电磁发射CuCrZr轨道的沉积层特征与磨损机理

对电磁发射实验后的CuCrZr合金轨道进行拆解,结合扫描电镜、X射线能谱、X射线衍射、X射线光电子能谱及电子背散射衍射等,对轨道表面沿发射方向4个区域的表面沉积层特征和磨损机理进行研究。结果表明,大部分轨道表面被沉积层覆盖,沉积层的厚度沿发射方向由薄变厚再变薄,最厚处的厚度达65μm,沉积层的主要成分为Cu、Al、Al_(2)O_(3)和Al_(4)Cu_(9)等。轨道表面出现剥落、犁沟与流水状组织,呈现附着磨屑、孔洞、塞积和胞状枝晶等典型特征,表现出机械和电气磨损的混合状态。不同区域的沉积层特征差别明显,包括厚度、孔洞尺寸及数量、沉积层内部的微观结构,以及裂纹和表面形貌等。沉积层和轨道之间的界面发生扩散行为,形成扩散界面。沉积层的晶粒取向垂直于轨道表面。

短碳纤维增强铜复合材料的计算细观力学模型及力学性能

针对粉末冶金法制备的短碳纤维增强铜复合材料(C_(Sf)/Cu),采用有限元方法建立细观力学模型,研究材料的拉伸损伤演化和断裂力学行为,并分析弱界面对复合材料拉伸性能的影响。结果表明,C_(Sf)/Cu复合材料的拉伸过程可分为弹性阶段、塑性硬化阶段、起始损伤阶段和损伤演化阶段。纤维端部的应力集中造成端部界面脱黏、轴向界面的损伤演化以及纤维桥联,基体损伤及其伴随的界面损伤造成基体破坏是材料断裂的主要机制。碳纤维长度大于60μm时,纤维的轴向应力分布呈现“w”形,纤维有较强的承载能力;纤维长度为20μm时,纤维几乎没有承载能力。纤维承受载荷越高,越容易造成界面破坏,随纤维长度从20μm增加到140μm,C_(sf)/Cu复合材料的抗拉强度从146 MPa下降到102 MPa。

溶胶-凝胶法结合二步烧结制备陶瓷刚玉磨料的微结构控制及晶粒细化机理

以6μm粒径的拟薄水铝石为原料,采用溶胶-凝胶法制备含La_(2)O_(3)-TiO_(2)-SiO_(2) 复合添加剂的陶瓷刚玉磨料的前驱体,然后分别采用传统烧结方法和二步烧结法制备陶瓷刚玉磨料。利用扫描电镜和透射电镜分析磨料的微观结构和元素分布,并采用imagePro软件对晶粒尺寸进行分析。结果表明,采用二步烧结法时,第一段烧结的温度显著影响磨料的最终晶粒尺寸。第二段烧结由于温度较低,烧结机制由晶界迁移变为晶界扩散,从而显著细化晶粒,并避免晶粒异常长大。适当降低第二段的烧结温度有利于获得分布均匀的细小等轴晶,但会导致磨料密度降低。与传统烧结法制备的刚玉磨料相比,二步烧结的磨料虽然密度降低,但晶粒细小、尺寸均匀,磨料仍具有较高的硬度。采用第一段和第二段烧结温度分别为1 300℃和1 200℃(保温10 h)的二步烧结法,可获得细小而均一的等轴晶,平均晶粒尺寸为(334±97) nm,密度和硬度(HV)分别为3.87 g/cm^(3)和(18.3±0.29) GPa。