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| 編輯推薦： |
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1）本书系统地介绍了石墨烯梯度纳米复合硬质刀具材料的研究现状、设计原则与方法、制备工艺与性能评价，重点突出了硬质刀具材料强韧化设计与实践。2）本书对于丰富刀具设计理论、提高切削加工效率及加工质量具有重要的理论和实际意义。3）本书适合从事硬质刀具材料研制与生产的技术人员使用，也可供无机非金属材料工程、粉末冶金工程、机械制造工程等相关专业的在校师生参考。
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| 內容簡介： |
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本书系统地介绍了石墨烯梯度纳米复合硬质刀具材料的研究现状、设计原则与方法、制备工艺与性能评价，重点突出了硬质刀具材料强韧化设计与实践。本书的主要内容包括绪论、先进硬质复合刀具材料高致密高强韧设计、石墨烯/陶瓷黏结相梯度纳米复合硬质合金刀具材料、热压烧结石墨烯-碳化硅晶须/陶瓷黏结相硬质合金刀具材料、放电等离子烧结石墨烯-碳化硅晶须/无黏结相硬质合金刀具材料、多维强韧化无黏结相梯度纳米复合硬质合金刀具材料、多维强韧化超细晶高熵碳化物陶瓷刀具材料。本书对于丰富刀具设计理论、提高切削加工效率及加工质量具有重要的理论和实际意义。
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序前言第1章绪论11.1硬质合金刀具材料替Co黏结相研究概述21.2硬质合金刀具材料金属替Co黏结相31.2.1Fe黏结相硬质合金刀具材料31.2.2Ni黏结相硬质合金刀具材料91.2.3其他金属替Co黏结相111.3硬质合金刀具材料金属间化合物替Co黏结相111.3.1铁铝化合物黏结相硬质合金刀具材料111.3.2镍铝化合物黏结相硬质合金刀具材料131.3.3其他铝基化合物黏结相硬质合金刀具材料141.4硬质合金刀具材料高熵合金替Co黏结相141.5硬质合金刀具材料陶瓷替Co黏结相151.5.1陶瓷替Co黏结相硬质合金刀具材料概述151.5.2陶瓷替Co黏结相硬质合金刀具材料强韧化161.6功能梯度刀具材料181.6.1功能梯度硬质合金刀具材料181.6.2功能梯度金属陶瓷刀具材料201.6.3功能梯度陶瓷刀具材料201.6.4功能梯度材料热-力学性能21参考文献22第2章先进硬质复合刀具材料高致密高强韧设计352.1引言352.2先进硬质复合刀具材料致密化设计372.2.1致密化概述372.2.2陶瓷黏结相设计402.2.3纳米复合（精细复合）设计412.2.4烧结工艺设计432.3先进硬质复合刀具材料强韧化设计452.3.1强韧化概述452.3.2组分强韧化472.3.3结构强韧化502.4石墨烯硬质复合刀具材料结构建模与力学性能预报532.4.1结构建模542.4.2裂纹扩展模拟602.4.3力学性能预报632.4.4基于微观结构建模进行力学性能预报的局限性722.5本章小结72参考文献73第3章石墨烯/陶瓷黏结相梯度纳米复合硬质合金刀具材料783.1引言783.2纳米复合刀具材料783.2.1纳米材料783.2.2陶瓷基纳米复合材料803.3石墨烯复合材料813.3.1石墨烯/陶瓷复合材料813.3.2石墨烯/硬质合金复合材料823.4复合粉体制备及烧结工艺823.4.1石墨烯的分散833.4.2石墨烯复合刀具材料粉体制备873.4.3物理化学相容性分析883.4.4梯度设计与烧结工艺893.4.5显微组织观察、物相分析与性能测试方法903.5纳米陶瓷替Co黏结相913.5.1物相组成与显微组织913.5.2力学性能与强韧化机理953.6石墨烯/WC-Al2O3-ZrO2梯度纳米复合硬质刀具材料983.6.1烧结工艺优化及致密化机理983.6.2多层次跨尺度结构1013.6.3硬度与断裂韧度1033.7宏微纳多级强韧化机理1043.7.1一级宏观强韧化——梯度结构强韧化1053.7.2二级微观强韧化——石墨烯强韧化1083.7.3三级纳观强韧化——多元纳米颗粒强韧化1143.8本章小结118 参考文献119第4章热压烧结石墨烯-碳化硅晶须/陶瓷黏结相硬质合金刀具材料1234.1引言1234.2复合粉体制备及烧结工艺1234.3相组成和显微组织分析1254.4致密化1284.5力学性能1294.6强韧化机理1304.7本章小结132参考文献133第5章放电等离子烧结石墨烯-碳化硅晶须/无黏结相硬质合金刀具材料1345.1引言1345.2复合粉体制备及烧结工艺1345.3相组成和显微组织分析1365.4力学性能和强韧化机理1405.5摩擦性能研究1425.5.1摩擦系数1435.5.2磨损率1445.5.3磨损形貌1445.6本章小结145参考文献146第6章多维强韧化无黏结相梯度纳米复合硬质合金刀具材料1476.1引言1476.2石墨烯-碳纳米管/复合材料1486.3复合粉体制备及烧结工艺1496.3.1复合粉体制备1496.3.2梯度设计与烧结工艺1506.3.3显微组织观察、物相分析与性能测试方法1526.4刀具材料梯度结构优化1526.4.1层数优化1526.4.2层厚比优化1536.5物相分析和显微结构1546.6硬度与断裂韧度1586.7强韧化机理1596.8本章小结162参考文献162第7章多维强韧化超细晶高熵碳化物陶瓷刀具材料1667.1引言1667.2高熵碳化物陶瓷1677.3低维碳纳米强韧相/(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Ti0.2W0.2)C高熵陶瓷1687.3.1复合粉体制备及烧结工艺1687.3.2物相分析和显微结构1707.3.3力学性能1767.3.4强韧化机理1787.4石墨烯-碳纳米管/(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Ti0.2Nb0.2)C高熵陶瓷1817.4.1复合粉体制备及烧结工艺1817.4.2物相分析和显微结构1827.4.3力学性能及强韧化机理1857.4.4摩擦学性能及减摩抗磨机理1887.5本章小结191参考文献191
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纵观人类发展史，生产生活中的主导元素都曾经被用来命名人类发展的时代，例如石器时代、青铜时代、铁器时代、钢铁时代等。当今社会制造生产工具的主导元素是钨，从某种意义上说，当今社会正处于钨时代，或者说是硬质合金时代。硬质刀具材料主要包括硬质合金、结构陶瓷、金属陶瓷、超硬刀具材料等，其中硬质合金占据切削加工的主导地位。然而，传统WC-Co硬质合金刀具的组织结构均质性、力学性能矛盾性（硬度与韧性、耐磨性与强度）及高温性能表现不足，决定了其难以适应高速切削过程的非均匀热-力-化学多场耦合与交互作用。此外，W和Co均属国家稀缺战略资源，其价格持续上升，如何节约W资源和Co资源已成为我国乃至全球不可回避的一个重大课题，发展新型硬质刀具材料可推动硬质刀具材料的研究从工艺到理论、从性能到应用都提高到一个崭新的阶段。本书系统地介绍了石墨烯梯度纳米复合硬质刀具材料的研究现状、设计原则与方法、制备工艺与性能评价，重点突出了硬质刀具材料强韧化设计与实践。本书的主要内容有硬质合金刀具材料替Co黏结相设计、纳米复合硬质刀具材料、梯度复合硬质刀具材料、梯度纳米复合硬质刀具材料、石墨烯强韧化硬质刀具材料、碳化硅纳米线强韧化硬质刀具材料、多维强韧化硬质刀具材料、高熵硬质刀具材料等。本书对于丰富刀具设计理论、提高切削加工效率及加工质量，具有重要的理论意义和实际意义。本书的出版得到了国家自然科学基金项目（52005396）及山东大学齐鲁青年学者项目的资助。在课题研究和书稿撰写过程中得到了燕山大学黄传真教授，山东大学邓建新教授、翟鹏教授、周咏辉副教授，西安交通大学皇志富教授、邢建东教授、高义民教授等的热情指导和帮助，在此表示衷心感谢。我的研究生赵文龙参与了本书第2章中石墨烯硬质复合刀具材料结构建模与力学性能预报的相关研究工作。在编写中，作者参考了国内外一些专著与文献，特向作者致谢，并向在本书编写、出版过程中给予帮助和支持的同志们表示谢意。由于作者理论和实践水平有限，书中难免存在不妥之处，敬请读者给予批评指正。 孙加林
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