晶须增强氮化硅陶瓷自生复合材料

本文提出了两种制备氮化硅陶瓷自生复合材料的方法:以氟化钙为添加剂,对硅坯体直接进行氮化;经预氮化后的反应烧结氮化硅多孔体,在含酚醛树脂和硅酸乙酯的无水乙醇溶液中浸渍处理后,再经过高温热处理,分别可得到以β-Si₃N₄和β-SiC晶须增强的氮化硅陶瓷复合材料。同时,还对生长条件对晶须的形态,以及自生晶须对氮化硅陶瓷力学性能的影响进行了探讨。     

平面应力作用下复合材料的蠕变分析

本文对受平面应力作用下的复合材料的细观蠕变进行了研究,分析了纤维与基体的性能,纤维取向以及纤维体积百分含量等对复合材料蠕变性能的影响,从细观角度提出了控制复合材料蠕变的具体措施.     

蠕变对SMC复合材料动态粘弹性能的影响

本文采用蠕变－振动实验方法，对一种ＳＭＣ短纤维增强复合材料，考察了在不同加载时间和温度下恒载蠕变对其动态力学参量的影响，拟合了该材料的本构关系。实验结果表明：经不同时间和温度下蠕变变形后，其动态弹性模量Ｅ都产生不同程度的下降，其损耗因子ｔｇδ都呈上升趋势。随着蠕变时间的延长和温度的提高，它们的相对改变量变化越大。但在常温下动态弹性模量随蠕变时间无明显变化；在随温度上升中，损耗因子对不同的蠕变时间…     

聚合物基纤维增强复合材料的蠕变混合律

本文首次对聚合物基纤维增强复合材料的蠕变混合律进行了研究。推导出具有正交双向铺设纤维复合材料的微观力学模型,用此模型对聚合物基纤维增强复合材料的蠕变性能进行了预测,并对其线性蠕变混合律进行了实验验证。实验结果表明,这个理论对复合材料线性蠕变的预测是很精确的。      

碳／碳复合材料的高温蠕变研究

综述了外对碳／碳复合材料及碳纤维的高温的高温蠕变及蠕变机理的研究情况。     

高温抗蠕变铝合金及铝基复合材料研究进展

铝合金结构或导体材料在高温环境下易发生蠕变现象,且性能随服役时间的延长而劣化,甚至发生结构破坏,导致灾难性事故的发生.因此,有效提高铝合金抗蠕变性能是其可应用于高温高载荷环境且保持优异性能的关键.目前,国内外主要通过稀土处理、合金化处理及添加增强体等方法细化铝合金晶粒,并在铝合金晶内和晶界处形成弥散分布、热稳定性高的析出相,采用细晶强化、析出强化、弥散强化、直接强化等机制钉扎晶内位错运动,抑制晶界移动,从而显著减缓铝合金的稳态蠕变速率,提升其抗蠕变性能.另外,可以通过构建蠕变性能与蠕变条件、微观结构、析出相特征之间的关系模型,预测铝合金的蠕变特性与服役寿命,为高温抗蠕变铝合金及铝基复合材料的设计提供理论依据.本文在铝合金蠕变行为分析基础上,针对扩散蠕变、晶界滑移和位错蠕变等高温蠕变机制,从稀土微合金化、多元微合金化及复合强化等方面入手,归纳了高温抗蠕变铝合金及铝基复合材料的研究现状,揭示了高温蠕变性能的改善机制,并综述了蠕变理论模型构建及寿命预测方法的研究,同时分析了抗蠕变铝合金及铝基复合材料研究中存在的问题与发展趋势.     

木塑复合材料蠕变特性及预测方法的研究进展

木塑复合材料(WPCs)已广泛应用于建筑外墙板、户外铺板、室内装饰、园林景观、汽车内饰等非承重结构材料领域,但由于线型或支链型热塑性聚合物固有的粘弹特性决定了 WPCs在受到长期力载荷时易发生蠕变变形,严重影响其作为承重结构材使用.因此抗蠕变是木塑产业界面临的重大技术瓶颈,也是学术界关注的核心科学问题.为更好地了解并改...     

STATIC AND CYCLIC FRETTING FATIGUE BEHAVIOUR OF SILICON NITRIDE

A cyclic fretting fatigue test machine was constructed. The piezoelectric bimorphs were used as actuators for cyclic loading and fretting motion at the resonance frequency of the system. Fretting fatigue tests under static and cyclic loading conditions were carried out using HIP-sintered silicon nitride. From the experimental results, it was found that fretting fatigue strengths under the two test conditions were identical and hence the effect of cyclic loading on fretting fatigue strength of silicon nitride was almost negligible. A fretting crack initiated in a very early stage of the fatigue life at the position of the maximum frictional stress in the contact area. Fretting fatigue life prediction based on fracture mechanics was also carried out. The predicted lives were in good agreement with the experimental results.     

自增韧热压氮化硅陶瓷的研究

本文对自增韧热压Si₃N₄陶瓷材料进行了研究,着重研究了材料的自增韧机理,Y₂O₃与La₂O₃之间的配比和(Y₂O₃+La₂O₃)的重量含量对自增韧热压氮化硅陶瓷结构及性能的影响。对最优助剂含量和配比的热压氮化硅试样进行了氧化行为和抗热震性的研究。研究发现热压氮化硅陶瓷材料的自增韧机理为β-Si₃N₄柱状晶使裂纹发生桥接和偏转。当Y₂O₃La₂O₃=11且(Y₂O₃+La₂O₃)为20wt%时,1350℃时的抗弯强度达最大值(σf1350℃为715MPa),且(Y₂O₃+La₂O₃)为16wt%时,室温的断裂韧性达最大值(K_ICRT为7.8MPa·m1/2).1150℃热压氮化硅材料经200小时氧化处理,内部析出针状晶体。经1100℃→100℃多次热循环后,强度下降的主要原因是裂纹的产生和扩展。     

氮化硅薄膜材料的表面结构和热稳定性研究

研究了三种方法制备的氮化硅薄膜的组成、表面结构、热氧化稳定性以及抗离子束损伤等性能。研究发现APCVD法制备氮化硅薄膜的Si3N4含量最高，PRSD法制备的薄膜次之，而PECVD法制备的薄膜Si3N4含量最低。在PRSD薄膜中没有N－H键存在，仅有少量的Si－H键存在，薄膜的热氧化稳定性和抗离子束损伤性能最好。APCVD薄膜中含有少量的N－H和Si－H键，虽然膜层的热稳定性很好，但由于膜层具有较多的缺陷，因此其抗氧化性较差，抗离子束损伤性能也不好。对于PECVD薄膜，由于其形成温度较低，膜层中含有大量的N－H和Si－H键，因此膜层的热稳定性和抗离子束损伤性能最差。此外，还发现XPS获得的N／Si原子比和膜层的真实成分校一致，而RBS和AES由于离子束损伤效应，其结果偏低。氮化硅薄膜热稳定性差和离子束损伤的本质均因氯化硅的脱氮分解。热氧化的本质是膜层中自由硅和气氛中残余氧的氧化反应。     

复合材料蠕变本构关系及实验测定Ⅰ.本构关系

蠕变是复合材料最重要的力学性能之一,实验表明:复合材料在蠕变条件下的变形可以分为弹性变形、粘弹性变形和粘塑性变形.应用不可逆过程的热力学和广义变量的概念可以分析材料的蠕变变形.本文首先回顾了热力学的基本方程;基于Schapery本构关系的假设和思路推导了蠕变本构关系的一般形式,其中包括弹性变形、粘弹性变形和粘塑性变形;考虑到广义力选取的不唯一性,本文提出了广义力选取的原则以使得到的本构关系尽可能地简单;由此本文给出了复合材料的一维蠕变,各向同性复合材料的二维蠕变和纤维增强复合材料平面内的蠕变的本构关系.     

钢-混凝土组合梁收缩徐变分析的有限元方法

基于按龄期调整的有效模量法,提出了部分剪力连接钢-混凝土组合梁在长期荷载作用下收缩徐变分析的简化有限元模型,并通过建立特殊的剪力连接件单元刚度矩阵和利用Newton-Raphson迭代方法考虑滑移效应,同时考虑了负弯矩区混凝土板开裂对组合梁刚度和强度的影响.利用该模型计算了连续组合梁在长期荷载作用下的挠度、应力、滑移量,计算结果与已有的理论计算结果和实验结果吻合,证明本模型用于分析钢-混凝土组合梁收缩徐变是可靠的.     

岩石非定常Burgers蠕变模型及其参数识别

针对岩石蠕变的非线性特征,提出了一种非线性黏壶元件,并分别替换Burgers模型中的两个线性黏壶元件,从而建立了一种非定常参数Burgers模型。推导了非定常Burgers模型的一维蠕变方程,分析模型参数λ₁与λ₂取值范围对蠕变方程的影响,从理论上确定了非定常模型能够描述蠕变的3个阶段。在此基础上,将非定常Burgers模型的蠕变方程推广至三维应力状态下,并基于Levenberg-Marquardt算法对向家坝岩石的三轴压缩蠕变试验曲线进行拟合及参数识别。通过对比定常与非定常Burgers模型的拟合曲线与相关系数,可以发现非定常Burgers模型拟合效果更好,且能够准确描述包括加速蠕变在内的岩石三阶段蠕变特性,验证了所构建非线性模型的适用性与合理性。     

MORPHOLOGICAL STUDIES RELATING TO THE FRACTURE STRESS AND FRACTURE TOUGHNESS OF SILICON NITRIDE

Abstract— Microstructure and mechanical properties of HP (Hot Pressed), HP/GP (Gas Pressed), and HP/HIP (Hot Isostatic Pressed)—Si₃N₄ are studied using scanning electron microscopy, bending tests and the indentation fracture method. The grain diameter distribution is analyzed to clarify the relationship between microstructure and mechanical properties; and also the bending strength and fracture toughness. It is shown that bending strength increases with decreasing grain diameter. The results also show that a Hall—Petch type of relationship is obtained between grain diameter and fracture strength. The fracture toughness shows a linear relationship with , where σ_F= bending strength, β= a proportionality factor and d _a= average grain diameter, and is closely related to the aspect ratio of Si₃N₄ grains. It is concluded, from the morphological analysis, that a microstructure composed of Si₃N₄ grains, with both a small grain diameter and a large aspect ratio, is effective in improving both the fracture strength and fracture toughness.     

液晶聚酯与氮化铝复合基板材料的研究

利用模压成型方法制备了氮化铝（ＡＩＮ）和液晶聚酯（ＬＣＰＥ,ＰＥＴ／６０ＰＨＢ）的复合基板材料,研究了影响基板材料导热系数,线膨胀系数,介电性能和力学性能的因素,实验结果表明,在复合材料中ＡＩＮ的用量是影响复合材料上述各种物理性能的关键;对氮化铝粉的处理和改善ＡＩＮ与聚合物之间的两相界面,则是进一步提高复合材料热物理性能和力学性能的重要环节。填加８５％（质量）的ＡＩＮ的液晶聚酯复合基板材料其导热系