生物形态多孔氮化钛陶瓷的碳热氮化法制备

研究了以生物模板(木炭)浸渍TiO2溶胶,高温碳热-氮化制备TiN陶瓷的工艺过程.应用热力学原理计算了经溶胶浸渍后形成的TiO2/C复合体系的氮化条件,确定了N2,CO分压对氮化温度的影响.采用碳热氮化法,在高浓度的氮气压力下反应烧结制备了具有生物形貌的多孔TiN/C陶瓷.结果表明在1400℃,4 h,0.5 MPa氮气压力下,得到了具有立方晶体结构的TiN/C多孔陶瓷,并保留了木材模板的显微结构.     

ICT技术测试炭/炭复合材料内部密度分布

利用工业计算机辅助层析成像技术(ICT)对不同尺寸的炭/炭复合材料进行了断层摄像试验,发现该技术能真实地反映材料内部的实际密实情况.利用ICT图像给出的相关数据,经过一系列计算,得出材料内部各处的密度值,该方法比传统的排水法所得的结果精确,而且无需从制品中取样,节省了材料和时间.ICT技术有望用于其它复合材料的密度测试.     

添加剂对Al2O3／BN可加工陶瓷性能的影响

采用Si3N4和SiC作为Al2O3／BN可加工陶瓷的添加剂，考察了添加剂种类和含量对材料力学性能及可加工性能的影响。研究表明，2种添加剂均对调节体系中由于热膨胀失配所引起的人的内应力起到积极的作用。材料的抗弯曲强度随添加剂含量的增加而提高，同时可加工性能略有降低。尤其是Si3N4的加入使体系在热压烧结过程中原位反应生成液相x-Sialon，显著降低了烧结温度，促进材料的致密化。     

输气管道矫正设备的模态试验与振动分析

针对煤炭采空塌陷引起的输气管道沉降问题,研发了一套输气管道智能矫正设备。采用SolidWorks和ANSYS Workbench工程软件对该设备进行了模态仿真分析,分析结果表明:智能矫正设备前6阶模态频率随阶数的提高呈递增趋势,并在设备的1、2、3、6阶出现扭转现象,此时传动模块的大轮上发生条状形变。在模态仿真分析后进行了模态试验,并将试验数据与仿真数据对比,得知智能矫正设备两种测验方法所得数据相差很小,证明了所得数据具有较强的可靠性。最后为了了解智能矫正设备的振动特性而进行了振动试验,试验结果表明:设备的振动频率集中在0.53、50.06、80.97、99.92、171.38、194.65 Hz附近,与设备固有频率相差甚大,保证了该智能矫正设备在运行时不会出现共振现象。     

热处理对ZGCr17Ni2马氏体不锈钢组织及硬度影响

通过不同固溶温度与不同回火温度处理,研究了ZGCr17Ni2马氏体不锈钢组织及硬度的变化。结果表明,淬火温度提高,马氏体过饱和度增加,残余奥氏体含量增加,在1 040℃下淬火时组织为马氏体+残余奥氏体+碳化物+莱氏体,淬火硬度达到最大值57,继续提高淬火温度,马氏体粗化,硬度下降;回火温度在530℃以下时,回火硬度呈"马鞍状"变化,当回火温度达到600℃时回火组织转变为回火索氏体+残余奥氏体+碳化物+莱氏体+马氏体,回火硬度(HRC)降低至41。     

可加工B4C/BN复相陶瓷的制备与性能研究

采用热压烧结工艺制备了B4C/BN可加工复相陶瓷,热压烧结工艺参数为热压温度为1850℃,热压压力为30 MPa,保温时间为1 h.通过向B4C基体中加入不同含量的h-BN来研究h-BN的含量对所制备的B4C/BN复相陶瓷材料的力学性能和可加工性能的影响,并通过XRD和SEM来研究复相陶瓷的物相组成和显微结构.结果表明随着复相陶瓷中的h-BN含量的增加,B4C/BN复相陶瓷的密度逐渐降低;B4C/BN复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性有所降低;复相陶瓷的维氏硬度大幅度降低;而硬度的降低导致了复相陶瓷的可加工性能得到显著的提高,当h-BN的含量高于20%(质量分数,下同)时,B4C/BN复相陶瓷具有良好的可加工性能.     

反应熔渗法制备Mo(Si,Al)2-SiC复合材料的研究

通过尝试对MoSi2+C坯体中熔融渗Al制备了Mo(Si,Al)2-SiC复合材料,并对其组织及性能进行了研究.反应熔渗Al法制备Mo(Si,Al)2-SiC复合材料中,反应生成物主要为Mo(Si1-x,Alx)2和SiC相,还有少量Mo5Si3C和Al相.随着x值的增加,Mo5Si3C相和Al相逐渐减少,并消失.其组织为片状Mo(Si,Al)2组织间隙中分布着针尖状SiC颗粒;从断口形貌看,SiC颗粒非常细小,团聚在大的Mo(Si,Al)2颗粒周围.根据断口形貌,部分形成的SiC为晶须状,当x=0.4时,形成的SiC多为晶须状,并且形成的晶须状的SiC和Mo(Si,Al)2连成片.反应熔渗Al法制备复合材料抗弯强度是随着x值先增加后降低,在设计值x=0.237时取得最高值.     

无压反应烧结Mo（Si，Al）2-SiC复合材料的研究

利用MoSi2，Al，C之间的原位反应无压烧结制备了Mo（Si1-x，Alx）2-SiC复合材料。随着烧结温度从1400℃升高到1650℃，MoSi2相消失，反应产物为Mo（Si，Al）2和SiC及Mo5Si3C相。由于固溶体及Nowotny（Mo5Si3C）相的形成，使得原位反应中化学计量法则变得困难。原位生成的SiC相随着温度的升高由颗粒状变为晶须状，并由于它的强韧化作用使得复相材料的性能较单相材料成倍提高。     

原位反应法制备的碳化硅涂层/三维编织碳纤维的氧化性能研究

采用原位反应法在三维编织碳纤维(原纤维)表面制得β-SiC涂层,通过XRD,SEM,等温氧化失重和非等温热重分析等测试手段研究了制备方法对涂层性能的影响.结果表明:利用此法可得到均匀、完整,界面结合良好的涂层,涂层厚度增加,涂层/三维编织碳纤维(复合纤维)抗氧化性能增强.并对复合纤维氧化反应的机理进行了研究.