高平整度和低损伤碳化硅晶片的纳米磨削技术(英文)

采用细粒度砂轮的纳米磨削来实现碳化硅晶片高平整度和低损伤加工新方法。磨削试验表明采用纳米磨削50.8mm碳化硅晶片时其平整度在1.0μm以内,表面粗糙度可达0.42nm。纳米磨削比双面研磨和机械抛光更能高效地对碳化硅晶片做更高平整度、更低损伤加工,可以取代双面研磨和机械抛光,并减小化学机械抛光去除量。研究结果对高效低成本制备高质量碳化硅晶片有参考价值。     

AZ80镁合金热变形临界损伤因子与动态再结晶软化唯象本构研究

利用Gleeble-3800热模拟试验机对AZ80合金试样进行高温压缩变形试验,利用采集到的真应力-真应变数据作为数值模拟的基本材料参数,完成物理试验的仿真再现。根据损伤敏感率的概念对损伤敏感率曲线进行局部线性回归拟合,从而确定了损伤敏感率为0(即开始出现断裂)时刻的最大损伤因子(即材料临界损伤因子)。此外,通过引入一个"软化因子",将具有动态再结晶特征的AZ80镁合金流变应力模型用一个含有较少参数的方程来描述,此模型综合反映了变形温度、应变、应变速率对流变应力的影响,同时考虑了动态再结晶引起的应变软化。     

7075铝合金的变化型临界损伤因子(英文)

韧性断裂作为一种主要的失效形式制约了成形工艺开发。Cockcroft-Latham损伤准则适用于多数合金韧性断裂失效的数值计算。对于应变软化型7075铝合金,确立临界损伤因子并揭示其与变形条件间的内在联系具有重要意义。通过压缩试验与数值模拟相互佐证的途径获得了7075铝合金临界损伤因子及其分布规律。结果表明:温度一定时,最大累积损伤值随着应变速率的增大而单调减小;7075铝合金的临界损伤因子不是常数,而是为在0.255～0.453范围内变化的变量;可由应变速率和温度为自变量表征临界损伤因子的变化规律。根据临界损伤因子规律分布图,可以精确地预测材料加工中发生断裂的时刻和位置,此外,还可识别出稳健的加工工艺参数区间。     

韧性断裂准则及损伤模型在冲裁有限元模拟中的应用研究

在冲裁有限元模拟中,韧性断裂准则的选择会对冲裁件断面质量与尺寸精度产生很大影响。为了获得符合实际的模拟结果,进而优化冲裁工艺,重点研究了一些常用的韧性断裂判定依据,并从物理学角度阐述了韧性断裂机制。基于试验的韧性断裂准则,考虑了变形历史中的应力应变关系,使用由反求法确定的临界值来判定韧性断裂的发生与否。基于连续损伤力学建立的损伤模型,考虑了变形过程中损伤累积对材料本构关系的影响,能够更准确地描述断裂过程。此外,还分析了冲裁有限元模拟中的关键技术,如采用任意拉格朗日欧拉方法来解决网格畸变问题,使用单元分裂、单元分离与单元删除等技术来处理裂纹的萌发与扩展。探讨了目前韧性断裂模拟中存在问题以及未来发展方向。     

宝鸡石油钢管有限责任公司高钢级大直径连续油管下线

2013年1月17日,国内首盘CT90钢级、直径73mm、壁厚4．8mm、长3500m的连续油管,在宝鸡石油钢管有限责任公司（简称宝鸡钢管）成功下线。1月21日最新检测报告显示,宝鸡钢管试制的CT90连续油管各项性能指标均达到连续油管相关技术标准要求。这标志着国产连续油管在产品多样化、规格系列化道路上又迈出了坚实的一步。     

涂层下金属腐蚀损伤的红外热波检测与评估

针对涂层下金属的腐蚀损伤不易被观察到而造成的安全隐患问题,制作了防腐涂层下的材料腐蚀模拟试件,应用红外热波技术进行检测,得到试件表面温度分布热图像,并在腐蚀区域和正常区域中取点,采集到相应区域的温度变化曲线和温差曲线.结果表明,红外热波方法对涂层下的腐蚀损伤具有较好的检测效果,腐蚀损伤区域和正常区域的表面温差达到最大的时刻是最佳检测时间,可用于估算涂层厚度.通过对典型时刻热图的处理,可实现腐蚀损伤大小和位置的定量识别,但检测结果受材料表面的均匀度影响较大.     

连续纤维增主基复合材料研究概况

重点了介绍了连续纤维境强钛基复合材料的３种复合方法,即箔材－纤维－箔材法、等离子喷射涂层法和物相沉积法,开发的强化纤维有ＳｉＣ纤维和Ａ１２Ｏ３单晶纤维,并介绍了它们的研究进展,最后讨论了一些复合材料的性能循呼复合材料的损伤评价技术。     

EB-PVD热障涂层微观损伤行为

针对EB-PVD制备的热障涂层,通过对拉伸、疲劳、持久、撞击、慢速压缩、三点弯曲、振动等单一条件下,以及热循环、热冲击、超温等复合条件下涂层微观损伤特点进行观察,结合机械应力、热应力特点以及涂层氧化损伤过程,对热障涂层微观损伤类型进行划分。总结归纳出陶瓷层晶簇间垂直裂纹、陶瓷层水平台阶裂纹、陶瓷层V形崩裂、柱状晶弯折、柱状晶簇崩落、等轴晶区水平裂纹、陶瓷层水平撕裂、陶瓷层微鼓分离、氧化层破碎、粘结层内氧化、粘结层垂直裂纹、粘结层裂纹钝化、粘结层皱曲等13种损伤形式,这些基本损伤构型的归纳总结有助于对热障涂层复杂环境下失效行为的深入研究。     

基于临界失效能密度判据的热障涂层热震损伤行为研究

目的探索热障涂层系统(TBCs)在热震过程中的损伤行为。方法基于材料能量储存极限,推导了适用于平面复杂应力情形的温度相关性临界失效能密度判据,进而利用该临界失效能密度判据与ABAQUS有限元软件相结合,研究了热生长氧化层(TGO)凸起的热障涂层系统在冷却热震过程中的损伤行为。结果对于TGO层凸起的热障涂层系统,计算了冷却热震过程中陶瓷层(TC)和TGO层的失效能密度分布云图,并根据最大失效能分布情况分析了TBCs在热震过程中各层材料的可能破坏位置,所得结果与实验吻合较好。在对TBCs的冷却热震损伤行为模拟计算中发现,当TC层的强度比较低时,热震会使TC层上表面产生往内部扩展的垂直裂纹;当TC层强度达到某一定值时,首先发生热震破坏的位置由TC层上表面变成了TGO层与粘结层(BC)的界面处,即TBCs的各层破坏顺序发生了变化。结论使用临界失效能密度准则来判断热障涂层在冷却热震过程中的损伤行为,比单纯使用某一方向应力更为准确,并能准确判断损伤起始位置和演化情况,从而更全面地反映热障涂层在热震过程中的损伤破坏行为。     

钛合金表面CrAlTiN单层涂层冲蚀损伤机理研究

目的主要开展钛合金表面制备Cr Al Ti N单层涂层后的撞击实验,探究不同条件下钛合金表面的冲蚀损伤规律,揭示钛合金表面的冲蚀损伤机理。方法采用多弧离子镀技术在TC4钛合金表面制备Cr Al Ti N单层涂层,并利用空气炮发射速度为300m/s的单个钢珠,在不同角度(30°、45°、60°、90°)下对涂层进行撞击损伤模拟。采用扫描电镜对撞击形貌进行观察,结合撞击表面的元素分析结果,探究钢珠撞击涂层表面的冲蚀损伤机理。结果 90°攻角下,涂层的破损主要由撞击产生的裂纹和涂层表面"液滴"的剥落共同作用引起。45°、30°攻角与60°攻角的撞击相似,损伤主要由两部分组成:一部分是垂直作用产生的裂纹和撞击导致的液滴剥落引起的涂层损伤;另一部分是切向作用引起的摩擦磨损和摩擦过程中产生的温度效应导致的钢珠熔覆。能谱图点44处主要含有Fe2O3、Ti N两种物质,说明该点的涂层已经破坏,并且在切削磨损的同时,钢珠撞击的损伤还伴随着氧化磨损。结论在300m/s的速度下,冲蚀损伤最严重部位为钢珠与涂层接触部位。冲蚀过程中会因温度效应使钢珠熔覆在涂层表面,涂层表面越粗糙,则熔覆物越多。涂层的损伤主要源于垂直分量导致裂纹的萌生和切向的犁削作用。