自蔓延高温合成TiC—Al2O3—Fe系金属陶瓷的致密化研究

采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ工艺制备了致密的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ系金属陶瓷，研究了延迟时间，高压特续时间，压力及Ｆｅ含量对合成ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ金属陶瓷实度的影响，结果表明，采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ技术制备了ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ系金属陶瓷时，合成产物中气体的排放，液相的存在及组成相之间的润湿性是制备密实材料的关键。     

TiC-Al_2O_3-Fe复合材料的微观组织研究

对ＳＨＳ／ＰＨＩＰ技术制备出的ＴＩＣ－Ａ１２Ｏ３－Ｆｅ复合材料的微观组织结构进行了分析和研究．结果表明,随着Ｆｅ含量的增加,ＴＩＣ颗粒尺寸减小,Ａｌ２Ｏ３的分布趋于均匀．在ＴｉＣ晶粒中发现少量颗粒相;在Ｆｅ粘结相中发现具有ε－ＡｌＦｅ３Ｃ０．６９型结构的胞状相;ＴｉＣ晶粒中存在大量位错．     

TiC-Al2O3-Fe金属陶瓷的自蔓延高温合成研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压法（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）制备出了致密度为９７．７％的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－２０Ｆｅ金属陶瓷（ＴＡＦ２０）。分析了金属陶瓷的相组成、微观组织及性能。结果表明：金属陶瓷由ＴｉＣ,Ａｌ２Ｏ３陶瓷颗粒和Ｆｅ粘结相组成;粘结相中Ｆｅ与Ａｌ２Ｏ３之间的界面光滑,与ＴｉＣ之间有一薄的扩散层;ＴＡＦ２０金属陶瓷的抗弯强度和抗压强度分别为８９０ＭＰａ和１８．４ＧＰａ。     

TiC—Al2O3—Fe金属陶瓷的蔓延高温合成研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压法（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）制备出了致密度为９７．７％的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－２０Ｆｅ３合金陶瓷（ＴＡＦ２０）,分析了金属陶瓷的相组成、微观组织及性能。结果表明：金属陶瓷由ＴｉＣ,Ａｌ２Ｏ３陶瓷颗粒和Ｆｅ粘结相组成;粘结相中Ｆｅ与Ａｌ２Ｏ３之间的界面光滑,与ＴｉＣ之间有一薄的扩散层;ＴＡＦ２０金属陶瓷的抗强度和抗压强度分别为８９０ＭＰａ和１８．４ＧＰａ。     

掺杂聚苯胺磁化率的研究

分别研究了浓Ｈ２ＳＯ４掺杂本征态聚苯胺（ＰＡｎ）、ＨＣｌ掺杂ＰＡｎ以及ＦｅＣｌ３掺杂这两种聚安在地的磁化率。通过研究磁化率的变化曲线,我们得到了一些有意义的结果：浓Ｈ２ＳＯ４掺杂ＰＡａ和ＨＣｌ掺杂ＰＡｎ的磁化率变化规律不同;ＦｅＣｌ３掺杂浓Ｈ２ＳＯ４－ＰＡｎ材料可以获得比ＦｅＣｌ３掺杂ＨＣｌ－ＰＡｎ材料更高的磁化率;ＦｅＣｌ３在掺杂ＨＣｌ－ＰＡｎ材料和浓Ｈ２ＳＯ４－ＰＡｎ材料时,ＦｅＣｌ３在这两种     

SHS／PHIP技术制备TiC—30Fe金属陶瓷的显微组织及形成过程研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压法制备出了致密度为９６．３％的ＴｉＣ－３０ｗｔ％Ｆｅ金属陶瓷。分析了金属陶瓷的结构和组织，讨论了ＳＨＳ／ＰＨＩＰ制备金属陶瓷的材料结构形成过程。结果表明，金属陶瓷由近乎球形ＴｉＣ颗粒和Ｆｅ粘结相组成。粘结相Ｆｅ与ＴｉＣ之间有一较薄扩散层。     

颗粒增强Fe3Al基复合材料的制备和性能

用熔铸法制备了ＳｉＣ,Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２颗粒增强Ｆｅ－２８Ａｌ－５Ｃｒ基复合材料,研究了材料的微观组织和力学性能,结果表明,Ａａ２Ｏ３在Ｆｅ３Ａｌ中的化学稳定性很好,ＴｉＢ２与基体发生了部分反应,ＳｉＣ与基体的反应严重,复合材料在室温和高温下的力学性能的变化说明,上述颗粒的加入使材料的强度较大幅度的提高,塑性有所下降。     

Al-TiO2-C-Ti-Fe体系反应过程研究

采用ＤＳＣ和ＸＲＤ对不同Ｆｅ含量Ａｌ－ＴｉＯ２－Ｃ－Ｔｉ－Ｆｅ体系的燃烧反应过程进行了研究。结果表明,Ａｌ－ＴｉＯ２－Ｃ－Ｔｉ－Ｆｅ体系的反应是分步进行的。在高温区以金属间化合物的分解及Ｔｉ、Ｃ反应为主;在低温区则随着Ｆｅ含量的不同存在不同的反应：Ａｌ－ＴｉＯ２－Ｃ－Ｔｉ以Ａｌ、Ｔｉ的反应为主,Ａｌ－ＴｉＯ２－Ｃ－Ｔｉ－２０ｗｔ％Ｆｅ以Ａｌ、Ｔｉ及Ａｌ、Ｆｅ反应为主,同时还存在Ａｌ、ＴｉＯ２及Ｆｅ、Ｔｉ反应,而Ａｌ－ＴｉＯ２－Ｃ－Ｔｉ－５０ｗｔ％Ｆｅ则以Ｆｅ、Ａｌ和Ｆｅ、Ｔｉ反应为主。     

Lewis酸／SOCl_2复合引发体系α－蒎烯聚合作用研究

研究了由多种Ｌｅｗｉｓ酸（ＦｅＣｌ３、ＡｌＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＢＦ３·ＯＥｔ２等）与ＳＯＣｌ２配制成的一类新型聚合引发剂，比较了它们对α－蒎烯的引发复合性能。结果表明复合引发体系的活性比之单独的Ｌｅｗｉｓ酸均大幅度提高，活性大小顺序为：ＢＦ３·ＯＥｔ２／ＳＯＣｌ２＞ＴｉＣｌ４／ＳＯＣｌ２≈ＡｌＣｌ３／ＳＯＣｌ２＞ＦｅＣｌ３／ＳＯＣｌ２，与它们的配位能力大小顺序一致。系统考察了ＴｉＣｌ４／ＳＯＣｌ２体系的聚合性能，研究了复合引发剂组分比、溶剂、活泼单体苯乙烯、外加Ｌｅｗｉｓ碱以及聚合条件等对α－蒎烯聚合动力学、产物分子量及其分子结构的影响，据之讨论了该复合引发剂的作用机制，提出了活性种本质的看法。     

铝热离心法制备莫来石陶瓷内衬钢管

用Ｆｅ２Ｏ３－Ａｌ＋ＣｕＯ－Ａｌ＋ＳｉＯ２系铝热离心法制备了陶瓷内衬钢管，复合钢管的陶瓷层具有高致密度     

燃烧合成TiC-A12O3/Fe梯度材料及其抗热震行为

采用自蔓延高温合成结合准热等静压(SHS/PHIP)制备出了具有对称结构的TiC-A12O3/Fe梯度材料,并对其抗热冲击及抗热疲劳行为进行了测试和分析。结果表明,SHS/PHIP制备的TiC-A12O3/Fe梯度材料具有预期的梯度式组成,在热冲击和热疲劳实验过程中均无梯度层间横向贯穿裂缝,克服了传统陶瓷/金属直接接合界面的热应力剥落。     

燃烧合成TiC-Al2O3/Fe梯度材料及其抗热震行为

采用自蔓延高温合成结合准热等静压（SHS／PHIP）制备出了具有对称结构的TiC-Al2O3/Fe梯度材料,并对其抗热冲击及抗热疲劳行为进行了测试和分析,结果表明,SHS／PHIP制备的TiC-Al2O3/Fe梯度材料具有预期的梯度式组成,在热冲击和热疲劳实验过程中均无梯度层间横向贯穿裂缝,克服了传统陶瓷／金属直接接合界面的热应力剥落。     

Microstructure and Resisting Thermal Shock Behaviors of TiC-Al2O3/Fe Functionally Graded MaterialsPrepared by SHS/PHIP

The microstructure and composition of TiC-A12O3/Fe functionally graded materials (FGM) prepared by self-propagating high temperature synthesis and pseudo-hot isostatic pressing (SHS/ PHIP) were studied, and the resisting thermal shock behaviors were analyzed. The results show that TiC-A12O3/Fe FGM has graded composition distribution. No cross-section crack through the layers was found in the tests of thermal shock and fatigue.     

SHS/PHIP制备TiC-Al2O3/Fe复合材料的性能

对SHS/PHIP技术制备出的TiC-Al₂O₃/Fe复合材料的性能进行了测试和分析。结果表明,TiC-Al₂O₃/Fe复合材料具有良好的综合力学性能。材料具有很高的比刚度。金属Fe相的加入,较大地提高了材料的抗弯强度和断裂韧性。TiC-Al₂O₃复相陶瓷为典型的脆性断裂;随着Fe含量的增加,材料具有明显韧性断裂的特征。      

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。     

Properties of multilayered mullite/Mo functionally graded materials fabricated by powder metallurgy processing

Mullite/Mo functionally graded material (FGM) was developed with a powder metallurgy process. Microscopic observations revealed that the microstructure of the mullite/Mo FGM had a gradual stepwise variation. The thermomechanical properties of the mullite/Mo system had graded distributions that depend on the composition variation across the thickness. Thermal shock tests were done on the FGMs and on monolithic mullite. The FGM specimens had better thermal shock resistance than did monolithic mullite. The thermal shock resistance of FGMs was influenced by the sintering-induced residual thermal stress. Cracks caused by thermal shock were observed, and the mechanism of crack formation was discussed.     

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。     

含FGM的涂层结构中热残余应力的分析与优化

本文利用有限元方法和优化理论,对含ＦＧＭ（Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｌｙ　Ｇｒａｄｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）层的热喷涂构件中的残余应力进行了数值分析,并获得了ＦＧＭ内各组份体积含量分布的最优化形式和参数ｐ。同时,我们也研究了喷涂构件的几何形状、涂层及基底的材料性能对于ｐ的影响规 律。在本文的分析中,考虑了基底材料和ＦＧＭ的塑性变形以及其性能对于温度的依赖。本文 的工作将有利于含ＦＧＭ层的热喷涂构件的设计与生产。     

Effect of the composition profile and density of LPPS sprayed functionally graded coating on the thermal shock resistance

Low Pressure Plasma Spraying (LPPS) is a promising coating method for Functionally Graded Material (FGM) expected to beable to reduce the thermal stress in high temperature environments such as a gas turbine. In this paper, we report the effect of the composition profile and coating density of LPPS sprayed FGM, consisting of ZrO₂–8 wt%Y₂O₃ (YSZ) top coating, YSZ–Ni–20 wt%Cr (NiCr) FGM coating, NiCr under coating and copper substrate, on the thermal shock resistance evaluated by a modified temperature difference test. The density of YSZ and NiCr coating was successfully controlled by the chamber pressure and initial particle size in the range from 5.43 to 5.79 g/cm³ and from 7.89 to 8.09 g/cm³, respectively. For an YSZ composition profile from NiCr under coating to YSZ top coating (in FGM), the highest thermal shock resistance was obtained when the fraction of YSZ increased with gentleslope just over NiCr coating and acute slope just under YSZ coating. Also, the higher density coatings tended to perform the higher thermal shock resistance. Initial cracks formed in the YSZ top coating propagated into YSZ parts in FGM coating through the grain boundary of YSZ and/or the interface between flattened NiCr and YSZ particles. After the cracks connected, the coupled cracks caused the coating spallation.

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