规则多孔铜热膨胀性能的研究

在氢气或氢气和氩气的混合高压气氛中,采用定向凝固技术制备了规则多孔铜材料。测试了不同气孔率的规则多孔铜在平行和垂直气孔方向上的热膨胀系数;研究了气孔、气孔方向和气孔率对其热膨胀系数的影响规律,并对其规律做了理论预测。结果表明,规则多孔铜的热膨胀系数随着温度升高先急剧增大到一定值后趋于平稳;温度在40~130℃,气孔中存在闭孔时,规则多孔铜的CTE值随气孔率的增大而缓慢增大,且比纯铜时略大;当气孔主要以通孔形式存在时,气孔率与孔径的比值越大,规则多孔铜的CTE值越低。温度>130℃时,规则多孔铜的热膨胀系数与纯铜的几乎相同,气孔的存在对铜的膨胀无明显影响。     

三维针刺C/SiC刹车材料的热物理性能

通过化学气相渗透(CVI)法结合反应熔体浸渗(RMI)法制备了三维针刺C/SiC刹车材料, 系统研究了三维针刺C/SiC刹车材料的热物理性能。结果表明: C/SiC刹车材料的热膨胀系数随温度升高总体呈增大趋势, 但呈规律性波动; 在相同温度下, 垂直于摩擦面方向的热膨胀系数远大于平行方向的。从室温至1300 ℃, 平行和垂直于摩擦面方向的平均热膨胀系数分别为1.75×10-6K-1和4.41×10-6K-1; C/SiC刹车材料的比定压热容随温度的升高而增大, 但增大速率逐渐减小。温度从100 ℃升到1400 ℃, 其比定压热容从1.41 J/(g·K) 增大到1.92 J/(g·K); C/SiC刹车材料的热扩散率随温度的升高而降低, 并趋于常量。平行于摩擦面方向的热扩散率明显大于垂直于摩擦面方向的热扩散率。      

TiCp/ZA43复合材料的热膨胀行为研究

采用XD^TM法与搅拌铸造法相结合的工艺制备了TiCp/ZA43复合材料,研究了TiCp/ZA43复合材料的微观组织,测定了TiCp/ZA43复合材料50－250℃间的热膨胀系数值,并运用理论模型对该温度区间的热膨胀系数进行了计算,分析了热膨胀性能的影响因素。结果表明,TiC颗粒增强相的加入使ZA43合金的微观组织和热膨胀性能显著改善。运用Kerner模型和Turner模型对TiCp/ZA43复合材料的热膨胀系数的计算值与实测值能很好地吻合。研究发现TiCp/ZA43复合材料的界面热应力随温度的升高而显著地增加,但随TiC颗粒含量的增加只稍有增长。应力状态引起热膨胀系数的变化随温度的不同而不同。     

高温处理对轴棒法编织碳/碳复合材料热性能的影响

采用沥青液相浸渍-碳化法制备了轴棒法编织碳/碳(C/C)复合材料,并选择900℃、1500℃、2500℃三种温度对轴棒法编织C/C复合材料进行了高温处理,研究了高温处理对材料热膨胀系数及导热系数的影响。结果表明:随着高温处理温度的升高,轴棒法编织C/C复合材料的开孔率增大,内部裂纹增多并扩展,导致材料的热膨胀系数总体上呈现降低的趋势;另外,随高温处理温度的升高,材料晶体有序程度增加,从而使声子的平均自由程增加,导致材料的导热系数增大。     

环境温度对长焦距摄影系统象面位置的影响

测定了长焦距摄影系统随环境温度均匀变化时的象面变化数据。实验结果表明:象面位置与温度成线性关系变化。在+30°—-30℃范围内分别测定了两台长焦距相机的象面随温度变化的线性方程,实验表明,同一型号相机随光学系统中各光学元件中心厚度及空气间隔值有微小差异,其象面——温度变化关系亦不同。实验还表明,理论计算值与实测结果有所差异,其差值随温度变化范围减小而减小,在0°～10℃范围内,理论计算与实测值的差值最小。     

碳/铝复合材料的热膨胀性能

采用标准接触式热膨胀仪对纤维单向增强的碳/铝复合材料的纵向和横向热膨胀系数进行了测定。试件是用碳/铝复合丝和铝箔(LD₂)交替辅层在低于金属熔点50℃条件下热压而成。纤维的体积含量分别为0、0.27、0.32、0.34、0.39、0.46。测定的温度范围是从室温到400℃。结果表明,碳/铝复合材料的热膨胀系数同纤维的种类、纤维的体积含量以及测定的温度范围有关。测定的结果同计算值作比较,结果表明碳/铝复合材料的热膨胀系数可以用混合规则的修正表达式来描述。      

硅片力学性能及热膨胀系数的热稳定性研究

在-100～100℃范围内试验测量并分析了不同温度下硅片力学性能及热膨胀系数的变化规律。结果表明：随温度升高硅片由完全弹性变形转变为弹塑性变形,温度越高,塑性变形出现越早,其比例也随温度升高而增大;当材料表现为完全弹性变形时,弹性模量随温度升高而增加,抗拉强度则随之降低;当材料表现为弹塑性变形时,弹性模量随温度升高而降低,抗拉强度随温度升高而升高,且产生塑性变形所需外加载荷随温度升高而降低;硅片热膨胀系数则随温度升高而增加,较低温度时热膨胀系数增加很快,而较高温度下热膨胀系数逐渐趋于平缓。     

低温烧结法制备LZS系微晶玻璃及其性能

采用烧结法制备出LZS系微晶玻璃.使用DTA分析了玻璃的析晶过程,运用XRD、SEM等对晶相和晶粒大小进行了观察和分析,讨论了温度对烧结程度、主晶相、晶体微观形貌及热膨胀系数的影响.结果表明:当晶化温度低于725℃时,主晶相为硅酸锂锌,次晶相为Li2ZnSiO4并有少量石英;温度高于725℃时,主晶相转变为石英,次晶相为硅酸锂锌和Li2ZnSiO4,为长度在1.5μm左右的棒状晶体.在700～725℃之间烧结接近完成.最佳烧结温度为725℃.微晶玻璃热膨胀系数与烧结程度、晶相含量和主晶相的热膨胀系数有关.     

钴,铜元素含量对超因瓦合金磁性温度稳定性的影响

调查了钴和铜元素的含量对超因瓦合金的磁性随温度变化的影响以及要得到低的、稳定的热膨胀系数而必须进行的３步热处理对合金的磁导率温度稳定性的影响。发现温度在－４０℃￣１００℃范围内变化时，Ｃｏ的质量分数为３％，Ｃｕ的质量分数为０．６％左右的超因瓦合金的磁导率随温度变化最小。可以获得稳定的低热膨胀系数的３步热处理对合金的最大磁导率影响不大，但是使磁导率温度系数明显升高。     

电子封装SiCp/356Al复合材料制备及热膨胀性能

采用无压渗透法制备了SiCp／356Al复合材抖．用SEM和XRD对复合材料组织形貌和物相进行了研究，测定了复合材料在50-400℃温度区间的热膨胀系数。分析了复合材料热膨胀性能的影响因素。结果表明SiCp／356Al复合材料中SiC颗粒分布均匀，无明显新相形成，复合材料的热膨胀系数比基体合金的热膨胀系数显著降低，复合材料热应力引起热膨胀性能的变化随温度的不同而不同。     

MC尼龙和MC尼龙/纳米ZnO复合材料晶面间距的膨胀系数和收缩系数

采用原位聚合反应制备铸型(MC)尼龙6/纳米ZnO复合材料,并用动态高温X射线衍射(XRD)法对合成的MC尼龙/纳米ZnO复合材料进行研究,考察其在升温和降温过程中α<,1>和α<,2>晶面间距的变化、结晶结构的热稳定性.结果表明,随着温度的升高,MC尼龙的α<,1>(200)和α<,2>(002+202)晶面分别发生...     

K2O对LZAS微晶玻璃微观结构及热膨胀性能的影响

采用DTA、XRD、SEM、TEC(热膨胀系数)等分析手段研究了加入K2O前后LZAS系统微晶玻璃的微观结构和热膨胀性能.结果表明,650℃晶化时,试样析出γⅡ-LZS和方石英晶体;725℃时,γⅡ-LZS逐渐转变为γ0-LZS晶体,并且出现β-石英固溶体;800℃时,β-石英固溶体转变为β-锂辉石固溶体,晶粒尺寸逐渐长大.制得微晶玻璃的热膨胀系数在(50～130)×10-7℃-1(20～500℃)之间,其大小取决于晶相的种类和含量.并且K2O的加入降低了玻璃的转变温度、粘度,抑制了玻璃的析晶倾向,增大了微晶玻璃的热膨胀系数.     

化学共沉淀法合成低热膨胀ZrW2O8/ZrO2复合材料

采用化学共沉淀法合成前驱体,前驱体经1150℃烧结得到ZrW₂O₈/ZrO₂复合材料。对ZrW₂O₈/ZrO₂前驱体进行傅里叶变换红外光谱、热重-差示扫描量热分析;通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和热膨胀仪对合成样品的晶体结构、断面形貌和热膨胀性能进行表征。研究结果表明:合成的复合材料的组元为α-ZrW₂O₈和m-ZrO₂相,化学均匀性良好且易烧结;随着ZrW₂O₈质量分数增加,复合材料的热膨胀系数减小,其中26%ZrW₂O₈/ZrO₂复合材料在30~600℃的平均热膨胀系数为-0.5649×10-6K-1,近似为0。      

Sc2W3O12/ZrO2可控热膨胀复合材料的制备

采用固相法成功制备了纯度较高的各向异性负热膨胀材料Sc₂W₃O₁₂。将ZrO₂与Sc₂W₃O₁₂按一定体积比混合, 在1200 ℃烧结10 h制备Sc₂W₃O₁₂/ZrO₂复合材料。通过XRD、SEM、EDS和热膨胀仪对合成样品的晶体结构、断面形貌和热膨胀性能进行表征。结果表明: 样品组元为正交相Sc₂W₃O₁₂和单斜相ZrO₂; 在 30~600 ℃内, Sc₂W₃O₁₂/ZrO₂复合材料的热膨胀系数皆线性一致, 并且通过改变Sc₂W₃O₁₂的体积分数, 其热膨胀系数可以控制为正、负或零, 其中60%Sc₂W₃O₁₂/ZrO₂复合材料在30~600 ℃的平均热膨胀系数为0.026×10^-6 ℃^-1, 近似为0。     

压铸SiCw/Al复合材料的热物理性能研究

本文对用挤压铸造法制备的SiC_w/Al复合材料的热膨胀系数和热传导率进行了测试和分析。结果表明;随温度的提高,SiC_w/Al复合材料和铝合金的热膨胀系数均明显增加。经人工时效处理的复合材料热膨胀系数比铸态略有降低,而经-196℃深冷处理的复合材料表现出最低的热膨胀系数。另外,随晶须含量的提高,SiC_w/Al复合材料的热膨胀系数明显降低,并且热传导率有所下降。     

3D针刺C/SiC-TaC复合材料的热膨胀性能

采用液相加压浸渗法将TaC渗入到三维针刺毡中, 并结合反应熔体渗透法(RMI)制得C/SiC-TaC复合材料。采用热膨胀仪测量了热处理前后复合材料从室温到1400 ℃温度范围内的热膨胀系数(CTE), 发现C/SiC-TaC的CTE数值较C/SiC的高。从材料内部热应力的变化、 制备方法及添加物和基体的性能方面定性地分析了CTE的变化机制。研究表明, C/SiC-TaC复合材料的膨胀性能在各个温度段的变化机制不同, 低温段(1100 ℃以下)CTE的不断上升主要由90°无纬布、 TaC和SiC基体贡献, 该阶段的起伏波动主要由复合材料的结构应力和孔隙分布不均及残余Si产生; 高温段(1100 ℃以上)的热膨胀性能主要由0°无纬布和界面热应力决定。热处理降低了复合材料在1100 ℃以下的CTE, 也改变了高温段的变化规律。      

基于BaO-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2体系探究BaCO3的残余量及其对玻璃热性能的影响

采用中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC, Intermediate Temperature-Solid Oxide of Fuel Cell)封接玻璃BaO-CaO-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂体系探究三种熔制工艺(1300℃保温1 h; 1400℃保温1 h; 1400℃保温3 h)对玻璃原料BaCO₃的残余量及玻璃热性能的影响。利用差热-热重分析(DTA-TG)对配方粉体和不同熔制工艺获得玻璃的热性能进行表征, 根据DTA-TG数据进行了计算并验证BaCO₃的残余量。通过傅里叶红外光谱、XRD和热膨胀系数测定仪对样品进行了表征。结果表明: 采取1300℃保温1 h制备的玻璃中仍有59wt% BaCO₃未分解, 并且析出的单斜BaAl₂Si₂O₈晶体降低了玻璃的膨胀系数; 1400℃保温3 h制备的玻璃由于Al₂O₃含量增加, 玻璃软化点(T_s)明显升高(>800℃), 1400℃保温1 h制备的玻璃在室温到玻璃温度转变点范围内的膨胀系数为10.3×10^-6 K^-1。因此对于本实验玻璃配方, 1400℃保温1 h是最为合适的熔制工艺, 可以用于SOFC电堆的封接。     

Y_2W_3O_(12)/Ni复合材料的制备及热膨胀性能

为研究Ni基Y2W3O12复合材料的热学性能,首先,采用二次焙烧法制备了负膨胀材料Y2W3O12;然后,将Y2W3O12与金属Ni进行混合,并在1 200℃、50 MPa的条件下热压烧结制得40vol%Y2W3O12/Ni复合材料;最后,对复合材料的成分及热膨胀性能进行了研究。结果表明:在热压烧结过程中,由于Ni的还原性比W差,相对于对比试样40vol%Y2W3O12/Cr复合材料中发生的复杂化学反应,40vol%Y2W3O12/Ni复合材料的两相之间并未发生反应,使40vol%Y2W3O12/Ni复合材料保持了较低的热膨胀系数;经数次循环退火释放热应力及去除Y2W3O12相的结晶水后,40vol%Y2W3O12/Ni复合材料在170~800℃温度范围内的热膨胀系数趋于稳定,约为3.4×10-6 K-1,与理论设计值4.0×10-6 K-1相近。     

光干涉法高精度材料线膨胀系数测量

中国计量科学研究院研制的高精度材料线膨胀系数测量装置,满足温度范围为5～40 ℃、被测件长度在20～1 000 mm之间的线膨胀系数测量。采用激光干涉法测量被测件长度变化量,用高精度温度传感器测量温度值。设计了热平衡式干涉镜,利用空气折射率修正和零位误差补偿技术,保证在5～40 ℃变温范围内激光干涉仪的测量精度。以500 mm标准量块作为测量对象,线膨胀系数测量结果与德国物理技术研究院(PTB)测量结果的相对偏差为0.2%。材料线膨胀系数测量不确定度达到3×10^-8K^-1。     

3D C/C复合材料的热膨胀性能

通过测定热膨胀系数(CTE),分析了不同密度以及高温处理前后热解炭基三维编织炭/炭复合材料(3DC/C复合材料)的热膨胀行为,并与PAN基炭纤维以及热解炭的热膨胀性能作了比较。结果表明:PAN基炭纤维在1200℃以后,出现明显的负膨胀。从室温到100℃,C/C复合材料呈负膨胀状态,CTE与密度成正比;从100℃到1000℃,C/C复合材料的CTE-温度曲线基本遵循热解炭基体的热膨胀规律变化;超过1000℃以后,CTE-温度曲线出现峰值,表明热解炭的膨胀受纤维的限制。复合材料的热膨胀行为由纤维和基体二者决定。