SiC_W/Al_2O_3陶瓷复合材料的力学性能与增韧机理

研究了热压烧结SiC晶须(SiC_W)增韧Al_2O_3~-陶瓷复合材料的力学性能及增韧机理。结果表明:复合材料的维氏硬度,抗弯强度,断裂韧性及弹性模量均比纯Al_2O_3~-陶瓷有明显的提高,而且随着SiC_W含量的增加均连续提高。当SiC_W加入量达30vol％时,维氏硬度,抗弯强度,断裂韧性及弹性模量分别由基体的14.6GPa,235MPa,4.7MPam~(1/2)和401GPa提高到18.7GPa,634MPa,8.0MPa·m(?)和454GPa。弯曲断口形貌及裂纹扩展途径观察结果表明:晶须拔出桥接与裂纹偏转是主要的补强增韧机制。     

晶须增韧和相变增韧复合作用的机制与效果

在综述陶资材料晶须增韧和相变增韧机制的基础上，分析了晶须增韧和相变增韧复合时的相互作用，并介绍了国内外利用复合增韧法韧化氧化物陶瓷的研究结果，同时指出了存在的问题和获得优良复合增韧效果的有效途径．     

加载速度对ZrO_2增韧陶瓷的t→m相变的影响

采用XRD对四种增韧陶瓷的表面及动态疲劳断口进行了定量相分析。结果表明,加载速度增大,t→m相变量将增加。这是由于在不同的加载速度下,裂纹尖端的应力集中程度不同所致。     

陶瓷材料疲劳特性的研究进展

论述了非相变增韧陶瓷及纤维增韧陶瓷的室温及高温疲劳特性，重点介绍了循环载荷对疲劳裂纹扩展过程的影响。     

SiC纤维和Cu复相增韧Al_2O_3基复合材料

研究了SiC纤维和金属Cu复相增韧Al_2~-O_3~-基陶瓷复合材料。研究结果表明,加入SiC纤维和金属铜后、Al_2O_3~-基体的晶粒细小均匀,由于纤维拔出、裂纹偏转分枝、金属塑变吸能等作用,在Al_2O_3~-中加入8～12vol％SiC纤维和8～12wt％Cu时,其K_(ic)值提高了28.65％。     

陶瓷材料的韧化及其增韧机理(二)——SiC、Si_3N_4陶瓷和陶瓷复合材料的韧化

本文主要综述了晶粒形状、晶粒大小、晶界特性、气孔率和超显微结构对SiC、Si_3~-N_4陶瓷韧化的影响规律及作用机制;另外还分析了陶瓷复合材料和晶须的强韧化机理,主要介绍了裂纹转向机理、晶须(或纤维)拉脱机理及复合增韧机理。     

起始粉末粒径对Al2O3-TiC陶瓷力学性能的影响

热压烧结制备了Al2O3和Al2O3-TiC复合陶瓷。研究了起始粉末粒径对Al2O3-TiC复合陶瓷力学性能的影响。试验结果表明,添加TiC显著地提高了氧化铝陶瓷的力学性能,σf和K1c分别提高了70％和90％。其中大颗粒TiC对氧化铝陶瓷的增韧尤为有利,其裂纹偏转增长了扩张路径,提高了材料的断裂抗力。     

透气性陶瓷复合材料的相变强韧化及其机制

制备了用Ca-PSZ进行相变强韧化FMA的复合陶瓷材料,发现在Ca—PSZ加入量为9％时其宏观力学性能达到峰值;从SEM微观形貌和EDS能谱分析结果出发研究了FMA基体材料的强度形成因素、Ca—PSZ补强的机理;通过XRD衍射分析及相成分的近似定量分析阐明了半稳定化ZrO_2相交增韧作用的材料学本质;从微观角度提出ZrO_2相变增韧和割裂作用综合影响的结果是复合材料的宏观性能存在峰值的原因。     

相变增韧氧化锆陶瓷研究进展

相变增韧氧化锆陶瓷以其高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀以及热膨胀系数接近于钢铁及铁基合金等优良性能而引起广泛研究,特别是四方晶氧化锆多晶体的出现,其室温强度已达1～2.5GPa,断裂韧性为10～15MPa√m。本文将从结构件的要求出发,对Y-TZP、Y-TZP-Al_2O_3~-、Ce-TZP,及Ce-TZP-Al_3O_3~-的研究进展作一综述。     

Mo-ZrO_2烧结复合材料中ZrO_2的t→m相变及正方晶ZrO_2的残留

<正> 最近,有人试验用在陶瓷中分散ZrO_2粒子的方法,对母相陶瓷进行强韧化处理。相信在这样的强韧化处理中,与具有ZrO_2的正方晶(t-ZrO_2)→单斜晶(m-ZrO_2)的马氏体相变有关。为此,要通过分散ZrO_2粒子进行强韧化处理时,需要使高温稳定相     

La2O3/Al2O3氧化物添加比对Csf/SiC复合材料力学性能的影响

利用热压烧结技术制备高致密度的短碳纤维增韧碳化硅陶瓷基（Csf/SiC）复合材料。研究稀土氧化物添加比对烧结后Csf/SiC复合材料微观结构、力学性能和增韧机制的影响。结果表明：随着烧结助剂中La2O3含量增加,烧结后材料中SiC颗粒平均粒径减小,相对密度逐渐降低,而强度和韧性则先增加后降低;颗粒桥连、纤维拔出和裂纹偏转是该材料体系的主要增韧方式 。     

La2O3/Al2O3氧化物添加比对Csf/SiC复合材料力学特性的影响

利用热压烧结技术制备高致密度短碳纤维增韧碳化硅陶瓷基(Csf/SiC)复合材料。研究稀土氧化物添加比对烧结后Csf/SiC复合材料微观结构、力学特性和增韧机制的影响。结果表明:随着烧结助剂中La2O3含量增加,烧结后材料中SiC颗粒平均粒径减小,相对密度逐渐降低,而强度和韧性则先增加后降低;颗粒桥连、纤维拔出和裂纹偏转是该材料体系的主要增韧方式。     

晶须及颗粒增韧氧化铝基陶瓷复合材料的阻力行为

采用压痕 -弯曲强度法获得了Al2 O3 -SiCw和Al2 O3 -TiCp两种复合材料的阻力曲线 ,结果表明 ,与基体材料相比 ,两种材料均呈现出明显的上升阻力曲线行为。其中Al2 O3 -SiCw复合材料显示出更为优越的抗裂纹扩展能力。通过SEM观察及理论分析可知 :材料的增韧机理及显微组织是产生这一现象的主要原因。     

硝胺发射药的冲击断裂韧性及其增韧机理研究

实验研究了硝胺发射药及其基体材料的冲击断裂韧性，应用冲击断裂韧性增强率的概念分析了硝胺填料对塑化硝化纤维素基体材料冲击断裂韧性的影响。根据硝胺发射药受冲击时材料内部裂纹形成和扩展方式，分析研究了硝胺微粒的增韧机理。     

Al2O3基陶瓷材料的强韧化研究进展

Al2O3的脆性极大地限制了其使用范围。综述了Al2O3增韧的几种方式及其机理,主要包括自增韧、颗粒弥散增韧、晶须(纤维)增韧、相变增韧和复合增韧。由于采取单一的增韧手段已不能制备出满足各种需求的材料,复合增韧将是Al2O3基陶瓷材料增韧的最主要的手段,采用纳米颗粒增韧技术制备纳米陶瓷是该研究领域的未来发展方向。     

纤维含量对C_f/SiC复合材料力学性能和断裂机理的影响

为实现碳化硅复合材料减重和增韧的双重目的,以Al2O3和Y2O3为烧结助剂,利用真空热压烧结工艺制备了短切碳纤维增强碳化硅复合材料。结果表明:烧结过程中,烧结助剂Al2O3、Y2O3之间发生化学反应,促进液相烧结,形成晶界间的次晶相YAG(3 Y2O3.5Al2O3),有利于提高复合材料的断裂韧性;在较高烧结温度下,碳纤维、烧结助剂与基体间发生反应,形成较强结合界面;纤维拔出、裂纹偏转和晶粒桥联是碳化硅陶瓷的主要增韧机制。     

从专利分析看碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料发展

针对碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料(C/Si C复合材料),检索了相关文献和专利,分析了专利申请趋势、技术领域分布、专利布局方向、主要研发单位情况等内容,深入研究了C/Si C复合材料国内外技术发展现状、技术侧重领域和专利保护情况,并提出了相应建议。     

TNT基熔铸炸药:增韧增弹的途径及作用

综述了含能材料中TNT为基熔铸炸药(MeltCastExplosives)在增韧增弹上的实验研究,介绍了可用于熔铸炸药增韧增弹的新途径,以及熔铸炸药组分间作用的相关理论研究。熔铸炸药长期以来存在的感度高、脆性易裂等问题限制了其在高性能武器系统中的应用。目前,国内外关于熔铸炸药增韧增弹的研究较少,早期的文献大都针对熔铸炸药的改性研究。因此,解决现今熔铸炸药的问题,实现对其增韧增弹具有重要的科学意义和应用前景。文献表明:(1)国内外在"熔铸炸药增韧增弹"概念上未进行系统总结,也未见任何文献中提出;熔铸炸药改性剂(聚酯纤维、聚氨酯弹性体、HNS晶形控制剂)的研究主要针对的是熔铸炸药的渗油、降感研究,尚未解决熔铸炸药脆性、易裂的根本问题;(2)其它复合材料的增韧增弹技术对熔铸炸药有所借鉴,尤其是纳米粒子以及高分子材料的增韧增弹技术;(3)通过设计和制备与熔铸炸药相容的增韧增弹剂,再将其与熔铸炸药进行物理共混或颗粒级配等技术完成浇铸后进行力学性能、微观性能研究等,可以初步建立熔铸炸药增韧增弹的模型并总结出有关增韧增弹的机理。     

SBS增韧石蜡/增塑剂共混相容性的分子动力学模拟

增韧石蜡应用于高聚物粘结炸药(PBX)可提高其力学性能,设计了四种增韧石蜡与增塑剂的配方,建立了增韧石蜡(Wax)与邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、癸二酸二辛酯(DOS)、硝化甘油(NG)和乙酰基柠檬酸三丁酯(ATBC)的共混模型,采用分子动力学方法模拟研究了增韧石蜡与增塑剂的相容性以及共混体系中分子间相互作用的本质。结果表明,通过溶度参数、可混合性模拟、结合能以及分子间径向分布函数四个判据可综合评价苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)增韧石蜡与增塑剂的相容性。其中溶度参数模拟值与实验值的相对误差在3%以内;可混合性模拟可以快速预判两种物质之间的相容性;ATBC与SBS增韧石蜡的结合能最大,为2.7 k J·g~(-1);SBS增韧石蜡与增塑剂之间相互作用的本质是范德华力和静电力,以范德华力为主。3种增塑剂与SBS增韧石蜡的相容性优劣次序为ATBCDOSDBP,NG与SBS增韧石蜡不相容。     

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。