常压烧结Sialon材料高温性能的研究

研究了添加剂为Y2O3、Al2O3、AlN的Sialon材料的高温性能。晶化处理后,其断裂韧性由4MPa·m1／2提高到6MPa·m1／2;高温强度到1100℃仍不明显降低;抗热震临界温差达△Tth＝473℃。其高温断裂为蠕变机制,符合裂纹准静态扩展机理。裂纹准静态扩展是热震损伤的控制因素。     

添加氧化锆对玻璃渗透氧化铝复合材料性能的影响

采用玻璃渗透方法,成功制备了玻璃渗透氧化铝复合材料和玻璃渗透氧化锆复合材料。在氧化铝基体中加入40wt%的氧化锆以后,由于氧化锆在受以外力时发生四方相到单斜相的转变,最终材料的抗弯强度从380±15MPa提高到440±62MPa,断裂韧性从3.89±0.38MPa·m1/2提高到6.12±0.37MPa·m1/2。但同时材料中的残余气孔增加。     

高聚物粘结炸药平面应变断裂韧度实验研究

介绍了高聚物粘结炸药平面应变断裂韧度 K1c的测试方法 ,对三种高聚物粘结炸药 JOB- 90 0 3、JO- 915 9、JB- 90 14在常温下的K1c值进行了测试。测试结果分别为 :0 .2 4± 0 .0 1MPa·m1/ 2、0 .17± 0 .0 1MPa· m1/ 2、0 .37± 0 .0 1MPa·m1/ 2 ,显示出 JB- 90 14具有相对较强的抗裂纹扩展能力。文章同时讨论了三种高聚物粘结炸药 K1c值与其常规力学性能如拉伸应力应变曲线、蠕变曲线测试结果的一致性 ,还从材料组成的角度 ,分析揭示了 JB- 90 14具有较大 K1c值的主要原因在于 JB- 90 14所用粘结剂为 F2 314     

多晶YAG陶瓷的制备及力学性能

本实验采用共沉淀方法制备YAG微粉 ,Al和Y元素分布均匀 ,在 90 0℃煅烧 2h即可全部转变为YAG粉体 ,无过渡相 .15 0 0℃热压 1h可获得致密烧结体 ,其抗弯强度为 2 45MPa ,断裂韧性为 2 .0MPa·m1 /2 ,晶粒大小为 3～ 6μm ;14 0 0℃放电等离子烧结 5min可获得相对密度为 93 %的烧结体 ,其抗弯强度为 3 4 8MPa,断裂韧性为 2 .1MPa·m1 /2 ,晶粒大小为 1～ 2 μm .     

两步气压烧结Si3N4陶瓷

通过先使Si3N4陶瓷材料在1750℃、1MPa氮气压力下烧结,再在1950℃、7MPa氮气压力下烧结,从而获得高性能的Si3N4陶瓷材料,其抗弯强度为725MPa,断裂韧性为7.8MPa·m1/2.     

Al_2O_3/ZrO_2层状复合陶瓷的结构设计与性能

以ZrO2 为基本组成相的层状材料 ,采用干法成型工艺 ,通过对表面层不同组分Al2 O3+ZrO2 和表面厚度的系统研究和设计 ,提出设计三层结构复合陶瓷层裂参数λ ,当λ小于 1.5时 ,表面层不会出现层裂 ,整体材料性能较好 .研究表明 ,表面残余压应力的存在 ,使得三层结构复合陶瓷较单层结构陶瓷表现出更高的强度、硬度、断裂韧性和其他性质 .45 %Al2 O3/ZrO2 / 45 %Al2 O3层状复合陶瓷的弯曲强度达 682MPa,断裂韧性达 16.2MPa·m1 /2 ;而单层ZrO2 陶瓷的弯曲强度和断裂韧性分别仅为 45 0MPa和 8.8MPa·m1     

聚丙烯纤维母粒着色生产技术

概述了聚丙烯母粒色纺的生产技术,提出了色母粒制备的质量要求:颜料粒径≤1.0μm,细且丝颜料粒径≤0.5μm;压力过滤值≤0.15MPa·cm~2/g;色母粒热稳定性280～300℃.色母粒的加入对纺丝工艺与产品质量指标有影响,喷丝板换板周期色纺丝约为本色纺的一半,纤维强力约降低10%.依据有关配色定律可优化配方工艺,降低成本,增加效益.     

根据残余应力分布确定脆性材料受压表面的强化

预测其残余应力分布可由一组多项式表示的脆性材料强化的理论已经有人提出.该理论综合考虑裂纹闭合的影响导出了表面裂纹应力强度系数.裂纹闭合长度可用近似的方法计算,通过估算残余应力来计算强化.例如,利用淬火的标准残余应力计算发现该理论分折的结果和以前的研究完全一致.人们还发现部分裂纹闭合的应力强度系数比裂纹不闭合所计算的数值高.这个结果会使得预计的强化程度降低,并指出了能够产生亚临界裂纹生长过程的较宽的条件范围.以淬火处理为例,人们发现亚临界裂纹的生长是物体易碎或自碎的条件.     

MC尼龙轴瓦的改性

介绍轧钢机尼龙轴瓦用MC尼龙的改性。讨论了复合助催化剂、沸水后处理等增韧技术及添加剂微细化对MC尼龙的影响。结果表明,选用三苯甲烷三异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯复合催化剂可明显提高冲击强度,由采用甲苯二异氰酸酯的4.95kJ/m~2提高到16.3kJ/m~2,再经沸水增韧处理后可进一步提高到43.2kJ/m~2。添加导热剂、减磨剂和提高填料细度,使普通MC尼龙的PV极限值由10MPa·m/s提高到28.7MPa·m/s.所研制的MC801经鞍钢中板厂在2300轧机上应用,寿命可达17天,无堵水眼现象,经鉴定可替代棉布增强酚醛树脂瓦。     

Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C陶瓷材料的力学性能及微观结构

用热压烧结工艺在1 700℃,28 MPa保温保压30 min及N2气氛条件下,制备了添加不同含量Cr3C2和(W,Ti)C颗粒的Al2O3/CraC2/(W,Ti)C复合陶瓷材料.对复合陶瓷的力学性能进行测试.用环境扫描电镜、透射电镜和能谱分析仪对复合陶瓷的显微结构进行观察.结果表明与纯Al2O3相比,70Al2O3/10Cr3C2/20(W,Ti)C复合陶瓷材料的显微组织更均匀细化,具有良好的综合力学性能,其断裂韧性自纯Al2Oa陶瓷的4.0 MPa·m1/2提高到8.92 MPa·m1/2.分析发现其内部位错机制、纳米颗粒的淀析、裂纹扩展路径偏转、沿晶断裂、韧窝及解理撕裂等是材料断裂韧性提高的主要原因.     

Cf/SiC复合材料的制备及性能的研究

采用料浆渗积-有机前躯体裂解工艺制备碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料.制备材料的抗弯强度达283 MPa,断裂韧性达12.1 MPa·m1/2.     

单颗磨粒作用下硼硅酸盐玻璃的亚表面静态裂纹

利用Vickers压痕法模拟研磨抛光过程中单颗磨粒作用于K9(硼硅酸盐玻璃)工件表面过程,采用HF截面腐蚀法测量金刚石压头压入过程中的裂纹深度,探索裂纹深度与载荷和压头压入深度之间的关系,借助有限元软件ANSYS/LS-DYNA分析不同载荷下裂纹的产生和发展过程。结果表明:在0.098～0.490N载荷范围内,裂纹以横向裂纹为主;在0.49～2.94N载荷范围内,裂纹主要为纵向裂纹,少量压坑周围出现多条明显裂纹;在2.94～9.80N载荷范围内,亚表面裂纹主要为纵向裂纹。不同载荷下K9玻璃亚表面裂纹层的深度为1.4～87.2μm;数值模拟的裂纹层深度为3.5～107.5μm。     

碳纤维强度的Weibull分析

碳纤维属于脆性材料。抗拉强度随着测试样品长度的增加而降低,这是缺陷控制强度的主要实验依据,对于同样长度的测试样品,强度值的分散性非常大,这表明缺陷在碳纤维表面和内部是随机分布。碳纤维经气相氧化后,抗拉强度可得到提高,这归因于表面裂纹的消除,或因氧化刻蚀而使裂纹尖端钝化。碳纤维强度的统计性质可用Weibull统计理论来分析。Weibull模数m可作为裂纹频率分布因子。     

低温烧结3Y-TZP陶瓷的微观结构与力学性能

在 3Y -TZP(tetragonalzirconiapolycrystalsstabilizedwith 3 %Y2 O3inmole)中 ,采用LAS (Li2 O -Al2 O3-SiO2 )玻璃粉料为添加剂 ,在13 0 0～ 15 0 0℃下烧结 ,材料抗弯强度可达 85 0MPa ,断裂韧性可达 8.7MPa·m1 /2 .讨论了添加剂对微观结构及材料力学性能的影响 ,得出了采用LAS作为添加剂 ,不但能显著地降低材料的烧结温度 ,又不会明显削弱材料的力学性能的结论 .     

离子交换对磷酸盐玻璃表面裂纹扩展的影响

采用LiNO3和NaNO3混合熔盐在250℃对N31型磷酸盐玻璃表面进行离子交换处理,研究了小离子交换大离子对玻璃表面和亚表面裂纹的扩张作用.利用偏光显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪对离子交换前后玻璃表面形貌和成分进行了测试,根据有限源扩散动力学和离子交换表面应力分布理论,分析了离子交换时间和H2O对裂纹扩张的影响.结果...     

SiC基层状复合材料界面层的选择

利用凝胶注模成型SiC基体层 ,以喷涂法、流延法、金属箔法、浸涂法分别加涂W ,W -2 % (质量分数 ,下同 )Co ,Ta,BN界面层 ,通过热压烧结制备了SiC/W ,SiC/W -2 %Co ,SiC/Ta ,SiC/BN层状复合材料 .在复合材料高温制备过程中 ,金属W ,W -2 %Co ,Ta与SiC反应生成了碳化物和硅化物 ,失去了金属塑性 ,未能实现裂纹尾流区桥接、残余应力增韧等金属界面层层状复合材料赖以大幅度提高其强韧性的增韧机制 ,其增韧效果仅与BN陶瓷界面层的增韧效果相当 .此外 ,研究表明 ,提高基体层力学性能可以显著提高层状复合材料的强韧性 .制备的SiC/BN层状复合材料的室温三点弯曲强度为 72 9.86± 114 .0 2MPa、室温断裂韧性为 2 0 .5 8± 2 .77MPa·m1 /2 ,其主要增韧机制包括裂纹分叉钝化、裂纹偏转、裂纹并行扩展以及裂纹尾流区片层拔出等     

热压烧结Ti3SiC2材料的性能研究

热压烧结摩尔比为2TiC/Ti/Si/0.2A1的混合粉末制备的含铝Ti3SiC2材料的力学性能、电性能、热性能和高温氧化性能得到了研究.试样的抗压强度、弯曲强度、断裂韧性和维氏硬度分别为854MPa、420MPa、5.8MPa·m1/2和3.5～5.0GPa;25℃和800℃时的电导率分别为4.3×103和1.0×106 S·m-1;热膨胀系数为9.0×10-6 K-1.固溶在基体中的Al改变了材料的氧化机理,氧化过程中Al的向外扩散代替了Ti的向外扩散,并在表面形成致密的以α-Al2O3为主要成分的氧化膜,提高了材料的抗氧化性能.     

SiCw掺杂GdPO4的相组成和断裂韧性

GdPO4 是一种极具应用潜力的热障涂层材料,但其断裂韧性有待进一步提升。本 文在 GdPO4 中掺杂 SiCw,研究了二者的高温相容性以及反应产物相组成,探究了 SiCw 掺杂量 对断裂韧性的影响。研究结果表明,掺杂有 SiCw 的 GdPO4 在高温下发生两相反应：SiCw 掺杂 量为 10 mol% 时,反应产物为 Gd9.33(SiO4)6O2和 SiO2;掺杂量为 20 mol% 时,反应产物为 SiO2、 Gd2Si2O7和 Gd9.33(SiO4)6O2;更高掺杂量 (30 mol%) 时,反应产物基本为 Gd2Si2O7。反应形成 的新相对 GdPO4 有较明显的增韧作用。当 SiCw 掺杂 10 mol% 时,复合材料的断裂韧性比纯 GdPO4提高 20% 左右,达到 1.37 MPa·m1/2 ± 0.1 MPa·m1/2。韧化机理在于新形成的第二相有助 于降低裂纹尖端扩展驱动力且产生细晶强化。此外,反应形成的 Gd9.33(SiO4)6O2 具有较低的热 导率,有利于涂层材料的隔热性能。     

MgO—Al2O3—SiO2系统玻璃的表面晶化

本文采用DTA、XRD,SEM等测试手段详细地研究了MgO-Al_2O_3-SiO_2系统玻璃的表面晶化过程。发现在玻璃的自由表面层中析出了密集的β石英固溶体结晶粒子,靠近该结晶粒子群的玻璃相中有大小为500—1000(?)的球形分相粒子群出现,其数量随表面深度的增加逐渐由密集、连续的分布过渡为呈指数规律减小的分布状态,而且分相粒子的大小与深度无关。而研磨表面的结晶层则由α堇青石、β石英固溶体、透锂长石型MgO·Al_2O_3·SiO_2晶体三种晶相组成,并呈树枝状向玻璃内部长大,靠近结晶层的玻璃相中也没有球形分相粒子群出现。在950℃下热处理的玻璃中,β石英固溶体和MgO·Al-2O_3·SiO_2晶体的析出量均随热处理时间的延长有极大值出现,而α堇青石的析出量则一直随时间的延长而增大。     

直接浸渗法制备MoSi2/SiC复合材料

本文通过直接浸渗法制备了致密的MoSi2/SiC复合材料,在室温下该材料的强度为248±25MPa,1600℃下的强度为205±20MPa,室温下显微硬度为12.6GPa,断裂韧性为3.6MPa·m1/2.同时分析了复合材料的相组成;观察了材料的显微结构;讨论了热处理工艺和成型工艺对烧结体性能的影响.