超高温陶瓷材料抗热冲击性能及抗氧化性能研究

研究了多种强韧化方法以提高超高温陶瓷材料抗热冲击性能,包括碳化硅晶须增强增韧、石墨软相增韧和氧化锆相变增韧.同时,还研究了碳化硅含量对超高温陶瓷材料的抗氧化性能影响.研究结果表明:碳化硅晶须和氧化锆的添加显著提高了材料的抗热冲击临界温差,而石墨软相的引入对抗冲击临界温差的影响不大,但显著提高了裂纹扩展阻力和强度保持率.高SiC含量超高温陶瓷材料在1 800℃以下具有的优异的抗氧化性能,在更高的温度下,高与低的SiC含量对超高温陶瓷材料的抗氧化性能均不利,通过优化材料的组分以降低材料表面温度是提高超高温陶瓷材料的抗氧化性能的一个非常有效的途径.     

陶瓷材料热冲击开裂机理与裂纹间距预报

该文研究陶瓷材料热冲击开裂机理和热冲击裂纹的分布规律。1mm厚的99Al2O3陶瓷薄片的水淬实验显示:裂纹间距随热冲击温差增大而减小,在同一热冲击温差下,5个试件中的各个裂纹间距与平均间距的偏差不超过7%。理论上,结合传热学和力学方法,计算了热冲击过程中试件的瞬态温度场和应力场,阐述了陶瓷材料热冲击条件下的开裂机理。以裂纹间距和深度作为变量,利用最小能量原理,发展了热冲击裂纹间距预报的有限元方法。由于从文献获得的毕渥数数据分散度很大,并且难以直接测量,因此发展了“间接测量法”,逆向估计了实验过程中的毕渥数,并在其他温度点获得了与实验吻合很好的裂纹间距数值预报结果。该文的研究对深入理解陶瓷材料的热冲击失效机制,对陶瓷材料的改性和研制有重要的意义。     

先进近零膨胀陶瓷研究进展

陶瓷材料易受外界温度剧变的影响,在材料中产生热引力,导致陶瓷材料失效.因此近零膨胀陶瓷在耐热冲击性能上具有显著优势,应用十分广泛,一直是材料学界研究的热点.介绍了磷酸盐、钛酸铝、微晶玻璃、钨酸锆几类典型的耐热冲击陶瓷材料,重点介绍了其热膨胀性能、现阶段的应用情况和国内外的发展状况.并提出了研究中存在的问题及其今后的发展方向.     

陶瓷材料的冲击弯曲强度

对于结构陶瓷的工程应用来说,抗冲击性最为重要。本文的主要目的是:(1)研究陶瓷材料在高速载荷下的冲击强度和测试方法;(2)从理论上找出冲击时间与冲击靶材料特性之间的关系及临界破坏参数的确定。文中推导了梁试件受冲击的冲击响应,最大冲击力和应力的表达式,并对结构陶瓷的动态破坏机理进行了分析和讨论,认为脆性的本质是材料的裂纹扩展速率。对干脆性材料,从可靠性来考虑并不是强度越高越好。对两种陶瓷材料进行了不同冲击速度的冲击弯曲强度测试,给出了冲击速度与冲击强度间关系的理论和实验曲线以及最大冲击力与系统固有频率的关系。     

陶瓷纳米复合材料

陶瓷纳米复合材料是一种新型复合材料，其室温强度和断裂韧性较单相陶瓷材料高２－５倍，高温硬度，强度和耐热冲击性能也得到显著改善。本文从材料的制备，结构和性能方面综述了陶瓷纳米复合材料的研究现状。     

稀土氧化物添加剂对Al2O3等离子喷涂层的影响

在Al2O3陶瓷材料中添加不同含量的稀土氧化物添加剂，探讨了稀土氧化物对等离子喷涂Al2O3涂层组织、结合强度和抗热冲击性的影响。研究结果表明，加入适量稀土氧化物添加剂后可降低涂层中的孔隙率和气孔尺寸，减少涂层内应力在气孔边缘的应力集中，提高了Al2O3涂层的结合强度和抗热冲击性能。     

牙科陶瓷材料的疲劳研究进展

全瓷材料制作的修复体因其良好的美学效果和生物相容性，逐渐被临床接纳，但由于陶瓷材料的脆性，限制了全瓷修复体的广泛应用。对陶瓷材料的疲劳研究，尤其是循环疲劳研究，能更贴切地反应全瓷修复体在口腔功能状态下的力学性能。综述了近年来牙科陶瓷材料疲劳研究方法、疲劳模式、影响因素及临床意义。     

具有微孔洞结构陶瓷材料热冲击实验研究

对微孔洞体积含量分别为5％（密实材料）,10％,20％和30％（微孔洞结构材料）的四种氧化铝陶瓷材料通过水冷却的实验法进行了热冲击实验。实验结果表明无论从裂纹的起始模式,还是裂纹扩展程度,都表明具有微孔洞结构的陶瓷材料比其对应的密实材料有着较好的抗热冲击性能。     

高性能陶瓷的金相研究──试样制备、浸蚀技术和显微组织

论述了陶瓷金相样品的制备和显微组织结构，介绍高性能陶瓷金相研究过程中的各个环节以及研究中的难点──样品浸蚀技术。目的在于了解、研究陶瓷组织的方法和陶瓷材料的组织学，为对陶瓷材料的综合研究和开发提供有价值的依据。     

陶瓷材料工艺及应用的最新研究进展

陶瓷材料因其独特结构和优异性能成为近年来材料领域的一个研究热点。本文概述了制备陶瓷材料的原材料、方法和工艺等,论述了陶瓷材料的应用领域,重点介绍了陶瓷在艺术装饰、加热干燥、绿色建材、催化剂载体等热点领域的应用,充分肯定了陶瓷材料对人类社会的作用,指出了陶瓷材料今后的研究方向。     

中国先进陶瓷研究及其展望

本文综述了中国在先进陶瓷，包括结构陶闪必功能陶瓷的研究概况及其展望。从本世纪五十年代以来，我国即开展先进陶瓷的基础研究和应用研究。在此基础上，逐步形成了在这一领域听研究趋向，即多相复合陶瓷，纳米陶瓷和陶瓷材料的剪裁与设计。     

Al2O3基陶瓷材料增韧的研究进展

Al_2O_3基陶瓷材料具有高的化学稳定性,有较好的应用前景,但其脆性限制了它的推广应用,对氧化铝陶瓷进行增韧是解决其脆性问题的一条重要途径。简要介绍了目前氧化铝陶瓷的增韧方法和增韧机理,综述了氧化铝陶瓷增韧的研究现状,分析了氧化铝陶瓷增韧研究中存在的主要问题,展望了氧化铝陶瓷增韧的发展方向,提出了原位生长及复合增韧是高性能Al_2O_3基陶瓷材料的研究重点。     

高熵过渡金属碳化物陶瓷的研究进展

高熵陶瓷作为新型材料, 较大的构型熵赋予其独特的性能, 其中高熵过渡金属碳化物有望成为高超声速飞行器热防护系统的备选材料。相比于单组元碳化物陶瓷, 高熵化的单相陶瓷在综合性能上有较大地提高。目前, 高熵过渡金属碳化物陶瓷的研究还处于初始阶段, 关于高熵过渡金属碳化物的成分设计和理论分析还缺少足够的研究支撑。另外, 如何制备高纯度高熵过渡金属碳化物还需要进一步探索。在高熵过渡金属碳化物陶瓷的性能方面, 还缺少深入的研究。本文针对高熵陶瓷的理论设计和制备方法展开综述, 详细介绍了高熵过渡金属碳化物的力学、热导及抗氧化性能的研究进展, 并指出了高熵过渡金属碳化物陶瓷在超高温陶瓷领域存在的科学问题, 展望了高熵过渡金属碳化物陶瓷未来的发展方向。     

LiNbO3基无铅压电陶瓷的研究与进展

LiNbO3基无铅压电陶瓷近年来受到各国学者的关注．已成为继BNT之后的又一重要的无铅压电陶瓷研究体系。本文结合近年来有关LiNbO3基无铅压电陶瓷的研究论文及近20年的发明专利公报,归纳和分析了LiNbO3基无铅压电陶瓷的研究开发进展,着重介绍了LiNbO3基无铅压电陶瓷的主要体系及制备方法、压电铁电性能,并对LiNbO3基无铅压电陶瓷今后的研究和发展提出一些建议。     

含h-BN复相陶瓷制备及性能研究进展

陶瓷材料密度低、抗腐蚀性及耐磨性良好,但是其硬而脆导致加工困难、抗热震性差。h-BN具有弹性模量低、硬度低的特点,其可加工性能和抗热震性能优异。将h-BN引入陶瓷基体制备含h-BN复相陶瓷,能够有效改善陶瓷材料的可加工性能和抗热震性。对含h-BN复相陶瓷的材料体系、制备工艺和性能的研究一直备受关注。本文以h-BN的引入方式为分类依据较全面地总结了含h-BN复相陶瓷的制备方法。本文对引入h-BN后所制备的含h-BN复相陶瓷的常规力学性能、抗热震性、可加工性、透波性、摩擦磨损等性能的影响进行了综述;对含h-BN复相陶瓷的制备及性能研究中存在的问题进行了概括,并对该材料体系的研究方向提出了建议。     

Selection of ceramics for methanol fuel injector plungers based on tribological characteristics when coupled with 4140 steel

This research seeks to increase the working life of methanol fuel injectors by substituting wear- and corrosion-resistant ceramics for the current materials of construction. Because information on the tribological properties of ceramics in methanol is scarce, experiments were performed to characterize the dynamic friction and wear behavior of 11 oxides, nitrides and carbides against nitrided 4140 steel using a reciprocating test machine. The results are compared to baseline tests performed with typical injector construction materials (nitrided 51501 steel and nitrided 4140 steel) that have experienced early wear using methanol fuel. The tribological performance was characterized through measurements of the friction coefficient, mass loss, gross dimensional change and the roughness of the wear scar and by examinations with a scanning electron microscope. All of the ceramics were wear resistant, but many caused severe wear on the 4140 steel. A boron carbide and a nickel-bonded titanium carbide exhibited the best tribological characteristics.     

关于先进结构陶瓷的研究

本文回顾了我国先进陶瓷材料研究四十余年来的进展．我国一贯重视陶瓷学的基础研究和应用基础研究对陶瓷工艺的指导作用,同时亦更注意新材料的工艺研究．本文简要地介绍了这些方面的主要成就．最后,对先进结构陶瓷材料研究需要考虑的问题提出一些拙见,以供讨论．     

Dynamic response of a generalized piezoelectric-thermoelastic problem under fractional order theory of thermoelasticity

The dynamic response of a piezoelectric-thermoelastic rod made of piezoelectric ceramics (PZT-4) subjected to a moving heat source is dealt with in the context of the fractional order theory of thermoelasticity. The piezoelectric-thermoelastic governing equations for the problem are formulated and then solved by means of Laplace transform together with its numerical inversion. The distributions of the considered nondimensional temperature, displacement, stress, and electric potential are obtained and illustrated graphically. The effects of fractional order parameter and the velocity of heat source on the variations of the considered variables are investigated, and the results show that they have significant influence on the variations of the considered variables. The present investigation could be helpful for better understanding the multi-field coupling effect of mechanical, electric, and thermal fields in real piezoelectric ceramics structures, and provide some guidelines in the optimal design of actuators or sensors made of piezoelectric ceramics serving in a thermoelastic environment.     

形状记忆材料研究综述

综述了镍钛、铜基、铁基形状记忆合金,热致型、光致型、电致型、磁致型、化学感应型形状记忆高分子,以及形状记忆陶瓷的形状记忆机理、特性及其应用现状,并提出形状记忆材料的研究方向为：加强形状记忆合金的抗疲劳性能研究,建立一套统一的研究方法和合理的评价体系;加强形状记忆高分子材料的结构设计研究;改善陶瓷的形状记忆性能,以拓展形状记忆陶瓷的应用领域。     

低介电常数微波介质陶瓷研究进展

综述了国内外低介电常数微波介质陶瓷近10年来的研究进展,总结了低介电常数微波介质陶瓷的晶体结构、成分体系和烧结工艺等相互之间的制约关系,以及对介电性能影响的规律;归纳了研究中存在的问题,并对其它的低介电常数微波介质陶瓷也进行了简要介绍.最后展望了低介电常数微波介质陶瓷今后的发展方向.