纳米复合陶瓷模具设计制备及其摩擦磨损行为研究

高性能新型陶瓷模具设计与制备是塑性加工与结构陶瓷交叉研究领域的重要内容之一。本研究拟根据模具使用性能的要求，采用有限元方法分析与计算模具工作时的机械应力和热应力，采用计算智能技术进行材料的组分设计，融合并提出基于计算智能技术的纳米复合陶瓷模具材料的设计理论与方法。以TiN(n)、Ti(C,N)(n)、Al2O3(n)、ZrO2(n)等纳米复合陶瓷模具材料组分体系为基础，研究其制备工艺、微观结构与物理力学性能。进而筛选其中性能良好的1~2种组分体系，采用热压法或冷等静压法制备相应的纳米复合陶瓷模具材料，并研究其增强增韧机理与摩擦磨损机制。把纳米陶瓷与模具设计制造技术相结合，可以充分发挥纳米材料高强度、高韧性、高耐磨性和突出的高温性能等优势，从而开发一种新型纳米复合陶瓷模具。该材料将以其优异的物理力学性能和使用性能，在塑性加工等领域得到广泛应用，并产生良好的经济和社会效益，具有广阔的应用前景。