功能梯度热障涂层热负荷下的有限元分析

针对ＺｒＯ２－ＮｉＣｒＡｌ材料体系制备的功能梯度热障涂层,采用有限元方法研究了在热负荷下的残余应力,隔热工作应力和循环状态下的瞬态温度和瞬态热应力,为该材料体系在制备和使用过程中的性能评价,破坏机理的分析等提供重要的理论依据。     

耐烧蚀梯度涂层材料的研究

运用磁控溅射ＰＶＤ法制备了具有梯度过渡的“Ｔａ－１０Ｗ／钢梯度涂层材料”，并用ＡＥＳ、ＳＥＭ，ＸＲＤ等手段对涂层的成分分布和组织结构进行了分析。     

低温超音速火焰喷涂铜涂层性能研究

在多功能超音速火焰喷涂的基础上,通过液料送粉器和氮气对喷涂焰流进行降温,实现低温超音速火焰喷涂制备了铜涂层,并进行了涂层X射线衍射、SEM形貌分析、能谱分析、结构分析和涂层导电性能研究。结果表明,涂层没有相变,结构稳定、致密性好、导电性能优良,体积电阻率达到7.6875×10-10Ω·m。     

金属陶瓷功能梯度热障涂层瞬态热负荷下的破坏分析

本文采用试验分析和热弹性有限元方法研究了用等离子喷涂方法制备的ZrO     

激光重熔对镍基热喷涂涂层性能的影响

采用超音速火焰喷涂制备2 mm厚的Ni Cr BSi-WC12Co涂层,并用3 k W光纤激光器对涂层进行重熔处理正交试验。对涂层组织、硬度、耐磨性等进行检测。结果表明:经激光重熔后,涂层的缺陷减少,耐磨性得到改善;激光重熔对激光功率较敏感,随着激光功率增大,结合强度增加,涂层缺陷也随之增加,涂层硬度先升高后下降,存在最大值;预热400℃时,涂层硬度能达到最高点,且裂纹得到较好控制;激光重熔涂层耐磨性能较HVOF涂层提高明显。     

涂层结构对梯度涂层温度与应力分布的影响

采用多层平板模型,利用有限元分析软件计算了不同涂层结构下梯度涂层高炉风口的温度场与应力场,并分析了涂层结构对梯度涂层内部温度分布与应力分布的影响。结果表明,涂层结构变化可以影响涂层内温度与应力的大小及转折点的位置。试验中设计的梯度涂层具有良好的隔热性能,且涂层内应力变化缓慢。当底层、中间层及面层厚度比为1∶1∶3时,涂层隔热效果最好,隔热温度达77℃;底层、中间层及面层厚度比为1∶2∶2时,涂层最大等效应力最小,其值为1.52E+9Pa。     

SiCp/Al功能梯度复合材料的压缩性能研究

采用粉末冶金法制备碳化硅颗粒增强铝基功能梯度复合材料,用扫描电子显微镜观察微观组织形貌,测试抗压强度,对其压缩性能进行分析。研究结果表明,当压力达到85 kN时,SiCp/Al功能梯度复合材料压缩试样的表面出现明显的宏观剪切裂纹,裂纹方向与垂直方向成45°。用有限元方法分析其压缩性能,计算结果与实验结果基本吻合。     

铜表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/NiCrBSi梯度涂层

利用激光表面合金化和宽带激光熔覆工艺在铜基体表面制备出由Cu-Ni合金化层和NiCrBSi熔覆层组成的梯度涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及显微硬度计,系统分析合金化层与熔覆层的物相构成、显微组织及硬度。结果表明:合金化层与铜基体之间的界面呈"锯齿状",在合金化层近基材底部是一种不规则的层状结构;在合金化层中,Ni、Cu元素发生充分互溶,使合金化层的热导率降低至Cu基体的1/9,有效提升铜表面NiCrBSi熔覆层的成形能力;同时,NiCrBSi熔覆层组织致密,其强化相由γ-Ni、Cr B、M_(23)C_6及Ni_3Si构成,显微硬度明显提高,平均值达到400HV,是铜基体硬度的5倍。从铜基体到NiCrBSi熔覆层,显微硬度呈梯度增加,涂层具有里韧外硬的特征。     

梯度功能复合材料

<正> 1 梯度功能材料诞生的社会背景 与开发航天飞机机体表面防热系统相关连,我国宇宙科学和材料科学工作者提出了一个还听不惯的新奇材料概念,叫做“梯度功能材料”,对此,被核准用科学技术振兴调整费进行调查研究已有三年。调查研究有了结果,从昭和62年开始三年间,用上述经费成立了“为缓和效应力的梯度功能材料开发基础技术研究”组织,进而在1988年2月把梯度功能从单纯的机械功能扩展为电气,化学,光学,原子核和生物等领域,成立了在广阔范围内进行梯度功能材料研究开发的产业界,政府和学术界的联合组织——梯度     

TiB2-40Ni金属陶瓷粉末与涂层组织结构的研究

采用机械合金化技术制备TiB2-40Ni金属陶瓷复合粉末,通过超音速火焰喷涂技术制备TiB2-40Ni金属陶瓷涂层,研究TiB2-40Ni粉末在不同球磨时间下的显微组织和物相,研究TiB2-40Ni涂层的组织结构、孔隙率和硬度。结果表明：随着球磨时间的延长,逐渐细化的陶瓷相TiB2包覆在Ni表面的含量增加;与粉末的主要物相相同,TiB2-40Ni涂层为TiB2和Ni相,涂层组织较致密,孔隙率低,平均硬度值为（643.5±56.8）HV0.3。     

WC对Cu/WC_P复合材料性能及组织的影响

通过ＷＣ含量对ＷＣ／Ｃｕ复合材料性能的影响，确定了冷压－烧结法制备Ｃｕ／ＷＣ材料的适宜ＷＣ含量为１０ｖｏｌ％左右。并就ＷＣ对该材料组织和再结晶行为的影响进行了有益的探讨。     

Y-La-Si_3N_4陶瓷的微波烧结

以Ｙ２Ｏ３和Ｌａ２Ｏ３为添加剂，利用微波烧结成功地制备出Ｓｉ３Ｎ４陶瓷。在最佳工艺条件下，其抗弯强度和断裂韧度分别为６８０～７２０ＭＰａ和６．８～７．８ＭＰａ·ｍ１／２。研究了烧结工艺对致密化过程和力学性能的影响。实验结果表明，微波烧结能够大大降低烧结温度，促进致密化和α→β相变。为了仰制Ｓｉ３Ｎ４分解，必须采用高Ｎ２压力（＞０．５ＭＰａ）。微波烧结Ｓｉ３Ｎ４的显微结构均匀，晶粒细小     

显微结构对浸银石墨材料性能的影响

研究了浸银石墨材料基体与浸渍银显微结构对材料力学与热膨胀行为的影响,讨论了材料组织结构与性能的关系,提出了满足高温使用性能要求的材料所应具有的显微组织结构特点。     

16MnCr5钢锭高温组织转变和性能研究

分析了 16 Mn Cr5钢锭高温时的组织转变特点 ,并测定了其高温力学性能。结果表明 ,16 Mn Cr5钢锭凝固时包晶转变的不完全性对随后的组织转变规律和力学性能有显著的影响。     

(Ce,Mg)-PSZ陶瓷材料的力学性能和显微结构

以 10mol%MgO -PSZ为基础 ,研究了添加 5 .7mol%、7.4mol%和 9.1mol%CeO2 的 (Ce,Mg) -PSZ陶瓷的力学性能和显微结构。实验结果表明 :材料的耐高温老化性随CeO2 含量的增加而增强。微观结构分析证实添加CeO2后高温时PSZ材料发生css-ZrO2 →t-ZrO2 +MgO分解 ,延缓了css-ZrO2 →m -ZrO2 +MgO分解。同时CeO2 和MgO有效地稳定了c -ZrO2 和t-ZrO2 。     

高强钢焊接接头激光处理组织和性能研究

对30CrMnSiA钢氩弧焊接头熔合区进行激光处理,使接头抗裂性能明显改善。用电子显微分析技术对激光处理组织进行了分析研究,证实该钢种激光处理组织是含有大量位错的细板条马氏体及板条间的残余奥氏体组织。电子衍射花样标定结果表明,马氏体和残余奥氏体的晶体学位向关系符合K-S关系。     

真空熔结铁基合金涂层的组织结构分析

分析了一种新型真空熔结铁基合金涂层的组织结构。铁基合金涂层是以高铬铸铁为粘结相、以大颗粒 (Cr,Fe) 2 (C ,B)相为硬质相的复合材料 ;(Cr,Fe) 2 (C ,B)相的体积分数约80 % ,粘结相是以奥氏体为基体、其中分布有针状 (Cr ,Fe) (C ,B)相、针状 (Cr ,Fe) 7C3 相和粒状 (Cr ,Fe) 7C3 相。铁基合金涂层的洛氏硬度为HRC5 5 ,表面洛氏硬度为HRA5 7。     

热形变方法与Fe_3Al基合金的组织及性能关系（Ⅰ）

采用热轧、热锻和热挤压三种方法对铸态Ｆｅ_３Ａｌ基合金进行开坯，发现开坯后Ｆｅ_３Ａｌ铸态组织中粗大柱状晶被破碎，晶界网状析出物消除；热锻和热挤压后坯料晶粒大小分布均匀，而热轧后晶粒大小不一，三种方法开坯后坯料经相同的工艺轧制成板材，在室温下对板材性能进行测试，结果表明以挤压开坯方法最佳而热轧开坯最差。     

结构钢真空膏剂渗硼后的组织与性能

采用真空膏剂渗硼方法对４５钢、４０Ｃｒ钢进行渗硼处理。研究表明，真空膏剂渗硼的渗层致密、均匀。ＦｅＢ相数量与渗硼温度、时间有关，且在与渗硼时间的依赖关系中有一峰值。真空膏剂渗硼后，材料表面硬度可达１６００～２０００ＨＶ，耐磨性显著提高。     

SiCW/BAS玻璃陶瓷基复合材料的显微结构与力学性能

研究了热压SiCw/BAS复合材料的六方 -单斜晶型转变、显微结构与力学性能。结果表明 ,复合材料中SiC晶须的存在阻碍单斜钡长石晶种促进六方 -单斜晶型转变 ;SiC晶须能显著改善BAS玻璃陶瓷基体的力学性能。增韧机制主要是裂纹偏转和晶须断裂 ,增强机制主要是载荷传递。另一方面 ,SiC晶须 /基体界面存在的玻璃相不利于晶须拔出和桥接增韧效应 ,玻璃相的高温软化降低复合材料的高温强度。