CFRP压力容器固化成型过程中边界条件的确定

文中应用总放热系数等效考虑了CFRP压力容器固化过程中热压釜辐射与对流边界条件。将有限元法引入瞬态热传导的反问题，根据试验测量的温度曲线，并结合最优化理论确定合理的热压釜热边界条件。结果表明：平板试验得到了总放热系数序列，其计算温度与测试温度的最大温差为0．147℃。由此，可以将得到的总放热系数序列作为CFRP压力容器固化成型过程的等效热边界条件，为其固化成型的数值模拟提供计算基础。     

Ti/Ti-Al大尺寸微叠层材料的制备与性能研究

采用大功率电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术制备了层厚比为1:1的Ti/Ti-Al微叠层复合材料薄板,用XRD和SEM对材料的微观结构进行了表征,对其室温及高温拉伸性能进行了测试.结果表明:材料由Ti,α2-Ti3Al和γ-TiAl相组成,层状结构对提高材料的室温塑性有利;尽管未经致密化处理的材料存在着较多微孔,但在金属间化合物层的反常强化及层间界面对裂纹的钝化作用下,材料仍具有较高的抗高温拉伸强度和良好的高温延迟断裂特性.     

热处理态Ni-Cr-Al合金的拉伸性能及微观变形机理

采用电子束气相沉积方法制备了Ni-Cr-Al合金,对试样进行了固溶及时效处理,考察了20～1000℃不同温度下合金的拉伸性能及位错结构特征。结果表明,随着试验温度升高,合金拉伸强度逐渐降低,断口形态大多为韧窝和准解理断裂构成。室温下,当合金中的γ'粒子达到临界尺寸后,位错弯曲绕过γ'粒子; 400℃时,位错密度增加,缺陷界面形成外禀层错,而反相畴界的存在会使位错切过γ'粒子的阻力增大; 700℃时,位错能够沿着基体弯曲移动,并产生攀移和交滑移; 1000℃时,位错线变长并发生弯曲,最终形成包围γ'粒子的位错环。     

时效及冷热循环对Al2O3增强2A12铝合金尺寸稳定性的影响

采用压铸方法制备了体积分数为30%的Al₂O₃/2A12复合材料,对其残余应力松弛及尺寸变化进行了研究,分析了时效和冷热循环处理对复合材料尺寸稳定性的影响规律。结果表明,复合材料的残余应力松弛量随时效时间的延长而增加;冷热循环处理不仅能导致高密度位错的形成,还能够促进时效析出,并能够降低复合材料中的残余应力,从而提高了复合材料在交变温度场下的尺寸稳定性。伴随着冷热循环处理循环下限温度的降低,即上下限温差越大,复合材料中的残余应力持续减小,微变形抗力提高,对基体析出的加速作用增大,复合材料的尺寸稳定性获得明显改善。本文提出的3种工艺中,160℃×10 h时效+（-196～160℃）冷热循环4次是提高Al₂O₃/2A12复合材料尺寸稳定性的最佳工艺。      

纳米氧化镧的固相合成

以LaCl_3·6H_2O和H_2C_2O_4·2H_2O为原料,用室温固相化学反应首先合成出前驱物草酸镧,经750℃分解3h,得到产物纳米氧化镧。用X-射线粉末衍射和透射电镜对产物的组成、大小、形貌进行表征。结果表明：纳米氧化镧为粒度分布均匀的长方体形结构,平均粒径12nm。并考察了表面活性剂对粒径大小和分散性的影响。     

添加CaO对高磁导率Mn-Zn铁氧体磁性能的影响

以MnO、ZnO和Fe_2O_3为基础原料,固定其配比后,添加质量分数在01.0%的CaO,采用传统两步合成工艺制备Mn-Zn铁氧体,研究CaO对铁氧体微观结构和磁性能的影响。结果表明:随着CaO添加量的增加,Mn-Zn铁氧体的平均晶粒尺寸和烧结密度先增大后减小,2.2 MHz频率下的弹性磁导率先增大后急剧减小再略微增大,1T磁场强度下的饱和磁化强度先增大后减小,矫顽力先减小后增大;适量CaO可以改善Mn-Zn铁氧体的微观结构,降低铁心损耗;当CaO质量分数为0.4%时,Mn-Zn铁氧体在1T磁场强度下的饱和磁化强度最大,为46A·m~2·kg~(-1),2.2MHz频率下的弹性磁导率较大,为86.7,损耗功率较低,约为20kW·m~(-3),矫顽力较低,约为183.4kA·m~(-1),Mn-Zn铁氧体的综合磁性能较好。     

C/C编织复合材料性能的细观力学研究

作为一种多相体材料,炭基复合材料的力学性能和损伤破坏规律与其组元材料的弹性常数、体积含量以及细观结构密切相关。本文独创了组元材料试样加工与拉伸试验方法,获得了石墨基体和炭纤维的拉伸模量、强度和断裂应变率,在此基础上利用细观力学中Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka方法,建立了预报材料弹性常数的细观力学模型,并将理论预报结果与试验结果进行了比较,分析了误差产生的原因。结果表明:理论预报值与试验值之间的误差在10%以内,说明计算模型合理,计算结果可信。     

Ti/Ti-Al微叠层复合材料的微观组织与性能研究

采用大功率电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备了厚度为0.12mm的大尺寸Ti/Ti-Al叠层状复合材料.利用XRD和SEM对材料的组成相和微观结构进行了分析,对致密化处理前后的试样进行了不同温度下的静拉伸试验研究.实验结果表明:材料由Ti,α2-Ti3Al和γ-TiAl相组成,具有明显的层状结构,晶粒平均尺寸为100～300nm.相对于TiAl单体材料,微叠层材料的韧性有了较大提高,经致密化处理后的试样在层间界面对裂纹的钝化作用下,具有较高的拉伸强度,并表现出良好的延迟断裂特性.     

电子束沉积TiAl合金的微观形貌及组织结构稳定性

利用大功率电子束物理气相沉积设备,采用单靶蒸镀方法制备厚度为0.3mm的自由态TiAl合金板,并对制备态样品进行不同温度(650~950℃)的真空退火处理。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜分析退火处理对相组成及微观组织结构的影响。结果表明:Ti,Al元素饱和蒸气压的差异导致富Ti成分区和富Al成分区沿板材截面呈现交替变化,其组成相为α_2-Ti_3Al,γ-TiAl和τ-TiAl_2;在650~950℃温度区间退火24h后,由于Al向Ti中扩散,呈现明显的界面融混和晶粒粗化,导致有序相含量的降低,其层状结构的退化受到孔洞形成、晶粒长大以及层间吞噬的影响。