Al－Fe系梯度功能材料断口特征及其多尺度分形研究

研究了Ａｌ－Ｆｅ系梯度功能材料的试样不同部位的断口特征；基于离散分形布朗随机场模型，对试样断口进行多尺度分形研究，结果表明断口的分形参数Ｈ值也呈梯度分布，它反映了该材料的韧性呈梯度分布。     

内部氢对奥氏体不锈钢拉伸断口分形维数的影响

采用热充氢方法研究了1Cr18Ni9Ti、21Cr6Ni9Mn、Fe31Cr14Ni奥氏体不锈钢的氢脆性能。采用垂直截面法测量了不同热充氢时间拉伸试样的断口分形维数,分析了材料氢脆性能与分形维数的相关性。研究表明:随着充氢时间的延长,3种材料内部氢含量增加、断面收缩率降低、氢致塑性损减增加。反映在断口分形维数上,表现为断口分形维数随充氢时间的延长而降低,且断口分形维数与其断面收缩率呈线性相关。断口分形维数能够描述氢对材料性能的影响。     

分形维数与D6AC钢的韧性

本文研究了超高强度钢Ｄ６ＡＣ的断裂韧性、冲击韧性和拉伸面缩率与断口分形维数的关系。分别用二次电子线扫描和数字图像法断裂韧性试样的断口分形维数，得出试样的韧性与分形维数Ｄｓｅ，ＤＨ和ＤＬ成正比关系，即韧性随分形维数增大而增加。试样断口的粗糙度由夹杂物引起差异小于金相组织不同引起的差异时，使用数字图象法测得的分形维数与韧性的线性关系优于二次电子线扫描的结果。     

D6AC钢冲击断口形貌的分形研究

本文利用扫描电镜对含MnS夹杂物和含ZrN夹杂物的D6AC钢的冲击断口形貌进行了观察与分析;利用数字图象法测定了试样的断口分形维数,揭示了冲击断口形貌和冲击韧性与夹杂物含量之间的内在联系,探讨了材料冲击断口形貌与分形维数的关系,拓宽了分形几何学在材料领域的应用范围。     

D6AC钢冲击断口形貌的分形研究

本文利用扫描电镜对含Mn$夹杂物和含ZrN夹杂物的D6AC钢的冲击断口形貌进行了观察与分析;利用数字图象法测定了试样的断口分形维数,揭示了冲击断口形貌和冲击韧性与夹杂物含量之间的内在联系,探讨了材料冲击断口形貌与分形维数的关系,拓宽了分形几何学在材料领域的应用范围.     

分形维数与D6AC钢的韧性

本文研究了超高强度钢Ｄ６Ａｃ的断裂韧性、冲击韧性和拉伸面缩率与断口分形维数的关系。分别用二次电子线扫描和数字图象法测定断裂韧性试样的断口分形维数，得出试样的韧性与分形维数Ｄｓｅ、Ｄ_Ｈ和Ｄ_Ｌ成正比关系，即韧性随分形维数增大而增加。试样断口的粗糙度由夹杂物引起的差异小于金相组织不同引起的差异时，使用数字图象法测得的分形维数与韧性的线性关系优于二次电子线扫描的结果。     

分形几何在金属材料力学性能研究中的应用

叙述了分形几何在金属材料力学性能研究中的应用。重点介绍了金属材料力学性能试验试样断口的分形分析,并指出了力学性能研究近期动向的热点。     

Ni/ZrO2梯度镀层的制备和性能

采用Watt型镀镍溶液，恒电流电沉积方法制备Ni／ZrO2梯度镀层．扫描电镜(SEM)测试和X-射线衍射分析表明，沿镀层的生长方向，ZrO2的含量由0逐渐增加到21％(体积分数，下同)，呈梯度分布；Ni和ZrO2各自在特定的角度分别出现其衍射特征峰，互不干扰，镀层中ZrO2的含量增高，衍射强度变强．断口分析表明，在梯度镀层的内部，材料的塑性变形能力大，韧性最好；沿镀层生长的方向，断口中的韧窝特征逐渐减小，镀层的韧性下降；在表层的断口中ZrO2微粒明显增多，呈团聚状态，基本上没有韧窝特征，镀层的韧性最差．Ni／ZrO2梯度镀层的韧性由外至内逐渐增加，呈梯度分布，其延展性为复合镀层的2．5倍．     

材料断口分形维数分析

本文分析了应用分形维数描述材料断口轮廓形貌几何特征的局限性。结果指出，分形维数对于材料断口粗糙度的变化是不敏感的，该参数与材料断口轮廓几何形态和断裂韧性之间不存在确定性的关系。     

粉末NBR-PVC共混型热塑性弹性体断裂面的分形维数

本文利用扫描电镜对粉末NBR-PVC共混型热塑性弹性体拉伸断面形貌进行了观察与分析;基于断面小岛周长-面积关系,测定了试样的断口分形维数,考察了NBR含量、拉伸断面分形维数、力学性能(拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度)之间的关系。结果表明,NBR-PVC弹性体拉伸断面的分形维数随着NBR含量的增加而增加,当NBR含量超过29份后其分形维数呈下降趋势;分形维数与材料的拉伸强度、断裂伸长率和邵氏硬度变化关系一致。     

垂直轮廓剖面迹线法测定聚合物材料断面粗糙度的研究

运用垂直轮廓剖面迹线法测定了聚合物材料的断面轮廓线粗糙度参数ＲＬ及聚合物材料冲击强度和断口表面粗糙度参数Ｒｓ的关系。实验结果指出：聚合物的面轮廓线粗糙度与试样形状、断裂性质及断口形貌等因素有关。缺口试样断口形貌均衡分布时，试样两表面的测量值相等；断试样表面和心部测量结果相同；韧断试样表面测量结果大于心部测量结果。无缺口试样冲击脆断时，试样表面测量结果与断裂源位置有关，心部测量结果一般大于两表测量平     

TiC/Ni/TiC材料的SHS合成研究

通过ＳＨＳ结合准等静压法得到了ＴｉＣ／Ｎｉ／ＴｉＣ材料,在ＳＨＳ过程中,Ｎｉ沿试样厚度方向向两层ＴｉＣ中对称渗流,在生层ＴｉＣ当中,Ｎｉ呈梯度分布,材料的硬度从中心向两边呈对称分布。理论上分析了Ｎｉ在两层ＴｉＣ中呈梯度分布所需的渗流动力。     

焊补对船用螺旋桨材料疲劳强度的影响

为了搞清焊补对船舶螺旋桨疲劳强度的影响,在3％人造海水中,采用平面弯曲载荷和应力比R=0.4的螺旋桨实际使用条件下,对基体金属和焊接金属进行了一系列试验。为了使试样的应力梯度和实体螺旋桨的应力梯度一样,试样制成长700毫米、宽200毫米、厚50毫米的大型试样。试样材料,则采用了镍-铝青铜和锰黄铜两种螺旋桨材料。基体金属和焊接金属二者的疲劳强度没有差别。另外,还成功地测定了焊接区周围的残余应力,并且用断口金相显微镜观察了这些材料的疲劳断口。     

双相钢疲劳断口的分形分析

本文研究了双相钢疲劳门槛值与门槛值附近断口形貌和分形维数的关系。初步实验结果表明:分形维数基本上能反映断口粗糙度。发现门槛值随分形维数呈线性变化,门槛值、分形维数和粗糙度都随马氏体含量呈抛物线型变化。     

激光合成梯度功能材料新工艺的研究

研究了激光大光斑加热合成Ａｌ２Ｏ３－Ｔｉ系梯度功能材料，分析了激光合成梯度功能材料的组织结构特征及烧结特性，在试样中埋设微细热电偶成功地测量了激光加热烧结Ａｌ２Ｏ３－Ｔｉ梯度功能材料的温度梯度分布。     

无机多孔材料保水性能与其粒度分布分形维数关系的研究

为研究无机多孔材料保水性能与其粒度分布分形特征之间的关系,以4种无机多孔材料为研究对象.采用高温保水法测量了无机多孔材料的保水性能,并运用数字显微系统测定了其粒度分形维数.结果表明,多孔材料的粒度分布分形维数值介于1.1278～2.0523之间,且分形拟合曲线相关系数大于0.99,强的相关性说明多孔材料的粒度分布具有显著的分形特征,多孔材料的保水性能与其粒度分布分形维教呈负相关关系.     

断口定量分析的分形几何方法

近几年来,分形(fractal)几何已广泛地应用于材料的断裂分析。本文简要介绍了分形几何的发展概况及其几个主要定义,分析了一些简单不规则图形的分形维数的计算。把断口形貌统计地看作分形表面,进行了材料的断口的分析分析。根据断口的分形维数,人们可能去定量地追溯材料断袭时的力学行为。     

缺口形状对铁基烧结材料冲击韧度的影响

冲击韧度是评价材料性能的一个重要指标,同种材料在不同缺口形状下的冲击韧度是不同的。对不同缺口形状的铁基烧结材料进行了室温冲击试验,研究了缺口形状对冲击韧度、冲击断口形貌以及断口附近裂纹微观形貌的影响,试样的缺口形状有半圆型、U型、Ⅰ型、V型和无缺口5种,其中V型缺口的缺口角度又有45°,90°,120°3种。结果表明:无缺口试样的冲击韧度最大,其平均值为9.86J·cm~(-2),远远超出有缺口试样的;半圆型缺口试样的冲击韧度为2.70J·cm~(-2),U型缺口试样的冲击韧度为2.46J·cm~(-2),较半圆型缺口试样的略小;Ⅰ型和3种V型缺口试样的冲击韧度相差甚小,且比U型缺口试样的要低;无缺口试样的冲击断口有明显塑性变形,断口附近产生的裂纹多,分布范围较广;有缺口试样的冲击断口塑性变形不明显,断口附近裂纹少,且分布范围局限在断口处。     

多相材料断裂的分形特征

测量了多相材料复合涂层的断裂挠度和断口表面的分形维数，分析了复合涂层的断裂特征。结果表明：随着硬质相增加，复合涂层的断裂挠度和断口表面的分形维数降低。     

陶瓷刀具材料断口形貌及裂纹扩展的分形特征

通过热压烧结工艺,制备了一种高性能的Si3N4基陶瓷刀具材料。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对材料物相组成、微观形貌及裂纹扩展路径进行了分析。借助图像处理技术和分形理论,计算了断口形貌及裂纹扩展路径的分形维数,并揭示材料断裂机制。研究表明,Si3N4基陶瓷刀具材料表现为穿晶/沿晶的混合断裂模式,其裂纹扩展方式主要是偏转和桥联,断口形貌及裂纹扩展均具有明显的分形特征。当材料断口形貌越粗糙,裂纹扩展路线越不规则,分形维数值增大,表明断口微观结构的粗糙程度、裂纹扩展路线的不规则程度可用分形维数来刻画。