ZrO2纳微米纤维自增韧Al2O3陶瓷力学测试与断裂分析

通过对原位生长ZrO2纳微米纤维自增韧Al2O3基陶瓷的三点弯曲、单边切口梁与Vickers压痕测试,发现陶瓷硬度、弯曲强度与断裂韧性在ZrO2质量分数为35%时出现极大值.经SEM观察与XRD分析,发现裂纹扩展主要受含ZrO2纳微米纤维的α-Al2O3基棒晶控制,诱发裂纹偏转增韧机制,并伴随着相变增韧机制.     

陶瓷基装甲抗枪弹机理研究现状

从陶瓷基装甲的特点出发,介绍了其抗弹性能的评定指标,讨论了弹靶撞击过程的划分,重点评述了抗弹机理的研究方法和陶瓷基装甲的耗能机制;并总结了影响陶瓷基装甲抗枪弹性能的4个主要因素:陶瓷厚度、约束条件、弹丸形状和撞击速度.     

Si3 N4基复相陶瓷天线罩材料的制备及性能

基于高马赫数导弹天线罩为应用背景,以Si粉、BN粉、SiO2粉为主要原料,采用反应烧结法制备Si3N4基复相陶瓷材料,探讨了原料组成、成型工艺及坯体密度对材料性能的影响。试验结果表明:当原料中Si、BN和SiO2分别为55%、30%和10%时,材料强度可达96.7MPa,断裂韧性可达1.80MPa.m1/2。同时材料具有良好的介电性能及热物理性能。     

Si3N4和CCr15对巴氏合金摩擦副的摩擦磨损性能研究

在UMT-3摩擦磨损试验机上,将Si3N4、CCr15分别与巴氏合金进行了摩擦磨损试验,并利用扫描电镜和X射线能谱仪观察巴氏合金的磨损表面,探讨其磨损机理,为Si3N4-巴氏合金新型陶瓷轴承的实际应用提供理论依据.结果表明:载荷相同时,Si3N4-巴氏合金的平均摩擦因数和磨损率比CCr15-巴氏合金低;随着载荷的增加,Si3N4-巴氏合金的摩擦因数先升后降,波动幅度明显小于CCr15-巴氏合金;载荷为10N时,Si3N4-巴氏合金摩擦因数达到最大值0.13,在15N时达到最小值0.04;摩擦副整体磨损率较低,巴氏合金的磨损率随载荷增大而增大,平均为10-6 mm3/(N-m).在Si3N4-巴氏合金摩擦表面同时存在陶瓷氧化物润滑膜和金属磨屑,共同起到了润滑减摩的作用.Si3N4-巴氏合金作为陶瓷轴承的配合材料,具有比传统轴承更好的摩擦磨损性能,具有广阔的应用前景.     

准陶瓷Cf/SiC复合材料的制备

采用热重-差热(TG-DTA)、红外(IR)等分析测试手段,研究了聚碳硅烷(PCS)的裂解及化学转化过程,从理论上验证了先驱体聚碳硅烷(PCS)600℃裂解产物的准陶瓷特性.先驱体聚碳硅烷在600℃呈现一种半有机、半无机状态,其产物具有准陶瓷的特征,在大约750℃出现无机化转变高峰,固称其为准陶瓷.以碳布、准三维编织体、三维编织体为增强体,采用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺在600℃制备了碳纤维增强碳化硅(Cf/SiC)准陶瓷基复合材料.结果表明,以三维编织体增强的准陶瓷Cf/SiC复合材料获得了较理想的结构、性能,所制备3D-Cf/SiC复合材料密度仅有1.27g/cm3,弯曲强度达到193.69MPa,室温拉伸强度为197.69MPa,600℃拉伸强度为167.33MPa.复合材料断口形貌分析表明,在低温600℃制备的准陶瓷Cf/SiC复合材料呈现明显的韧性断裂特征.     

塑性状态下光学及电子镜面的亚纳米级精密磨削

本文讲述了由PC机控制的多用途超精机床(MPUMT)的设计及光学镜平滑表面的加工。已研制出的机床可用于磨削、切削、研磨或抛光塑性状态下的硬脆材料。作为建立新的加工系统的关键部分,采用了大型磁致伸缩调节器(GMA),在没有放大器元件的情况下,它具有大功率的输出和大于压电陶瓷调节器几倍的纳米级的位移。切削DOC的深度和控制塑性状态过程的微塑性区域能够被调节器设置为具有高于1nm的精度,并能用金刚石磨削砂轮研磨。在当前研究中所用到的镜为多晶体、非晶体,也有加固玻璃。磨削实验的结果表明,已研制出来的超精机床能够实现对塑性状态下的玻璃和陶瓷材料的加工。材料特性参数和微裂纹之间的关系已被检测到,适用于大多数被研究玻璃的脆性到塑性磨削方式的转换已经确定。运用AFM、SEM和ZYGO对磨削表面进行了分析,例如BK7和TRC5(新材料;加固玻璃)的磨削表面分别具Ra=0.15nm和Ra=0.32nm的表面粗糙度。     

一种经济型磨床数控系统

本文简述一种自动研制的经济型数控磨床系统,并阐明其工作原理。给出控制系统软件流程框图,采取了“防、堵、隔”等抗干扰措施,提高了控制系统的可靠性。     

闪灯泵浦国产Nd:YAG陶瓷调Q激光器

陶瓷激光器在高掺杂、大尺寸和复合结构设计等方面有着特殊的优势,具备实现高能、高光束质量激光器的潜力.研究了上海硅酸盐所提供的新型国产Nd:YAG陶瓷激光材料的激光输出性能,对比了陶瓷激光棒与单晶激光棒的储能特性,通过主动和被动调Q两种方法分别实现了闪灯泵浦陶瓷脉冲激光器,获得了重频1～20Hz可调,单脉冲百毫焦量级的输...     

等离子弧加热切削工程陶瓷试验

主要阐述了采用自制新型水介质等离子弧设备对氮化硅陶瓷材料进行加热辅助切削的试验条件及过程。通过对加工后刀具磨损的测量,总结出在热源距离h=8mm,电流I=6A,电压U=140V的热源条件下,采用V=450r/min、f=0·08mm/r和ap=0·2mm的切削用量时,刀具磨损比较小,切削效果理想。该试验说明了应用该小功率水介质等离子弧辅助加热切削氮化硅陶瓷材料的方法可行而有效,能够大大降低加工成本,对促进工程陶瓷材料的更广泛应用具有重要意义。     

燃烧合成原位增韧氧化铝基复合陶瓷的显微结构与力学性能

通过燃烧合成技术制备出了氧化铝棒晶为基的Al2O3/ZrO2复合陶瓷棒材,研究了大体积Al2O3/ZrO2复合陶瓷的显微结构及力学性能.经对其性能测试发现,陶瓷的硬度和断裂韧性最高可达22.1 GPa和9.16 MPa·m0.5;通过对裂纹扩展路径观察,发现材料增韧是通过以氧化铝棒晶桥接与拔出增韧为主并伴有α-Al2O3片晶桥接多重增韧机制予以实现;经实验分析,可进一步认为以增大燃烧放热量来提高实际熔体温度,并在离心力作用下,进行材料高温高压合成,可显著提升材料的强韧性.