Si3N4/Al-Mg复合材料的无压浸渗制备技术

用β-Si3N4纳米颗粒浆料浸渍多孔聚合物材料,通过加热烧蚀掉聚合物,制备出三维空间连续网络结构预制块体,再通过无压浸渗将已熔炼好的铝液浸渗到预制体中,成功制备出陶瓷与金属相互贯穿的Si3N4/Al金属基复合材料。利用座滴定法测试了Al在Si3N4基片上的润湿角,分析了润湿角与浸渗温度的关系。适量镁元素的存在,在Si3N4/Al界面发生微化学放热反应,降低了表面张力,使润湿角大大减小,从而促进了自发浸渗的进行。     

双面研磨Si3N4圆柱滚子表面质量研究

为实现Si3N4圆柱滚子表面的精密加工,探究不同研磨工艺参数对试件表面粗糙度的影响规律.用双平面研磨进行单因子试验,通过粗糙度检测仪、扫描电镜对试件表面粗糙度、表面形貌进行分析.使用W5金刚石磨料、质量分数为3％的研磨液、研磨时间为30 min时,试件表面粗糙度为0.0433μm;而研磨速度为15 r/min时,表面粗糙度最小,为0.0359μm.双平面研磨中磨料粒度越小,试件表面粗糙度越低;研磨液的浓度、研磨时间、研磨速度对试件表面粗糙度的影响先减后增,合理采用研磨工艺参数,可得到高质量Si3N4圆柱滚子.     

基于灰度共生矩阵和神经网络的Si3N4陶瓷推挤加工表面纹理分析

基于边缘破碎效应驱动裂纹软推挤加工是一项新颖的加工技术。通过采集Si₃N₄陶瓷的软推挤加工表面形貌,运用灰度共生矩阵(GLCM)分析了对比度、熵、相关性3个特征参数与加工表面纹理分布的内在关系。通过径向基网络和竞争层网络两类神经网络的分工协作,对不同加工参数下已加工表面的纹理特征进行预测和分类,其预测结果的相对误差能控制在5%之内。随着对比度和熵越大,相关性越小;分类等级越大,表面平整程度越差。通过系统实验探讨了各加工参数对纹理特征的影响,可靠地评估了加工质量的优劣。随着车刀进给速度或槽深的增大,加工表面质量变差;随着凸缘厚度的增大,加工表面质量先逐渐变差,但经过凸缘厚度2.5 mm分界点后却又有所改善。     

A3钢表面浸镀扩散渗铝复合渗硼研究初探

对A3钢表面热浸镀扩散渗铝复合渗硼进行了初步的探讨。通过光学显微镜和扫描电镜对渗层组织进行了观察。试验表明 :A3钢表面浸镀扩散渗铝复合渗硼工艺可行 ,渗层与基体形成了连续的扩散层 ,并且具有良好的硬度梯度。     

Si3N4 陶瓷引弧诱导电爆炸加工温度场建模

针对传统工程陶瓷材料粗加工技术成本高、效率低的问题,提出一种利用引弧诱导电爆炸技术加工方法。在Si3N4陶瓷引弧诱导电爆炸加工实验中,对影响温度场分布的主要工艺参数进行实验研究。在简要分析工艺参数对温度场分布影响的基础上,利用正交实验和回归分析的方法建立了温度场预测模型,得出了工艺参数对温度场分布的影响规律。仿真实验结果表明:温度场分布随着加工电流和脉冲宽度的增大而增大,随着喷嘴半径和喷嘴与工件之间的距离的增大而减小;研究结果可以为引弧诱导电爆炸过程的控制提供参考依据,为今后加工多种形状的工件提供参考。     

无压浸渗制备Si3N4/Al复合材料的工艺与抗弹性能研究

利用铝镁合金无压渗入氮化硅多孔预制体的方法制得致密的富含有氮化铝相的陶瓷金属基复合材料,并分别就 热处理温度和浸渗温度对复合材料的显微组织、相组成和显微硬度的影响进行了观察和测定。试验发现浸渗温度越高或 热处理温度越高,则复合材料中AlN相含量越高;弹击试验显示该复合材料的局部效益系数比LC52提高一倍以上。     

Ti- 6Al- 4V表面双层辉光离子渗Cr研究

利用双层辉光离子渗金属技术,在Ti-6Al-4V的表面渗入Cr元素,形成Ti-Cr阻燃合金层。系统地研究了温度、保温时间、源极电压、工件电压、极间距等工艺参数对渗层显微组织、成分及厚度的影响,得出了合理的工艺参数。870℃渗Cr 2 h,渗层厚度可达到60μm以上。阻燃合金层的成分呈梯度分布,显微组织为基体组织加少量弥散分布的Cr2Ti金属间化合物。初步阻燃试验证明,渗Cr合金层起到了预期的阻燃效果。     

基于耦合去噪算法的航空发动机中Si3N4圆柱滚子表面缺陷的检测方法

为解决基于机器视觉的传统单一图像去噪算法对混合噪声信号处理效果不佳,导致不能有效地检测识别航空发动机中应用的Si3 N4圆柱滚子表面缺陷问题,提出一种基于改进的耦合去噪算法与多尺度阈值分割算法相结合的视觉检测方法.通过优化的小波阈值去噪算法与改进的中值滤波算法相耦合方法对Si3 N4圆柱滚子的表面缺陷图像进行去噪处理,...     

Si3N4结合SiC复相材料的高温氧化行为

利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、压汞仪和热重分析仪等手段,在1 100～1 500℃范围内研究Si3N4结合SiC复相材料的高温抗氧化行为。结果表明:随氧化温度升高,由于氧化致密层的形成,试样氧化质量增加速率降低;随氧化温度升高出现氧化钝化现象,使Si3N4结合SiC复相材料表现出很好的高温抗氧化性能;高温氧化使Si3N4结合SiC复相材料显气孔率降低,常温抗压强度升高,由于氧化层表面裂纹形成使氧化后试样的常温耐压强度随氧化温度升高而降低。     

PTFE/Si3N4配副摩擦磨损试验研究与机理分析

为探究干摩擦下聚四氟乙烯（PTFE）对氮化硅（Si3N4）陶瓷材料的减摩润滑效果,用销块式高温摩擦磨损试验机进行不同温度和载荷下的滑动摩擦磨损试验,通过扫描电镜观察对偶件表面形貌,分析其磨损机制和润滑机理。结果表明：随温度的增加,摩擦因数和磨损率均先降后升;随载荷的增加,摩擦因数先降后升,磨损率逐渐升高。PTFE的磨损类型为黏着磨损,在摩擦过程中在对偶件表面生成不同形态的PTFE转移膜,在室温（25℃）下,转移膜以片状形式存在,随温度和载荷的增加,转移膜以细丝状形式存在,适当提高温度和载荷有利于生成表面完整和润滑性较好的转移膜,但温度和载荷过高会引起转移膜断裂和灼烧。因此,合理控制温度和载荷参数,可使PTFE减摩润滑效果最佳,为其在全陶瓷轴承中润滑提供指导依据。     

铝合金表面陶瓷化及绝缘性能研究

采用直流脉冲微弧氧化工艺,在6063铝合金表面制备氧化陶瓷膜,讨论不同工艺条件下陶瓷膜的绝缘电阻和击穿电压。在择优选出Na2SiO3系电解液配方情况下,研究占空比、频率等放电参数及处理时间变化对陶瓷膜绝缘性能影响的规律。结果表明：膜层厚度随着氧化时间（5~45 min）的增加而增厚,但临界点后有所下降;膜层电绝缘性能随占空比（5%~30%）的增大先扬后抑,也存在临界点;膜层电绝缘性能随频率（0.1~1 kHz）的增加而变好。优化的电参数组合是提高陶瓷膜性能的关键之一。     

氮化硅基陶瓷材料抗穿甲破坏实验研究

陶瓷复合材料是轻型装甲战斗车辆的装甲材料之一 ,介绍了氮化硅陶瓷材料靶板的制备工艺和方法 ,以及使用其进行穿甲试验的全过程 ,试验和计算结果表明 ,氮化硅陶瓷靶以其良好的抗穿甲破坏能力成为了一种很有发展前途的装甲防护材料     

纤维层厚度对陶瓷复合靶板抗弹性的影响

用12.7mm穿燃弹对几种不同厚度玻纤布配置的陶瓷复合靶板进行垂直侵彻试验,以研究陶瓷复合靶板面基板间纤维层厚度对靶板抗枪弹性能的影响。试验以有效弹速下弹丸对靶板的总穿深作为靶板抗弹性能的衡量指标,作以比较。试验结果表明,随面基板间玻纤布的厚度增加靶板防护能力降低。从应力波、约束机制、背强效应等方面对其原因作了分析。     

蓝宝石衬底上制备氮化硅薄膜的研究

采用射频磁控反应溅射法在蓝宝石和硅衬底上制备出Si3N4薄膜。利用XPS和FTIR分析了所制备薄膜的成分和结构,讨论了工艺参数对沉积速率的影响。结果表明,Si3N4薄膜的沉积速率随溅射气压的增大出现先增后减的趋势,衬底温度对沉积速率没有明显的影响。溅射气压的降低、衬底温度的提高将有利于获得高质量的Si3N4薄膜。     

氮化硅陶瓷球加工缺陷分析与无损检测技术研究

氮化硅陶瓷轴承球具有优良的综合机械性能,在航空、航天等领域有广泛的应用前景。然而在陶瓷球加工的各个阶段都能产生表面缺陷,处于表面和次表面的加工缺陷能显著降低陶瓷球的疲劳寿命。本文综述了陶瓷球的加工方法、加工缺陷的形成与扩展及其无损检测技术的研究进展。制造高强度结构陶瓷的关键是避免材料制备过程中形成的缺陷,球坯材料的显微结构、材料缺陷和机械加工工艺参数对成品球的质量有显著影响。国内外采用射线检测、超声波检测、渗透检测、激光散射等多种方法进行陶瓷球表面缺陷检测研究。由于陶瓷球表面缺陷具有多样性且球表面不可展开,至今还没有完善的无损检测方法。     

镁合金热喷涂Al_2O_3纳米陶瓷涂层性能研究

采用氧乙炔火焰喷涂技术,在镁合金AZ31B表面制备Al2O3纳米陶瓷涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析复合陶瓷涂层的组成及组织形貌,并对其热震性能、致密性、耐磨性和耐蚀性进行测试。结果表明,热喷涂纳米陶瓷涂层中有AlTi3、Al2TiO5等新相生成,组织更为致密,颗粒熔化程度较高,涂层热震性能、致密性、耐磨性和耐蚀性明显优于热喷涂微米陶瓷涂层。热喷涂纳米陶瓷涂层热震次数可达40次,说明涂层结合强度较高,清漆封孔后,孔隙率为0,致密性和耐蚀性都达到最好。     

纳米CeO2对Al2O3/Cr2O3陶瓷涂层组织及性能的影响

采用亚音速氧乙炔火焰喷涂制备涂层。通过在Al2O3/Cr2O3为基的陶瓷粉体中添加不同数量的纳米CeO2,探讨其对涂层组织及性能的影响。结果表明,纳米CeO2的加入使喷涂层的显微组织得到改善,喷涂层的耐磨性、结合强度、显微硬度得到提高。且随着纳米CeO2加入量的增加,涂层的性能呈先上升后下降的趋势。当纳米CeO2加入量为3%时,涂层中孔隙最少,涂层细化且致密,结合强度最高,显微硬度达到最高,耐磨性也最好。     

β-Si_3N_4 晶粒生长对热压自韧 Si_3N_4 力学性能的影响

研究了１５ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３－Ｌａ２Ｏ３热压自韧Ｓｉ３Ｎ４的β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒生长对强度、韦伯模量和断裂韧性的影响。在最佳的工艺条件下，其强度、断裂韧性和韦伯模量分别为９６０ＭＰａ、１１．７２ＭＰａ·ｍ１／２和２４．５。实验结果表明，烧结温度和时间对β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒生长及力学性能有重要影响。随烧结温度升高，其强度、断裂韧性和韦伯模量值上升；超过１８００℃，其力学性能有一定下降。过长的烧结时间，将使β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒粗大，因而其性能降低。韦伯模量取决于β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒尺寸分布和显微结构均匀性。ＳＥＭ观察表明，裂纹偏转是该材料的主要增韧机制。另外，较大β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒的拔出和裂纹分支也对增韧有所贡献。