Ni/ZrO2梯度镀层的制备和性能

采用Watt型镀镍溶液，恒电流电沉积方法制备Ni／ZrO2梯度镀层．扫描电镜(SEM)测试和X-射线衍射分析表明，沿镀层的生长方向，ZrO2的含量由0逐渐增加到21％(体积分数，下同)，呈梯度分布；Ni和ZrO2各自在特定的角度分别出现其衍射特征峰，互不干扰，镀层中ZrO2的含量增高，衍射强度变强．断口分析表明，在梯度镀层的内部，材料的塑性变形能力大，韧性最好；沿镀层生长的方向，断口中的韧窝特征逐渐减小，镀层的韧性下降；在表层的断口中ZrO2微粒明显增多，呈团聚状态，基本上没有韧窝特征，镀层的韧性最差．Ni／ZrO2梯度镀层的韧性由外至内逐渐增加，呈梯度分布，其延展性为复合镀层的2．5倍．     

Ni/ZrO2梯度镀层高温氧化性能及热应变特性

采用复合电沉积法制备Ni/ZrO2梯度镀层.SEM测试表明,沿镀层生长方向,ZrO2含量由0逐渐增加到21%(体积分数),呈梯度分布;高温氧化实验结果表明,梯度镀层在800℃处理24h后氧化增重仅为纯镍镀层的1/6,氧化处理并未改变镀层中ZrO2微粒的梯度分布.结构分析表明,ZrO2微粒的掺杂使梯度镀层晶粒细化,结晶细致,可阻止高温氧化时氧原子向金属内部扩散.弥散分布的ZrO2对金属镍高温氧化时具有活性元素效应,可阻止Ni的短路扩散,降低氧化增重速率.因此,Ni/ZrO2梯度镀层具有优良的高温氧化性能,可用于高温氧化气氛之中.热应变特性研究表明,沿镀层厚度方向,热应变变化平缓,有效地缓解了界面处材料热失配,从而降低了材料的热应力.     

Al2O3/Ni功能梯度材料电沉积工艺的研究

功能梯度材料的组成和结构呈梯度变化并呈适应使用环境要求的梯度分布.在瓦特型镀镍溶液中,利用复合电沉积的技术,制备了Ni/Al2O3梯度镀层.通过改变镀液中Al2O3颗粒的浓度、阴极电流密度、镀液的搅拌速度3种工艺参数,研究了Al2O3颗粒在形状为正八面体的阴极上的复合镀层的分布规律.对Al2O3颗粒在复合镀层内的含量进行了测量并对镀层断面的金相照片进行了观察和分析,得出了制备梯度镀层的最佳工艺.试验结果表明,在适当的工艺参数下,通过旋转阴极,能够制取Ni/Al2O3梯度镀层.为制备梯度复合材料提供了一种新的方法.     

ZrO2-Ni功能梯度材料的热冲击与热疲劳行为

通过抗热震参数分析和热循环试验研究了ZrO2-Ni功能梯度材料（FGM）的热冲击与热疲劳行为及其影响因素。结果表明,ZrO2-Ni FGM热热震参数呈梯度分布,ZrO2侧抗热冲击断裂能力强而富Ni区热疲劳抗力高。其热震破坏符合热疲劳损伤机理,裂纹的准静态扩展为其控制因素。热疲劳裂纹在梯度层内以微孔聚集、连接方式萌生和扩展,而在梯度层间无横向贯穿裂纹,克服了传统陶瓷／金属结合体的界面热应力剥离问题。     

陶瓷／金属梯度热障涂层的制备及性能评价

为了评价陶瓷／金属梯度热障涂层的性能，设计了4种涂层方案和2种基体材料（1Cr18Ni9Ti和2Cr13）．利用单枪单送粉器成功地制备了线性梯度涂层．通过观察涂层的微观结构、测量涂层的抗热震性能和热残余应力来评价涂层的性能．利用扫描电镜对各种陶瓷涂层的微观结构进行了观察和分析，利用X射线能谱分析得到了陶瓷梯度涂层试样中的不同区域的衍射图．热震试验表明，梯度涂层比非梯度涂层具有更好的抗热震性能．采用钻孔法对不同涂层方案进行了残余应力的测量，结果表明，压应力出现在1Cr18Ni9Ti基体材料上，而拉应力出现在2Cr13基体材料上．     

聚丙烯/滑石粉平板状梯度材料的研究--(Ⅰ)制备及表征

将传统的聚合物挤出及复合层压工艺有机地结合起来．采用一种简便易行的加工方法制备了平板状聚丙烯／滑石粉梯度材料．并用TGA、SEM和光学显微镜等分析手段对材料内部的组成和组分分布进行了表征。结果表明．所制材料的组成和组分分布在设定方向上均实现了梯度化．表明本论文所提出的方法是一种制备有机／无机复合梯度材料的有效方法。     

Al2O3—Ti系梯度功能材料残余热应力有限元分析

采用有限元方法对Ａｌ２Ｏ３－Ｔｉ系梯度功能材料在制备过程中产生的残余热应力进行了线弹性分析，详细讨论了梯底层数目，梯度层厚度和成分梯度指数对应务大小和分布的影响，确定了各项最佳参数。非梯度功能材料与优化后的梯度功能材料的残余热应务对比结果显示；梯度功能材料缓和热应力的效果十分显著。     

Al_2O_3-Ti系梯度功能材料残余热应力的有限元分析

采用有限元方法（ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ）对Ａｌ２Ｏ３－Ｔｉ系梯度功能材料在制备过程中产生的残余热应力进行了线弹性分析。详细讨论了梯度层数目、梯度层厚度和成分梯度指数对应力大小和分布的影响，确定了各项最佳参数。非梯度功能材料（ＮＦＧＭ）与优化后的梯度功能材料的残余热应力对比结果显示：梯度功能材料缓和热应力的效果十分显著。     

Al3O—Ti系梯度功能材料残余热应力的有限元分析

采用有限元方法对Ａｌ２Ｏ３－Ｔｉ系梯度功能材料在制备过程中产生的残余热应力进行了线 性性分析。详细讨论了梯度层数目、梯度层厚度和成分梯度指数对应力大小和分布的影响，确定了各项最佳参数。非梯度功能材料与优化后的梯度功能材料的残余热絷力对此结果显示：梯度功能赫兹 热应力的效果十分显著。     

流延法制备管状ZrO_2/SUS316L功能梯度材料

结合流延法和辊压成型技术制备梯度变化为10%和20%(体积分数)的管状ZrO2/SUS316L梯度材料,优化了管状梯度材料的制备工艺,对其截面形貌进行了表征,利用有限元模拟其应力分布,并结合压缩和循环热震实验对管状梯度材料的径向力学性能和热冲击行为进行了研究。结果表明,所制备的管状ZrO2/SUS316L梯度材料成分梯度过渡良好;径向压缩时最大拉应力产生于外壁不锈钢层,20%(体积分数)管状梯度材料的抗压缩变形的能力较高,但是断裂功较低,而10%(体积分数)管状梯度材料接近于塑性断裂方式;随着梯度变化降低,管状梯度材料的热冲击性能提高,梯度变化10%(体积分数)时500~25℃最大循环热震次数为78。     

磁场中浆料粘度与内部结构的关系研究

当外磁场施加在由铁磁性Ni和非磁性ZrO₂粒子组成的浆料时, 浆料的粘度会明显增大. 实验采用磁场线圈、旋转粘度计和金相显微镜对磁场中Ni/ZrO₂复合浆料的粘度与内部结构的关系进行了系统研究. 结果表明, 浆料粘度随着磁场强度和Ni含量的增加而增大. 当外磁场作用于浆料时, 浆料中会形成链状Ni团簇. 随着磁场强度的增加, Ni团簇尺寸变大, 阻碍了粒子的自由运动, 因此粘度增加. 同样, 随着Ni含量的增大, 浆料中Ni团簇增多, 因此粘度增大.     

ZrO2-Ti系材料的热力学分析与显微结构研究

通过热力学数据的预报与计算,对ＺｒＯ２－Ｔｉ体系的相间热力学稳定性进行了分析,并确定了材料民折和学条件。在此基础上常压烧结合不同组分配比的ＺｒＯ２－Ｔｉ系复合材料,并采用ＸＲＤ,ＳＥＭ,ＴＥＭ等方法对材料的显微结构进行了表征,ＺｒＯ２－Ｔｉ系均质复合材料由α－Ｔｉ相,四方ＺｒＯ２相和少量的单斜ＺｒＯ２相组成,ＸＲＤ和ＴＥＭ分析表明,组元Ｔｉ、ＺｒＯ２之间没有发生明显的化学反应,上有良好的化学相窝性     

Fabrication and microstructure of ZrO2-Ni functional gradient material by powder metallurgy

Functional gradient material (FGM) of the ZrO₂-Ni system was developed by a powder metallurgical process, and investigated for its microstructure by means of X-ray diffractometry (XRD), electron probe microanalysis (EPMA), transmission electron microscopy (TEM) and optical microscopy. It was shown that the sintered body of ZrO₂-Ni FGM is almost fully densified, and its chemical composition and microstructure have the expected gradient distribution. With composition variation, the microstructure changes gradually from zirconia particles dispersed in a nickel matrix to the converse with nickel particles dispersed in a zirconia matrix, with network structures in the intermediate composition range. Therefore, no distinct interfaces appear in the FGM due to the gradient change of components, that is, both zirconia and nickel are present everywhere in the microstructure. In phase composition, the sintered ZrO₂-Ni FGM consists of nickel, tetragonal zirconia and a little monoclinic zirconia. No reaction between nickel and zirconia has been detected. The substructure of nickel and monoclinic zirconia are twins, and strain fringes can also be found in zirconia.     

磁场对KNbO3熔体中温度分布影响的实验研究

研究了磁场对ＫＮｂＯ３熔体中的温度分布的影响,利用加磁场的休仑微分干涉显微实时观察装置及一种近似的间接测量方法。对在不同磁场强度０、７０、１１７、１３５ｍＴ下,ＫＮｂＯ３Ｏ熔体中的径向温分布进行测量。     

Structure and magnetic properties of ZrO2-coated Fe powders and Fe/ZrO2 soft magnetic composites

Fe particles were coated with ZrO₂ nanopowders using mechanical milling method combined with high temperature recovery annealing process. The effect of milling time on particle size, phase structure and magnetic properties of the core-shell structure powders was studied. Scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD) revealed that the surfaces of the composite powders comprised thin and uniform layers of ZrO₂ insulating powders after milling. Also, the SEM images showed the morphology of micro-cellular structured compacts with cell-body of Fe particles and indicated that Fe particles were well separated and insulated by thin ZrO₂ layers. The Fe/ZrO₂ soft magnetic composites displayed much higher electrical resistivity, lower core loss than that of the pure Fe powder cores without ZrO₂ layers at medium and high frequencies. The preparation method of ZrO₂-insulated Fe powders provides a promising method to reduce the core loss and improve the magnetic properties for soft magnetic composite materials.     

ZrO2的加入对(CeO2)0.86(SmO1.5)0.14陶瓷性能的影响

探讨了添加ＺｒＯ２和ＣｅＯ２／Ｓｍ２Ｏ３体系电导率和力学性能的影响,并用ＸＲＤ、ＳＥＭ等对材料的微观性能进行了试验分析,结果发现,添加ＺｒＯ２使材料的电导率降低,主要是因为ＺｒＯ２的固溶使得ＣｅＯ２电解质材料的晶格常数减小,活化能增加造成的;添加ＺｒＯ２可提加ＺｒＯ２促进了致密烧结,使晶界结合紧密。实验确定,外加２．５ｍｏｌ％ＺｒＯ２的ＣｅＯ２电解质具有适中的强度和电导率,可以作为电解质材料应用。     

烧蚀产物ZrO2对ZrC改性C/C复合材料烧蚀的影响

采用ZrOCl₂溶液浸渍法把含锆组元引入碳纤维预制体, 结合热梯度化学气相渗透、高温石墨化工艺制备了ZrC改性C/C复合材料. 用氧乙炔烧蚀测试材料的烧蚀性能, XRD测试材料烧蚀前后的物相组成, 采用SEM观察材料的微观形貌. 烧蚀结果表明：随着烧蚀次数的增加, 若每次烧蚀后不去除ZrO₂, 材料的线、质量烧蚀率呈先增加后减小的趋势, 最后趋于稳定; 若每次烧蚀后去除ZrO₂, 材料的线、质量烧蚀率均呈增大的趋势. 产物ZrO₂的蒸发吸收了材料烧蚀表面的热量, 减缓了火焰对烧蚀表面的冲蚀, 材料的线烧蚀率减小, 然而, ZrO₂的蒸发会增加材料的质量损失速度, 导致材料的质量烧蚀率增大.     

ZrO2-Si3N4陶瓷复合材料中的化学不相容性

ＺｒＯ２与Ｓｉ３Ｎ４之间存在化学反应生成ＺｒＮ或氧氮化锆,ＺｒＯ２也可能被氮稳定形成氮稳定的ＺｒＯ２。本文对ＺｒＯ２－Ｓｉ３Ｎ４陶瓷复合材料中的化学不相容性及抑制措施进行了综述。     

等离子喷涂制备HA/ZrO2复合涂层

采用等离子喷涂技术,在Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ基体上成功地制备了羟基磷灰石／氧化锆（ＨＡ／ＺｒＯ２）复合涂层,对涂层的微观结构,相组成和结合强度进行了研究,并以模拟体液试验评估涂层的生物活性,结果表明,复合涂层较有较为微观结构,ＨＡ／ＺｒＯ２复合涂层的结合强度明显高于ＨＡ涂层,ＨＡ／６０ｗｔ％ＺｒＯ２涂层的结合强度高达２８．５ＭＰａ,为ＨＡ涂层的２．２倍,复合涂层在模拟体液中浸泡一段时间后,表面覆盖一层     

Y-TZP/MoS2自润滑材料的制备与研究

通过醇-水溶液加热方法,制备出Y-TZP包裹MoS2复合粉末,通过热压烧结,制备具有特殊显微结构、力学性能优良的Y-TZP/MoS2复合材料,考察了室温下复合材料与ZrO2配副时的摩擦学性能.结果表明当材料中含有44wt%MoS2时,其摩擦系数为0.25、磨损率为1 05×10-6mm3/m·N.