超高温陶瓷材料抗热冲击性能及抗氧化性能研究

研究了多种强韧化方法以提高超高温陶瓷材料抗热冲击性能,包括碳化硅晶须增强增韧、石墨软相增韧和氧化锆相变增韧.同时,还研究了碳化硅含量对超高温陶瓷材料的抗氧化性能影响.研究结果表明:碳化硅晶须和氧化锆的添加显著提高了材料的抗热冲击临界温差,而石墨软相的引入对抗冲击临界温差的影响不大,但显著提高了裂纹扩展阻力和强度保持率.高SiC含量超高温陶瓷材料在1 800℃以下具有的优异的抗氧化性能,在更高的温度下,高与低的SiC含量对超高温陶瓷材料的抗氧化性能均不利,通过优化材料的组分以降低材料表面温度是提高超高温陶瓷材料的抗氧化性能的一个非常有效的途径.     

具有微孔洞结构陶瓷材料热冲击实验研究

对微孔洞体积含量分别为5％（密实材料）,10％,20％和30％（微孔洞结构材料）的四种氧化铝陶瓷材料通过水冷却的实验法进行了热冲击实验。实验结果表明无论从裂纹的起始模式,还是裂纹扩展程度,都表明具有微孔洞结构的陶瓷材料比其对应的密实材料有着较好的抗热冲击性能。     

热震对ZrO2陶瓷弯曲强度和显微结构的影响

研究了6YSZ、(6Y-Mg)-ZrO2和6YSZ-MgAl2O4复相材料热震处理对力学性能和微观结构的影响.通过XRD和SEM对材料物相和结构的表征,阐明了6YSZ陶瓷在热处理后断裂特性突变的机理.实验结果表明,ZrO2陶瓷在1200～1400℃高温热震处理后,由于热韧化和马氏体相变会出现重烧结,使材料弯曲强度热增大;ZrO2与少量不共溶MgAl2O4形成的复相材料在高温热震处理后会出现明显的热失配现象,使材料的力学性能下降.     

Effect of Laser Irradiation on the PTCR Behavior of Semiconducting Barium Strontium Titanate Ceramics

This paper examines the effect of pulsed laser irradiation on the electrical properties of n-type semiconductor ferroelectric ceramics (based on a (Ba,Sr)TiO₃ solid solution) with a planar contact configuration. The elemental compositions and surface morphologies of the material before and after laser irradiation are compared using scanning electron microscopy data. In the framework of the well-known Heywang model for the positive temperature coefficient of resistance effect, we calculate the resistance of the material as a function of temperature for the paraelectric phase and determine parameters of grain boundaries that ensure good agreement between the experimental data and theoretical curves.     

热障涂层热冲击试验研究

随着先进发动机的研制和生产,对高温涂层的要求也不断提高。热障涂层（TBCs) 作为一种新型隔热涂层,在发动机涡轮叶片上的应用得到更多的重视。对利用电子束物理气相沉积（EB－PVD）制备的TBCs进行了高温热冲击试验,并对试验前后的TBCs进行了形貌、SEM和XRD分析。     

Effects of Na2O on the Thermal Shock Resistance of Aluminosilicate Refractory Ceramics

This report presents the results of an experimental study of the effects of Na₂O on the thermal shock resistance (number of cold shock cycles to failure) of aluminosilicate refractory ceramics. The addition of 4-6% mole is shown to improve the thermal shock resistance, which is characterized by the number of shock cycles to failure. The Na₂O changes the viscosity-temperature characteristics, and the glass transition temperatures in ways that enhance the crack-tip shielding due to viscoelastic/grain bridging mechanisms. The improved thermal shock resistance is attributed to the shielding effects of viscoelastic crack bridging by glassy phases between mullite platelets     

激光冲击强化技术的研究与应用

本文介绍了激光冲击强化技术这种新型的金属材料表面强化技术,该技术可大幅度提高金属材料的疲劳寿命,为提高传统材料的综合力学性能和服役行为开辟了新路;文章重点论述了该技术在美国的工程应用情况以及国内的研究进展,最后简述了我国首条激光冲击强化生产线相关情况。     

试样厚度对ZrB2基超高温陶瓷抗热冲击性能的影响

理论推导了平板材料热冲击过程中瞬时温度分布和热应力分布.通过实验研究了ZrB2-20%SIC-10%AIN(ZSA)超高温陶瓷基复合材料的热物理性能、力学性能和其热冲击开裂过程,确定了不同厚度试样热冲击开裂的临界温差;随着试样厚度的增加,热冲击开裂的临界温差逐渐降低.通过理论计算的分布曲线和实验数据点的比较,预测了不同试样厚度的ZSA陶瓷基复合材料热冲击时的表面换热系数值,并计算了不同厚度试样热冲击过程中表面热应力随时间的变化关系,发现厚度为1mm的平板在其临界温差480℃下热震时,表面达到最大热应力所用的时间最短,然后热应力的降低速度也最快.     

ZrO2复合A12O3基陶瓷的抗热震性能

将氧化锆添加到氧化铝基陶瓷中,系统研究了其加入量(外加质量分数分别为0.75％、1.5％、2.25％和3％)对试样烧结性能、高温膨胀性能及导热性能的影响.通过高温立式热膨胀仪、激光导热仪等分析测试技术对试样进行了性能表征,结果表明:随着氧化锆加入量的增大,试样的显气孔率增大,体积密度减小;试样的导热系数随氧化锆的加入呈指数衰减,导热性能降低;其热膨胀系数呈正弦曲线变化,wt(ZrO2)％为1.5％～2.0％的试样热膨胀系数最小.氧化锆的引入,可改善氧化铝基陶瓷材料的抗热震性能.     

莫来石/氧化铝预应力涂层增强氧化铝的弯曲强度和抗热震性能

在陶瓷表面引入含压应力的涂层是一种有效的增强技术。本研究将氧化铝和石英粉混合浆料涂覆在预烧后的氧化铝坯体上,无压共烧原位合成了热膨胀系数较低的莫来石–氧化铝涂层。利用降温过程中涂层内形成的残余压应力实现了氧化铝陶瓷的预应力强化。结果表明：随着涂层中石英掺量增加,预应力氧化铝的强度出现先增大后减小的趋势;当涂层中掺入石英的质量分数为15%时,预应力增强效果最好,涂层与基体界面结合紧密,预应力氧化铝陶瓷的弯曲强度达到(549.44±27.2)MPa,比普通氧化铝的强度提高了37.19%;当涂层中掺入石英的质量分数增大到15%以上,由于烧结收缩不匹配反而引起强度下降;这种预应力增强效果会随着温度升高逐渐减弱,当测试温度达到并超过1000℃时,预应力氧化铝和普通氧化铝会具有大致相等的抗弯强度。由于表层压应力的存在,预应力氧化铝还展现出更好的抗热震性能和损伤耐受性。     

Transient Response in a Micropolar Mixture of Porous Media During Thermal Shock

In this article, the micropolar mixture theory for porous media is generalized in the context of generalized L-S theory and classical C-T theory of thermoelasticity. The thermoelastic problem for a micropolar mixture of porous media is investigated in the context of the generalized micropolar mixture theory for porous media. The surface of a semi-infinite porous media is subjected to a zonal time-dependent thermal shock. The problem is solved by using the finite element method. The results, including the temperature, stresses, displacements, and microrotation are presented graphically. Comparisons are made between the results obtained by using two theories. The fluid constituting the mixture has a significant influence on the microrotation but a very slight influence on other responses.     

关于先进结构陶瓷的研究

本文回顾了我国先进陶瓷材料研究四十余年来的进展．我国一贯重视陶瓷学的基础研究和应用基础研究对陶瓷工艺的指导作用,同时亦更注意新材料的工艺研究．本文简要地介绍了这些方面的主要成就．最后,对先进结构陶瓷材料研究需要考虑的问题提出一些拙见,以供讨论．     

微波热效应陶瓷材料性能研究

采用常压烧结法合成了Fe2O3-莫来石微波热效应陶瓷材料,并对材料的抗弯强度、抗热震性能及介电性能进行了研究.结果表明,随烧结温度由1250℃升高至1350℃,烧结样品中残留的刚玉相减少,微波热效应陶瓷材料的体积密度、抗弯强度显著增大,相对介电常数随Fe2O3含量增加而增大,气孔率适中.在最佳烧结温度1350℃,氧化铁含量为30％,莫来石理论含量为70％条件下,制备的微波热效应陶瓷材料的体积密度为2.185g/cm3,抗压强度为77MPa,相对介电常数适中,满足微波热效应陶瓷性能要求.     

NZP陶瓷的导热系数研究

测定了NZP陶瓷中CZP、CM、CMS三种组成的导热系数随温度的变化,计算了三种组成的声子平均自由程,认为复杂的结构与组成是NZP陶瓷导热系数小的主要原因．     

CVD法制备SiC先进陶瓷材料研究进展

SiC陶瓷材料具有许多优异的性能如高比强度、高比模量、低密度、高导热系数，低的热膨胀系数、耐腐蚀、抗氧化等，从而被广泛用作高温结构部件，CVD工艺灵活，制备的SiC陶瓷具有很高纯度和致密度，因而是制备先进SiC陶瓷的最有希望的工艺之一。对CVD法制备SiC涂层和SiC基复合材料的研究及应用进行了综述。     

利用冲击波压缩技术研究陶瓷材料

综述了爆炸冲击波压缩技术对陶瓷材料组分、结构和性能的影响,比较了冲击波压缩实验回收装置的种类和特点,展望了冲击波技术在材料科学研究中的运用.