梯度功能材料的热应力分析及热性能评价

梯度功能材料的热应力性能随其组成和结构的变化而缓慢变化,因而具有很高的应用价值.本文中首先建立有效的梯度功能材料的分析模型,如成分分布模型和物性参数模型,并计算梯度功能材料在稳态热传导下的热应力.然后讨论了梯度功能材料的热性能评价,并对梯度功能材料热应力研究的发展趋势作一展望.     

功能梯度材料断裂力学研究进展

 功能梯度材料断裂力学的研究对优化功能梯度材料的设计具有重要意义,功能梯度材料的广泛应用促进了其断裂力学的深入发展。本文对功能梯度材料断裂力学问题的研究现状进行了评述,包括动静态断裂力学问题、热弹性断裂力学问题以及功能梯度材料断裂力学试验研究。最后探讨了功能梯度材料断裂力学所面临的新课题及发展方向。     

先进材料及其应用研究进展

论述了极限材料、智能材料、复合材料及梯度功能材料等先进材料的开发与应用研究进展.超微粒子和纳米材料等极限材料具有巨大的表面积,因而具有特殊的磁、光、电、热特性,已成为新材料的基本组元;非晶材料则具有很高的强度,良好的电磁特性和耐腐蚀特性.形状记忆材料、压电材料、电(磁)流变体、光纤、储氢金属等智能材料具有特殊的热、力、电、磁、光效应,是智能元件和智能结构的重要组分.定向凝固复合材料属平衡反应型复合材料,晶界少,具有良好的热稳定性和抗疲劳性,是理想的高温材料.梯度功能材料的成分、组织及化学、力学、热学性能也呈梯度变化,可缓和应力集中,延长使用寿命,成分的梯度变化,也赋予材料一些特殊性质,材料制作与性能评价方法将是梯度功能材料今后研究的重点.     

功能梯度材料及其在内燃机燃烧室中的应用

功能梯度材料是一种新型的复合材料,综述了其特征和性能及其热-机械理论分析的研究进展,包括一维稳态温度场的精确解,动态热载作用下的复合材料层合板模型,热载作用下的裂纹问题.并综述了功能梯度材料目前常采用的一些制备方法及使用情况,包括火花等离子烧结技术、粉末冶金法、离子结构工艺等.还综述了功能梯度材料常用的一些研究方法,如衍射法、优化方法、变形模型、设计的模拟模型以及功能梯度材料在内燃机零部件中应用研究的情况及研究的方法.最后提出了将功能梯度材料应用于内燃机燃烧室的设想.     

W-Cu触头材料的微波烧结

采用微波烧结技术制备W-25Cu触头材料,并与常规烧结进行对比.结果表明:微波烧结升温速度快,周期短,能促进w-Cu材料的致密化:在适当条件下,微波烧结能获得相对密度达99.8%的w-Cu样品;微波烧结能改善W-Cu样品中两相分布的均匀性和w晶粒尺寸的一致性,但引起w晶粒的快速长大;Fe烧结助剂导致W-Cu材料显微组织均匀性变差,并引起晶粒进一步粗化;微波烧结技术能够应用于W-Cu材料的制备,在缩短生产周期、降低生产成本方面具有潜在优势.     

具有任意梯度分布函数的梯度板的三维热弹性

研究任意梯度分布函数的功能梯度板的三维热弹性问题.从正交各项异性功能梯度材料板热弹性力学的基本方程出发,假设材料参数沿板厚方向的梯度分布函数是任意的,基于状态空间法,获得了板在上下表面作用热/机荷载时的Peano-Baker级数解.通过数值算例,研究了级数解的收敛性以及不同的材料梯度分布对板位移、应力和温度场的影响.     

基于温度及应力约束的功能梯度材料壳热分析*

为了推进功能梯度材料在导弹热防护结构设计中的应用,旨在研究温度和应力约束条件下功能梯度材料板的最佳设计变量。首先研究功能梯度材料物性参数随温度的变化规律,在此基础上探讨陶瓷体积分数指数、弹体厚度及热流密度对热传导温度的影响,分析温度约束下的最佳设计变量;同时,探讨确定热流密度下陶瓷体积分数指数、弹体厚度对功能梯度材料壳热应力的影响,分析热应力约束条件下的最佳设计变量。结果表明,体积分数指数大于5后,增大指数热防护效果不再明显,增大弹体厚度可以降低温度,但也会增加导弹整体质量,在同等量级的热流密度下,设计热防护层时不必使用同种厚度。     

泡沫金属-相变材料对光伏系统散热特性影响

为了解决光伏板倾斜角对泡沫金属-相变材料热沉的散热效果好坏的问题.针对不同孔隙率(80％、90％、100％)的泡沫金属-相变材料对具有不同倾斜角(0°、45°、90°、135°、180°)的光伏板的散热特性和发电效率进行研究.结果表明,倾斜角对孔隙率较小的泡沫金属-相变材料热沉系统影响较小,但是对于较大孔隙率的泡沫金属...     

梯度铁电薄膜热释电性质的理论研究

为了探讨提高铁电薄膜热释电性质的理论途径,建立组分梯度铁电薄膜的理论模型,在热力学唯像理论的框架下,引入一个分布函数描述组分梯度的特性,通过改变参数a、外电场的强度及方向等因素,重点研究了组分梯度铁电薄膜的热释电性质.研究表明:薄膜内各组分的梯度分布导致了极化强度的梯度分布;参数a和所施加外电场的情况是影响铁电薄膜性质的两个重要因素,对改变热释电材料的工作温区和探测灵敏度都有显著影响,该论文的研究为铁电薄膜热释电器件的制备及实际应用提供了理论参考依据.     

梯度功能材料的制造方法及应用

梯度功能材料是组分和结构呈连续变化的先进材料 ,由于它具有优异的性能和特殊的功能 ,使其填补了合金化材料和复合材料应用领域的空白 ,具有广阔的应用前景。本文详细叙述了梯度功能材料的设计思想和制造方法 ,论述了梯度功能材料的应用领域及其研究现状。     

药型罩材料对EFP水中运动特性影响研究

针对药型罩材料对爆炸成型弹丸（EFP）水中运动特性的影响问题,本文利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,基于紫铜材料EFP水中侵彻试验基础,结合相关理论研究仿真对比分析了不同密度材料（10号钢、钽及铝）、同密度材料（纯铁、10号钢、20号钢）以及高密度材料（钽、钨）所形成EFP的水中侵彻情况,找出药型罩材料性能对EFP水中速度衰减的影响.结果表明,密度对EFP水中侵彻过程具有至关重要的影响,EFP形状一定的条件下密度越高则存速能力越强,若密度相近则衰减规律趋于一致,且钽、钨等重金属药型罩在水中聚能战斗部的应用具有广阔前景.     

江西东乡铜矿成矿规律及找矿预测

东乡铜矿位于江西省东乡县,是一个以铜为主的中型铜(钨)多金属矿床,为赣东北有色金属成矿带的一部分.结合东乡铜矿区域成矿地质条件,运用有关区域成矿学和多因复成矿床的成矿理论,通过矿床地质学、成矿构造学、矿物岩石学等方面的综合研究,阐明了东乡铜矿的矿区地质特征及成矿规律,建立起了该区铜矿床矿床成因模式与找矿模型,进行了找矿预测,对矿区找矿工作实践具有重要指导意义.研究表明,其成矿物质部分来源于基底岩系;石炭系地层主要作为赋矿岩石,同时也可以提供部分成矿物质;区内岩浆活动和深层卤水的运移更是使“初始矿源层”中的成矿物质得到进一步交代、改造和富集的主要原因;矿体的最后定位与后期构造运动的改造作用有关.其矿床成因主要为以晚古生代同生喷流沉积成矿作用为主体,并伴有其它成矿作用为特点的多因复成矿床.     

钨的钎焊研究进展

概述了钨（W）的生产、应用以及钎焊在W的连接中的发展情况。目前W在各行各业中得到了广泛的应用，如在机械行业、电子行业、国防事业和化工行业等。W的制备在很大程度上影响了W的应用，除了传统的液相烧结工艺，现在已经研究出了低温烧结、瞬时液相烧结以及微波烧结等方法来获得W的细晶组织。钎焊在W中的应用主要在于W/Cu、W/钢以及W/W的钎焊，W作为接头的重要组成部分，不能忽视它对接头性能的影响。通过近年来研究人员对W的钎焊研究现状的概述，着重分析了W钎焊研究的焦点问题，展望了未来研究的方向。     

利用LS-OPT软件自动标定DNAN/RDX熔注炸药JWL状态方程参数

爆轰产物状态方程是预估炸药做功能力的重要手段. 为拟合JWL状态方程参数,使用铜和钨两种阻抗相差较大的金属飞片进行炸药驱动飞片实验,得到两组飞片自由面中心点速度-时间曲线. 使用试错法及LS-OPT软件自动标定两种方法标定了钨飞片工况下的DNAN基熔注炸药（DNAN/RDX 40/60）JWL状态方程参数,试错法得到结果的计算曲线与实验曲线对比误差为16.86%,自动标定的误差为3.04%. 再使用自动标定得到的参数对炸药驱动铜飞片的过程进行数值模拟,与铜飞片的实验曲线进行对比,误差为4.60%. 研究表明,LS-OPT软件自动标定的方法可用于标定DNAN基熔注炸药JWL状态方程参数,与传统拟合方法相比,可避免进行大量的人工计算,得到的结果更为准确.      

Microstructure and properties of pure iron/copper composite cladding layers on carbon steel

In the present study, pure iron/copper composite metal cladding was deposited onto carbon steel by tungsten inert gas welding. The study focused on interfacial morphological, microstructural, and mechanical analyses of the composite cladding layers. Iron liquid–solid-phase zones were formed at copper/steel and iron interfaces because of the melting of the steel substrate and iron. Iron concentrated in the copper cladding layer was observed to exhibit belt, globule, and dendrite morphologies. The appearance of iron-rich globules indicated the occurrence of liquid phase separation (LPS) prior to solidification, and iron-rich dendrites crystallized without the occurrence of LPS. The maximum microhardness of the iron/steel interface was lower than that of the copper/steel interface because of the diffusion of elemental carbon. All samples fractured in the cladding layers. Because of a relatively lower strength of the copper layer, a short plateau region appeared when shear movement was from copper to iron.     

利用霍尔元件测量空心铜管的线膨胀系数

膨胀系数用于表征固体材料的物理属性,具有广泛的科研和实践意义.为了减少物理量的测量个数、提高测量精度,根据霍尔元件在梯度磁场中的位移与霍尔电压的线性关系,提出了一种新的利用霍尔元件测量空心铜管线膨胀系数的实验方法.通过该方法测得一定温度范围内（20.6℃-70.6℃）空心铜管的线膨胀系数为1.6747×10-5/℃,与理论值1.67×10-5/℃相比,相对误差仅为0.27％,表明该测量方法具有较好的理论与实际应用价值.     

镀钨碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能

采用羰基热分解法对多壁碳纳米管表面进行镀钨处理,并以镀钨碳纳米管和电解铜粉为原料,进行机械球磨混粉和放电等离子体烧结,制备了镀钨碳纳米管/铜基复合材料.采用场发射扫描电镜观察了粉体和复合材料的组织形貌,并对复合材料物相进行了X射线衍射分析.探讨了镀钨碳纳米管含量和放电等离子体烧结温度对复合材料致密度、抗拉强度、延伸率和电导率的影响.结果表明,镀钨碳纳米管质量分数为1%和烧结温度为850℃时,复合材料的致密度、抗拉强度和电导率最高.与烧结纯铜相比,复合材料的抗拉强度提高了103.6%,电导率仅降低15.9%.     

反步兵地雷预制破片材料对破片初速及飞散的影响

利用ANSYS/LS-DYNA软件对钨球、钢球两种预制破片材料的速度及飞散情况进行数值模拟,分析研究了钨球、钢球预制破片的速度、加速度和位移的数值模拟差异。结果表明采用钨球作为破片材料更合理。     

以紫钨为原料制备优质超细WC粉末的实验

为了制备性能优良的超细WC粉末,选取紫钨与蓝钨为原料,研究了氧化物还原制备W粉以及钨粉碳化制备WC粉的工艺,并分析了两种原料以及制备的超细W粉和WC粉的性能和微观组织.结果表明:采用传统的工艺方法,紫钨适宜于制备超细颗粒钨粉,以紫钨为原料制备的W粉及WC粉末其物理性能均优于原料为蓝钨的产品.     

钨丝/铜复合材料的力学性能

采用石英管渗流水淬法制备了钨丝/铜复合材料,研究了其力学性能.结果表明,体积分数为60%的钨丝/铜复合材料具有1 185 MPa的拉伸强度和1 340 MPa的压缩强度,压缩时的塑性应变达到6.4%,复合材料存在一定的拉压不对称性.