测定陶瓷材料密度及其气孔率的方法

提出了利用电子天平测量陶瓷材料密度及其气孔率的方法。这种方法是利用电子天平的清零技术，可减少传统方法的实验步骤。结果表明，利用电子天平测定陶瓷材料密度及其气孔率可提高工作效率，并保证了实验的精确度。     

陶瓷材料烧结致密化过程的元胞自动机模拟

为研究陶瓷材料烧结致密化过程,以晶界能和晶界曲率生长驱动力理论为基础,建立了含有气孔的二相晶粒生长的元胞自动机模型,对陶瓷材料烧结致密化过程进行了模拟,并与制备的Al2O3/TiN陶瓷材料进行对比.结果表明,模型可有效地模拟陶瓷材料烧结时晶粒的生长及气孔的湮灭情况,能较好地再现烧结致密化过程,模拟结果与制备的陶瓷材料微观形貌组织十分接近.     

碳化硅多孔陶瓷气孔率和强度影响因素

研究了陶瓷粘结剂含量、碳化硅颗粒粒径以及烧结温度对高温气体过滤用碳化硅多孔陶瓷抗弯强度和气孔率的影响. 利用X射线衍射测试了多孔陶瓷烧结后的物相组成. 陶瓷粘结剂含量的增加使碳化硅多孔陶瓷的气孔率快速下降, 在陶瓷粘结剂含量15wt%时, 碳化硅多孔陶瓷可具有较高的气孔率(37.5%)和抗弯强度(27.63MPa). 随着碳化硅颗粒粒径从300?m减少到87um, 碳化硅多孔陶瓷的气孔率和抗弯强度可同时提高, 气孔率从35.5%增加到了42.4%, 而抗弯强度从19.92MPa增加到了25.18MPa. 碳化硅多孔陶瓷的烧结温度从1300℃增加到1400℃过程中, 其气孔率从38.7%迅速下降到35.4%, 而其抗弯强度一直在27MPa左右, 没有大幅变化, 所以该多孔陶瓷的烧结温度应该选在陶瓷粘结剂熔点(1300℃)附近, 不宜过高.     

陶瓷材料的表面强化和增韧

本文概述了控制表面性能对改善陶瓷材料强度的韧性的重要性。同时介绍了各种已经取得成效和正在发展中的改善表面性质的途经,例如;激光热处理,离子注入技术等。作为未来陶瓷表面改性方法探索。     

陶瓷材料弹塑性参数仪器化压入测试方法研究

该文以典型陶瓷材料Si3N4和Al2O3为例,分别应用材料弹性模量仪器化压入测试中的两种代表性方法——Ma方法和Oliver-Pharr方法 ,对两种材料的仪器化压入测试结果进行计算。结果表明:Ma方法对陶瓷材料弹性模量的测试误差小于Oliver-Pharr方法。利用两种不同面角的四棱锥压头分别对Si3N4和Al2O3材料进行仪器化压入实验,并结合有限元数值分析方法,确定Si3N4材料的塑性参数(屈服强度σy=7 800 MPa和应变硬化指数n=0.02)和Al2O3材料的塑性参数(屈服强度σy=4 100 MPa和应变硬化指数n=0.025),从而为进一步研究陶瓷材料力学性能参数仪器化压入识别方法提供一定的理论基础。     

多孔材料的密度测试方法探讨

测试不规则物体的密度常用排水法，但在测试多孔材料（这里的孔隙是指肉眼看不见的微孔隙，如粉末冶金过滤器、含油轴承等）密度时却存在水不断渗入，称量很难达到平衡，测量误差大的问题。为了避免水进入多孔材料的微孔中常用某些物质作防水膜，这些防水膜对密度测试的精确性有着不良影响，本文介绍了不同防水膜，允许水充分渗入多孔材料并测出渗水量，用以修正排水法测试密度的计算公式，以期更精确地测定多孔材料的密度。实践证明，这种方法易操作，精度高，可在多孔材料领域推广应用。     

多孔材料的密度测试方法探讨

测试不规则物体的密度常用排水法 ,但在测试多孔材料(这里的孔隙是指肉眼看不见的微孔隙 ,如粉末冶金过滤器、含油轴承等 )密度时却存在水不断渗入 ,称量很难达到平衡 ,测量误差大的问题。为了避免水进入多孔材料的微孔中常用某些物质作防水膜 ,这些防水膜对密度测试的精确性有着不良影响。本文介绍了不用防水膜 ,允许水充分渗入多孔材料并测出渗水量 ,用以修正排水法测试密度的计算公式 ,以期更精确地测定多孔材料的密度。实践证明 ,这种方法易操作 ,精度高。可在多孔材料领域推广应用。     

降低SiCp／Al气孔率的研究EI

分析了ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料中气体的来源。通过理论模型和实验分析，发现颗粒带入熔体中的气体是复合铸造法制备的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料中气孔的主要来源。颗粒带入的气体可分为ＧⅠ和ＧⅡ两种类型。降低ＳｉＣｐ／Ａｌ的气孔率应从根本上杜绝气体的来源着手，特别应对颗粒带入的气体引起重视。稀释中间复合材料法正是根据这一思路设计的制备ＳｉＣｐ／Ａｌ的新的工艺方法。实验结果表明，利用该工艺制备的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料的气孔率明显降低。     

高储能密度玻璃陶瓷材料的研究进展

介绍了电介质材料储能密度的概念,综述了陶瓷及玻璃陶瓷用于储能介质材料的研究进展,重点分析了影响介质材料储能密度的若干因素,展望了玻璃陶瓷电容器在军事、混合动力汽车及生物医学上的应用前景,指出了今后高储能密度介质材料的发展方向。     

传统压痕法识别陶瓷材料断裂韧性的有效性研究

基于虚拟裂纹闭合法对传统压痕法测试陶瓷材料断裂韧性的数值模型进行计算,以此为基础,分析比较传统压痕法的几种典型公式识别陶瓷材料断裂韧性的测试误差和所测材料的适用范围。结果表明:传统压痕法的Anstis公式较Evans公式,Lawn公式,JISR公式和Niihara公式,在材料比功0.3≤We/Wt≤0.45时所测断裂韧性值与理论计算值较为接近,其最大误差为12.9%,测试结果相对准确;当0.45We/Wt≤0.7时,传统压痕法对陶瓷材料断裂韧性的测试误差随比功增加迅速增大,特别是当We/Wt=0.7时,Anstis公式,Evans公式,Lawn公式,JISR公式和Niihara公式所测断裂韧性值与理论计算值的最大误差分别为70%,148.5%,48.8%,98.7%和166.6%,在此材料比功范围内传统压痕法所测断裂韧性值误差较大。     

多相复合陶瓷刀具材料的设计与制备

陶瓷材料的多相复合与计算机辅助设计是２１世纪先进陶瓷材料的重要发展趋势,章采用理论与实验相结合的方法,建立了多相复合陶瓷刀具材料力学性能与材料组分之间关系的数学模型,采用计算机辅助优化设计技术求得材料的最优组分,在此基础上,利用热压技术制得一种Ａl2O3-SiC-(W,Ti),Ｃ多相复合陶瓷刀具材料,该材料具有良好的综合力学性能。     

热障涂层陶瓷材料的研究现状及发展趋势

热障涂层陶瓷材料的研究是开发适用于下一代高性能航空涡轮发动机热障涂层体系的关键,也是未来热障涂层技术发展的重要方向之一.可用作热障涂层陶瓷材料的主要有用Al2O3、Y2O3等稳定剂稳定的ZrO2、稀土锆酸盐和一些具有钙钛矿结构的氧化物(石榴石、独居石以及LaMgAl11O19等),综述了上述热障涂层陶瓷材料的热物性能和力学性能,对其研究现状及发展趋势进行了分析和探讨.     

真密度的检测方法

通过对国标GB/T 6155-2008和GB/T 5071-1997中的试验方法进行综合,得出一种新的真密度检测方法(简称综合法)。用综合法检测的硅砖、石油焦试样的真密度分别为2.337 0g/cm3和1.816 8g/cm3,国标方法检测的结果为2.335 0g/cm3和1.817 2g/cm3,两种方法检测的结果相差无几。经过与国标方法和其他方法的比较得出:综合法更加方便快捷、安全准确,既适合炭素材料,也适合其他材料如耐火材料的真密度检测。     

陶瓷增强铝合金互渗相复合材料的半固态设计和成形

目的 开发一种针对金属-陶瓷互渗相复合材料生产的高效方法,以提升该类材料在高温高负荷环境中的使用寿命和工作可靠性。方法 采用数值扫描技术研究了半固态成形过程,以铝合金为金属成分、氧化铝开孔体为陶瓷成分,制备了复合材料。通过模拟2种腔体（开放式和封闭式）的金属陶瓷压铸成形过程模拟不同的模腔设计,详细分析了腔体内的压力水平及其分布情况,探讨了压铸温度、金属液相体积分数等参数对材料成形质量的影响。结果 封闭模腔能够在成形过程中产生更加均匀的压力分布,有助于减少如气孔、未渗透区域等材料缺陷,并提高金属与陶瓷之间的互渗质量。与封闭模腔相比,开放模腔在控制材料均匀流动和确保渗透效果方面效果较差。结论 采用封闭模腔的半固态成形工艺能显著提升金属-陶瓷互渗相复合材料的整体质量和性能,有效减少成形缺陷,为高性能金属-陶瓷复合材料的制备提供了一种有效路径。     

计算智能技术在陶瓷材料优化设计中的应用

综述了计算智能在陶瓷材料优化设计中的应用现状,阐明了利用人工神经网络以及遗传算法预测陶瓷材料性能和组分优化的方法,介绍了人工神经网络、遗传算法与免疫算法和模拟退火算法相结合的高效计算智能方法以及模糊神经网络在材料设计中的应用,分析了陶瓷材料优化设计中存在的问题并提出了今后的研究方向。     

无机盐/陶瓷基复合相变蓄热材料的研究

无机盐/陶瓷基新型复合相变蓄热材料既具备了显热蓄热材料和潜热蓄热材料的长处,又克服了两者的不足,具有能快速放热和快速吸热、蓄热量大、直接换热、定形等特性.综述了国内外无机盐/陶瓷基复合储能材料的研究现状,介绍了无机盐/陶瓷基复合蓄热材料的蓄热原理、组分选择和制备工艺等,总结了其存在的问题,并提出了一些解决问题的看法,展望了今后的研究趋势.     

陶瓷材料维氏压痕形貌仿真与实验分析

基于有限元数值分析模型对陶瓷材料维氏压入过程中产生的压痕形貌进行仿真.以Si3N4和ZrO2两种典型陶瓷材料为例,对其有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长和维氏硬度进行对比,结果表明,Si3N4和ZrO2的有限元仿真压痕与实验测量压痕对角线半长分别相差0.39％和-0.53％,维氏硬度分别相差-2.7％和4.2％.随着压头与材料间的摩擦因数由0变化至0.5,有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长分别相差0.28％和0.27％,维氏硬度分别相差0.14％和0.21％.此外,应用本方法对其他几种典型陶瓷材料(A12O3,ZTA,SiC,Silica)维氏压入有限元仿真计算值与实验真实测量值进行了对比,其压痕对角线半长分别相差1.14％,-0.57％,-0.89％,0.41％,维氏硬度分别相差-2.24％,1.12％,1.85％,-0.86％.据此可知,陶瓷材料维氏压痕形貌可由有限元数值仿真方法获得,从而解决了陶瓷材料维氏硬度测试过程中因压痕不够清晰导致的测量数据不准问题,为下一步探索基于仪器化压入响应识别陶瓷材料维氏硬度以及其他各力学性能参数提供技术基础.     

基于离散元法的催化剂密相装填过程数值模拟

基于颗粒离散元法,对一种椭圆形密相装填器的催化剂密相装填过程进行数值模拟研究,分析布料盘转速和颗粒直径对装填过程的影响。结果表明:催化剂颗粒装填速度不等于布料盘上方料斗下料速度,而是随着布料盘转速增大而增大,随颗粒直径增大而减小。催化剂颗粒在反应器底部分布的直径范围与颗粒直径大小无关,它随着布料盘转速增大而增大。颗粒与反应器的碰撞是造成颗粒破碎的主要因素。利用该设备装填球形催化剂颗粒时,催化剂床层中心会出现凹陷现象,当颗粒直径较小时,床层中心附近会出现驼峰状的凸起。