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.     

引弧微爆加工陶瓷新方法及其电源系统研制

高频引弧在瞬间产生微爆炸和轰击波时具有高能量密度,结合工程陶瓷加工的特点,提出了引弧微爆加工工程陶瓷的新方法。试验证明了该方法能够实现低成本加工陶瓷孔、外圆、平面以及各种异型面,是一项全新的工程陶瓷加工技术。研制的专用脉冲电源采用了全桥式绝缘门栅极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）逆变主电路、独特的高频引弧及控制电路,引弧微爆加工电源系统具有工作可靠、可控性好等优点。     

基于有限元分析的金属套／陶瓷柱外伸式过盈连接应力分布规律

以45^#金属套和氮化硅陶瓷柱为研究对象,采用有限元法分析了不同过盈量下金属套／陶瓷柱外伸式过盈连接的应力分布规律。结果表明：陶瓷柱在接触边缘均存在明显的边缘效应,轴向应力梯度较大;金属套在接触边缘内侧存在显著的应力集中,其值远大于对应位置陶瓷柱的压应力,易于导致陶瓷材料破坏。采用热胀法进行了试验验证,过盈连接试样均在12h内发生自然断裂,较好地验证了有限元分析结果。     

陶瓷微滤膜直接过滤去除水中浊度的实验研究

陶瓷微滤膜技术是一种新型水处理技术,在饮用水处理中的应用主要是生产低浊度和生活饮用水。对陶瓷膜去除原水中浊度的性能进行了研究。考查了去浊效果;研究了膜通量和出水浊度与进水浊度、膜通量和出水浊度与运行时间的关系;研究表明膜通量随原水浊度的升高和过滤时间的增长而呈下降趋势,但陶瓷膜去除500～4000NTU原水的浊度有良好的效果,其出水浊度小于0.2NTU。     

镍对重力分离SHS陶瓷内衬复合管的影响

采用SHS重力分离技术制备陶瓷内衬复合管,通过改变主燃烧配系组元Ni的含量,研究分析了金属Ni对陶瓷内衬复合管制备的燃烧特性及机械性能的影响。研究发现,适量的Ni粉能促进SHS燃烧进行,提高燃烧体系的绝热燃烧温度和陶瓷层的致密度,并且有助于形成金属/陶瓷界面过渡层,这极大提高了复合管的显微硬度和抗压剪强度。当Ni粉含量为19wt％时,陶瓷层的显微硬度和抗压剪强度分别最高达1764N/mm2和36.1MPa。     

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.