碳化硼气体动压轴承

本文阐述了用于陀螺仪的碳化硼气体动压轴承的研制成果。实践证明,热压微晶碳化硼是制造气体动压轴承的一种良好的材料。     

碳化硼--泡沫铝双层复合材料的制备及其防弹性能

采用热压烧结制备的碳化硼陶瓷和发泡法制备的泡沫铝,经环氧树脂黏结后制备得到碳化硼--泡沫铝双层复合材料.通过对材料靶板进行实弹靶试试验,着重研究和分析了该双层复合材料的防弹性能.靶试试验中,使用口径分别为7.62mm和12.7 mm的穿甲燃烧弹,冲击速度约820 m·s-1,射击距离为10m.试验结果表明:碳化硼--泡沫铝双层复合材料对7.62mm口径穿甲燃烧弹具有较好的防护能力,其防护系数范围为5.06~5.12.     

热压多孔碳化硼的力学性能及其影响因素

用热压法制得了中等密度的碳化硼陶瓷,并测定了其抗弯强度、抗压强度、弹性(弯曲)模量、泊松比,得出了其抗弯强度、弹性模量与孔隙度的关系,以及抗弯强度与温度的关系.研究结果表明所制的碳化硼陶瓷表观密度为2.1～2.3 g/cm3,晶粒粒径为12 μm,室温时平均抗弯强度为247.8 MPa,抗压强度大于1*!250.7 MPa,泊松比为0.16,表明材料的微观结构良好.在测量温度范围内,碳化硼的强度随温度的变化不大.     

热压工艺对碳化硼显微结构和力学性能的影响

讨论了不同热压工艺参数对碳化硼烧结体的硼碳原子比（Ｂ／Ｃ）、显微结构和力学性能的影响．实验结果表明：在烧结过程中，粉体中的游离碳通过与碳化硼晶体之间的扩散，使碳化硼的Ｂ／Ｃ发生下降；碳化硼烧结体的杨氏模量随其体积密度的增加而升高，抗弯强度与气孔率和晶粒尺寸有关，当热压温度和热压压力分别为２０００～２１００℃和３０～３５ＭＰａ时，碳化硼烧结体的晶粒尺寸均匀，为３～５μｍ；相对密度为９２％～９８％Ｔ．Ｄ．；抗弯强度为４００～５００ＭＰａ．     

高强度微晶碳化硼陶瓷的研究

本研究在保证碳化硼粉末充分热致密化的前提下,控制了晶粒长大,从而获得了高强度的微晶碳化硼制件。研究中采用硼酸碳热还原法在碳管炉中制得碳化硼粗粉,经振动球磨、酸洗和分级获得了微米级细粉,其化学成分和杂质含量符合国标GB5151-85中PB_4CH-1粉末的要求。本研究还进行了添加剂对热压碳化硼晶粒长大影响的实验。实验表明:硼的加入不仅降低了热压温度,而且有效地控制了晶粒长大,用同种粉末和工艺,晶粒度由6.00μm降至3.72μm。在普通烧结中,少量碳的加入显示了很好的烧结活化作用,但碳对热压没有显示积极的效果。氧化钐的加入明显促进晶粒长大,在相同条件下,晶粒度高达8.06μm。本研究制得的成品由于充分保证了热致密化,故其热压坯晶界强度高,断口晶粒细且均匀,抗弯强度与晶粒度之间的关系符合Osipov建立的方程:σ=σ_0+Kd~(-1/2)。其性能达到或超过了文献报导的最好水平。主要性能为:抗弯强度:578-585MPa;克努普硬度(负荷100g):2800—3000km/mm~2;孔隙度:<0.5％;平均晶粒度:1—2.5μm;比重:2.49—2.51g/cm~3。     

热压碳化硼表面自润滑膜的生成

研究了热压碳化硼表面自润滑膜的生成.在实验条件下,未经热处理的碳化硼摩擦副的摩擦因数由起始阶段的0.35～0.40,随滑行距离的增加而减小至0.25左右.对摩擦前后接触面进行X射线衍射分析,结果表明接触界面发生了摩擦化学反应,生成了B     

基于两尺度模型的CRCP冲断区域剥落研究

为研究连续配筋混凝土路面(continuous reinforced concrete pavement,CRCP)冲断区域混凝土剥落机理,细观上采用离散元方法,宏观上采用有限元方法,基于宏观、细观两尺度模型对混凝土剥落展开研究。首先在分析混凝土剥落形成原因的基础上将剥落分为分层剥落和剪切剥落,并建立剥落力学分析模型;然后考虑水泥混凝土细观上由集料、胶凝材料及其界面组成,进行水泥混凝土抗压强度数值模拟试验,通过调试获得不同强度等级下混凝土的细观参数,以所得细观参数为基础,进行混凝土弯拉强度和抗剪强度细观数值模拟试验,得到其弹性模量、弯拉强度和抗剪强度,并将数值模拟试验结果与室内试验结果进行对比,将所得参数用于路面有限元建模和混凝土剥落机理分析;最后考虑冲断区域特点,建立CRCP宏观力学分析有限元模型,对车辆荷载、湿度梯度和温度梯度作用下的冲断区域剥落进行研究,并对混凝土细观参数(水泥掺量、水泥强度、界面强度等)和宏观影响因素(脱空、基层模量、路基模量等)的影响进行研究。研究结果表明:细观数值模拟试验结果与室内试验结果拟合良好;车辆荷载、湿度梯度和温度梯度作用下,剪切剥落不易发生,分层剥落较易发生;车辆荷载和外界环境作用下混凝土强度衰减、车辆超载和路基模量偏小是剥落产生的主要原因;路面设计选择材料时,适宜的集料类型及高强的水泥可有效减少剥落。     

扫描电子显微镜的应用

扫描电子显微镜的应用扫描电子显微镜是一种多功能的仪器,具有很多优越的性能,是用途最为广泛的一种仪器,它可以进行如下基本分析：（１）三维形貌的观察和分析;（２）在观察形貌的同时,进行微区的成分分析。①观察纳米材料。所谓纳米材料就是指组成材料的颗粒或微晶...     

化学法制备纳米微晶纤维素的研究进展

纳米微晶纤维素是一种制备原料来源广泛、成本低、在功能材料等领域有广泛应用前景的可再生新兴纤维素功能材料。然而纳米微晶纤维素的制备存在得率低、水耗大、对设备要求严格等缺点,限制了纳米微晶纤维素的大规模生产;因此寻找纳米微晶纤维素的绿色、高效制备方法显得尤为重要。笔者从原料和化学制备方法上综述了制备纳米微晶纤维素的研究进展,并对纳米微晶纤维素制备及纳米微晶纤维素基功能材料的进一步发展应用进行了展望。     

化学组成对粉煤灰微晶玻璃抗弯强度的影响

使用正交试验研究化学组成对CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统粉煤灰微晶玻璃抗弯强度的影响,以确定各成分对微晶玻璃强度的影响次序及最佳化学组成.采用热分析(DTA)研究材料的析晶性能和X射线衍射仪(XRD)研究材料的物相组成,用扫描电镜(SEM)对材料的显微结构进行观察.经分析,各化学成分对微晶玻璃三点抗弯强度影响主次为SiO2>CaF2>TiO2>CaO,最佳配方组合为:SiO255%,CaO 26%,CaF23%,TiO24%.该配方制成试样在适当的温度下热处理,制得的粉煤灰微晶玻璃主晶相为透辉石[CaMg(Si2O6)],晶体形貌为颗粒状,晶粒的尺寸约为1μm,三点抗弯强度高达196.81 MPa.     

刀具直径和磨料粒度对微铣磨表面粗糙度的影响

微尺度铣磨复合加工是一种兼具微铣削与微磨削特点的新型加工工艺.为给微铣磨复合刀具参数优化提供理论依据和数据参考,用立方氮化硼(CBN)微铣磨复合刀对不同材料进行微铣磨复合加工试验,并与微铣削加工进行对比,研究刀具直径和磨粒粒度对工件表面质量的影响规律.结果表明:选择合适的刀具参数能使微铣磨复合加工表面粗糙度达到亚微米级,且优于微铣削表面质量;在一定范围内减小磨粒粒径或增大刀具直径能够提高微铣磨复合加工的表面质量,且磨料粒度对表面粗糙度的影响更为显著.     

高压辊磨机压辊磨损的试验分析

在分析高压辊磨机工作压辊磨损表现的基础上,探讨了工作压辊的磨损机理,进而试验分析了几种耐磨材料粉碎花岗岩时的相对耐磨性·指出当高压辊磨机粉碎物料时,在两工作压辊之间存在两个程度不同的磨料磨损区·对于诸如含SiO2较高的坚硬难磨物料,普通耐磨材料的磨损主要是磨粒的微切削、微犁沟和碾压疲劳(或脆裂)剥落,这是导致辊面磨损快的主要原因·采用辊面镶嵌硬质合金柱的压辊将是提高辊面寿命的一个重要途径·     

碳化硼微粉中微量硅的测定研究

本文依照硅钼蓝法原理,以抗坏血酸为还原酸,柠檬酸调节酸度还原硅钼黄,探讨碳化硼微粉中微量硅含量的测定方法,考察研究操作中各步骤的最佳工艺及其对硅含量分析精确度的影响。结果表明：本方法分析精度高且重现性好,适合于碳化硼微粉中微量硅（质量分数：0.01%～5%）的测定。     

涂层硬质合金基体特性及其对刀具失效机理的影响

涂层硬质合金刀具的推广应用越来越广泛。如何在选择好涂层材料的同时,合理选择基体材料,做到涂层和基体的良好匹配,这是涂层硬质合金刀具的生产者和使用者都普遍关心的问题。本文以目前切钢牌号涂层硬质合金刀具最常用的两类基体——钨钴钛类和钨钴钛添加钽(铌)类硬质合金作为典型代表,研究它们作为涂层硬质合金刀具基体时的性能特点,及其对涂层硬质合金刀具失效机理的影响;在试验资料和理论分析的基础上,指出了在不同切削条件下正确选用基体的方向,以及研究特殊基体的必要性和可能性。     

低维硼碳纳米材料第一原理研究

介绍了近年来关于低维硼碳纳米材料结构和电子性质的研究工作.通过第一原理计算,从理论上预言了稳定的低维硼纳米结构,并系统研究了以稳定硼平面为基础的硼纳米管和硼纳米带的电子性质.对于硼碳复合纳米材料,以BC3,BC5和BC7有序结构的平面为基础,发现对其剪裁、氢化修饰之后,硼碳纳米结构具有丰富的电磁学性质,可能在未来电子学器件中得到广泛的应用.     

碳化硼陶瓷的制备及应用

介绍了碳化硼粉末工业制取的3种主要方法以及碳化硼成型和烧结的常用方法，并系统介绍了碳化硼陶瓷作为结构材料、化学原料、电性能材料、核性能材料、复合陶瓷这5个方面的应用。     

微型涡轮发动机设计与制造的若干关键技术

分析了微型涡轮发动机不同于宏观尺度的流动和燃烧特性(低雷诺数Re、高马赫数M、高库埃特Couette数和低毕渥Biot数的流动，极小空间超高燃烧负荷率的燃烧)。提出了在微尺度和超高转速条件下，传统的流体动力润滑理论所存在的局限性；研究了利用边界滑移实现微尺度条件下气体动力润滑轴承实现超高转速的可性。基于碳化硅材料在MEMS高温高强度条件下的应用前景，提出将硅基蚀刻与传统的碳化硅反应烧结和磨削加工等工艺进行结合，实现微型涡轮发动机碳化硅材料微细结构的机械加工。     

反应键合B4C–SiC复合材料的组织和力学性能

Reaction-bonded B₄C–SiC composites are highly promising materials for numerous advanced technological applications. However, their microstructure evolution mechanism remains unclear. Herein, B₄C–SiC composites were fabricated through the Si-melt infiltration process. The influences of the sintering time and the B₄C content on the mechanical properties, microstructure, and phase evolution were investigated. X-ray diffraction results showed the presence of SiC, boron silicon, boron silicon carbide, and boron carbide. Scanning electron microscopy results showed that with the increase in the boron carbide content, the Si content decreased and the unreacted B₄C amount increased when the sintering temperature reached 1650°C and the sintering time reached 1 h. The unreacted B₄C diminished with increasing sintering time and temperature when B₄C content was lower than 35wt%. Further microstructure analysis showed a transition area between B₄C and Si, with the C content marginally higher than in the Si area. This indicates that after the silicon infiltration, the diffusion mechanism was the primary sintering mechanism of the composites. As the diffusion process progressed, the hardness increased. The maximum values of the Vickers hardness, flexural strength, and fracture toughness of the reaction-bonded B₄C–SiC ceramic composite with 12wt% B₄C content sintered at 1600°C for 0.5 h were about HV 2400, 330 MPa, and 5.2 MPa·m0.5, respectively.     

硼皮金刚石聚晶中硼原子的分布及对耐热性的影响

利用中子径迹和离子探针方法,对硼皮金刚石聚晶和含硼黑金刚石聚晶中硼原子的微观结构进行了观察,验证了硼原子分布模型;并利用热重-差热分析方法,对其耐热性进行了分析,解释了硼皮金刚石聚晶的抗氧化性能及化学惰性优异的原因。     

干摩擦条件下金刚石复合膜摩擦学性能

在干摩擦条件下利用 SRV磨损试验机比较了在硬质合金基体上金刚石薄膜、石墨 /金刚石复合膜以及硬质合金 3种试样的摩擦学性能。利用扫描电子显微镜观察了试样和磨痕的表面形貌。利用表面形貌仪测试了磨损体积。研究了振动频率对试样的摩擦学性能影响。结果表明 ,在干摩擦条件下 ,金刚石薄膜与石墨 /金刚石复合膜的摩擦学性能差别不大 ,二者的磨损机理均为微断裂磨损。在干摩擦条件下 ,高频时金刚石薄膜的耐磨性是硬质合金耐磨性的 8～ 10倍 ,其原因是硬质合金的磨损机理存在着从粘着磨损到微断裂磨损的转变