失效分析技术及应用 第八讲 疲劳断裂失效显微形貌分析

疲劳断裂失效的显微形貌最突出的特征是疲劳辉纹条纹和轮胎压痕花样,这两个特征常常作为疲劳断裂失效或疲劳断口的显微判据,即在未知断口上如果能够观察到这两种特征之一就可以判断未知断裂或断口为疲劳断裂或疲劳断口。另外,疲劳断裂失效断口还具有解理或准解理、韧窝花样、蛇行滑移花样、二次裂纹等显微形貌特征。

不同载荷下轴承波纹状损伤的形成规律和材料损伤机制

轴承波纹状损伤是新能源汽车、风电、高速铁路中电气设施的常见故障。为揭示不同载荷下轴承电蚀的损伤形式和微观损伤机制,重点讨论了波纹状损伤亮区与暗区的差异,使用扫描电子显微镜、光学显微镜、三维轮廓仪、能谱仪检测磨损表面的形貌和成分。结果表明,随着载荷的增加,GCr15轴承外沟道表面亮暗相间的波纹状损伤趋于不明显,波纹的宽度、高度差和表面粗糙度Ra值均减小;相比于亮区,暗区电蚀更严重,氧化程度更低,次表层碳化物聚集更多且硬度更低。分析认为轴承波纹状损伤过程伴随着金属-绝缘膜-金属电容式接触的周期性破坏和重建。

Bi_2O_3对低烧Co-Ti替代钡铁氧体显微结构与高频磁性的影响

用化学共沉淀法制备了Co-Ti替代钡铁氧体磁粉,结合相结构与显微形貌分析研究了Bi2O3掺杂和Co-Ti替代量对低温烧结钡铁氧体高频磁性的影响。Bi2O3的加入明显提高了低温烧结钡铁氧体的磁导率,磁粉粒径在200nm左右时合适的Bi2O3添加量为2％(质量分数);原料磁粉的粒度越大,表面形貌越完整,烧结瓷体的磁导率就越高;替代量在1.20～1.30的范围内,添加2％(质量分数)的Bi2O3可以在900℃低温烧结出磁导率μ'>10,截止频率不低于1GHz的Co-Ti替代钡铁氧体。

新疆北天山泥火山固体喷出物特征及成因机制初探

北天山泥火山位于新疆天山北麓山前拗陷带内,均处在背斜褶皱的轴部.在了解泥火山的地质背景、活动现状的基础上,对该区泥火山进行了详细的野外考察,对所采样品进行粒度、显微形貌及成分分析.研究发现：该区域的泥火山样品粒径主要集中在0.3～ 100μm,平均值相近,分选较差,分布对称性呈极正偏.矿物颗粒以石英、长石为主,基质为黏土矿物,白杨沟和艾其沟样品中均含有铁矿物质.根据上述分析结果对北天山泥火山成因机制进行了初步探讨,认为该区域的泥火山物源相同,泥浆最深来源于下中侏罗统,地层压力以构造活动为主.目前泥火山处于弱活动期,短期内造成较大灾害的可能性很小.

缅甸兰里岛泥火山灾害与成因机制探讨

文中主要探讨缅甸兰里岛泥火山灾害与成因机制,结合兰里岛地质背景以及泥火山活动现状,对在兰里岛东北部、中部以及西部所取3个泥火山采样点的样品进行粒度分析以及显微形貌分析,发现样品粒度在1～100μm之间,均呈单峰正态分布,粒径中值相近,粒度分布集中,分选较差,粒度对称程度呈很正偏态;样品基质以泥质为主含有大量泥质碎屑、细小晶体碎屑以及少量气孔,并含有少量蚀变强烈的斜长石晶屑和辉石晶屑,可判定样品点物源相同。据此推断兰里岛普遍存在均匀泥质层作为泥火山喷发的统一物源。

油菜秸秆纤维对水泥胶砂孔隙特征的影响

为探究油菜秸秆纤维对硅酸盐水泥胶砂孔隙的影响及其作用机理,将处理后的油菜秸秆分别按照0、1%、2%、3%和4%质量分数的比例掺入水泥中,对不同秸秆纤维掺量水泥的标准稠度用水量及凝结时间进行测定,研究不同龄期(3、7、28 d)下油菜秸秆的掺量对水泥胶砂孔隙率和孔隙特征的影响。结果表明,随着油菜秸秆掺量的增加,水泥胶砂试块的表观密度逐渐减小,其中,当掺量为4%时,其表观密度相比基准组降低9.27%;当掺量为1%时,其孔径分布与基准组相近;当掺量为3%和4%时,两组的孔径分布相近,在龄期为28 d时,胶砂的有害孔占比分别为14.2%和15.4%,多害孔占比分别为24.15%和25.01%,与基准组相比,多害孔和有害孔增幅较大,均约为基准组的3.5倍。随着秸秆掺量的增加,水泥胶砂最可几孔径均减小;随着龄期的增加,水泥胶砂最可几孔径减小,多害孔及有害孔比例相对减少。显微形貌分析结果表明,油菜秸秆纤维掺量为1%时,与水泥界面粘接较好;掺量为3%和4%时,多害孔及有害孔增加,主要出现在秸秆纤维周围。

CeO_2掺杂对Pb_(0.92)Sr_(0.06)Ba_(0.02)(Sb_(2/3)Mn_(1/3))_(0.05)Zr_(0.48)Ti_(0.47)O_3基压电陶瓷相结构及性能的影响

采用传统固相烧结法制备Pb_(0.92)Sr_(0.06)Ba_(0.02)(Sb_(2/3)Mn_(1/3))_(0.05)Zr_(0.48)Ti_(0.47)O_3∶xCeO_2(简称PSBSM-PZT)压电陶瓷样品。研究不同CeO_2掺杂含量对PSBSM-PZT基陶瓷样品的物相结构、微观形貌、压电及介电性能的影响。结果表明:当CeO_2掺杂量x≤0.5%(质量分数,下同)时,陶瓷样品均为纯的钙钛矿结构。随着CeO_2掺杂含量的增加,陶瓷样品中四方相结构逐渐向三方相结构转变。随着CeO_2掺杂含量的进一步增加,陶瓷中出现焦绿石相,虽然陶瓷中已经出现焦绿石相,但是样品仍没有完全转变为三方相陶瓷;CeO_2掺杂具有细化晶粒的作用,当x=0.25%时样品晶粒晶界清晰,晶粒之间的结合相对致密,晶界处气孔率低,陶瓷断裂方式以沿晶断裂为主;当x=0.25%时,陶瓷样品获得最佳的压电与介电性能:d_(33)=346pC/N,k_p=0.60,Q_m=1396,ε_r=1309,tanδ=0.474%。

火山泥石流动力学及灾害研究

火山泥石流是最重要的火山爆发次生灾害，其活动性最大，影响范围最广，从而造成灾害范围最大。长白山天池火山千年大喷发火山泥石流灾害范围分布广泛，是国内火山泥石流领域的重要研究对象，天池蓄水量20．4亿m^3，而且天池火山每年积雪、积冰较厚且时间较长，因此，长白山天池火山一旦再次爆发，火山爆发时极有可能引发火山泥石流，在距天池火山口50多千米处就有聚居5万多人口的二道白河镇，次生火山泥石流灾害对生命财产造成巨大威胁。

超低排放改造后燃煤电厂细颗粒物排放特征

超低排放改造后,燃煤电厂细颗粒物排放特征发生了变化,为定量评估颗粒物中各组分的排放特征及环保设备对细颗粒物的影响选取了3台超低排放机组为研究对象利用DGI分级撞击采样器对湿法烟气脱硫装置(WFGD)、湿式静电除尘器(WESP)进、出口颗粒物取样并用多种指标分析研究.结果表明,3台机组出口处排放的PM1、PM2.5和PM10质量浓度范围分别为0.25~0.38、0.31~0.42和0.42~0.57 mg·m-3两种改造工艺下排放的PM10质量浓度相当,但是颗粒物粒径分布和成分组成存在差异相比FP1和FP2机组,FP3机组PM2.5/PM10比值最高,可能原因是FP3机组安装了WESP,对粒径2.5μm以上的颗粒有更好地脱除效果.FP2和FP3机组排放的PM2.5中水溶性离子总浓度分别为0.20 mg·m-3和0.06 mg·m-3,FP2机组排放水溶性离子以Ca2+和SO42-为主,FP3机组以NH4+和SO42-为主.FP2机组WFGD进出口颗粒物分析结果显示,WFGD过程会通过夹带含石灰石、石膏的脱硫浆液增加水溶性离子排放.在WFGD后加WESP能有效去除PM25、PM10颗粒物,降低水溶性离子对大气环境的影响.