多铁性磁电智能复合材料的力学研究进展

介绍了多铁性磁电智能复合材料的概念、分类及发展现状;总结了两类典型多铁性复合材料的力学问题（包括波动与振动问题、夹杂问题、断裂问题等）的研究进展;分析了层状多铁性复合材料力学行为的特殊性;基于应变介导的磁电耦合机制,阐述了界面断裂力学研究对于层状多铁性复合材料研制的重要性和必要性;最后指出了该领域下一步的研究方向。     

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.     

PZT压电陶瓷传感器的研制与应用

利用物质的压电效应,在实验室开发了PZT压电陶瓷传感器。该传感器制作简单、成本低廉。在激波管上标定后,将其埋入混凝土台阶模型中,成功捕捉到了爆破时介质中的应力波波形。     

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.     

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.     

SiCf/Si-O-C复合材料的抗氧化、抗热震性能研究

通过研究材料的氧化前后质量的改变和强度减少及氧化前后微观结构的变化,研究了先驱体转化法制备的SiCf/Si-O-C复合材料的抗氧化、抗热震性能。结果表明SiCf/Si-O-C复合材料具有良好的抗氧化、抗热震性能。对所得材料微观结构进行了分析讨论,发现界面结构的变化是影响SiCf/Si-O-C复合材料抗氧化、抗热震性能的主要原因。     

光栅过滤法测试陶瓷磨削表面残余应力

采用表面形貌技术对陶瓷磨削表面残余应力进行测试研究,对表面粗糙度曲线经过数据截取、滤波以及规范化处理后可得到表面挠度曲线,认为,此方法与X射线衍射法相比测试结果较接近,是测试残余应力的有效方法;其数据处理过程是保证测试精度的关键;挠度变化是个渐变的过程。