基于计算机仿真的功能梯度陶瓷材料刚柔耦合动力学问题研究

针对具有内冷通道且截面尺寸不一致的旋转中心刚体—梯度功能材料(functionally gradient materials, FGM)柔性梁在热环境下的动力学特性进行了较为深入的分析。首先基于横向与纵向的物理变形对非线性耦合变形量进行计算,并分析了在热环境下采取内冷措施时热力耦合的具体影响,从而获取FGM柔性梁在沿厚度方向所形成的温度场。通过计算机仿真分析说明了大范围运动在何种条件下会引起柔性梁的高频振荡及刚柔热耦合反应。

梯度陶瓷金属装甲复合材料研究进展

详细综述了梯度陶瓷金属装甲复合材料的制备工艺,冲击加载下的动态响应,材料设计,抗弹性能与数值模拟方面的研究进展;讨论了梯度陶瓷金属装甲复合材料在装甲应用方面的优势,并指出了进一步研究重点。

孔梯度陶瓷纤维复合膜管的制备及特性(英文)

陶瓷过滤管具有孔隙率高、耐腐蚀、耐高温、机械强度高、便于清洗、使用寿命长等优点,是高温烟尘处理用的高效过滤元件。本文研制了一种具有梯度孔结构堇青石陶瓷纤维复合膜过滤元件,该过滤元件是由多孔支撑体、过渡层和分离膜层组成。其中支撑体、过渡层和分离层的气孔率分别为35 ～40%、50 ～60%和60 ～70%。文中主要分析了孔梯度陶瓷纤维复合膜管的材料结构和抗热震性能,同时对复合膜管进行含尘气体过滤的冷态模拟试验。对于烟气中粒径大于或等于0 .1μm的颗粒,复合膜管的截留率达到99.8%以上。

烧结工艺对B_2O_3掺杂Ba_(1-x)Sr_xTiO_3梯度陶瓷介电性能的影响

研究了烧结温度及升温速率对氧化硼(B2O3)掺杂钛酸锶钡梯度陶瓷(Ba1-xSrxTiO3,x=0-0.4,步长0.02)的致密化、晶粒尺寸及介电性能的影响.结果表明,随着烧结温度的升高,在氧化硼挥发的同时致密化程度提高,从而居里峰提高且变得尖锐;随着氧化硼含量的增加,晶粒尺寸均匀长大、介电常数和介电损耗都增加;升温速率适中时,掺杂物的挥发、致密化进程及晶粒长大同步完成,梯度陶瓷介电性能才有效提高.此外,钛酸锶钡梯度陶瓷掺杂适量氧化硼明显降低烧结温度,比未掺杂相同成分的陶瓷烧结温度至少降低150℃,且介电损耗明显减小;梯度陶瓷的居里峰温度区间显著展宽,大大降低了该温区的介温系数,可望提高该系列陶瓷元器件精度及稳定性.

氧化硼掺杂钛酸锶钡梯度陶瓷致密化及介电性

研究了氧化硼(B2O3)掺杂量及烧结温度对钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3,x=0-0.4)致密化行为及其微观组织的影响,确定了不同成分钛酸锶钡中氧化硼掺杂量.随后,采用一系列Ba1-xSrxTiO3掺杂粉体,烧结制备了钛酸锶钡梯度陶瓷,并测试了其介电性能.结果表明,钛酸锶钡掺杂适量氧化硼明显降低烧结温度,在1300℃即可烧结致密化,比未掺杂相同成分的钛酸锶钡陶瓷烧结温度至少降低100℃;烧结后各成分单层陶瓷与梯度陶瓷介电性能随温度的变化表明,梯度组成陶瓷的居里峰温度区间显著展宽,大大降低了该温区的介温系数,可望提高该系列陶瓷元器件精度及稳定性.

孔梯度陶瓷的制备及生物挂膜试验的研究

以系列孔径分布的孔梯度陶瓷作为一种高效过滤材料。试验表明:这种固定化生物膜处理的孔梯度陶瓷,具有孔隙率高,比表面积大,挂膜性能好,压力损失小,较高传递速率和介质传质效率。

不锈钢表面梯度陶瓷膜的防护性能研究

采用乙醇溶液体系通过电沉积方法在不锈钢表面制备ｘＡｌ２Ｏ３．ｙＺｒＯ２梯度陶瓷膜，对涂层结合强度、抗热震性能、在３％ＮａＣｌ及１０％Ｈ２ＳＯ４溶液中的耐蚀性能及高温抗氧化能力等进行研究．结果表明：在不锈钢表面电沉积的陶瓷涂层，由于其梯度结构及预处理工艺和制备工艺的改善，可较明显地提高陶瓷涂层的整体防护性能．

硅藻土梯度陶瓷微滤膜的饮用水净化

研究了硅藻土梯度陶瓷微滤膜对自来水的净化性能.结果表明,平均孔径为0.15μm的梯度陶瓷膜,可100%滤除水中的大肠杆菌、沙门氏菌、金葡萄球菌和霉菌等致病病菌以及铁锈、红虫和各种悬浮微粒.通过简单的机械清刷,通量可完全恢复,无膜的深层污染和孔隙堵塞,可有效地防止净水的再次污染.一个10英寸(1英寸=25.4mm)的标准滤芯可净化普通自来水50m3以上.

Al_2O_3梯度陶瓷涂层高温抗氧化性能的研究

主要研究了 Al2 O3耐热梯度陶瓷涂层的抗氧化性能并与相应的 Zr O2 耐热涂层进行了比较。在 80 0℃和 1 0 0 0℃氧化实验结果表明 :Al2 O3涂层的抗氧化性能优于相应的 Zr O2 涂层 ;涂层的孔隙率 ,尤其是通孔率是影响涂层抗氧化性能的关键因素 ,此外 。

气孔梯度陶瓷的制备研究进展

概述了气孔梯度陶瓷的应用以及存在的问题,从多孔材料以及梯度材料的制备方法引申详细介绍了近年来涌现出的气孔梯度陶瓷的各种制备方法,并对未来的研究方向进行了预测。

反应火焰喷涂梯度陶瓷涂层的组织与性能

以Ti-B4C-C系团聚粉和Ni-Al"自粘结"复合粉作为喷涂体系,利用反应火焰喷涂技术在金属表面制备了Ti(C,N)-TiB2和NixAly梯度过渡复相涂层,分析了涂层的组织结构,研究了其孔隙率、显微硬度等性能。结果表明,梯度过渡涂层由Ti(C0.7,N0.3)、TiC、TiB2、Ti N、Ni3Al、Ni Al、Ti、Ti O2等多相组成,涂层组织结构具有沿厚度方向的梯度过渡特征,沿远离基体方向,陶瓷相逐渐增多而金属相逐渐减少。引入梯度过渡设计的涂层与基体结合强度提高1倍,孔隙率下降,而涂层的显微硬度也具有沿厚度方向的梯度过渡特征。

功能孔梯度陶瓷材料的制备及其特性

制备了表面镀有光催化剂薄膜的孔梯度陶瓷材料,从理论上分析了两种不同孔结构的 材料复合及其厚度对渗透率的影响,并借助性能测试及OM显微结构测试,分析了微孔陶瓷 及泡沫陶瓷的孔结构,考察了各种孔梯度材料的光催化效果。研究结果表明:孔梯度材料的性 能除与各层材料的性能有关外,还与它们的厚度比有关;对油酸的降解量取决于材料中发泡剂 碳粒的粒径。

孔梯度陶瓷

本文详细论述了孔梯度陶瓷的种类、制造工艺和特性,在此基础上全面介绍孔梯度陶瓷的各种用途。作者研究认为,采用多次浸浆法和被复法可以制造出用于液体精过滤、混合气体催化分离和高温烟气干除尘等方面应用的阶梯状陶瓷膜孔梯度陶瓷和陶瓷纤维膜孔梯度陶瓷。

阶梯状孔梯度陶瓷材料性能的研究和探讨

介绍了孔梯度陶瓷材料的分类、结构特点以及制造工艺,对均匀多孔陶瓷与阶梯状孔梯度陶瓷材料过滤的性能特点进行了初步的研究和探讨。

固液分离用孔梯度陶瓷材料的制备

提出了采用覆膜法制备固液分离用陶瓷过滤材料的新途径,有效地克服了单一孔径陶瓷材料气孔率与强度的矛盾。研究了骨料粒径、成孔剂、粘结剂、温度对孔径、渗透率和制品强度的影响,分析了不同覆膜工艺对表面层与载体结合强度的作用。

高速铣削模具钢Sialon梯度陶瓷刀具切削性能研究

针对模具钢加工过程中刀具磨损快、加工质量不稳定的问题,分别选用自主研制的Sialon梯度陶瓷刀具、商用Sialon均质陶瓷刀具进行高速干铣削试验,研究铣削速度对刀具切削性能及加工表面质量的影响。结果发现:在v c=100 m/min,200 m/min条件下,梯度陶瓷刀具的切削力大于均质陶瓷刀具的切削力,但在v c=100~1000 m/min范围内,梯度陶瓷刀具的切削力稳定性更优。梯度陶瓷刀具切削时前中期磨损较为缓慢,致使其刀具寿命较高,并获得更加稳定的加工表面粗糙度。因此,宏观上梯度结构的应力缓解作用和微观上微纳米复合的强韧化机制,在高速铣削模具钢时,Sialon梯度陶瓷刀具具有可靠的刀具寿命,并获得了更加稳定的表面质量。

凝胶注模-离心成型工艺制备孔梯度陶瓷

选用Al2O3粉体和单体为N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)的聚合体系配成浆料,结合凝胶注模和离心成型工艺的优点,制备出直径分别为12、18、30 mm的具有一次成型孔梯度结构的管式Al2O3陶瓷坯体.采用扫描电镜(SEM)和压汞法对烧结后的试样进行了表征.结果表明:凝胶注模工艺的应用能有效降低离心过程所需要的离心速度,同时使坯体具有较高的强度而不易变形且脱模容易.

加工含镍球墨铸铁时梯度陶瓷刀具的失效机理

研究了Al2O3/TiC梯度陶瓷刀具干切削含镍球墨铸铁的切削性能及损坏机理。结果表明,梯度陶瓷刀具的寿命约为硬质合金YS10刀具的1～2倍,且切削速度愈高,梯度陶瓷刀具的优越性愈显著;其损坏形式:低速切削时,为磨粒磨损;高速切削时,为剥落及粘结磨损。

先驱体转化法原位制备功能梯度陶瓷

探索性地采用一种陶瓷制备方法——先驱体转化法原位制备功能梯度陶瓷,样品测试结果表明,材料具有电阻梯度特性以及微波段吸收电磁波特性。

挤出式3D打印陶瓷梯度材料动态混合过程数值模拟

针对微流挤出工艺下制备陶瓷梯度材料引起的混合难题,依托混合挤出核心功能部件——多组分主动混合机构,结合理论分析、ANSYS仿真模拟与打印实验,探究了螺杆结构下混料腔内多组分材料混合机制及其规律.首先,对流体流动进行理论分析;其次,对料腔内流体流场进行仿真分析,定义了该工艺下材料混合时间的构成;最后以螺杆转速、材料进给量、进料顺序3个影响因素作为研究对象,通过组分输运模型进行模拟分析,研究了上述3个因素对多材料混合过程的影响及其规律.结果表明:在变径螺杆作用下腔内压力沿着挤出方向阶跃式升高,口模附近迅速泄压;腔内流体速度沿挤出方向递增,在螺槽的左、右底角部位会形成材料滞留区.螺杆转速的变化对内部流体的流动影响大于进给量;通过混合过程模拟结果发现螺杆转速的增加有利于提高平面混合均匀性,对腔内流体的平均停留时间影响不大;增大进料量不仅缩短了混料腔内流体停留时间,还降低了螺杆的轴向混合能力;材料过渡时间随着料腔内高黏度流体体积分数的增加而逐渐增加.最后,打印锯齿形梯度渐变部件,利用MATLAB软件进行图像处理,验证了理论分析与数值模拟研究的合理性与正确性.该研究为了解挤出式3D打印陶瓷梯度材料混合过程的机理奠定了基础,并为后续混料设备的结构改进提供了理论支持.