烧成曲线对合成堇青石热膨胀系数的影响

研究了不同烧成曲线对合成堇青石材料热膨胀系数的影响,提出了一种降低堇青石材料热膨胀系数的新途径。结果表明,采用成核-生长曲线法烧成时,试样的热膨胀系数为1.6-1.8×10-6/℃左右,比采用直接升温法时的热膨胀系数(2.0-2.4×10-6/℃)的值降低0.3-0.5×10-6/℃左右。     

热膨胀系数同弹性模量数学模型分析

为满足超精密加工对精度的要求，从机理角度分析了材料的热膨胀系数和弹性模量，建立了二者关系的数学模型。结果表明：材料热膨胀和材料弹性模量的物理本质都同原子间作用力密勿相关，只是二者的原子间发生作用的起固有别。材料的热膨胀是因温度升高，原子振幅加大，引起原子间斥力增加，平衡距离加大，原子间仍是平衡状态；而弹性模量是两原子受到外力作用，偏离平衡位置，双子间是引力(斥力)状态，该引力(斥力)值同外界作用力平衡。     

氧化锆力学性能和热学性能的综合分析

研究了 15 80℃× 1h常压烧结下 ,氧化钇含量的变化对氧化锆陶瓷的力学和热学性能的影响。结果显示 :当氧化钇含量为 3.0 %mol时 ,15 80℃× 1h常压烧结的氧化钇稳定氧化锆陶瓷的综合力学性能达到最佳 ;对于不同相组成的同一种材料而言 ,材料的抗热震性可简单表述为抗弯强度和线膨胀系数的函数 ,本实验中材料最佳的抗热震性出现在氧化钇含量为 2 .5 %mol时。因此 ,在实际材料设计时 ,必须考虑具体的工况需求 ,获得合理的力学性能与热学性能的搭配     

材料热变形行为及测试方法

精密机械零件的受温变形一般是用热膨胀的概念来解释和补偿,而热膨胀系数的不确定性直接影响着补偿的精度.为此,利用一套由机、电、光等设备组成的能够控温、测温及测量几何参数的高精度测量系统,对球体的主要几何参数在5-45℃范围内进行受温变形研究,发现球体直径的热变形系数与形体边界条件无关,认为以球体直径的热变形系数作为材料热膨胀系数的新定义更合理、更精确.     

微晶玻璃的性能与应用

微晶玻璃,也称玻璃陶瓷(英文:Glass Ceramic),是综合玻璃和陶瓷技术发展起来的一种新材料,诞生于20世纪50年代末.早期研究重点是架状硅酸盐微晶玻璃,这种结构具有较高的热稳定性及聚合度,由于其主晶相为β-石英固溶体及β-锂辉石,因而具有极低的热膨胀系数.β-石英固溶体的一般组成为(Li2R")O·Al2O3·nSiO2,当n在6～8时,石英相的双折射最弱,容易制得高度透明的微晶玻璃.为了获得极细小的晶粒,需要进一步减小散射和混浊,关键是选择合适的成核剂.β-锂辉石是从β-石英固溶体转变来的,由于β-锂辉石晶体本身有显著的热膨胀各向异性,阻止转变过程中晶粒的过份长大是十分重要的.基于SiO2-Al2O3-MgO系统的微晶玻璃,其主晶相为堇青石,因而这类材料具有高的耐火度和抗热震性,高的强度和绝缘性.     

ZrO2粒径对ZrO2/ZrW2O8复合材料性能的影响

分别采用Nano-ZrO2和Commercial-ZrO2制备ZrO2/ZrW2O8复合材料,并对所得复合材料的微观结构、烧结质量及其热膨胀性能进行了研究.结果表明,当ZrO2和ZrW2O8的质量比为2∶ 1时,ZrO2/ZrW2O8复合材料的热膨胀系数极低,接近于零.然而Commercial-ZrO2/ZrW2O8复合材料存在致密度不高,气孔率大的缺点.Nano-ZrO2的采用,可以降低基体的烧结温度,改善复合材料的烧结质量,Nano-ZrO2/ZrW2O8复合材料的相对密度达到94%,比Commercial-ZrO2/ZrW2O8的相对密度75%有明显提高.     

（近）零膨胀功能材料研究成果

零膨胀、近零膨胀、负膨胀材料是当前材料科学研究的热点之一。所谓负膨胀材料,是指具有“热缩冷胀”性能的材料。该材料与相关正膨胀材料通过结构与界面的合理设计,可以合成复合材料,有可能改变基体材料的热膨胀系数从负值、零、正值变化。可控热膨胀系数的功能材料,随着科技的发展,将广泛应用于航空航天、半导体器件、电子线路元件和光学元件、封装材料、精密仪器,导电框架、半导体支撑板、光学镜面支撑材料、热障涂层、     

线度和非简谐效应对Ag纳米晶热力学性质的影响

应用固体物理和统计物理的理论,考虑原子作非简谐振动,从微观角度研究了Ag纳米晶的热膨胀系数、格林乃森常数、化学势等随温度的变化规律.结果表明:①在简谐近似下,Ag纳米晶不会有热膨胀,其格林乃森常数为零,非简谐效应导致热膨胀系数和格林乃森常数都随着温度升高而增大,但变化较慢.②球形Ag纳米晶的化学势大于平面块状晶体的化学势,且粒子线度愈小,两者相差愈大;其中,由界面弯曲引起的化学势修正μ′e随粒径的减小而增大,粒径较大时,μ′e将不变.③球形Ag纳米晶受温度的影响大于平面块状晶体,总化学势随温度升高而减小,但变化缓慢,由界面弯曲引起的化学势修正μ′e随温度升高而增大,且温度愈高,μ′e的变化速度愈快.④非简谐效应影响纳米晶热力学性质的本质在于它改变了原子的相互作用势形式和总相互作用能.     

封装SiCp/Cu复合材料组织性能研究

采用粉末冶金法制备SiC体积分数分别为20%、35%、50%的SiCp/Cu复合材料,并采用扫描电镜、热膨胀仪、热分析仪、洛氏硬度计等对其显微组织、热物理性能和力学性能进行表征。结果表明,随着SiCP含量升高,偏聚现象趋于明显,SiCp/Cu复合材料热导率减小,分别为167、145、130W/m·K,SiCp/Cu复合材料热膨胀系数分别为10.2×10-6、8.6×10-6、9.6×10-6 K-1,呈先减小后增大趋势;在SiCp/Cu复合材料中,当SiC体积分数小于35%时,其硬度值变化取决于SiCp含量,当SiC体积分数大于35%时,其硬度值取决于致密度。     

点缺陷对B2-NiAl力学与热学性能影响的第一性原理计算

基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法,计算了反位缺陷与空位对B2-NiAl力学与热学性能的影响.采用杨氏模量、剪切模量、弹性常数、Cahchy压力、泊松比、Debye温度、比热、热膨胀系数等参数评判反位缺陷与空位对B2-NiAl合金的延性、硬度及热学性能的影响.结果表明:NiAl,VNi均能提高B2-NiAl晶体的硬度而降低其本征延性,AlNi与VAl对晶体力学性能的影响可以忽略不计.点缺陷对晶体比热的影响均集中在Debye温度以下,在此温度范围内,4种点缺陷均能降低晶体的比热,降幅从高到低依次为VNi>NiAl>AlNi>VAl.而当温度高于1000K时,4种点缺陷对晶体比热的影响基本消失而使比热趋于同一数值25J/mol·K.当温度高于600K时,对晶体相对热膨胀系数影响较明显的点缺陷是VAl与NiAl,前者使晶体的相对热膨胀系数提高,而后者使晶体的相对热膨胀系数降低.