添加熔融石英对MgO材料抗热震性的影响

研究了不同粒度的熔融石英对MgO材料抗热震性的影响，采用XRD和SEM进行了矿物组成和显微结构分析，同时比较了热震前后试样孔径分布的变化。结果表明，加入熔融石英颗粒的试样，热震后抗折强度和耐压强度保留率明显大于未添加试样和添加熔融石英细粉试样的强度保留率。添加熔融石英后试样的热膨胀系数变小，高温下熔融石英粉易与MgO反应生成镁橄榄石，促进了试样烧结使致密度提高，由于热膨胀系数不匹配因而在熔融石英颗粒周边形成明显的微裂纹圈。因为微裂纹吸收热应力的作用，所以，加入熔融石英颗粒和细粉可以提高MgO材料的抗热震性，相比之下，添加熔融石英颗粒时效果更明显。     

熔融石英在硅溶胶型壳中的应用

经过反复的工艺试验及一年多批量生产验证,成功地将熔融石英应用于精铸用低温蜡一硅溶胶型壳生产中.不仅降低了成本而且较大程度改善了型壳的脱壳性能,提高了后处理的生产效率,取得了较好的经济效益.     

熔融石英陶瓷凝胶注模成型及烧结工艺

报道了熔融石英陶瓷的凝胶注模成型及其烧结工艺.对凝胶注模成型工艺的几个主要影响参数对比分析,研究了分散剂、粉体粒径分布和浆料pH值对悬浮体分散效果的影响.并且分别以①苏州土、钾长石、碳酸钙②氟化钙作为烧结助剂,研究了它们对熔融石英陶瓷的烧结性能的影响.本研究工作为非晶态熔融石英陶瓷的凝胶注模成型提供了一定的工艺和理论研究基础.     

熔石英表面离子束抛光去除函数稳定性研究

目的 检验熔石英光学元件表面离子束抛光过程中去除函数的稳定性.方法 对离子束进行法拉第扫描来获取束流密度信息,构建离子束抛光去除函数模型.分析离子束流密度信息与去除函数模型,并通过实验研究束流密度信息与去除函数之间的关系,获得基于法拉第扫描结果计算去除函数的方法.利用该方法求取离子束抛光过程中的去除函数特征量,分析去除...     

熔石英表面激光平滑中扫描速度对粗糙度的影响规律

目的 研究激光平滑光学元件的工艺,探索使用CW（连续）CO2激光器对熔石英光学元件表面进行平滑处理时,当激光束功率、束斑尺寸一定的情况下,不同的扫描速度对平滑后熔石英元件表面粗糙度的影响规律。方法 用仿真结合实验的方式进行了研究。使用有限元仿真模型对激光功率为25 W,作用斑点为短轴2 mm、长轴3 mm的椭圆斑的激光加工模型进行了仿真,得到了不同扫描速度下激光束作用于熔石英表面的温度场及对应的稳定温度。通过定点照射实验验证了温度仿真结果的准确性,并进行了扫描速度为0.04、0.1、0.2、0.35、0.5 mm/s的单因素实验,使用原子力显微镜检测平滑实验前后的熔石英表面粗糙度,得到了粗糙度与激光扫描速度之间的关系。结果 激光功率为25 W时,5种扫描速度对应的稳定温度都分布在熔石英材料的熔点以上。5种扫描速度下平滑后的熔石英表面粗糙度都明显降低,在扫描速度为0.1 mm/s的情况下,取得了将熔石英表面粗糙度由初始的62.55 nm降低至6.17 nm的平滑效果。结论 激光平滑过程中,当激光功率、激光斑尺寸一定时,存在一个最佳的扫描速度,可以使加工表面的粗糙度降低至光学表面的要求。     

Molecular-Level Analysis of Shock-Wave Physics and Derivation of the Hugoniot Relations for Fused Silica

Equilibrium and non-equilibrium molecular-dynamics simulations are employed in this study to investigate various aspects of shock waves in fused silica (a pure SiO₂ amorphous material used in transparent-armor applications). Equilibrium molecular-dynamics simulations are used first to validate that the initial (unshocked) fused silica possesses the appropriate mass density and microstructure (as characterized by its partial Si-Si, Si-O, and O-O radial distribution functions). Next, non-equilibrium molecular-dynamics simulations are employed, within a continuously contracting computational-cell scheme, to generate planar longitudinal (uniaxial motion) shocks of different strengths. By examining and quantifying the dynamics of shock-wave motion, the respective shock-Hugoniot relations (i.e., functional relations between various material-state variables in the material states produced by the shocks of different strengths) are determined. This methodology suggested that irreversible non-equilibrium deformation/damage processes play an important role in the mechanical response of fused silica to shock loading and that the ??equilibrium?? procedures for Hugoniot determination based on the equation of state and the Rankine-Hugoniot equation may not be fully justified. Finally, the non-equilibrium molecular-dynamics simulations were used to identify the main microstructure modifying/altering processes accompanying the shock-wave motion through fused silica.     

压下量对多孔烧结材料致密化影响的研究

针对多孔疏松材料在SHS烧结后致密化成型过程进行有限元分析,采用有限元软件ANSYS模拟了在主要工艺参数不变时,压坯压下量分别为30％、40％、50％时疏松孔的变形情况.通过研究变形区应力应变分布,孔形状及尺寸变化,材料变形力的变化,得出了存在孔的材料在烧结致密化过程中变形力的变化规律.     

银粉特性对银膜致密性的影响

研究了颗粒尺寸、比表面积、形状及孔隙等银粉特性对膜层致密性的影响。通过3种不同粉末对膜层初始外观及高温结行为的分析，解释团聚的颗粒体和空隙的收缩导致膜层开裂，归纳出结晶完整，孔隙较少的银粉有利于促进致密化和减少颗粒长大。     

镁对氢化钛烧结致密化的影响

以氢化钛粉末和镁粉为原料,利用模压工艺制备纯钛,主要研究了镁对氢化钛粉末烧结致密化的影响。结果表明,少量镁的添加能够促进氢化钛粉末的烧结致密化,而过量镁则降低烧结密度,镁添加量为0.5%(质量分数,下同)时效果最优,将烧结体相对密度由96.5%提高到98.7%。通过对烧结过程动力学、镁还原氧化钛反应的热力学和动力学,以及烧结体成分进行分析,发现少量镁促进氢化钛烧结致密化的机理为:真空烧结时镁从坯体中挥发,形成的镁蒸气对粉末颗粒表面的氧起到净化作用,提高了烧结活性,从而提高烧结密度。     

机械合金化对MoSi2烧结致密化的影响

利用粉末烧结理论对比分析了机械合金化（MA）和高温自蔓延（SHS）合成的MoSi2粉末的烧结性能，并阐明了原因。结果表明，二者合成粉末的烧结性能存在较大差别。机械合金化法比高温自蔓延法至少降低了MoSi2的烧结温度的250℃，机械合金化MoSi2粉末细、晶粒缺陷密度大，具有较高的活性，其烧结表观活化能仅为高温自蔓延粉末的37%，起到了显著的机械活化烧结作用。实际中采用SHS 球磨的工艺有利于在较低烧结温度获得较致密的MoSi2材料。     

高压扭转变形对纯W再结晶行为的影响

在较低温度条件下完成了难熔金属烧结纯W高压扭转实验,通过改变扭转圈数,利用EBSD、XRD、DSC等多种检测与计算方法分析了高压扭转变形纯W在后续加热过程中再结晶组织及行为的变化。结果表明:高压扭转变形后,纯钨组织的形变储存能增大,激活能降低,但变形后组织的再结晶温度仍处于高值。DSC测试后,原始烧结组织发生明显的晶粒长大情况,而由高压扭转法(HPT)变形产生的细晶钨再结晶组织仍较为细小,平均晶粒尺寸为4～6μm,且随着扭转圈数增大晶粒尺寸未发生明显变化,变形组织的热稳定性较好。     

CrO3对陶瓷复合钢管致密化及力学性能的影响

利用离心自蔓延高温合成法 ,制备陶瓷复合钢管。用 X射线衍射仪测定了陶瓷层的相成分 ,研究了添加剂Cr O3对陶瓷复合钢管致密化及力学性能的影响。结果表明 :添加 Cr O3可以升高反应体系的反应温度 ,提高陶瓷复合钢管的致密化程度和力学性能。     

压力和温度对铱铑合金热等静压致密化的影响

纯铱具有较大的致密度,将铑粉与铱粉合金化可以增强铱的高温抗氧化性能。设计了5组热等静压工艺参数制备Ir-20Rh合金。通过观察热等静压后样品的金相显微组织,测量合金的硬度、计算孔隙率以及致密度,研究压力和温度条件对铱铑合金热等静压致密化的影响。结果表明,随着压力和温度的升高,Ir-20Rh合金的致密度都会有所增加,且温度对Ir-20Rh合金致密度的影响幅度大于压力对Ir-20Rh合金致密度的影响。最佳热等静压工艺参数为在1300℃、140 MPa保温2 h。     

工艺参数对Nd:YAG烧结致密化的影响

以高纯Y_2O_3、Al_2O_3和Nd_2O_3粉体为原料,少量纳米SiO_2为烧结助剂,采用真空烧结方法制备致密的Nd:Y_2Al_5O_(12)(Nd:YAG)陶瓷,并研究球磨处理原料粉体、Y_2O_3原料颗粒度和烧结气氛对Nd:YAG烧结致密化的影响.结果表明,机械合金化氧化物混合粉体,可明显细化氧化物颗粒,促进Nd:YAG的烧结.在1600℃保温8h,对球磨20h的粉体压坯真空烧结得到的Nd:YAG块体相对密度达99%,晶粒大小约为10μm;采用纳米Y_2O_3,粉体作真空烧结原料,可提高烧结活性,获得细晶和高致密度的Nd:YAG陶瓷,对混合粉体球磨20h压坯烧结可得到晶粒大小为2μm、相对密度为98.5%的Nd:YAG块体;在氩气保护下常压烧结,得到的Nd:YAG块体组织难以辨认,而且残留许多孔隙.     

Effect of Boron Additions on Sintering and Densification of a Ferritic Stainless Steel

The effect of boron additions on the densification of a ferritic stainless steel during sintering was studied. Experimental results showed that density and microstructure changed with the boron content. Boron promotes the formation of a liquid phase, which resulted from a eutectic reaction involving iron and chromium. The presence of the liquid phase modified the microstructure morphology, shape of porosity, density, and hardness.     

Ni基合金喷熔层在NaCl溶液中的抗空蚀性能研究

目的比较不同系列Ni基合金喷熔层在NaCl溶液中的抗空蚀性能,并探讨其空蚀机理。方法采用XRD方法分析了氧乙炔火焰喷熔工艺制备的NiCrBSi、WC增强Ni基、NiCrBSiCuMo合金喷熔层的组织结构,采用洛氏硬度计测量了喷熔层的硬度,通过CorrTest电化学测试系统分析了喷熔层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀性能,使用超声波振动空蚀仪对喷熔层在NaCl溶液中的抗空蚀性能进行了研究。结果 NiCrBSiCuMo合金喷熔层在NaCl溶液中具有优异的抗腐蚀性能。该喷熔层中除含有Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、Cr_3C_2、Cr_2B硬质相外,还存在细化涂层组织、改善涂层韧性的Mo_2C与MoSi_2相,其硬度与NiCrBSi合金喷熔层相近(约58HRC),在3.5%NaCl溶液中空蚀16 h的累积体积损失分别为NiCrBSi和WC增强Ni基合金喷熔层的65%与51%。WC增强Ni基合金喷熔层在含有NiCrBSi喷熔层中Cr的碳化物、硼化物硬质相的基础上,还含有WC与W_2C硬质相,虽然喷熔层具有较高的硬度(59.3HRC),但在NaCl溶液中的腐蚀电位较低,腐蚀电流密度最大,抗空蚀性能较差。结论 NiCrBSiCuMo合金喷熔层在NaCl溶液中具有最优异的抗空蚀性能,WC的加入使Ni基合金喷熔层在NaCl溶液中的抗空蚀性能减弱。     

膨润土对石英涂料烧结性的影响

为解决石英粉涂料耐火度偏高、烧结性差的问题,研究膨润土的添加对石英涂料烧结的促进作用。以添加不同比例的Ca基膨润土和Na基膨润土烧结后的石英涂料试样为研究对象,运用抗折弯仪测量试样的抗弯强度,扫描电镜(SEM)观察其微观形貌,通过X射线衍射(XRD)分析其烧结后的成分,并对Ca基与Na基膨润土进行了对比。结果表明,两种膨润土都能促进石英粉骨料的烧结,Ca基膨润土的添加效果要好于Na基膨润土,当Ca基膨润土含量为4%时,能够满足消失模铸钢水基涂料的要求。     

Mo对P／M Ti-Mo合金烧结致密化和力学性能的影响

研究了P／M Ti-Mo合金中Mo对烧结致密化及力学性能的影响。用热膨胀仪分析了其收缩／膨胀特性，用扫描电镜及力学性能检测等分析手段研究了显微组织和力学性能。结果表明，Mo的添加不利于P／M Ti-Mo合金的烧结致密化，但有利于Ti-Mo合金的显微组织细化。随着Mo含量的增加，组织细化作用更加明显。该晶粒细化作用大大改善了合金的室温塑性，使烧结态Ti-Mo合金的延伸率达到23％。     

压制工艺及压坯高径比对金属粉末致密化成形影响的模拟

利用MSC.MARC有限元分析软件对金属粉末压制成形过程进行了模拟,采用基于更新拉格朗日法描述的大位移弹塑性分析,研究压制方式、摩擦条件对不同侧压系数(K=2,K=4,K=8)圆管压坯性能的影响.结果表明,双向压制工艺相比单向压制工艺可提高压坯应力和密度分布均匀性;压坯高径比大时,两种压制工艺下压坯应力和密度不均现象加剧;摩擦条件的改善有利于增大金属粉末移动,减少应力集中,降低压制力,提高压坯密度均匀性.     

亚纳米SiO2对硅溶胶壳型硬化时间的影响

对添加15％NH4Cl和亚纳米SiO2的硅溶胶壳型硬化时间进行实验研究。研究发现硅溶胶壳型硬化时间t随着15％NH4Cl加入量的增加而降低，随着亚纳米SiO2加入量的增加先降低后升高再降低，且15％NH4Cl加入量相同时，添加亚纳米SiO2硅溶胶壳型硬化时间相对未添加的要缩短几倍到几十倍。结果表明亚纳米SiO2具有促进硅溶胶壳型胶凝硬化的作用。