含随机分布弧形微裂纹陶瓷复合材料的强度预报

针对颗粒性陶瓷复合材料内存在大量界面弧形微裂纹现象,通过考虑夹杂与微裂纹的相互作用,利用二相胞元法推导出夹杂与微裂纹共同作用引起的扰动应变和本征应变.根据微裂纹的本征应变确定了复合材料自由能的变化,进而计算出弧形微裂纹的能量释放率,由材料的破坏条件可获得不同外载条件下的强度.结果表明:复合材料的强度与第二相颗粒的尺寸和内界面脱粘区域有关,颗粒直径越小,强度越高;界面脱粘微裂纹角度越小,强度越高;而微裂纹的分布形态和体积分数对复合材料的强度影响很小.     

用微波法提高含氧化锆陶瓷复合材料的致密性

陶瓷通常都是脆性的，利用转换动化可以改善各种陶瓷断裂韧性，部分稳定化的正方氧化锆（ZrO2）是普遍采用的一种动化剂，因为这种复合材料的任何动化效应直接取诀于复合材料的密度，因此，在获得合乎要求的转换韧化中高密度是很重要的．然而，添加ZrO2可能降低陶瓷的烧结性能，因而在普通的烧结条件下难于得到高密度．但微波烧结可得到相当局的密度．陶瓷材料的微波烧结不同于普通的烧结．在微波烧结中，工件是作为一个整体直接加热的，材料的微波吸收取决于这种材料总的介质损耗因子，因此，微波法对某些陶瓷复合材料具有选择性的加热效…     

氧化锆基复合材料的裂纹扩展和疲劳性能

氧化锆(ZrO2)陶瓷中的应力诱导相变概念,在陶瓷领域颇具新意。70年代业已证明,ZrO2陶瓷确实有一个抗裂纹扩展的相变韧化机理。应力诱导相变就是裂纹尖端的亚稳四方晶体向单斜晶体转变,伴随体积膨胀诱导出压缩应力,起着减小裂纹扩展驱动力的作用。四方晶体的ZrO2陶瓷(TZP),通过添加不同氧化物,例如铈氧化物(Ce-TZP)或钇氧化物(Y-TZP),以四方对称的形式保持稳定。ZrO2陶瓷也能以四方晶体形式存在于立方基体中。MgO可部分稳定ZrO2,称为Mg-PSZ;ZrO2也可作为复合材料的一部分,例如Al2O3-ZrO2复合材料,称为ZTA。经过大…     

陶瓷基复合材料的双重颗粒强化

众所周知，通过控制多相性来改善陶瓷材料的机械强度与韧性的较好方法是在材料中弥散第二捆，如Sic纤维，由于Sic纤维对人体有害，人们力图用短纤维和单晶氧化物来取代它，然而这种料混合难，压制也难，材料达不到预期的机械强度，后来发展了溶胶一凝胶C01—gel）工艺取得很好的效果．法国国家宇航研究局材料部为评价S01－gell艺的优点进行了一系列的研究，其中之一是用S01－gd工艺进行双重颗粒强化来制取陶瓷基复合材料，并采用低成本的氧化烧结工艺取代热压成型工艺．所谓双重颗粒强化是在基体陶瓷粉末中加太薄片状A120；和胶体氧化物…     

基于分布位错法研究多条微裂纹对偏折主裂纹的影响

目的 采用理论方法求解多条微裂纹对偏折主裂纹的影响,重点分析偏折主裂纹尖端的力学行为及微裂纹对主裂纹扩展角度和闭合区域的影响等问题,为实际的工程应用提供理论依据。方法 运用叠加原理将主问题分解成2个子问题,通过材料力学方法求解子问题一;基于分布位错方法求解子问题二。进一步建立关于位错密度的奇异积分方程,利用Gauss-Chebyshev数值求积分法解决位错密度方程的奇异性问题,并通过计算机编写程序,最终得到相关力学参量的数值解。结果 得到了偏折主裂纹附近的应力场以及微裂纹长度、微裂纹个数对偏折主裂纹尖端应力强度因子的影响等相关力学参量。分析了主裂纹不同偏折角度时的闭合区域,以及微裂纹的方位角、微裂纹个数等对偏折主裂纹扩展角度的影响。结论 裂纹面对拉应力有屏蔽作用,导致拉应力在裂纹面附近应力松弛,而裂纹尖端对拉应力有放大作用,随着应力增加将导致裂纹的扩展。一条微裂纹位于主裂纹尖端约–30°<θ<50°时,将使主裂纹尖端应力强度因子增加,促进主裂纹的扩展,而微裂纹位于50°<θ<90°或–90°<θ<–30°时,将使主裂纹尖端应力强度因子减小,抑制主裂纹的扩展。主裂纹尖端应力强度因子随微裂纹长度的增加而变大,随微裂纹与主裂纹间距离的增加而减小。     

含CaO陶瓷结合剂强度的研究

本文对含ＣａＯ陶瓷结合剂的强度影响机理进行了进一步的研究。研究结果表明，含ＣａＯ结合剂的强度与结合剂的网络结构参数Ｙ有关。ＣａＯ作为网络改变体对网络结构的破坏作用可能是使含ＣａＯ陶瓷结合剂强度降低的一个主要原因。     

机械合金化工艺对银基陶瓷颗粒复合材料的作用

利用机械合金化工（ＭＡ）制备Ａｇ－ＳｎＯ２金属基陶瓷颗粒复合材料。ＭＡ工艺对陶瓷粒度、颗粒分布、力学性能等均有影响。通过工艺调整,可以制备出粒度不同、颗粒分布不同、组织均匀性不同、以及性能各异的ＭＭＣ材料。同时,研究了ＭＡ工艺的作用机理,第一阶段以颗粒破碎为主,第二阶段以颗粒分布均匀为主。ＭＭＣ材料性能除与颗粒的粒度、体积有关外,还一分布的均匀性有重要关系。     

含CaO陶瓷结合剂强度的研究

本文对含CaO陶瓷结合剂的强度影响机理进行了进一步的研究。研究结果表明,含CaO结合剂的强度与结合剂的网络结构参数Y有关。CaO作为网络改变体对网络结构的破坏作用可能是使含CaO陶瓷结合剂强度降低的一个主要原因。     

石墨,陶瓷颗粒增强的锌铝基复合材料的研究

以锌铝合金ＺＡ－２７为基体，通过对石墨、陶瓷颗粒进行预处理、机械搅拌和合金化等，使石墨、陶瓷颗粒与熔融状态的锌铝合金复合成均匀的浆料，在高比压下挤压成型，得到石墨、陶瓷颗粒增强的锌铝合金复合材料铸件，其金属基体上均匀地分布着石墨、陶瓷颗粒。在有润滑和无润滑的情况下，复合材料的耐磨减摩性能均比ＺＡ－２７合金有较大幅度的提高。     

双层陶瓷复合材料与金属在空气中的钎焊

为寻求陶瓷与金属连接的新途径,研制了一种可焊接双层陶瓷复合材料,然后将双层陶瓷复合材料与金属在空气中进行钎焊。采用声学显微镜对双层陶瓷复合材料进行了分析测试。并用抗剪试验评价了接头的连接强度。结果表明,接头抗剪强度平均为80MPa。     

TiN-SiC复合陶瓷材料的研制

以Ti、Si3N4、石墨和α-SiC粉体为原料,通过反应热压合成了TiN-SiC复合陶瓷材料。研究结果表明:在TiN-SiC复合陶瓷材料中,TiN和SiC晶粒细小均匀,无异常晶粒长大现象,TiN晶粒尺寸为1μm～7μm,SiC均匀分布于TiN之间;该复合材料的密度、维氏硬度和断裂韧性分别为4.41g/cm3、13.6GPa和6.89MPa·m1/2,其增韧机制主要为裂纹偏转和裂纹分叉机制。     

Atom Diffusion Behavior and Bonding Strength of Ag/Cu Composite Interface

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｒｏｌｅｄＡｇ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏｎｔａｃｔｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｈｏｍｅａｐｐｌｉａｎｃｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈｅｂｏｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｃｏ...     

可加工AlN-BN复合陶瓷的制备

以碳热还原法合成的 AlN 粉末和市售 BN 粉末为原料,添加 5%Y2O3 为烧结助剂,利用无压烧结制备 AlN-15BN复合陶瓷,研究了烧结温度对 AlN-15BN 复合陶瓷相变、致密度、微观结构以及性能的影响,结果表明:Y2O3 可与 AlN粉末表面的 Al2O3 发生反应生成液相促进烧结,随着烧结温度的升高,复合陶瓷的致密度、热导率和硬度逐渐增加,片状的 BN 形成的卡片房式结构会阻碍复合陶瓷的收缩和致密。在 1 850℃烧结 3 h,可以制备出相对密度为 86.4%,热导率为104.6 W?m-1?K-1,硬度为 HRA56.2的 AlN-15BN复合陶瓷。研究表明,通过添加加工性能良好的 BN制备可加 AIN-BN复合陶瓷,是解决 AIB 陶瓷复杂形状成形问题的一个重要途径。     

复合材料失效及其强度理论

材料的失效破坏是一个复杂的过程,迄今为止已有上百个理论模型来研究材料的强度问题,本文重点介绍了统一强度理论,它给出了一系列破坏准则,并建立了准则之间的关系.根据复合材料的特点以及基体、增强相、界面、工艺对复合材料强度的影响关系,阐述了复合材料的宏观强度理论中不同破坏准则之间的差异和特点,并指出采用宏观与细观相结合的方法研究复合材料损伤和强度理论的必要性.     

表面抛光对工程陶瓷磨削断裂强度的影响规律

断裂强度受到磨削表面微观形貌和残余应力场分布的影响。对Si3N4、SiC和Al2O3陶瓷材料实施平面磨削后,用金相显微镜、表面轮廓仪和X射线应力测试仪研究陶瓷机械抛光前后表面微观形貌、粗糙度、残余应力与工件磨削断裂强度的关系。结果表明:经无水乙醇润滑抛光后SiC陶瓷具有平滑的表面微观形貌、较低的表面粗糙度和残余应力;反应烧结的Si3N4、SiC和Al2O3陶瓷磨削并抛光20min后的断裂强度幅度依次为6.64%、8.18%和6.58%;适当的抛光时间能降低陶瓷磨削表面应力集中程度及残余拉应力,使陶瓷的断裂强度得到一定提升。     

AlN-TiN-TiB_2复相陶瓷的显微结构和力学性能

以Al、TiN、B_4C、Si为原材料,采用自蔓延高温合成热等静压(SHS/HIP)技术制备了AlN-TiN-TiB_2复相导电陶瓷,测定其相对密度、维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度等力学性能,并确定了最佳原料比.利用XRD、SEM分析了AlN-TiN-TiB_2复相导电陶瓷的物相和显微组织,材料的断裂模式主要是沿晶断裂.并且研究了不同比例复相陶瓷在不同温度下的电阻率.     

热处理对铸铁基多孔陶瓷复合材料组织与性能的影响

研究了热处理对铸铁基多孔陶瓷复合材料组织与性能的影响，结果表明，热处理正火，淬火均可不同程度地提高该复合材料的整体强度与耐磨性，而不影响铸铁－陶瓷的界面结构及材料的透气性。     

Mn掺杂对BST／SBN复相陶瓷相组成和结构的影响

利用传统氧化物烧结方法制备了掺杂Mn的BST／SBN复相陶瓷，采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜详细研究了Mn掺杂对复相陶瓷的相组成和微观结构的影响。结果表明，掺杂Mn对钙钛矿和钨青铜两相共存没有影响：Mn以Mn^3＋的形态在两相中固溶，与钙钛矿相形成间隙固溶体，而与钨青铜相形成置换固溶体：随着Mn掺量增加，钙钛矿相的相对含量逐渐增高，而钨青铜相的含量则降低：掺杂适量的Mn有利于抑制钨青铜相的晶粒异常长大并提高复相陶瓷的致密度。