Si3N4陶瓷蠕变性能MSP评价方法的理论与实验研究

基于薄板弯曲蠕变模型, 对MSP（Modified Small Punch）蠕变试验进行了理论研究, 建立了材料蠕变应力指数n的评价公式. 采用有限元分析软件MARC对MSP蠕变试验进行了数值模拟, 将数值模拟采用的n值与评价结果n值进行了比较, 12Cr1MoV钢和含Cr9%的钨合金钢分别相差1.6%和2.7%; SUS304不锈钢的MSP蠕变试验结果与传统单轴拉伸蠕变实验结果相差仅为2.9%, 数值模拟结果的一致性与两种实验结果的吻合验证了理论公式的有效性. 在此基础上, 通过对多孔Si₃N₄陶瓷蠕变性能的研究, 发现多孔Si₃N₄陶瓷在温度为1000℃条件下不仅具有较好的延展性, 而且有较大的蠕变变形; 应用材料蠕变应力指数的理论公式, 得到了多孔Si₃N₄陶瓷材料的应力指数. 研究结果表明,MSP蠕变试验方法在非金属材料高温蠕变性能的评价上具有广阔的应用前景.     

二价铁过量M型钡铁氧体的放电等离子体烧结合成

在氩气保护下用化学共沉淀工艺制备了名义组成为BaFe³⁺_11.8Fe²⁺_0.3O₁₉的Fe²⁺过量M型钡铁氧体（BaM）前驱体,采用XRD、SEM和Archimedes法研究了前驱体在放电等离子体烧结（SPS）条件下的物相组成、显微结构和致密度. 结果表明,合成高致密度的单相Fe²⁺过量BaM材料的优化SPS工艺为850℃、保温30min和压力10MPa,其结晶机制为低温下前驱体分解形成α-Fe₂O₃和Fe₃O₄或γ-Fe₂O₃,高温下Fe²⁺过量BaM结晶,整个结晶过程中没有BaFe₂O₄中间相形成. 单相Fe²⁺过量BaM材料的饱和磁化强度为58.2A·m²·kg^-1,矫顽力为255kA·m^-1, 说明Fe²⁺占据自旋向上的2a磁晶位.     

共沉淀法制备Co2-Z型铁氧体形成动力学过程研究

用化学共沉淀法制备得到了Z型六角铁氧体,并研究了它的动力学过程;详细讨论了煅烧制度,如煅烧温度、升温速率和却冷方式对最终产物晶体结构的影响.研究表明:Co2-Z型六角铁氧体的生成序为:Ba-M→Ba-M + Co2-Y→Co2-Z;在1200℃下煅烧4h,可获得以Co2-Z为主晶相的铁氧体材料;升温速率及冷却速率对晶体的形成与结构有影响,快速升温影响最为明显.     

不同官能化碳纳米管对MWCNTs-碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响

为研究加入不同官能化碳纳米管对环氧树脂力学性能的影响,通过对羧基化多壁碳纳米管(MWCNTsCOOH)进行化学处理,得到表面接枝乙二胺的碳纳米管(MWCNTs-EDA)。分别将MWCNTs-COOH和MWCNTs-EDA分散在环氧树脂中,通过热熔法制备环氧树脂中含有碳纳米管的T700碳纤维预浸料,并热压成准各向同性复合材料层合板。结果表明:MWCNTs-EDA在环氧树脂中的分散性优于MWCNTs-COOH,MWCNTsEDA本身具有固化反应活性,加入后对基体的交联密度影响较小。与MWCNTs-COOH相比,MWCNTs-EDA可以有效改善环氧树脂及碳纤维/环氧树脂复合材料的力学性能。当MWCNTs-EDA含量为1.0wt%时,MWCNTs-碳纤维/环氧树脂准各向同性复合材料层合板的压缩性能、弯曲性能和冲击后压缩强度分别提高了14.7%、40.9%和20.6%。     

铁过量M型钡铁氧体的放电等离子体烧结合成

采用并加共沉淀法制备了名义组成为BaFe12.4O19.6的铁过量M型钡铁氧体前驱体,研究了该前驱体在放电等离子体烧结条件下的结晶行为和烧结体的磁性能.结果表明;700～850℃,烧结体均是单相M型钡铁氧体,没有BaF@204和γ-Fe203中间相结晶.晶粒分布随温度升高而显著变化,700℃时呈随机分布;700℃以上表现出择优取向.饱和磁化强度在700℃时显著增大;700～850℃时基本不变,这与烧结体的相组成随温度升高的变化规律相吻合.矫顽力随温度升高先增加后降低,与M型钡铁氧体含量增加和择优取向程度提高有关.     

自蔓延高温合成细晶六硼化钙陶瓷粉末(英文)

基于Mg–B2O3–CaO原料体系,采用自蔓延高温合成(self-propagating high-temperature synthesis,SHS)和后期酸处理工艺,制备出高纯度、均匀分布、小粒径的立方晶型细晶六硼化钙粉末。分析了Mg–B2O3–CaO自蔓延高温反应体系的燃烧产物成分及反应机理,测量了不同SHS反应物原始坯体成型压力的燃烧温度曲线,探讨了不同镁掺量和不同气氛对燃烧产物成分和形貌的影响。研究了原始坯体成型压力与最终CaB6产物粒径的关系。结果表明:采用氩气保护能抑制镁挥发;合适的原始坯体压力有利于合成分布均匀的细晶CaB6粉末。     

金属-陶瓷梯度材料动态热应力响应变物性分析模型研究

研究了梯度材料在承受热冲击载荷作用时的动态热应力响应分析模型问题。研究的重点是分析材料的变物性特性(即材料的热学和力学性能依赖于温度的特性)对动态热应力响应的影响。分析结果表明,当梯度材料承受热冲击栽荷作用时,变物性特性对材料的动态热应力响应的影响十分明显,在对梯度材料进行评价和优化设计时,必须采用动态热应力响应变物性分析模型进行分析。     

Fe/SiO2核壳复合粒子表面的XPS谱研究

采用XPS技术研究了Fe/SiO2核壳复合粒子的表面化学成分和电子结构。结果表明,表面化学成分仅由Si和O元素组成,表面Si存在4种电子结构,表面O存在5种电子结构。表面硅4种电子结构的Si2p电子结合能及归属为:102.91eV(51.18%)为Q4硅[Si(OSi)4],102.15eV(23.23%)为Q3硅[Si(OSi)3OH],103.98eV(18.70%)为Q2硅[Si(OSi)2(OH)2],101.35eV(6.89%)为Q1硅[Si(OSi)(OH)3];表面氧5种电子结构的O1s电子结合能及归属为:532.85eV(52.07%)为Q4硅基团中的氧,531.80eV(19.93%)为Q3硅基团中的氧,533.90eV(17.09%)为Q2硅基团中的氧,534.75eV(7.65%)为Q1硅基团中的氧,530.55eV(3.26%)为与金属铁核相互作用的氧。531.80和530.55eV的氧原子数(19.93% 3.26%=23.19%)与102.15eV的硅原子数(23.23%)非常相近,这不仅表明与金属铁核相互作用的表面氧为Q3硅基团中的氧,而且说明表面氧与金属铁核相互作用后O1s电子结合能会因为Fe给电子能力较大而降低。     

TiB2在球磨中的氧化行为

用行星球磨对TiB2原粉进行处理,并用X射线光电子能谱仪,X射线衍射仪,能量色散X射线荧光光谱仪等对TiB2在球磨过程中的氧化行为进行分析.结果表明:在室温下TiB2粉末存在表面氧化,而球磨加速TiB2粉末氧化,随着球磨时间的延长,TiB2粉末的氧化程度加大;酸洗及离心作用造成硼的流失,使B和Ti的摩尔比失调,最终形成TiO2和少量硼酸包覆TiB2结构;通过改变不同球磨工艺,发现湿磨加Ar保护工艺使TiB2被氧化程度明显降低.     

含圆孔Bi_2Te_3单晶拉伸变形的分子动力学模拟

Bi2Te3及其固溶体合金是研究较早,也是目前发展较为成熟的热电材料。利用Bi2Te3多体势函数采取分子动力学方法模拟了含圆孔的Bi2Te3单晶的单轴拉伸力学行为。模拟结果表明:弛豫过程后含孔圆洞模型的平均能量比无孔洞的能量要高,圆孔边缘的原子能量比其他区域的能量高。在拉伸过程中,孔洞边缘存在应力集中现象,模型的破坏从孔洞处开始逐渐扩展。对于不同孔径的模型,随着孔洞体积分数的增加Bi2Te3材料的等效弹性模量呈线性下降。