陶瓷材料抗热震性研究进展

阐明了陶瓷材料抗热震性研究的重要意义，系统总结了脆性陶瓷抗震性的评价理论，热震断裂机制和设计制造高抗热震陶瓷材料的新近研究成果，并由此得出制作高抗热震陶瓷材料的工程技术途径。     

抗热震陶瓷研究进展

简单介绍了陶瓷材料抗热震性的评价方法，分析了陶瓷材料改善陶瓷抗热震性途径，综述了各种抗热震陶瓷的性能以及主要用途。     

基于高抗热震性能的陶瓷刀具材料的微观结构设计

本文以现有的抗热震断裂和抗热震损伤的评价理论为基础,通过对材料中微裂纹的长度进行预测,从而实现了对陶瓷刀具材料的抗热震性能的微观结构设计。根据此理论对现有材料的抗热震性能的进行预测,预测结果与实际的测量结果相符,验证了该理论的正确性。     

陶瓷圆球的抗热震参数

在陶瓷材料临界应力断裂理论的基础上,通过求解陶瓷圆球体第三类边界条件的瞬态温度场和瞬态热应力场,研究了陶瓷圆球的热冲击行为,建立了一个引起陶瓷圆球表面临界应力的临界温差表达式,并以此作为陶瓷圆球的抗热震参数。计算结果表明,陶瓷圆球体的临界温差大于相同Biot模数的无限大陶瓷平板的临界温差,但其表面达到临界热应力的无量纲时间远远小于无限大平板的数值。     

Ca0.5Sr0.5Zr4（PO4）6低膨胀陶瓷的抗热震性

Ｃａ０．５Ｓｒ０．５Ｚｒ４（ＰＯ４）６陶瓷热震后的强度行为和裂纹扩展依赖于材料的膨胀系数和轴膨胀特性,与Ａｌ２Ｏ３陶瓷的热震行为不同,ＣＳ陶瓷热震后的残留强度大于室温强度。作者提出裂纹部分闭合模式解释了这种现象。利用计算的有效裂纹长度分析了常温强度对临界淬冷温差Δｔｃ的影响。     

镁碳材料抗热震性测试评价方法

整体塞棒棒头普遍采用具有优异抗熔钢侵蚀性的镁碳材料,但是由于镁碳材料抗热震性差,从而容易导致塞棒在使用过程中出现掉头、掉块现象,严重影响了钢厂的连铸生产过程.研究探索适宜镁碳材料抗热震性测试评价法,并制作具有优异抗热震性的镁碳材料对保证整体塞棒安全使用性至关重要.因此,本试验通过采用不同配方镁碳棒头材料对比研究水急冷法和浸钢法抗热震性试验方法,从而探索出适宜镁碳材料抗热震性测试评价方法.     

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。     

复相Sialon陶瓷材料的研究进展

复相Sialon陶瓷材料是一种比单相Sialon性能更优良的高技术新材料,较详尽地阐述了目前已制备出的各种复相Sialon陶瓷材料的性能,特别报道了目前研究较少的O′-Sialon-TiN复相陶瓷材料的部分性能,并展望了复相Sialon陶瓷材料的应用前景。     

压痕-淬冷技术表征氧化锆/铁铝复合材料的抗热震性能

采用压痕-淬冷技术研究了单相 ZrO₂(3Y)及ZrO₂(3Y)/Fe₃Al复合材料的抗热震性能。研究表明: 单相ZrO₂(3Y)及ZrO₂(3Y)/Fe₃Al复合材料的压痕裂纹在热震作用下具有相似的扩展模式: 当△T<△T_U时, 裂纹扩展量较低, 且进行稳态扩展; 当△T>△T_</em>U时, 裂纹发生失稳扩展。 复合材料的△T_U明显高于单相ZrO₂(3Y)。ZrO₂(3Y)/Fe₃Al复合材料较高的断裂韧性和导热率、 较低的弹性模量和泊松比是导致△T_U升高的主要原因。      

纳米ZrO2热障涂层热震性能研究

为了研究纳米热障涂层的热震性能,采用等离子喷涂工艺制备了纳米Y2O3-ZrO2(YSZ)热障涂层,并测试了涂层的热震性能.借助扫描电镜和X射线衍射等手段分析了涂层的物相构成和组织结构.结果表明,涂层中保留未完全熔融的小尺寸颗粒,且存在大量的孔径＜1 μm的微孔,该结构对提高涂层的热震性能极为有利.纳米涂层抗热震性能显著优于常规热障涂层,从室温至1 000℃,经800次热循环,涂层无明显的脱落现象.     

等离子弧喷涂Al2O3陶瓷涂层低温抗热震性能的研究

为研究等离子弧喷涂Al2O3陶瓷涂层的低温抗热震性能,对不同结构的涂层进行了600 ℃低温热震试验,并分析、探讨了涂层的热震失效机制.结果表明,Al2O3陶瓷涂层低温下热震失效是由层间裂纹或层内裂纹引起的.对于单一Al2O3涂层,涂层与基体的界面是最薄弱处,层间裂纹的萌生及扩展导致涂层自界面处脱落;对于有FeCrAl金属过渡层的涂层,层内粒子间的结合是最薄弱处,层内片层间裂纹的萌生、扩展导致涂层局部脱落.在陶瓷工作层与基体间增加金属过渡层可有效地缓和涂层界面处的热应力,阻碍裂纹的形成及扩展,从而提高涂层的抗热震性能.     

磷酸盐陶瓷Ca_(1-x)Ba_xZr_4(PO_4)_6的制备及其零膨胀组成的耐热冲击性研究

Ｃａ１－ｘＢａｘＺｒ４（ＰＯ４）６（０≤ｘ ≤１,简称ＣＢＺＰ）是由具有相反热膨胀异向性的 ＣａＺｒ４（ＰＯ４）６和ＢａＺｒ４（ＰＯ４）６互溶形成的二元固溶体型ＮＺＰ族陶瓷,其热膨胀系数具有可裁剪性．本研究的主要目的是通过调整组成,制备具有较好耐热冲击性的零膨胀材料．为此,首次用共沉淀法合成了单相的 ＣＢＺＰ系列粉体。分别添加 ３％ＺｎＯ和 ４％ＭｇＯ为烧结助剂,制成Ｔ ＣＢＺＰ系列陶瓷材料,用热机械分析（ＴＭＡ）压缩法测定了试样在２０～１０００℃的平均线膨胀系数ａ２０／１０００,以及加热（２０～１０００℃）和冷却（１０００～４００℃）过程的热膨胀曲线．实验结果表明,添加 ＺｎＯ和 ＭｇＯ时的近零膨胀材料分别为Ｃａ０．８５Ｂａ０．１５Ｚｒ４（ＰＯ４）６（ｘ＝０．１５）和ＣａＺｒ４（ＰＯ４）６（ｘ＝０）,α２０／１０００依次为 ０．６×１０－６／°Ｃ和一０．８×１０－６／°Ｃ,但热膨胀曲线上却由于微裂纹的产生而呈现出较大的滞后环,耐热冲击性不理想．可见,对ＣＢＺＰ系列而言,调整组成虽然能实现零膨胀,但很难消除热膨胀异向性,提高其耐热冲击性的有效途径可能是适当抑制晶粒生长以避免产生过多的微裂纹．     

Al-Y-TZP陶瓷的抗热震行为与相变的关系

研究了不同 Y_2O_3添加剂含量的2mol% Al_2O_3-ZrO_2陶瓷的相变增韧和强化以及热震损伤行为。分析了材料的抗热震性和断裂参数(K_(1c),σ_f,γ_f)之间的关系。在实验的基础上阐明了四种 ZrO_2材料的热震损伤行为由抗热震参数(R′,R″,R_(8t))控制,并分别受到下述因素的影响:a.应力诱发相变的增韧和强化;b.抑制四方 ZrO_2相变的内约束力所起的强化作用;c.与无外应力下的相变开裂相关的增韧和强度衰减;d.热震裂纹成核引起的增韧。     

高速电弧喷涂铁基涂层的热震和抗高温氧化性能

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)成功制备了Fe基涂层,研究了涂层高温性能及相应的组织结构.结果表明:涂层的抗热震以及抗高温氧化能力相当好,涂层经650℃和800 ℃ 30次热震后试样表面基本完好;涂层氧化时氧是在层与层之间扩散的,热震试验时出现的裂纹和涂层脱落均是由层间氧化物引起的;Fe基涂层经800℃、200 h氧化后增重约为10 mg/cm2,抗氧化能力较好,甚至优于某些耐热钢如12CrMoV,主要是因为铬元素形成氧化膜抑制了氧向涂层内部的进一步扩散.     

NiCoCrAIY和NiCr粘接层抗热震性能的对比

为了提高GH907合金的抗高温和抗热腐蚀性能,利用低压等离子喷涂技术在其表面制备了NiCoCrAlY 粘接层和NiCr粘接层,并对2种粘接层的抗热震性能进行了研究.结果表明,NiCoCrAIY粘接层和NiCr粘接层经过10次热震后,表面都有裂纹产生,且NiCoCrAlY粘接层的裂纹较NiCr粘接层的粗大;在横截面上Ni...