X.H.Song(Centre for Materials Research and Analysis
,
Wuhan University of Technology
,
Wuhan 430070
,
China Manuscript received 6 November 1995
,
in revised form 24 May 1996)
金属学报(英文版)
The theoretical calculation formulas for the plane strain fracture toughness of mode Ⅰand Ⅱcracks of ceramic materials are deduced in this paper by using the nonlocal elasticity theory and maximum tensile stress criterion The deduced formulas, which are independent of crack geometry,bear a relation to material parameters.It is shown through experiment that the theoretical value of fracture toughness is the lower limit of testing value. The theoretical calculation formulas for fracture toughness relate the macro-mechanical performance of materials with the micro-structural parameters and,therefore, are beneficial to fully understanding the physical mechanism of material rupture.
关键词:
:nonlocal elasticity theory
,
null
,
null
刘威
,
刘婷婷
,
廖文和
,
张凯
硅酸盐通报
选择性激光烧结(SLS)/熔融(SLM)技术作为增材制造技术的重要分支,在成形复杂结构件、缩短零件加工时间和降低成本等方面展现出巨大优势,而陶瓷作为极具应用潜力的材料,在汽车、医疗及航空航天等领域发挥巨大的应用前景.采用SLS/SLM成形陶瓷材料,在弥补和克服传统加工工艺不足的同时为陶瓷零件的制造提供了新的思路.本文从材料、成形质量及性能等方面详细综述了国内外陶瓷材料SLS/SLM技术发展状态和研究水平,对比不同陶瓷材料,重点针对氧化锆、氧化铝成形特点及面临的问题进行阐述,阐明了目前陶瓷SLS/SLM成形中存在的亟待解决的关键性问题,并深入分析了SLS/SLM成形工艺参数如粉末粒度和形貌、激光能量密度、扫描速度、温度场及后处理工艺对SLS/SLM成形件质量和性能的影响作用.
关键词:
陶瓷材料
,
选择性激光烧结(SLS)
,
选择性激光熔融(SLM)
,
成形工艺参数
马涛
,
杨学锋
,
姚孔
,
李运玺
,
王呈敏
人工晶体学报
通过真空热压烧结方法制备了添加多壁碳纳米管(MWCNTs)的Al2 O3/TiC/MWCNTs陶瓷拉拔模具材料,研究了其摩擦磨损性能、机械性能,并对其磨损机理进行了分析.研究表明:MWCNTs能够减小Al2O3/TiC陶瓷拉拔模具材料的摩擦系数,当MWCNTs含量为5％时,Al2O3/TiC/MWCNTs陶瓷的摩擦系数最小;随着MWCNTs含量的增加,磨损量呈现先下降后上升趋势,当MWCNTs含量为4％时,Al2O3/TiC/MWCNTs陶瓷的磨损量最小.摩擦过程中,MWCNTs被拖覆到摩擦表面,具有自润滑效果,起到减摩抗磨作用.
关键词:
拉拔模具
,
陶瓷材料
,
碳纳米管
,
磨损量
徐秀国
,
许崇海
,
方斌
,
王春林
,
衣明东
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.04.011
通过添加固体润滑剂h-BN,采用真空热压烧结工艺制备TiB2/WC/h-BN自润滑陶瓷材料,对其密度和力学性能进行测试,并采用XRD和SEM对材料的物相和显微结构进行分析.结果表明:TiB2/WC/h-BN自润滑陶瓷材料的相对密度为97.5％,抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别为652MPa、4.5MPa·m1/2和14.8GPa.片状结构的固体润滑剂h-BN颗粒保存完整,分布均匀,而且可有效抑制基体TiB2晶粒的长大.材料的断裂模式是穿晶/沿晶断裂的混合型,以穿晶断裂为主.材料的增韧机理以裂纹偏转和裂纹桥联为主.TiB2/WC/h-BN自润滑陶瓷材料的摩擦因数低于0.3,与其他添加h-BN的自润滑陶瓷材料相比,具有良好的力学性能和摩擦性能.
关键词:
二硼化钛
,
自润滑
,
陶瓷材料
,
力学性能
王桂芹
,
陈晓东
,
段玉平
,
李伟平
,
刘顺华
,
温斌
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00293
采用溶胶-凝胶法制备出了钛酸钡陶瓷粒子, 观察和分析了粒子的成分、形貌和微观结构及其对电磁波的吸收性能, 并测定了粉体的复介电常数和磁导率. XRD和TEM分析表明制备的粒子为四方相, 粒径在30～40nm左右. 制备的钛酸钡/环氧树脂复合吸收材料在8～18GHz范围内对电磁波有良好的吸收效果, 当含量为20%时效果最佳. 最后针对其吸收特性探讨了钛酸钡粒子的吸收机理.
关键词:
陶瓷材料
,
barium titanate
,
dielectric properties
,
microwave absorption mechanism
宋培龙
,
杨学锋
,
王守仁
,
杨丽颖
,
王砚军
,
马涛
人工晶体学报
采用真空热压烧结的方式制备出Al2O3-TiC/Al2O3-TiC-CaF2叠层陶瓷拉拔模具坯体.通过显微压痕强度实验,研究Al2O3-TiC层和Al2 O3-TiC-CaF2层的叠层厚度和层厚比对陶瓷材料硬度和断裂韧性的影响,并且用有限元方法对叠层陶瓷材料烧结过程中的残余应力进行分析.结果表明:Al2O3-TiC/Al2O3-TiC-CaF2叠层陶瓷拉拔模具坯体具有良好的层间界面,晶粒结合紧密;在模具坯体叠层部分总高度不变的情况下,当叠层数目为5,层厚比(Al2O3-TiC层:Al2O3-TiC-CaF2层)为1∶1时,叠层陶瓷拉拔模具坯体的硬度值和断裂韧性值达到最大,分别为18.2 ±0.3 GPa和5.7 ±0.2 MPa·m1/2;在烧结冷却过程中,由于不同材料层的热膨胀系数和弹性模量而引起的残余应力是该叠层陶瓷拉拔模具坯体具有良好机械性能的原因.
关键词:
拉拔模具
,
陶瓷材料
,
叠层
,
有限元
,
结构优化
王家梁
,
马德军
,
陈伟
,
黄勇
,
白盟亮
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.11.012
基于有限元数值分析模型对陶瓷材料维氏压入过程中产生的压痕形貌进行仿真.以Si3N4和ZrO2两种典型陶瓷材料为例,对其有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长和维氏硬度进行对比,结果表明,Si3N4和ZrO2的有限元仿真压痕与实验测量压痕对角线半长分别相差0.39％和-0.53％,维氏硬度分别相差-2.7％和4.2％.随着压头与材料间的摩擦因数由0变化至0.5,有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长分别相差0.28％和0.27％,维氏硬度分别相差0.14％和0.21％.此外,应用本方法对其他几种典型陶瓷材料(A12O3,ZTA,SiC,Silica)维氏压入有限元仿真计算值与实验真实测量值进行了对比,其压痕对角线半长分别相差1.14％,-0.57％,-0.89％,0.41％,维氏硬度分别相差-2.24％,1.12％,1.85％,-0.86％.据此可知,陶瓷材料维氏压痕形貌可由有限元数值仿真方法获得,从而解决了陶瓷材料维氏硬度测试过程中因压痕不够清晰导致的测量数据不准问题,为下一步探索基于仪器化压入响应识别陶瓷材料维氏硬度以及其他各力学性能参数提供技术基础.
关键词:
陶瓷材料
,
有限元仿真
,
压痕对角线半长
,
维氏硬度
,
摩擦因数
张仙平
,
陈晓鸽
,
张红松
人工晶体学报
寻求性能良好的涂层用陶瓷材料已经成为热障涂层技术领域的研究热点,本文综述了国内外锆基氧化物、A2B2O7型氧化物以及各类新型氧化物等热障涂层用陶瓷材料的研究成果,讨论了每一类材料在热物理性能研究方面存在的不足.指出未来应基于光子理论,设法降低ZrO2基陶瓷与A2B2O7氧化物的高温光子热导率,进一步提高涂层材料的隔热性能;系统研究元素掺杂对新报道陶瓷热物理性能的影响规律,并采用合适的工艺制备其对应热障涂层,实际考察涂层的综合性能;根据热传导和热膨胀基础理论,从材料设计的角度开发性能更加优良的新型涂层用陶瓷材料.
关键词:
热障涂层
,
热物理性能
,
相稳定性
,
陶瓷材料
