Al2O3陶瓷材料高应变率下的动态力学性能

针对常规SHPB实验系统的不足对其进行改进,采用改进的SHPB实验方法对Al2O3陶瓷材料的动态力学性能进行了实验研究,表明改进的SHPB实验方法可以成功地进行高强度材料高应变率下的动态力学性能实验。实验得到了Al2O3陶瓷材料在不同应变率下的动态应力应变曲线,结果表明,Al2O3陶瓷为弹脆性材料,其动态应力应变呈非线性关系;在高应变率下,陶瓷材料的动态应力应变关系是应变率相关的,材料的初始弹性模量、破坏应力、破坏应变值随应变率的增大而增大。最后对Al2O3陶瓷高应变率下的变形机理进行了讨论。     

Al2O3粉末对ZrO2-TiB2-Al2O3纳米复合陶瓷材料力学性能的影响

为了改善ZrO2陶瓷材料的综合力学性能,探讨了添加不同粒径和含量的Al2O3粉末对ZrO2-TiB2-Al2O3纳米复合陶瓷材料微观结构和力学性能的影响.采用真空热压烧结工艺制备了ZrO2纳米复合陶瓷材料,烧结温度为1 450℃,热压压力为30MPa,保温1h.结果表明:微米Al2O3粉末的体积分数为10%时,ZrO2-TiB2-Al2O3纳米复合陶瓷材料的抗弯强度最高,可达743MPa;添加纳米Al2O3粉末对材料的韧性提高明显,最高可达11.37MPa.m1/2,但不同粒径的Al2O3粉末对材料的硬度影响则不明显,材料的硬度随Al2O3含量的增加而增加.     

Y2O3对钨合金微观组织与性能的影响

研究钨合金中添加不同质量分数的Y2O3时,Y2O3的含量对微观组织与性能的影响. 试验结果表明,随着Y2O3质量分数的增加,钨合金中钨颗粒直径由30.5μm减小到15.0μm,钨颗粒形状由近似球形变为不规则的多面体形;Y2O3粒子降低了钨-钨、钨-黏结相界面结合强度,随着Y2O3质量分数的增加,钨合金静态抗拉强度和延伸率降低;动态压缩条件下,随Y2O3质量分数的增加,钨合金抗压强度先增加后降低,当Y2O3质量分数低于1.0%时,随Y2O3质量分数的增加抗压强度增加,当Y2O3的质量分数超过1.5%时,抗压强度随Y2O3质量分数的增加而下降.     

Al2O3陶瓷的动态响应特性及Hugoniot本构关系研究

利用VISAR系统测量技术和Lagrange测量技术,研究YB AD90陶瓷的动态响应特性,给出了该材料的Hugoniot弹性极限σHEL,动态屈服强度及各实验点的Hugoniot状态量。结果表明:YB AD90陶瓷的Hugoniot形变过程是一个典型的弹塑性形变过程;当冲击应力在σHEL为11.0GPa附近的范围内,此材料在塑性区的压缩特性表现出较明显的弥散行为。由实验结果拟合得到了材料的应力σ和比容V关系的拟合曲线及一个比较简单的应力σ和比容V的Hugoniot动态本构关系。     

钢纤维混凝土动态性能的初步试验研究

对C30、C40两种基体强度,钢纤维体积率分别为0、1%、2%、4%、6%的钢纤维混凝土进行了常三轴动态试验,围压值分别取0、0.2、0.3、0.4、0.6、0.8倍的基体抗压强度.试验研究发现,随着围压值的增加,钢纤维混凝土的峰值应力显著增长,峰值应力处的应变有较大幅度地增加,动态割线模量有一定的提高,且应力应变曲线的峰值部位逐渐抬高,变得平缓和丰满.     

F对CaO-Al2O3-SiO2三元系铝酸钙熟料烧结和浸出性能的影响

以分析纯化学试剂为原料,研究了不同F含量的CaO-Al2O3-SiO2三元系铝酸钙熟料的自粉性能、烧结规律和Al2O3的浸出性能,并通过XRF,XRD,SEM-EDS等手段探索了其作用机理.结果表明:F的加入不影响β-2CaO·SiO2向γ-2CaO·SiO2转变,熟料的自粉性良好;F对铝酸钙熟料的物相组成产生明显影响,促进2CaO·Al2O3·SiO2和11CaO·7Al2O3·CaF2相的生成,并减少12CaO·7Al2O3,CaO·Al2O3相的生成;生成的2CaO·Al2O3·SiO2进入渣中造成Al2O3浸出率降低;当F的质量分数为0~20%时,Al2O3的浸出率随着F含量的增加急剧下降,由9501%降至70%左右;铝酸钙熟料中F的质量分数应低于05%.     

铝热法制备的ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷材料组织和力学性能

通过铝热反应制备ZrO2/Al2O3复相陶瓷材料,研究ZrO2含量对复相陶瓷显微组织与力学性能的影响.结果表明:复相陶瓷的相组成为ZrO2和Al2O3.随着ZrO2含量增加,ZrO2在基体中的分布越均匀,维氏硬度为8～15GPa,在ZrO2质量分数为41.5%时呈现最大值为14.85GPa;断裂韧性先增加后降低,在ZrO2质量分数为30%时呈现最大值8.01MPa.m1/2.     

CaO-Al2O3和CaO-SiO2-Al2O3渣系中组元活度的计算

根据分子和离子共存理论,建立了CaO-Al2O3和CaO-SiO2-Al2O3渣系的活度计算模型,并利用模型对渣中各组元的活度进行了计算,分析了w(CaO)对渣中组元活度的影响.结果表明,在CaO-Al2O3渣系中,当w(CaO)小于45%时,随着w(CaO)的增加,3CaO·Al2O3和12CaO·7Al2O3的活度不断升高,而CaO·Al2O3的活度变化不大;当w(CaO)大于45%时,随着w(CaO)的增加,CaO·Al2O3和12CaO·7Al2O3的活度不断降低,而3CaO·Al2O3的活度则略有升高.在CaO-SiO2-Al2O3渣系中,12CaO·7Al2O3的活度低于其在CaO-Al2O3渣系中的活度,随着w(CaO)的增加,CaO和3CaO·Al2O3的活度不断升高,2CaO·SiO2的活度则不断降低,CaO·Al2O3的活度呈现先升高后降低的趋势.     

纳米Al2O3对氧化铝陶瓷力学性能及微观结构的影响

研究不同含量的纳米Al2O3对氧化铝陶瓷力学性能的影响;利用SEM观察材料的微观组织结构.实验结果表明:氧化铝陶瓷的相对密度、抗弯强度和断裂韧性随着纳米Al2O3粉含量的增加呈先增大后减小的趋势.当纳米Al2O3粉的质量分数为30%,烧结温度为1450℃时,氧化铝陶瓷微观组织细化均匀,氧化铝陶瓷的相对密度达到96.98%,抗弯强度和断裂韧性分别达到了412.61MPa和3.96MPa·m1/2.     

铝掺杂对CdFe2 O4体系物相、电导和气敏性能的影响

 按化学式Cd(Al_x Fe_1-x)₂ O₄进行化学计量配比,以化学共沉淀法制备了系列掺铝CdFe₂ O₄固溶体粉料。XRD测量结果表明,掺铝Cd(Al_x Fe_1-x)₂ O₄固溶体的固溶x值范围为0     

Bi2O3对CBS系LTCC性能的改进分析

采用CBS(CaO-B2O3-SiO2)系微晶玻璃,从玻璃添加剂的配方着手,结合差热分析、X射线衍射仪(XRD)图谱、介电常数等测试数据,在保证玻璃/氧化铝陶瓷基板具备良好性能的基础上,实验研究了Bi2O3对降低烧结温度、提高致密性等方面的作用.设计出一套性能良好的低温共烧陶瓷(LTCC)原料配方和烧结工艺,其烧结温度为830℃、密度为3.0g/cm3、收缩率为17.6%;低频(1kHz)下介电常数ε≤9.7、介电损耗正切tanδ≤5.7×10-3,高频(10GHz)下介电常数ε≤7.3、介电损耗正切tanδ≤4.9×10-3.     

铝热反应制备YAG/Al2O3复相陶瓷的组织和性能

利用铝热反应熔化法制备YAG/Al2O3复相陶瓷材料,研究配料中Y2O3含量对复相陶瓷显微组织和力学性能的影响.结果表明:复相陶瓷的相组成为YAG和Al2O3,合有少量的Fe相.随着Y2O3含量的增大,Al2O3颗粒分布越均匀,复相陶瓷的维氏硬度先减小后增加,而相对密度是增加的,在x=0.90时达到最大值分别10.9 GPa和99.3％;复相陶瓷的断裂韧性变化不大,接近于2.30 MPa·m2/2.     

Nb对Ti/Al_2O_3复合材料力学性能的影响

研究了热压烧结条件下Nb元素对Ti/ [φ(Al2 O3 ) =80 % ]复合材料相对密度、抗弯强度、断裂韧性及维氏硬度等力学性能的影响 ,分析了其影响机理。结果表明 ,在Ti/ [φ(Al2 O3 ) =80 % ]的Al2 O3 复合材料中掺入Nb元素 ,材料的微观组织形貌得以细化 ,性能有了较大提高。随Nb掺量的增加 ,材料的相对密度、维氏硬度与抗弯强度先增大后减小 ,当掺量为 φ =1.5 %时 ,其相对密度、抗弯强度、维氏硬度达到最高 ,分别为 98.13%、5 0 1.0 6MPa和 2 0 .31GPa ,断裂韧性随Nb掺量的增加而增大 ,当掺量为 φ =2 %时 ,其断裂韧性为5 .2 4MPa·m1/ 2 。     

SHPB实验技术应注意的几类问题

系统地综述了SHPB实验技术原理和研究进展,指出当前SHPB实验技术应注意的几类问题,包括大直径压杆的弥散效应问题、应力不均匀性问题、端面摩擦效应问题、高温高应变率测试问题和SHPB实验数据处理问题,并在此基础上提出解决问题的基本思路与方法。