热障涂层热循环过程中的界面扩散系数

采用磁控溅射力方法在镍基单晶高温合金基体上沉积Ni-30Cr-12Al-0．3Y(质量分数，％)粘结层，采用电束物理气相沉积方法(EB-PVD)沉积7％Y2O3(质量分数，％ZrO2)陶瓷层．对粘结层与陶瓷层界面在1050℃循环100次时的元素扩散，提出了电子探针与最小二乘法相结合的研究方法．求出元素在界面的扩散系数．继续热循环，粘结层中Al贫化．Ni和Cr参与氧化，加速氧化反应，增加氧化膜内应力，使氧化膜破裂、陶瓷层剥落，最终导致热障涂层失效。     

挤出冷冻3D打印ZrO_2陶瓷薄壁件成型性的研究

挤出冷冻3D打印是一种适合于陶瓷零件的成型工艺。该工艺用于薄壁陶瓷零件成形时,由于这类零件空间结构支撑薄弱,在打印成型过程中极易发生变形。因此研究了挤出冷冻3D打印ZrO_2陶瓷薄壁件的成型性,分别在薄壁构成为单层、双层、3层和4层挤出丝时对薄壁的可成型角度和成型精度进行了评估。结果表明:薄壁构成为单层挤出丝时成型性很差,薄壁以多层挤出丝构成时成型效果明显改善,当挤出丝构成不小于3层时成型精度都非常高,这时薄壁件在无支撑的情况下可在倾斜角-30°~20°的范围内成型。     

在制备过程中热障涂层系统应力场有限元分析

采用有限元软件ABAQUS建立了非齐边三层平板结构热障涂层模型,并模拟了在制备过程中其残余应力的分布情况,主要讨论了沉积温度、陶瓷层厚度对其残余应力场分布的影响.计算表明：沉积温度越高,陶瓷层厚度越厚,容易造成陶瓷层端部应力分布不均匀区域变大,同时对基底应力场不均匀分布影响区域也越深;在不同的陶瓷层厚度和沉积温度条件下,陶瓷层和过渡层均处于压应力状态,其数值分别在-50 ~ -300 MPa和-30~-140 MPa范围内,而基底则处于拉应力状态,其值变化在5 ~ 55 MPa范围内;陶瓷层与过度层界面剪切残余应力呈双曲正弦分布,且在界面中间剪切残余应力的值接近于零.这些模拟结果将进一步完善解析解所预测的残余应力场分布情况,为后期采用拉伸法研究热障涂层系统界面结合性能时提供重要的应力分析基础.     

悬浮液等离子体喷涂厚YSZ热障涂层 结构与性能研究

采用悬浮液等离子体喷涂（SPS）工艺在以GH3128高温合金为基底，CoNiCrAlY为黏结层的表面上制备氧化钇部分稳定的氧化锆（YSZ）厚热障涂层（TTBCs），研究单片层的形貌特征及单片层之间的堆叠行为对涂层微结构的影响.对无支撑的YSZ涂层进行了1 200~1 600 ℃保温24 h和1 550 ℃保温20~100 h的高温时效处理，分析涂层的物相组成和晶粒尺寸等的变化；对涂层试样进行了高温燃气焰流循环热考核，并对其失效机理进行了探讨.结果表明,SPS单片层由四方相晶粒组成.涂层经1 550 ℃高温热处理40 h发生四方相（t）向单斜相（m）转变，且m相的含量随热处理时间的延长而增加，但对于24 h高温处理样品，即便将热处理温度提升到1 600 ℃，也未见t→m相变.SPS涂层经热考核前后应力演变是其失效根源，通过相邻柱状晶的脱落可有效地释放陶瓷层中的应力集中，最终与界面附近陶瓷层微裂纹相互连接而导致涂层剥落.     

在制备热障涂层过程中系统内残余应力场预测

在热障涂层系统制备工艺冷却过程中，各层材料参数不匹配（如弹性模量、泊松比、热膨胀系数、热传导参数等）将导致其体内各层材料冷却速率不一样，同时在各层界面上热障涂层系统为了保持应变协凋和位移连续，最终在冷却后热障涂层系统各层内均存在热残余应力．通过建立相应的理沦模型得到了热障涂层系统各层热残余应力的解析解表达式．通过计算分析，得到了冷却方式和陶瓷喷涂厚度对各层残余应力的影响．最终希望得到一组最优化工艺参数来指导热障涂层制备工艺和生产．     

溶胶-凝胶法制备0．85Pb（Mg1／3Nb2／3）O3—0．15PbTiO3铁电陶瓷及其性能研究

以无机盐和氧化物为原料,柠檬酸和乙二胺四乙酸（EDTA）为复合螯合剂,乙二醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了0．85Pb（Mg1／3Nb2／3）O3-0．15PbTiO3（PMN—PT）铁电陶瓷粉体及其烧结体．并通过XRD和SEM分析了PMN—PT钙钛矿相的形成和烧结体的显微结构．讨论了不同烧结温度对陶瓷显微结构、介电、铁电及压电性能的影响．结果表明采用溶胶-凝胶法制备的PMN-PT陶瓷适宜烧结温度为1100℃,比常规固相合成法制备PMN—PT陶瓷的温度低100～200℃,且该条件下烧结的陶瓷性能优异：d33=252pC／N,Pr=17．8μC／cm2．     

CrN/SiNx纳米多层膜的热稳定性研究

利用反应磁控溅射方法制备了一系列不同调制比的多晶CrN/SiNx纳米多层膜.对多层膜在900 ℃条件下进行真空退火4个小时.结果发现,当调制周期中SiNx的层厚较小时,退火后发生了明显的界面融混;而当调制周期中SiNx层厚较大时,退火后不但没有发生界面融混,反而使界面变得更加清晰,这一变化和界面处CrSiyN1-y相的析出有关,相的析出有利于界面的平滑和多层膜热稳定性的提高.     

钛酸钡/互穿聚合物网络复合材料的研究

为进一步提高IPN材料的阻尼性能,将PU/VER IPN与钛酸钡(BT)压电陶瓷复合制备BT/IPN复合阻尼材料,并进行极化处理.研究了压电复合阻尼材料的阻尼性能、压电常数、相对介电常数和微观结构.结果表明:经1 000℃煅烧后的四方相BT粒子在IPN基质中分散较为均匀,孔洞和缺陷较少.极化使得BT/IPN复合材料的阻...     

二元过渡金属氧化物界面结构的研究(IV): 共用氧原子的密置球形八面体非单层分散模型

为了解释界面上大的分散阈值与组分氧化物小的比表面之间的共存关系,在纳米尺度上提出了非单层分散模型,即各组分氧化物以球形八面体MeO6为单位,在二元氧化物界面上进行分散,八面体之间通过共用氧原子密置成为二维单层,再由有限个数这样的单层相互叠加而成为界面过渡层.该过渡层虽然是非单层的,但仍然属于非晶相,并具有非化学计量组成.具体计算了非单层模型的七个主要参数每种组分氧化物的平均单层数分别为1.6～8.5,单层厚度为0.678～0.718nm,叠加厚度为1.10～5.81 nm,过渡层总厚度分别为5.34～8.78 nm,以及各组分氧化物八面体的球形半径,密置单层容量和每百平米分散阈值.通过讨论非单层分散与非晶相之间的关联,概述了二元氧化物界面上非单层分散的晶相损失机理以及界面的非晶相结构和对热的亚稳性.     

根据反射声波相位信息识别分层介质结构

通过提取分层介质声回波的相频特征信息,对物理性质未知的分层材料实现了有效的分类识别. 分类对象为单层材料、包含两种不同声速和密度的两种双层材料、外层较硬中间较软的三层结构,硬和软是指两种材料c值的相对大小. 数值模拟表明该方法对4种分层结构能进行有效识别. 采用优化的分类流程可减小测量的工
作量.     

改性锆酸锶陶瓷的制备及电导

本工作研究了添加Al₂O₃、CaO、Cr₂O₃和Fe₂O₃的SrZrO₃陶瓷的制备工艺及杂质对SrZrO₃电阻率的影响.加有添加剂的SrZrO₃陶瓷可沿用普通陶瓷工艺,于1750-1800℃烧成.适当的添加剂可使SrZrO₃的电导激活能大幅度降低,从而有效地降低电阻率.对于组成为90%SrZrO₃+5%Cr₂O₃+4%CaO十1%Al₂O₃(重量比)的样品,电导激活能为17.6kcal/mol;对组成为SrO+(ZrO₂)_0.9+(Fe₂O₃)_0.05的样品,电导激活能为4.53kcal/mol.上述组分的陶瓷具有电导率较高、易于烧结等优点,有希望作为高温导电材料使用.     

对Engheta双负介质谐振腔的研究

针对“Engheta”所提出的一维双负谐振腔物模型进行进一步的理论探讨,分析了满足谐振方程的两组物理解,并就普通介质层和双负介质层界面发生反射时谐振腔的共振条件和稳定性进行分析,讨论普通介质层和双负介质层的阻抗不匹配时的一维亚波长谐振腔的稳定性问题.     

对DFT的几点新认识及支持DFT的几种新器件

首先介绍了利用信号的采样值和频率分量值之间的相关性导出离散付里叶变换(DFT)的一种新方法,其次,归纳和比较了新近发展起来的计算DFT的非基算法.并且以基2算法为例,讨论了定点制算法中精度分析的一种直接方法,给出了这种方法的分析结果.最后介绍了支持DFT的几种最新器件.     

ZnO－Bi_2O_3－Sb_2O_3BaO系压敏陶瓷组成相的显微分析

用Ｘ射线衍射及电子探针微区成分分析技术，研究了ＺｎＯ－Ｂｉ２Ｏ３－Ｓｂ２Ｏ３－ＢａＯ为基的压敏陶瓷的显微结构．除通常的ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ２和Ｚｎ２．３３Ｓｂ０．６７Ｏ４晶相之外，发现了一新的晶界相．分析表明，新的晶界相是固溶有微量Ｚｎ的ＢａＳｂ２Ｏ６晶相；它以颗粒状夹杂于弥散的Ｂｉ２Ｏ３晶界相中；随钡含量增加，ＢａＳｂ２Ｏ６相的数量增多，粒径也增大，相应地Ｚｎ２．３３Ｓｂ０．６７Ｏ４相的数量则减少．同时还发现，晶界层中组分及结构的这种变化，使压敏陶瓷在长期电负荷下工作的稳定性得到改善．     

无铅压电陶瓷（Sr2-xCax）2Bi4Ti5O18制备及其压电性能研究

采用固相合成法制备了铋层状无铅压电陶瓷Sr2-xCaxBi4Ti5O18（SCBT）（0≤x≤0.2）.利用XRD对900℃合成出的粉体进行了表征,结果显示粉体相结构是Aurivillius结构相.通过SEM形貌分析可以看出1160℃保温2h烧结出的陶瓷为片状结构.研究结果表明SCBT陶瓷的居里温度、矫顽场随钙含量的增加而增加.     

SHS/PHIP工艺制备Ti-C-B4C体系复相陶瓷

选用Ti、C、B、B4C为原料通过SHS工艺制备了不同配比的TiC-TiB2复合陶瓷,同时进行了Ti-C-B和Ti-C-B4C体系材料的对比实验,通过对不同体系材料的组织分析和性能测试,同时考虑到材料的价格性能比,表明用B4C替代B来制备TiC-TiB2复合陶瓷是可行的.     

矫直辊倾角调整方法的研究

本文应用圆柱面二次包络的几何特征和曲线间接触阶的理论,给出了矫直辊倾角调整的计算方法.为了方便地应用于生产实际,给出了较佳的调角公式.此外,还给出了被矫直的钢管的实际表面的旋转半径的解析表达式,可用来校验与钢管半径的逼近程度.     

解决Ad Hoc网络广播冗余竞争冲突的高效广播算法

针对盲目广播带来的广播风暴问题,提出了一种适用于Ad Hoc网络的跨层模糊逻辑广播算法(cross-layer fuzzy logic broadcasting algorithm,CLFBA).该算法应用跨层设计的方法,在保持原有介质访问控制层(medium access control,MAC)和路由层严格分离的基础上,允许路由层共享MAC的接收信号强度信息.采用模糊控制获得节点重播分组的概率,赋予增加通信面积大的节点和剩余能量高的节点较高的转发概率.CLFBA减少了广播过程中产生的冗余、竞争和冲突,均衡了网络中节点的能量消耗.仿真结果表明,与路由层应用泛洪和概率泛洪算法、MAC层应用IEEE802.11协议相比,CLFBA提高了转播节省率,延长了网络生命周期,降低了平均节点丢包率和平均端对端延迟.     

一维多孔TiO_2/SiO_2光子晶体能带结构模拟计算

为展宽光子带隙,提出多孔薄膜层状结构的一维光子晶体模型。采用有效介质理论计算多孔薄膜有效介电常数,使用平面波展开法,模拟计算了一维多孔TiO_2/SiO_2光子晶体的能带结构。结果表明:电介质层孔隙率变化、厚度变化时,带隙宽度和中心频率都能被有效地调制,可实现紫外、可见光波段宽带隙的光学介质组合。这为可见光区光电子器件的制备提供了新的思路。