“超硬碳化硼复合陶瓷的制备和激光加工技术”包含碳化硼复合陶瓷的制备和激光加工两部分,其主要特点和优势为:
(1)碳化硼-金属复合材料是一种可作为零件自身结构(如外壳体)的密度小于2.6g/cm3的轻型复合材料。首先把碳化硼制成含三维连通孔隙的整体骨架,然后把铝合金熔渗入骨架中,调节骨架中孔隙特性,便可调节材料硬度、韧性和界面面积,寻求最佳综合性能;
(2)利用激光能量的高度集中、受作用区域的剧烈热效应和吸收率大等特点,将碳化硼陶瓷的热应力转化为控制裂纹扩展的动力,对厚度达5 mm-15mm的碳化硼陶瓷板料实现了高效高精度高质量的精确切割;
(3)解决了超硬碳化硼陶瓷(50GPa)材料的高质量加工问题,改善了金刚石加工周期较长,成本高,精度低等缺陷;
(4)该技术具有能耗低,易于数字化和自动化、理论具有独创性等优点,获得省部级以上单位验收,已申请国家专利(申请号:200710082082.9)。
在工业和医学等众多领域具有应用前景。碳化硼-金属复合材料既充分利用了碳化硼硬度高的特点,又在一定程度上保留了金属韧性好的特点。加工技术可作如下推广:一是借助数字控制技术,切割出复杂边缘曲线;二是应用于与碳化硼陶瓷具有类似特性的陶瓷材料。
经济效益和社会效益分析:应力控制激光技术可为工业生产带来低成本,高效率的效果,对环境的负面影响也降低,符合新型工业化道路的低能耗、高利用率、污染小的要求。