梯度结构烤瓷的热应力分析及成分优化

以镍铬合金为金属基底,在白榴石为主晶相的烤瓷粉中按不同比例加入Ni、Cr、NiO、Cr2O3作为梯度调节成分,制备具有成分梯度结构的金属烤瓷,采用双层嵌套模型热应力模拟及材料抗弯强度测试,考察了梯度成分对梯度结构烤瓷强度的影响。研究发现,梯度调节成分为NiO:Cr2O3:Ni:Cr=25%:25%:25%:25%时得到抗弯强度最大的梯度层,且对于热应力曲线斜率为正的样品,热应力曲线斜率的绝对值越小,样品抗弯强度越大。

梯度结构烤瓷的成分优化及性能

以镍铬合金为金属基底,在白榴石为主晶相的烤瓷粉中按不同比例加入Ni、Cr、NiO、Cr2O3作为梯度调节物,制备具有成分梯度结构的金属烤瓷。采用材料抗弯强度测试和热膨胀系数测试的方法筛选优化梯度调节物的配比,发现质量比为m(NiO)∶m(Cr2O3)∶m(Ni)∶m(Cr)=0∶50∶40∶10时能得到抗弯强度为101.217 MPa的最佳梯度层。用弹性应力模型模拟计算梯度层内的热应力曲线,研究了梯度层中富陶瓷端到富梯度调节物端热应力缓和的情况。抗弯强度、扫描电镜、XRD测试表明,减小烤瓷粉粒度可增强梯度层的性能,降低烧结温度。梯度层的抗弯强度呈现各向异性的特点。