CuO-Al铝热体系超重力熔铸W-Cu梯度复合材料

对添加W颗粒的CuO-Al体系的绝热温度进行了计算分析,而后在超重力场中点燃添加20％质量分数W颗粒的CuO-Al铝热剂压块,通过分析获得的W-Cu复合材料显微组织发现,W含量分布不均匀且质量分数较低.将纯W颗粒压片置于CuO-Al-W铝热剂压块底部,超重力场中燃烧熔铸W-Cu复合材料,对其进行显微组织、相结构及硬度分布的研究,结果表明,沿超重力方向材料底部W含量较低(60％～65％),中部W含量较高(80％～89％),顶部W颗粒呈链状、团簇状聚集状态且含量较低(＜40％),结合硬度及相结构的检测结果,表明合金材料中沿超重力方向W成分呈连续梯度变化,并对其成型机制进行了初步分析,认为W成分连续梯度变化是由超重力燃烧熔铸工艺特点所决定的.     

超重力辅助燃烧合成熔渗梯度Ni-(WC-Ni)硬质合金复合材料

以超重力辅助燃烧合成熔渗工艺制备了具有梯度特征的WC-Ni硬质合金材料。该工艺以铝热反应为基础,施加辅助超重力场,制备出具有梯度特征的硬质合金材料。该材料具有双层梯度结构:沿重力场方向依次为Ni金属层和WC-Ni硬质合金层。其中Ni金属层的硬度值为72HRA;硬质合金层的硬度值最高为87HRA。Ni熔体在熔渗过程中的搅动使WC在Ni金属层出现弥散分布并导致硬质合金层WC的长大。熔体由底层开始向顶层逐渐凝固的特点使该梯度材料抗弯强度降低。     

NiO/Al体系绝热温度的数值计算与试验验证

根据热力学基本原理, 通过计算机编程, 对NiO/Al体系的绝热温度进行了数值计算。结果表明, 预热温度低于2790 K时, 体系绝热温度即为产物Ni 的沸点温度(3156 K) , 对体系进行预热仅仅是提高产物Ni 的蒸发量; 同时, 研究表明, 稀释剂Al2O3粉末的添加量在一定的范围内对体系的绝热温度没有影响, 这些温度与生成物的相变温度相对应。      

超重力法-醇水体系合成纳米钇铝石榴石

以NH4HCO3和NH3·H20为沉淀剂,醇水体系为溶剂,合成了钇铝石榴石（YAG）粉体,考察了超重力场和不同醇体积分数（R）对合成YAG粉体的影响,利用X射线衍射fXRD）、热重一差示扫描同步热分析（TG—DSC）和扫描电镜（SEM）等手段对粉体进行了研究,结果表明,超重力场中制备的YAG粉末颗粒更细小,分布范围更窄,分散性更好;醇水体系作为溶剂更有利于制备分散性好,粒径小的纯相YAG粉体;最适的醇体积分数为30％-50％。当以NH4HCO3和NH3·H3O为沉淀剂,R=30％的醇水体系为溶剂,在超重力场中合成的YAG前躯体在1000℃下煅烧2h,获得了分散性好、分布范围窄、晶型完整、平均粒径约为50nm的球形YAG粉体。     

超重力场反应连接制备TiB_2-TiC/1Cr18Ni9Ti和TiB_2-TiC/Ti-6Al-4V梯度复合材料

以1Cr18Ni9Ti、Ti-6Al-4V为金属基底,通过在B4C+Ti体系中引入CrO_3+Al铝热剂,调整反应体系绝热温度依次为3 193、3 282、3 290及3 473K,采用超重力场反应连接制备TiB_2-TiC/1Cr18Ni9Ti和TiB_2-TiC/Ti-6Al-4V梯度复合材料,发现随着反应绝热温度升高,陶瓷/金属界面区厚度不仅因金属熔深增加而增大,并且残存于界面上的Al_2O_3夹杂也随之增多。分别对B4C+Al体系与CrO_3+Al铝热剂进行配制、球磨活化、压制成坯并依次填料入坩埚后,发现残存于界面上的Al_2O_3夹杂完全消除,同时发现在TiB_2-TiC/1Cr18Ni9Ti界面上生成三维网络陶瓷/金属梯度复合结构,而在TiB_2-TiC/Ti-6Al-4V界面上形成跨尺度多层次梯度复合结构。     

超重力辅助燃烧合成熔渗梯度Ni-(WC-Ni)硬质合金复合材料

以超重力辅助燃烧合成熔渗工艺制备了具有梯度特征的WC-Ni硬质合金材料。该工艺以铝热反应为基础,施加辅助超重力场,制备出具有梯度特征的硬质合金材料。该材料具有双层梯度结构:沿重力场方向依次为Ni金属层和WC-Ni硬质合金层。其中Ni金属层的硬度值为72HRA;硬质合金层的硬度值最高为87HRA。Ni熔体在熔渗过程中的搅动使WC在Ni金属层出现弥散分布并导致硬质合金层WC的长大。熔体由底层开始向顶层逐渐凝固的特点使该梯度材料抗弯强度降低。     

超重力辅助燃烧合成Y2O3-Al2O3-SiO2玻璃/Y3Al5O12陶瓷梯度复合材料

以超重力场辅助燃烧合成技术制备了呈梯度分布的Y2O3-Al2O3-SiO2透明玻璃/Y3Al5O12陶瓷梯度复合材料.结果表明,梯度布置两种组分的原料既可防止下层熔体的喷溅,又能提高上层玻璃的透过率.该梯度材料沿超重力方向依次为YAS透明玻璃层、YAS-YAG玻璃陶瓷层和YAG陶瓷层.     

功能梯度材料剪切板热屈曲后的非线性振动

基于Reddy高阶剪切变形理论及广义Kármán型方程,对功能梯度材料剪切板热屈曲后的非线性振动进行了分析,分析中考虑了材料热物参数对温度变化的依赖性.数值算例给出两类功能梯度材料剪切板在均匀温度场作用下的热荷载一线性振动频率及热荷载-非线性振动频率比曲线,讨论了材料组分指数变化所带来的影响.     

功能梯度圆板的三维瞬态热弹性分析

基于线性热弹性理论的基本方程,采用两个位移分量,两个应力分量,温度变量和一个热流分量作为状态变量,应用状态空间理论,建立了功能梯度材料轴对称圆板结构在动态热载荷作用下的状态方程,考虑了运动惯性项以及热传导过程中的耦合效应,根据微分求积法,将状态方程沿径向进行离散.采用Laplace变换和打靶法,数值求解了材料常数按幂率变化的周边固支圆板在热冲击下的热响应.为求解功能梯度结构三维热弹性瞬态响应提供了一种方法.分析了组分材料分布对功能梯度圆板的热响应行为,包括板内温度变化,横向挠度以及板内应力分量的影响规律.