508MPa,斷裂韌性KIC為8.78MPa·m1/2,比純鋁的KIC提高了近一倍。碳化硅晶須補(bǔ)強(qiáng)后從而進(jìn)一步拓寬了氧化鋁的用途,目前已被應(yīng)用于磨損部件、切削刀具和內(nèi)燃機(jī)的某些構(gòu)件。其中SiC晶須增韌的陶瓷切削刀具材料,以其良好的斷裂韌性和抗熱沖擊性能在切削高溫合金等難加工材料方面表現(xiàn)了優(yōu)異的性能,延長了刀具的使用壽命,切削效率遠(yuǎn)高于普通刀具,應(yīng)用潛力巨大。但目前用于刀具的SiC晶須增強(qiáng)氧化鋁陶瓷還存在以下兩個問題題:一是SiC晶須在切削加工時能與金屬鈦和鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而不適合金屬鈦和鋁工件的加工;二是切削溫度超過1000℃,SiC晶須也會與鋼發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生硅化鐵,使刀具很快磨損[9]。

3.2 SiC晶須增韌氧化鋯陶瓷

四方氧化鋯陶瓷增韌之源是氧化鋯中的相變,因而增韌效果受溫度的制約。但在中高溫條件下為熱力學(xué)穩(wěn)定期,其相變增韌作用消失。而且,由于其斷裂應(yīng)力與相變臨界應(yīng)力相互制約,強(qiáng)度和斷裂韌性值往往不能同時達(dá)到最大,晶須補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)被認(rèn)為是彌補(bǔ)該材料上述缺陷的最有效的方法之一[10]。王雙喜等[11]研究發(fā)現(xiàn),在2mol%Y2O3-超細(xì)料中加入30vol%的SiC

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晶須,可以細(xì)化2Y-ZrO2材料的晶粒,并且使材料的斷裂方式由沿晶斷裂為主變?yōu)榇┚嗔褳橹鞯幕旌蠑嗔?從而顯著提高了復(fù)合材料的剛度和韌性。氧化鋯增韌陶瓷可用來制造發(fā)動機(jī)構(gòu)件,如連桿、軸承、汽缸內(nèi)襯等,此外,由于其隔熱性能優(yōu)異、線膨脹系數(shù)高(與金屬相當(dāng)),故在隔熱發(fā)動機(jī)上可作為金屬的匹配件材料。

3.3 SiC晶須增韌莫來石陶瓷

莫來石是Al2O3-SiO2二元體系中唯一在常溫和高溫條件下都穩(wěn)定的晶相,是一種重要的結(jié)構(gòu)和功能陶瓷候選材料,目前已成為先進(jìn)陶瓷來石材料的彎曲強(qiáng)度和斷裂韌性都比較低,從而影響了其實(shí)際應(yīng)用。中科院上海硅酸鹽研究所的黃政人等[12]采用30vol%βSiC晶須增強(qiáng)莫來石,在SPS燒結(jié)條件下材料強(qiáng)度比熱壓高10%左右為570MPa,斷裂韌性為4.5Mpa·m1/2比純莫來石提高100%以上。呂林等[9]的研究將莫來石陶瓷材料的增韌補(bǔ)強(qiáng)與發(fā)動機(jī)低應(yīng)力化設(shè)計結(jié)合起來,所研制的6150無水冷發(fā)動機(jī)經(jīng)過700h臺架耐久考核實(shí)驗(yàn),耐久性試驗(yàn)的時間達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

3.4 SiC晶須增韌氮化硅陶瓷

SiC晶須增韌Si3N4陶瓷是提高其斷裂韌性和穩(wěn)定性的主要途徑之一。已有的研究表明[13]晶須增韌效果不僅取決于晶須的分散程度、晶須尺寸和體積分?jǐn)?shù),而且與晶須的空間位置及方向性密切相關(guān)。Wang Chang an[14]等對SiC晶須的氮化硅基復(fù)合材料中晶須取向的研究表明,當(dāng)晶須方向基本一致且晶須與基體界面弱連接時,此方向中的斷裂韌性具有極大值,抗折強(qiáng)度和斷裂韌性分別為1038MPa和10.7MPa·m1/2;王東方等[15]在氮化硅增韌的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),SiCw/Si3N4的硬度達(dá)22GPa,斷裂韌性為10MPa·m1/2,分別比純氮化硅提高了10%和近兩倍。氮化硅陶瓷的一系列優(yōu)異的物理機(jī)械性能及化學(xué)性能,在高溫結(jié)構(gòu)材料、工具陶瓷材料、耐磨陶瓷材料和耐磨腐蝕陶瓷材料等方面,具有極大的市場和應(yīng)用潛力。隨著晶須增韌研究的不斷深入,氮化硅陶瓷在刀具、軸承、發(fā)動機(jī)、絕緣材料等方面的應(yīng)用將會更加完善。

3.5 SiC晶須增韌其它陶瓷材料

近年來的研究證明,SiC晶須在增強(qiáng)鈦酸鋁陶瓷、氧化鋅陶瓷、石英玻璃、多孔硅陶瓷等實(shí)驗(yàn)中都得到了較好的增韌效果,此外,在增韌金屬基復(fù)合材料和高分子材料中也有廣泛的應(yīng)用。

瞿峻[1]，熊惟皓研究Sic晶須增強(qiáng)Ti(C，N)基金屬陶瓷的結(jié)果表明，當(dāng)微米級SIC晶須的添加量為1%時，抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性達(dá)到最高，分別為1905MPa和9.SMPa.m1/2，隨著晶須添加量的增加，其力學(xué)性能呈下降趨勢。

丁燕鴻，楊楊[2]采用SIC晶須作為增韌劑，以金屬粘結(jié)相和碳化物硬質(zhì)相作為添加劑，經(jīng)過混合成型后，采用真空燒結(jié)法制備出新型的SIC晶須增韌Ti(C，N)基金屬陶瓷復(fù)合材料刀具(牌號為TN3OW)。對TN3釁切削刀具材料的成分、制備工藝、顯微組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析。結(jié)果表明:與TN30切削刀具相比，TN30W刀具材料具有更高的硬度值、更好的抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性等優(yōu)良的性能;在SIC晶須含量為15%、燒結(jié)溫度為1470℃

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時，TN3OW切削刀具能獲得最佳的綜合力學(xué)性能，特別是抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性得到明顯的提高。

劉宗偉，張建華[3]對HAP/siCw復(fù)合生物陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。研究了晶須含量和晶須取向?qū)?fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。分析了晶須取向?qū)?fù)合材料力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)SICw擇優(yōu)分布在垂直于熱壓面內(nèi)，材料在平行于熱壓面的方向上力學(xué)性能最好，在垂直于熱壓面的方向上力學(xué)性能最差。

張淑婷，姚廣春[4] 本文首次研究了添加SIC晶須制備SICwN/FiZeO;陶瓷復(fù)合材料。結(jié)果表明，SIC晶須的添加起到了良好的補(bǔ)強(qiáng)效果。加入SIC晶須后抗熱震性有所下降，顯著提高了試樣抗沖擊性能，沖擊斷口有明顯的纖維脫粘及拔出現(xiàn)象，其增強(qiáng)機(jī)理為纖維的脫粘和拔出效應(yīng)。SIC纖維的加入使試樣的抗折強(qiáng)度略有上升。添加SIC纖維能夠顯著提高試樣的抗熱震性，殘余抗折強(qiáng)度保持率隨著纖維添加量的增加顯著上升。界面的分析結(jié)果表明，復(fù)合材料界面是纖維與基體之間形成的互擴(kuò)散層，界面結(jié)合牢固，使復(fù)合材料力學(xué)性能提高。

鄭建智，鄭勇[5] 研究了三種晶粒長大抑制劑和SiC晶須對金屬陶瓷組織和性能的影響，得出如下結(jié)論：加入Cr3C2、VC對金屬陶瓷晶粒的細(xì)化作用不明顯，而加入TiC后，硬質(zhì)相聚集，氣孔率增加，力學(xué)性能較差；加入0.5 wt.%SiC晶須后，金屬陶瓷晶粒細(xì)小，組織均勻，抗彎強(qiáng)度、硬度和斷裂韌性都較高。而隨著晶須加入量的增加，界面的潤濕性降低，孔隙率增加，力學(xué)性能急劇降低。

趙永樂，鄭勇[6]研究了SiC晶須添加量對Ti(C,N)基金屬陶瓷顯微組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：SiC晶須添加量為1.0wt%時，可使晶粒細(xì)化，顯著提高金屬陶瓷的強(qiáng)韌性，比金屬陶瓷基體分別提高了24%、29%；SiC晶須增韌金屬陶瓷的機(jī)理主要是裂紋偏轉(zhuǎn)、晶須的拔出及晶須的橋聯(lián)增韌。

羅學(xué)濤，陳小君等[7]通過SIC晶須在載體纖維中定向擠出和熱壓燒結(jié)工藝制備了高度定向SIC晶須增韌Si3N謐復(fù)合材料，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，70%以上SIC晶須的定向角在0~100之間，具有較好的方向性.過高的燒結(jié)溫度和晶須含量使材料抗彎強(qiáng)度降低·晶須定向方向的斷裂韌性(單邊切口垂直于定向晶須)比橫向方向高出20%.1000和SO0oC溫差的熱震實(shí)驗(yàn)表明，定向SIC晶須復(fù)合材料比隨機(jī)SIC晶須復(fù)合材料的抗熱震性能高得多。

曹玉軍,劉 杰[8]通過正交試驗(yàn)法對WC/SiCW陶瓷復(fù)合材料進(jìn)行了成分和熱壓工藝參數(shù)優(yōu)化,經(jīng)優(yōu)化制備的該類復(fù)合材料與純WC材料相比,抗彎強(qiáng)度提高了約50%,斷裂韌性提高了30%~40%,維氏硬度提高了10%~15%。切削試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明,本試驗(yàn)制得的WC/SiCW復(fù)合陶瓷刀具材料的車削性能優(yōu)于同類型硬質(zhì)合金材料,表明通過SiCW替代金屬粘結(jié)相來增韌補(bǔ)強(qiáng)WC陶瓷刀具材料的方法是可行的。

丁燕鴻，劉建文[9]主要研究了不同的SiC晶須(簡稱SiCw)加入量和真空燒結(jié)溫度對Ti(C,N)基金屬陶瓷復(fù)合材料性能的影響,并對SiCw的增韌機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)果表明:在SiCw的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、真空燒結(jié)溫度為1470℃時,SiCw增韌Ti(C,N)基金屬陶瓷復(fù)合材料

金屬強(qiáng)化理論課程論文 的綜合力學(xué)性能最佳;材料中存在裂紋偏轉(zhuǎn)、裂紋橋接和晶須拔出等增韌機(jī)理。

魏源遷，山口勝美等[10]為了考察使用SiC晶須作為磨料和酚醛樹脂結(jié)合劑制成的一種SiC晶須砂輪砂輪的磨削特性對難加工材料如模具鋼SKD11(HRC60)進(jìn)行了大量的磨削試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明該砂輪不僅具有很高的磨削比(6000以上)和磨削效率,而且能獲得納米級加工表面(Ra1.5nm/Ry16nm)。

王海龍,汪長安等[11]研究了SiCW和SiCP的添加量對于SiC/ZrB2陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能的影響,并分析了SiCW和SiCP對ZrB2陶瓷力學(xué)性能影響的協(xié)同作用和增韌機(jī)制。結(jié)果表明SiC/ZrB2復(fù)合材料強(qiáng)度和韌性提高的原因在于SiCW和SiCP抑制ZrB2晶粒長大,促進(jìn)ZrB2的致密化,此外, SiCW和SiCP的協(xié)同作用也有助于材料韌性的提高。

聶立芳,張玉軍,魏紅康

5晶須增韌陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用

SICw是金屬基、陶瓷基和聚合物基等先進(jìn)復(fù)合材料的增強(qiáng)劑，能夠提高復(fù)合材料的強(qiáng)度、韌性、硬度、耐熱性、耐磨性、耐蝕性和觸變性等。還具有導(dǎo)電、絕緣、抗靜電、減振、阻尼、隔音、吸波、防滑、阻燃等多種功能[5]。能夠制造高性能的工程塑料、復(fù)合材料、膠粘劑、密封劑等，有著廣泛的用途。SICw是已合成晶須中硬度最高、模量最大、抗拉強(qiáng)度最大、耐熱溫度最高的晶須產(chǎn)品。陶瓷種類繁多，基體材料性能復(fù)雜，在不同條件下其補(bǔ)強(qiáng)增韌機(jī)理不同，并且在很大程度上是取決于晶須一基體之間的界面結(jié)合情況，用SIC晶須作為增強(qiáng)體時，復(fù)合材料的性能會因基體的不同而不同，相應(yīng)的也就有了不同的用途。見上表1一2。展望

SiC晶須增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料始于上世紀(jì)80年代后期。近年來,隨著研究的深入和技術(shù)的進(jìn)步,其發(fā)展十分迅速,在機(jī)械、電子、航天等領(lǐng)域得到了推廣和應(yīng)用。然而SiC晶須在實(shí)際應(yīng)用中還存在幾方面問題:(1)晶須在基體中分散的均勻工藝提出了較高的要求。(2)燒結(jié)過

金屬強(qiáng)化理論課程論文

程致密化。SiC晶須增韌陶瓷基復(fù)合材料中,晶須含量高則韌性越大,但就目前的燒結(jié)工藝而言,只能制備晶須含量少于30%的材料,因此,如何改善工藝提高燒結(jié)過程的致密化是有待解決的問題。(3)不管是何種增韌機(jī)制,增韌都是外加應(yīng)力在晶須-基體界面附近被部分吸收的結(jié)果。因此,有效的提高界面結(jié)合狀態(tài)是提高增韌效果的重要環(huán)節(jié)。對晶須進(jìn)行表面處理或在坯體中添加劑的加入將是未來研究的重點(diǎn)。此外,SiC晶須產(chǎn)量小、成本高等缺點(diǎn)也是限制其應(yīng)用的一個因素。[12]

參考文獻(xiàn)

1.瞿峻,熊惟皓,柯陽林,劉文俊,葉大萌,姚振華.納米SiC晶須增強(qiáng)Ti(C,N)基金屬陶瓷的顯微組織與力學(xué)性能.機(jī)械工程材料, 2009: 66-69.2.丁燕鴻,楊楊.SiC晶須/顆粒增韌金屬陶瓷切削刀具的研究.株洲工學(xué)院學(xué)報, 2006, 04: 66-68.3.納米羥基磷灰石_SiC晶須復(fù)合生物陶瓷材料及其加工.4.纖維增強(qiáng)NiFe_2O_4基陽極材料的制備及性能研究.5.高性能Mo_2FeB_2基金屬陶瓷的制備工藝及合金化研究.6.高強(qiáng)韌性Ti_C_N_基金屬陶瓷制備技術(shù)的研究.7.羅學(xué)濤,陳小君,黃前軍,陳立富.定向SiC晶須增韌Si_3N_4陶瓷的制備及熱震性能研究.無機(jī)材料學(xué)報, 2004, 03: 107-112.8.SiC晶須增韌WC陶瓷刀具材料的研究.9.丁燕鴻,劉建文.SiC晶須增韌Ti(C,N)基金屬陶瓷復(fù)合材料的研究.粉末冶金技術(shù), 2007, 04: 17-19+26.10.SiC晶須砂輪的開發(fā)及其磨削特性.11.納米SiC晶須和SiC顆?；旌显鲰gZrB_2陶瓷性能.12.SiC晶須增韌陶瓷基復(fù)合材料的研究進(jìn)展.

第二篇：晶須增韌陶瓷基復(fù)合材料研究進(jìn)展

晶須增韌陶瓷復(fù)合材料研究進(jìn)展

蘆珊（學(xué)號07093095）電力系統(tǒng)及其自動化09-1班

信息與電氣工程學(xué)院

摘要

綜述了晶須增韌陶瓷復(fù)合材料的制備方法和分類;討論了晶須陶瓷基復(fù)合材料的性能以及晶須參數(shù)對陶瓷材料力學(xué)性能、耐磨性、蠕變性能等方面的影響;并對陶瓷基復(fù)合材料晶須在陶瓷材料中的應(yīng)用、存在的問題及研究的發(fā)展趨勢等作以介紹。

關(guān)鍵字

晶須增韌 晶須參數(shù) 耐磨性 蠕變性 陶瓷

1.引言

陶瓷材料具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)異特性,但存在脆性大、易斷裂的缺點(diǎn),從而限制了其實(shí)際應(yīng)用范圍,因此改善陶瓷材料的脆性、增大強(qiáng)度、提高其在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性成為其能否廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。陶瓷材料的韌性可以通過晶須、纖維增韌,顆粒彌散增韌和相變增韌等機(jī)理增強(qiáng)。晶須增韌陶瓷基復(fù)合材料被認(rèn)為是能解決高溫應(yīng)用的有效措施,目前該材料已商業(yè)化并應(yīng)用于切削刀具、耐磨零件、宇航和軍用器件等。[1] 晶須是具有近似規(guī)整截面,其截面積小于4~10cm 2 ,長徑比在5~1000,甚至更高,且內(nèi)、外結(jié)構(gòu)幾乎完整的一類單晶纖維材料。目前應(yīng)用較多的是Si-C晶須陶瓷基復(fù)合材料。

2.晶須增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的制備

制備方法主要有兩種：要有2種方法 :(1)外加晶須法:即通過晶須分散、晶須與基體混合、成形、再經(jīng)煅燒制得增韌陶瓷如加入到氧化物、碳化物、氮化物

等基體中得到增韌陶瓷復(fù)合材料,此法目前較為普遍;(2)原位生長晶須法:將陶瓷基體粉末和晶須生長助劑等直接混合成形,在一定的條件下原位合成晶須,同時制備出含有該晶須的陶瓷復(fù)合材料,這種方法尚未成熟,有待進(jìn)一步探索。[2] 制備過程主要有三個：晶須的分散、成型和燒結(jié)。

2.1晶須的分散主要包括以下過程：（1）酸洗清理。對晶須進(jìn)行酸洗清理或熱處理，可改變其表面的氧含量，從而影響晶須/基體界面的性質(zhì)。（2）晶須的過篩與分選。晶須的過篩有兩種效果：意識將緊密粘結(jié)在一起而又不易分離的晶須團(tuán)聚體或夾雜物除去：二是是晶須的尺寸大小控制在一定范圍內(nèi)。[3] 2.2 晶須增韌陶瓷經(jīng)復(fù)合材料的成型 成型方法主要包括：半干法成型、注漿成型、流延成型、注射成型、擠出成型和軋模成型。2.3燒結(jié)致密化工藝

主要有無壓燒結(jié)和壓力輔助燒結(jié)。2.3.1無壓燒結(jié)

相對熱壓和熱等靜壓燒結(jié)燒結(jié)溫度高、工藝復(fù)雜、設(shè)備造價高等缺陷,無壓燒結(jié)在含有添加劑的情況下具有燒結(jié)溫度低、工藝簡單、設(shè)備造價低等優(yōu)點(diǎn)。在Si-C晶須增強(qiáng)的陶瓷復(fù)合材料在沒有添加燒結(jié)助劑的情況下,實(shí)現(xiàn)了碳化硅晶須增強(qiáng)鋯莫來石復(fù)合材料的常壓燒結(jié),碳化硅晶須的添加明顯提高了鋯莫來石材料的力學(xué)性能,實(shí)現(xiàn)了良好的物理化學(xué)匹配。[4] 2.3.2壓力輔助燒結(jié)

壓力輔助燒結(jié)主要有熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)、和等離子體放電燒結(jié)。(1)熱等靜壓燒結(jié)

熱等靜壓(HIP)工藝具有降低燒結(jié)溫度、抑制晶粒長大、減少添加劑含量等優(yōu)點(diǎn),這主要是由于HIP燒結(jié)過程中,作用于樣品表面各向均衡的壓力,既能促進(jìn)致密化過程,又能抑制晶粒的長大,因而更有利于改善材料的性能。[5]熱壓燒結(jié)是通過同時的高溫和壓力作用克服晶須的架橋效應(yīng)，晶須含量可達(dá)到60％，致密度可達(dá)到理論密度的95%[2]。熱等靜壓與熱壓燒結(jié)工藝相比,具有一定程度上降低燒結(jié)溫度的優(yōu)點(diǎn),但存在燒結(jié)工藝更加復(fù)雜、設(shè)備造價更高、不能進(jìn)行大件制品燒結(jié)等缺陷,故在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用有限。(2)化學(xué)氣相滲透(CVI)法

傳統(tǒng)的晶須增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料使用燒結(jié)助劑來燒結(jié),但是高溫時低溶相的存在會破壞基體中的晶須,并且傳統(tǒng)的燒結(jié)方法會形成強(qiáng)的晶須與基體界面,從而降低晶須的增韌效果?；瘜W(xué)氣相沉積在Si-C晶須增強(qiáng)的復(fù)合材料中運(yùn)用日趨成熟，大大提高了復(fù)合材料的斷裂韌性和抗彎強(qiáng)度[6]。(3)等離子體放電燒結(jié)

等離子體放電燒結(jié)是一種交心的燒結(jié)方法，與熱壓燒結(jié)類似的燒結(jié)過程也是在一定壓力作用下進(jìn)行的，所不同的是借助于等離子體放電燒結(jié)復(fù)合材料可在較低溫度下達(dá)到同樣的燒結(jié)致密度。[7] 放電等離子燒結(jié)與傳統(tǒng)的熱壓燒結(jié)有著本質(zhì)的區(qū)別,其主要特點(diǎn)是通過陶瓷顆粒間的空位瞬時產(chǎn)生放電等離子,放電等離子激活和凈化燒結(jié)體內(nèi)部表面,進(jìn)而使得這些顆粒自身發(fā)熱,且在極短的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)和物質(zhì)傳導(dǎo),因而具有非常高的熱效率,可在相當(dāng)短的時間內(nèi)使燒結(jié)體達(dá)到致密。[8]

3.晶須增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的的性能

3.1對力學(xué)性能的影響(1)對韌性的影響

晶須增韌是陶瓷經(jīng)復(fù)合材料一種重要的增韌方法，是改善陶瓷脆性有效途徑。在SiCw-Al2O3基體復(fù)合材料中，韌性隨晶須直徑增大而提高的試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)晶須直徑從0.3m提高到1.5m時,該復(fù)合材料的斷裂韌性從6.5MPam提高至12MPam。[9]早在七十年代,Lange等 研究了Si3 N 4 陶瓷的強(qiáng)度、斷裂韌性和顯微結(jié)構(gòu)的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)了長柱狀-Si3N4晶粒能夠改善和提高材料的抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性(達(dá)到6MPa/m)。Luo等利用熱壓的方法制備的Y-La系自增韌Si3N4,其室溫抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性分別860~960MPa和814~11172MPa/m ,而1350e時的強(qiáng)度和韌性分別為680~720MPa/m和22~24MPa/m[10]。(2)提高耐磨性

在SiCw-Al2O3陶瓷基復(fù)合材料中，隨著SiCw引入量的增多，材料的硬度不斷提高，硬度賦予了SiCw-Al2O3陶瓷基復(fù)合材料黑好的磨削特性。(3)對蠕變性能的影響

對蠕變速率的研究主要集中在施加應(yīng)力、溫度、晶須含量、氣氛等與應(yīng)變速

率的關(guān)系以及應(yīng)力因子n的確定。研究結(jié)果表明，SiCw-Al2O3陶瓷基復(fù)合材料的抗蠕變性能均優(yōu)于單項Al2O3陶瓷材料，其蠕變速率低出1~2個數(shù)量級，這得益于晶須位于基質(zhì)相晶界，抑制蠕變變形[7]。3.2提高抗震性

林廣涌等[11] 研究表明,未加SiCw的Al2O3及ZrO 2(Y 2 O 3)基陶瓷材料經(jīng)1次熱震循環(huán)即有裂紋產(chǎn)生,而加入20%的SiCw經(jīng)過6次才有裂紋,而經(jīng)過8次仍沒有開裂。羅學(xué)濤等 [12] 在1000e和500e溫差的熱震實(shí)驗(yàn)表明:SiCw對熱沖擊引起裂紋擴(kuò)展的影響起著關(guān)鍵作用。3..3改變其他性能

改變其它性能如導(dǎo)電性、吸波性等。

4.晶須增韌機(jī)制

晶須增韌的理論主要 是1988年P(guān).F.Becher提出的晶須增韌公式，即晶須的應(yīng)變能和從集體拔出的能量變化，這種能量變化，提高了陶瓷材料的韌性。

[3]。

微裂紋效應(yīng)

微裂紋增韌是較早提出的在多種材料中都存在的一種增韌機(jī)理:即在裂紋尖端的應(yīng)力場和殘余應(yīng)力作用下,晶須成為微裂紋源,而在裂紋前方形成散布的(不連通的)微裂紋區(qū)。[13] 4.2 裂紋偏轉(zhuǎn)效應(yīng)

裂紋偏轉(zhuǎn)增韌是裂紋非平面斷裂效應(yīng)的一種增韌方式。裂紋擴(kuò)展到達(dá)晶須減

少, 時,被迫沿晶須偏轉(zhuǎn),這意味著裂紋的前行路徑更長,裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度裂紋偏轉(zhuǎn)的角度越大,能量釋放率就越低,增韌效果就越好,斷裂韌性就提高。[2] 4.3裂紋橋聯(lián)效應(yīng)

裂紋橋聯(lián)是一種裂紋尖端尾部效應(yīng)。即裂紋擴(kuò)展過程中遇上晶須時,裂紋有可能發(fā)生穿晶破壞,也有可能出現(xiàn)互鎖現(xiàn)象(Interlocking)即裂紋繞過晶須并形成摩擦橋[2]。4.4 晶須拔出效應(yīng)

拔出效應(yīng)是指當(dāng)裂紋擴(kuò)展遇到高強(qiáng)度晶須時,在裂紋尖端附近晶須與基體界面上存在較大的剪切應(yīng)力,該應(yīng)力極易造成晶須與界面的分離開裂,晶須可以從基體中拔出,因界面摩擦而消耗外界載荷的能量而達(dá)到增韌的目的。同時晶須從基體中拔出會產(chǎn)生微裂紋來吸收更多的能量。[14]

5.晶須參數(shù)對其性能的影響

5.1晶須強(qiáng)度

晶須強(qiáng)度Rw提高,能使裂紋閉合力界面滑移長度Ls都增加,所以Kb和Kd都相大,使材料韌性提高。隨晶須強(qiáng)度提高, K b和基本上呈線性增長。在晶須強(qiáng)度較低時, K b< 在晶須強(qiáng)度較高時,有Kb>Kd,說明隨晶須增加,占主導(dǎo)地位的增韌機(jī)理逐漸由裂紋偏韌機(jī)理過渡到裂紋橋聯(lián)增韌機(jī)理。[15] 5.2晶須彈性模量

晶須彈性模量下降,說明晶須在發(fā)生斷裂之前可以有較大的彈性變形,從使晶須斷裂要消耗較多的能量,橋聯(lián)增韌效果增大。[15] 5.3晶須尺寸

大尺寸晶須有利于陶瓷韌化,在晶須長徑比超過一定的值后,尺過變化只影響橋聯(lián)增韌效果,并且能使橋聯(lián)增韌效果超過裂紋編轉(zhuǎn)增韌效果。[15]

6.晶須增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用、存在的問題及展望

6.1應(yīng)用

SiC陶瓷材料比其它同種材料制成的刀具具有更高的硬度、抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性、耐磨性和耐熱性,因而具有更長的壽命。從80年代中期以來,人們將其廣泛

用于切削工具中。磷酸鈣系生物陶瓷晶須同其它增強(qiáng)材料相比,不僅不影響材料的增強(qiáng)效果,而且由于良好的生物相容性,可廣泛應(yīng)用于生物陶瓷材料中。利用羥基磷灰石晶須的生物活性也可制得生物復(fù)合材料。利用晶須的特殊性能制備各種性能優(yōu)異的功能型復(fù)合材料 ,如鉍鍶鈣銅氧系晶須的超導(dǎo)性制得超導(dǎo)體復(fù)合材料,二氧化錫晶須的導(dǎo)電性制得導(dǎo)體等先進(jìn)復(fù)合材料[16]。6.2存在的問題及展望

（1）目前許多的制備技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)階段沒有大規(guī)模的生產(chǎn)運(yùn)用，如SiC晶須增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料等，對其動力學(xué)過程還不十分了解。加強(qiáng)對制備工藝的研究，將是研究的重點(diǎn)之一。

（2）對于晶須參數(shù)對陶瓷基復(fù)合材料性能的影響雖有許多模型等，實(shí)驗(yàn)得出了許多好的結(jié)果，但對于不同的材料其影響機(jī)制不同，是否可以提出一種比較統(tǒng)一的影響條件規(guī)律仍有待研究。

（3）對于晶須增韌來說，這種單一的增韌機(jī)理具有一定的局限性，將來的研究中對于多種增韌機(jī)制并存時大幅提高增韌效果的解決辦法，早已有實(shí)踐，如晶須和相變復(fù)合增韌陶瓷的復(fù)合增韌研究等[17]。

（4）除了利用陶瓷材料的力學(xué)性能外，發(fā)展期功能特性和機(jī)械性能的結(jié)合將是未來研究應(yīng)用的重要方向。

參考文獻(xiàn)

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第三篇：塑料增韌劑介紹

增韌劑系列：

（又稱為：增韌母料、增韌料、彈性體、彈簧料、改性劑）廠家直銷 增韌劑特點(diǎn)：

可與塑料混合抽粒，直接添加成型等多種加工方式。增韌劑與塑膠混合在不影響塑料本身物性的前提下提高它的抗沖擊強(qiáng)度，韌性，拉伸強(qiáng)度，耐曲折性，抗寒性，緩解熱脹冷縮，降低成本。根據(jù)客戶的要求添加。可根據(jù)客戶的需求定做各種性能比/價格比的增韌劑。

增韌劑（又稱為：增韌母料、增韌料、彈性體、彈簧料、改性劑）廠家直銷 增韌劑參數(shù)：

||-品牌-||：國豐橡塑

||-產(chǎn)地-||：浙江義烏

||-規(guī)格-||：白色，黑色，透明，黃色顆粒狀

||-材質(zhì)-||：進(jìn)口橡膠原料

||-產(chǎn)量-||：1000噸/月

||-設(shè)備-||：雙螺桿擠出機(jī)3套、密煉機(jī)一套、比重檢測儀、熔指檢測儀、抗沖擊

強(qiáng)度檢測儀、拉伸強(qiáng)度檢測儀、硬度檢測儀等各種檢測設(shè)備。||-適用范圍-||：聚苯（PS）、HIPS、聚丙（PP）、聚乙（PE）、ABS、PBT、塑料再生料、PS片材、PP片材、PS發(fā)泡相框線條、圣誕禮品、空調(diào)外殼、電視機(jī)外殼、電腦外殼、鍵盤外殼、電話機(jī)外殼、汽車保險杠，塑料復(fù)合井蓋、三型聚丙烯PP-R管，塑料衣架、塑料桶/盆等多種工程塑膠。

增韌劑添加比例：PS增韌劑：5-10%；PP增韌劑：3-15%；ABS增韌劑：5-12%；PBT增韌劑：8-10%；PE增韌劑：10%，添加比例根據(jù)客戶塑料的底料及增韌劑的性能而定。

產(chǎn)品包裝：白色增韌劑：25KG/包、黑色增韌劑：25KG/包、透明增韌劑：20KG/包、黃色增韌劑：20KG/包、半透明增韌劑：20KG/包。紙皮袋包裝。運(yùn)輸方式：外地由物流發(fā)貨，發(fā)貨期限自客戶下單第二天起算。

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第四篇：PP-R增韌劑功能及應(yīng)用

PP-R增韌劑功能及應(yīng)用

無規(guī)共聚：

無規(guī)共聚所得的產(chǎn)物稱為無規(guī)共聚物。由兩種(或兩種以上)單體單元規(guī)則排列連接形成。兩種單體羊元序列長度分布各自均無規(guī)分布。組成不均一的混合物。無規(guī)共聚物都具有很好的性能。

抗蠕變性：

材料在恒載下（外界載荷不變）的情況下，變形程度隨時間增加的現(xiàn)象，蠕變不僅出現(xiàn)在塑料（高分子材料中），還出現(xiàn)在金屬材料中．蠕變反映的是材料在載荷下的流變性質(zhì)，即受載后的流動；對于塑料和其他高分子材料而言反映了其內(nèi)在的粘彈性．蠕變性還反映了塑料在溫度變化下，自身的穩(wěn)定情況

溫度梯度：

是自然界中氣溫、水溫或土壤溫度隨陸地高度或水域及土壤深度變化而出現(xiàn)的階梯式遞增或遞減的現(xiàn)象。通常把溫度增加的方向作為正方向。

結(jié)晶取向：

聚合物以結(jié)晶態(tài)存在，取向?yàn)榛瘜W(xué)結(jié)構(gòu)的取向排布

溫度是塑料結(jié)晶過程中最敏感的因素，溫度相差1℃，則結(jié)晶的速度可相差幾倍。塑料熔體從Tm以上冷卻到Tg以下，這一過程的速度稱為冷卻速度，它是晶核存在或生長的決定性條件。

PP-R存在的問題

1、PPR材料天然缺陷：低溫（0℃以下）韌性不好即會產(chǎn)生低溫脆裂，特別是在北方低溫水管會脆裂，施工的過程中還要輕拿輕放。

2、產(chǎn)生一定的廢品率（20-40%）：

管材在加工過程中管拉出來后會冷卻，管材冷卻即為結(jié)晶的過程，要求結(jié)晶取向、結(jié)晶粒越多越小，晶粒之間有許多連接點(diǎn)，表現(xiàn)為良好的韌性、抗壓強(qiáng)度高且抗蠕變開裂，要求管材加工企業(yè)需要有嚴(yán)格的加工條件，精確的施工工藝控制和冷卻定型溫度梯度場值（受到環(huán)境、天氣、溫度、濕度、工藝等因素的影響）。這對于絕大多數(shù)企業(yè)來說是一個難以逾越的挑戰(zhàn)。產(chǎn)生的廢品需要破碎回爐。

3、PPR冷水管目前主要采用POE或EPDM等軟性材料進(jìn)行增韌處理，）這種增韌方法除了導(dǎo)致成本上升，另使管材使用壽命大幅下降（PPR管材設(shè)計壽命為50年，此種增韌方式降到5年）這些增韌劑無法用在熱水管，耐壓強(qiáng)度不過關(guān)，因?yàn)檫@些增韌劑熱變形溫度在50℃，PPR熱水管要求長期使用溫度為70℃，短期使用溫度為90℃。（尤其95℃熱水耐壓強(qiáng)度），無法達(dá)到使用條件。

4、傳統(tǒng)PPR管材增韌是個行業(yè)空白點(diǎn)，單純從PPR材質(zhì)上沒什么辦法解決，所以出現(xiàn)了一些新工藝管材：1、用幾種樹脂進(jìn)行多層共擠結(jié)合幾種樹脂的特性形成剛韌性平衡：比如，內(nèi)層用PPR，中層用軟性材質(zhì)；2、用金屬復(fù)合工藝，鋁塑復(fù)合或銅塑復(fù)合。

這些復(fù)合工藝都直接導(dǎo)致加工設(shè)備和工藝復(fù)雜，加工成本增加，廢品率高。另外，原材料成本成倍增加。

目前的一種PPR增韌劑：β晶形成核劑（15-30萬元/噸，用量為3‰），其主要原理為干擾PP結(jié)晶，使結(jié)晶度提高，但是還是要有一定的加工條件（免不了出現(xiàn)加工缺陷）和控制好冷卻定型溫度梯度場值，不可避免的還會出現(xiàn)廢品率。并沒有從本質(zhì)上真正意義徹底的增韌。

PP-R增韌劑解決的問題：

我司以有機(jī)/無機(jī)納米自組裝技術(shù)開發(fā)的PPR管材專用增韌劑，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)增韌同時，PPR的抗拉伸強(qiáng)度、剛性、耐壓強(qiáng)度（尤其95℃熱水耐壓強(qiáng)度）彎曲模量均有提高。

技術(shù)原理：目前市面上的納米碳酸鈣采用常規(guī)共混復(fù)合方法制備的納米粉體填充聚合物，復(fù)合材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到納米分散水平，而只屬于微觀的復(fù)合材料。原因在于當(dāng)填料粒徑減小到納米尺寸時，粒子的比表面積很大，使粒子間的自聚作用非常顯著，粒子很容易團(tuán)聚在一起，這樣與使用普通高目數(shù)的碳酸鈣粉體區(qū)別不大。我司的納米復(fù)合增韌劑達(dá)到納米尺度的界面改性技術(shù)，其對聚合物的影響因素主要是粒子大小、聚集狀態(tài)和表面活性等方面，完全消除填料與聚合物基體間的界面張力，實(shí)現(xiàn)理想的界面粘接（既具有因粒子微細(xì)和鏈狀結(jié)構(gòu)而生成的物理纏結(jié)作用，又具有由于表面活性而引起的化學(xué)結(jié)合作用，在聚合物填充中表現(xiàn)了良好的補(bǔ)強(qiáng)作用），填料在聚合物基體中的分散達(dá)到納米尺度，將無機(jī)填充物的剛性、尺寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性與聚合物的韌性、加工性及介電性完美地結(jié)合起來，形成性能優(yōu)異的聚合物基納米復(fù)合材料。

1、PPR材料韌性提高，解決了韌性差而產(chǎn)生的低溫脆裂的天然缺陷

2、不會產(chǎn)生廢品率：因?yàn)樵鲰g劑中的特殊納米粉體處理技術(shù)干擾PPR管材在冷卻過程中PP結(jié)晶，對PP結(jié)晶有明顯的誘導(dǎo)作用，起到了異相成核作用，結(jié)晶度提高（晶粒多、晶粒尺寸小，晶粒之間有許多連接點(diǎn)），PPR管表現(xiàn)為良好的韌性、抗壓強(qiáng)度高且抗蠕變開裂，因而對管材的加工條件和冷卻定型溫度梯度（傳統(tǒng)工藝中定型溫度梯度場值很難精確的控制）沒有嚴(yán)格要求（加工溫度寬度大），工藝操作簡單、不會產(chǎn)生廢品率（不需要破碎回爐，節(jié)省人工、電力、提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量），大大方便了PPR管材企業(yè)。

3、提高耐壓強(qiáng)度（尤其95℃熱水耐壓強(qiáng)度）、抗沖擊強(qiáng)度：因?yàn)樘厥獾募{米粉體處理技術(shù)能吸收沖擊能量，分散粒子與樹脂界面結(jié)合良好，樹指受到外力作用時，剛性納米級碳酸鈣粒子引起基體樹脂銀紋化吸收能量，從面提高增韌效果，如汽車玻璃與普通玻璃的區(qū)別：汽車玻璃在受到?jīng)_擊時不會出現(xiàn)普通玻璃的一裂到底的現(xiàn)象，而是出現(xiàn)在受沖擊點(diǎn)為中心點(diǎn)擴(kuò)散開來的很多的微小裂塊，即將受到的沖擊能量化解掉，阻擋力量的傳播。具有很好的抗沖擊性能、耐壓性能和抗蠕變性能。

4、不需要做多層復(fù)合工藝技術(shù)，只需做單層即可，使工藝更為簡單化。

5、用量：在PPR樹脂中加入5%-8%

SPA增韌劑

6、各項檢測數(shù)據(jù)詳見下表。

2、PPR管材專用抗沖改性劑—SPA-30R性能指標(biāo)

項

目

性能指標(biāo)

外

觀

白色或淡黃色粒子

比重（g/cm3）

1.532

熔融指數(shù)（g/10min，230℃，5kg）

0.5323、SPA-30R與PPR樹脂復(fù)合性能測試

SPA-30R/PPR=8/92配比按要求制成樣條測試。

表3?1

SPA-30R增韌PPR樹脂測試性能表

項

目

PPR

SPA-30R/PPR=8/92

方法

拉伸強(qiáng)度（MPa）

D638

斷裂拉伸強(qiáng)度（MPa）

D638

斷裂伸長率（%）

560

575

D638

彎曲模量（MPa)

810

1300

D790A

硬度（R）

D785

維卡軟化點(diǎn)（℃，1kg）

138

144

D1525B

懸臂梁沖擊韌性（J/m）（V型，-20℃）

破壞

D256

懸臂梁沖擊韌性（J/m）（V型，23℃）

130

D2564、SPA-30R在PPR管材中的應(yīng)用性能

SPA-30R增韌劑與PPR樹脂：按SPA-30R/PPR=8/92配比，擠出PPR管，取樣對比測試。

表4?1

PPR管材及SPA-30R增韌PPR管材性能測試表

項

目

技術(shù)要求

PPR管

增韌PPR管

測試標(biāo)準(zhǔn)

線膨脹系數(shù)

（mm/m·k）

0.23～0.24

0.240

0.235

GB1036-89

彈性模量

（N/mm2，20℃）

0.14～0.16

0.14

0.15

GB1040-79

拉伸強(qiáng)度（MPa）

≥20

GB1040-79

縱向回縮率

（150℃，2h，%）

≤2

1.2

GB6671.3-86

擺錘沖擊試驗(yàn)

(0℃，10個，破壞率%)

<10

0

GB1043-79

擺錘沖擊試驗(yàn)

(-10℃，10個，破壞率%)

—

0

GB1043-79

擺錘沖擊試驗(yàn)

(-20℃，10個，破壞率%)

GB1043-79

液壓試驗(yàn)

短期：20℃

環(huán)應(yīng)力：16MPa

無滲漏

無滲漏

無滲漏

GB6111-85

長期：95℃熱水

環(huán)應(yīng)力：3.8MPa

165h

無滲漏

20%滲漏

無滲漏

GB6111-85

從以上測試來看，SPA-30R增韌的PPR不僅強(qiáng)度高，而且低溫韌性遠(yuǎn)優(yōu)于未增韌的PPR管。熱水靜壓試驗(yàn)表明增韌PPR管具有更好的耐壓性能和95℃熱水狀態(tài)抗蠕變性能。

5、SPA-30R包裝、貯運(yùn)及衛(wèi)生性

SPA-30R包裝規(guī)格：25kg/包。

SPA-30R按常規(guī)化學(xué)品運(yùn)輸，貯存，產(chǎn)品有效期三年。產(chǎn)品應(yīng)貯存在干燥、通風(fēng)處。

SPA-30R無毒，完全符合國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)要求。

第五篇：杜晶有效增員 感悟

如何讓“持續(xù)不斷抓有效

堅定不移抓增員”轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力

壽險經(jīng)營是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它圍繞人力資源的開發(fā)和運(yùn)用、激勵機(jī)制的形成、管理制度的發(fā)展和完善、教育訓(xùn)練水平的提高開展工作，是公司綜合管理水平的體現(xiàn)，也是公司和營銷管理者把握市場、把握隊伍、把握市場競爭的能力的體現(xiàn)。運(yùn)城中支本部經(jīng)過1個月的籌備，15天的市場歷練，新團(tuán)隊在成長和發(fā)展中的問題也日漸突現(xiàn)，比如到會率下降，有效達(dá)成未如期持續(xù)增長，增員情況目前從個人技能上來看比較欠缺，而且個人展業(yè)意愿不強(qiáng)，因此如何讓“持續(xù)不斷抓有效堅定不移抓增員”真正轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，如何有效地使用可利用資源，調(diào)動各種因素激發(fā)各級營銷人員的積極性，使團(tuán)隊的業(yè)務(wù)得到健康持續(xù)地發(fā)展，是營銷管理工作的重要內(nèi)容。

一、持續(xù)不斷抓有效

對新隊伍當(dāng)中有效人力的提升，是目前本部期待解決的瓶頸問題：未出單人員從業(yè)信心不堅定，觀念上存有偏差，缺乏創(chuàng)業(yè)的心態(tài)，目標(biāo)不明確，早會不出勤，追蹤電話不接，新主管不會管理等等，造成有效人力未能如期達(dá)成目標(biāo)，對各小組及整個團(tuán)隊的穩(wěn)定性有很大的影響。為提高團(tuán)隊整體戰(zhàn)斗力，增強(qiáng)團(tuán)隊的凝聚力和向心力，從而提高隊伍的競爭力，只有持續(xù)不斷抓有效；只有這樣才能讓各種培訓(xùn)、訓(xùn)練得以開展，才能逐步提升人員的展業(yè)技能，才能提高隊伍的留存率，才能讓隊伍得到擴(kuò)充與發(fā)展，才能讓公司的發(fā)展策略、增員策略和市場推動措施得以實(shí)施。因?yàn)榉諊辛?，技能提升了，伙伴們都有收入了，他們的從業(yè)意愿才會增強(qiáng)，組織發(fā)展的意愿也會自然提升。這是相輔相成的關(guān)系。在落實(shí)以上要求時，還要注意把握好以下幾個方面：一是市場形勢瞬息萬變，一步落后，步步被動，著著挨打，營銷經(jīng)營必須牢牢把握市場競爭的主動權(quán)，保持市場變化的敏感性，如在市場形勢變化后再調(diào)整經(jīng)營的策略就十分被動的；二是專業(yè)化經(jīng)營是市場競爭的基礎(chǔ)，沒有扎實(shí)的專業(yè)化工作為前提，就沒有市場競爭力，就沒有參與市場競爭的資本，即使對市場形勢先知先覺也是無濟(jì)于事；因此在推動有效人力增加的同時，要練好內(nèi)功加強(qiáng)專業(yè)化銷售，才能在市場競爭中處于不敗之地。

二、堅定不移抓增員

近幾年的業(yè)務(wù)發(fā)展也表明，隊伍規(guī)模處于弱勢的單位，市場競爭也肯定處于弱勢地位。不斷壯大隊伍規(guī)模，是壽險業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展的必然所在。增員是個人壽險業(yè)務(wù)發(fā)展的永恒主題。組織發(fā)展是硬道理，是壽險經(jīng)營的生命線。增員與業(yè)務(wù)發(fā)展是相輔相成的，業(yè)務(wù)快速發(fā)展了，增員的積極性也就提高了；同樣，隊伍壯大對于提高業(yè)務(wù)人員士氣和市場競爭力，促進(jìn)業(yè)務(wù)發(fā)展無疑是積極有效的?！皥远ú灰谱ピ鰡T”能持續(xù)有效促進(jìn)隊伍的擴(kuò)充和人力的補(bǔ)充，同時也促進(jìn)各級主管管理能力和水平有效提升。但在隊伍迅速增長的同時與之相適應(yīng)的后勤支援及主管輔導(dǎo)、育成、管理、跟進(jìn)、協(xié)調(diào)能力都要跟上，這是隊伍有效壯大的保證。因?yàn)閺?qiáng)化增員，擴(kuò)大隊伍規(guī)模與提高各級主管的能力聯(lián)系非常緊密。通過教育培訓(xùn)、制度引導(dǎo)與后勤支援相配套，加強(qiáng)對初級主管輔導(dǎo)能力的培養(yǎng)，使他們對屬員進(jìn)行良好的輔導(dǎo)與育成，提高新人的留存率，保持隊伍發(fā)展的穩(wěn)定性；對高級主管則更需要提高其管理意識，強(qiáng)化其協(xié)調(diào)能力與管理能力的培養(yǎng)，從更高的角度來發(fā)展團(tuán)隊、管理團(tuán)隊，并確保組織經(jīng)營的穩(wěn)定性，從而保證其團(tuán)隊規(guī)模及業(yè)績的穩(wěn)步發(fā)展。

同時要注意增員與育成相輔相成的規(guī)律。大家都知道如果不把現(xiàn)有人力有效留存，其結(jié)果是前功盡棄。增員工作也是如此，如果不把增進(jìn)的員育成好，其結(jié)果也一定是前功盡棄。要處理好增員與育成的關(guān)系，就必須認(rèn)識到隊伍發(fā)展的根本是育成能力而不是增員能力，通過觀念的教育、制度的建立，拓展業(yè)務(wù)人員的展業(yè)技能和發(fā)展需求，才能有效地促進(jìn)增員。但如果不重視育成工作其結(jié)果只能是大進(jìn)大出，給隊伍建設(shè)造成被動；其次育成觀念必須進(jìn)行積極的引導(dǎo)，從組織發(fā)展的穩(wěn)定性和利益比較二個方面引導(dǎo)各級主管重視培養(yǎng)下級主管，從而滿足自我實(shí)現(xiàn)的需求；再次是提供必要的支援，如制定一套適應(yīng)隊伍現(xiàn)狀的育成流程，教育訓(xùn)練、業(yè)績分析評估、交流檢討、成效評估等辦法，職場組訓(xùn)人員配合業(yè)務(wù)主管作好各項育成的基礎(chǔ)工作。在隊伍建設(shè)中增員是基礎(chǔ)，育成是根本，只注重增員不重視育成工作，那么隊伍建設(shè)就成為一句空話；相反地，如果只注重育成工作放松增員，營銷隊伍就會缺乏朝氣，導(dǎo)致隊伍停滯不前。只有使增員速度與育成能力相適應(yīng)，隊伍建設(shè)才會進(jìn)入良性發(fā)展的軌道。

另外“持續(xù)不斷抓有效堅定不移抓增員”十四字方針，不僅促進(jìn)了業(yè)務(wù)發(fā)展，更是促進(jìn)了公司經(jīng)營和管理。因?yàn)闃I(yè)務(wù)發(fā)展是公司發(fā)展的基礎(chǔ)，也是公司經(jīng)營和管理的核心內(nèi)容，公司所有的經(jīng)營管理都是圍繞業(yè)務(wù)發(fā)展這一基礎(chǔ)來運(yùn)作的。隊伍擴(kuò)大了，業(yè)務(wù)增長了，要求也就明顯了。規(guī)范化管理的最終目的是為了維護(hù)公司業(yè)務(wù)長期健康穩(wěn)定快速地發(fā)展。壽險市場的發(fā)展也要求各家公司要遵循市場規(guī)律，維護(hù)客戶的根本利益，共同維護(hù)壽險市場的發(fā)展。加強(qiáng)規(guī)范化管理不僅不會影響業(yè)務(wù)的發(fā)展，而且可以通過規(guī)范化管理在市場上樹立公司的品牌和信譽(yù)，確立公司良好的社會形象，從而促進(jìn)業(yè)務(wù)發(fā)展；其次是通過規(guī)范化管理提高管理層良好的意識，業(yè)務(wù)人員養(yǎng)成良好的習(xí)慣，使業(yè)務(wù)發(fā)展進(jìn)入良性發(fā)展的軌道；三是通過規(guī)范化管理可以保證公司業(yè)務(wù)穩(wěn)定持續(xù)地發(fā)展，保證發(fā)展后勁，同時也有效地防范經(jīng)營風(fēng)險。

壽險的經(jīng)營管理千變?nèi)f化，但“持續(xù)不斷抓有效堅定不移抓增員”十四字方針含概了經(jīng)營管理的精華，只有持續(xù)有效的推進(jìn)這一工作原則，用這一原則不斷檢驗(yàn)和衡量工作進(jìn)展，才能不斷壯大團(tuán)隊，提升隊伍士氣，有效的讓人力轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，才能使公司在日益激烈的市場競爭立于不敗之地，才能促進(jìn)個人壽險業(yè)務(wù)持續(xù)健康地發(fā)展。

本部

杜晶