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        陶瓷结合剂磨具是磨料磨具行业的重要组成部分，相较于金属结合剂磨具与树脂结合剂磨具，其具有耐热性好、多孔结构易散热、易排屑、磨削弹性形变小、磨削精度高、自锐性好等优点，被广泛应用于各行各业。陶瓷结合剂磨具的性能很大程度上取决于陶瓷结合剂的性能，而陶瓷结合剂的性能与其组成成分和制备工艺相关。

        作为超硬材料行业常用的金刚石磨料，耐高温性能较差，所以其所需结合剂应具有较低的烧结温度以及合适的流动性和热膨胀系数。R2O- Al2O3-
B2O3- SiO2体系是金刚石砂轮常用的一种陶瓷结合剂体系，不同的组分具有不同的作用，对磨具性能有不同的影响。

        这篇文章通过改变结合剂中Al2O3、B2O3和SiO2的含量进行烧结分析，探讨不同组分含量对结合剂各性能的影响情况，以期给大家使用陶瓷结合剂和改善金刚石砂轮性能提供一些有价值的指导。

        结合剂的耐火度分析

        结合剂的耐火度是直接影响磨具烧成温度的性能指标。B2O3在陶瓷结合剂中具有降低耐火度的作用，而SiO2和Al2O3在陶瓷结合剂中会使结合剂耐火度升高，且Al2O3对结合剂耐火度的影响要比SiO2的影响大。

        结合剂的流动性分析

        结合剂的流动性是反映结合剂在高温熔融状态下黏度变化的参数，结合剂的流动性越高，其与磨料的结合性能越好。B2O3在陶瓷结合剂中具有提高结合剂流动性的作用，而Al2O3则会使陶瓷结合剂的流动性降低。

        结合剂的热膨胀系数分析

        为了使烧结过程中陶瓷结合剂与磨料之间具有更好的把持力，避免结合剂与磨料界面之间产生热应力，因此陶瓷结合剂的热膨胀系数需要与磨料的热膨胀系数相匹配。陶瓷结合剂的热膨胀系数是由各组分的含量及形成的网络结构决定的。当结合剂中Al2O3 + B2O3 和Na2O 的摩尔比n(Al2O3 +B2O3) / n(Na2O)＜1 时， Al2O3 和B2O3 会与Na2O中的氧离子结合形成[AlO4] 和[BO4]，参与到结合剂的网络结构中，令结合剂的网络结构致密化，进而降低结合剂的热膨胀系数；当n(Al2O3 + B2O3) / n(Na2O)＞1 时，Na2O 中的氧离子不足， Al2O3和B2O3 形成[AlO3]和[BO3] 三角体，使网络结构的致密性降低，导致热膨胀系数升高。

        受Al2O3、B2O3和SiO2含量的共同影响，Al2O3和SiO2含量增加通常能够提高结合剂的抗折强度，而B2O3的影响因Al2O3含量不同而变化。

        结合剂的显微硬度分析

        当SiO2 质量分数为65% 时，结合剂中B2O3质量分数由10% 上升至25%，结合剂的显微硬度上升35 MPa；当Al2O3质量分数为15% 时，结合剂中SiO2质量分数由15% 上升至30%，结合剂的显微硬度上升60 MPa；当B2O3  质量分数为20% 时，结合剂中SiO2质量分数由55% 上升至70%，结合剂的显微硬度上升93 MPa。因此可以推断，各组分对结合剂显微硬度提高的影响为SiO2> B2O3> Al2O3。

        金刚石砂轮用的陶瓷结合剂，往往组分少则五六种，多则十余种，按照玻璃网络学说，各组分又分为网络形成体、网络修饰体，网络中间体，功能不同，影响各异。超硬制品行业专业研究陶瓷结合剂的多在高校，因为玻璃的复杂性，至今连玻璃形成学说也没定论，加之其性能的重要性，所以研究价值还是非常大的。大家可以看到，高校里对玻璃不同体系、不同成分的研究成果林林总总，但是另一个不争的事实：普遍超硬制品生产企业缺乏相关的研究，多年来死守一两种陶瓷结合剂，导致砂轮制品难有质的突破。