材料热物性测试的研究现状及发展需求

材料热物性是对特定热过程进行基础研究、分析计算和工程设计的关键参数,是材料最基本的性能之一,在科学研究、工程设计、工业生产等领域应用十分广泛,也是各行业节能技术发展的基础。通过对材料热物性发展历史、国内外研究现状的分析,比较了我国与发达国家在防护热板法导热系数装置研究上的差距,阐明了热物性测试的重要意义及我国在材料热物性测试领域仍未建全量值传递体系的不足。

热力联合作用弹性薄圆板的弯曲与屈曲

导出了热力联合作用下弹性薄圆板的弯曲动力响应控制方程，讨论了其弯曲变形特点及影响失效的因素。分析表明在短时热能沉积作用下，热屈曲是弹性薄板失效的主要方式之一；反鼓包或反冲塞是热屈曲的后继行为；增加外载和热能沉积功率水平都将加速热屈曲的发生；材料的温度相关性与热能沉积的时空分布对薄板的力学行为都有重要影响，同为产生和影响热剪切失效（反冲塞）的重要因素。

加热、冷却下变物性梯度功能材料板瞬态热应力

用非线性有限元法分析由ZrO2和Ti6Al4V组成的变物性梯度功能材料板在加热、冷却过程中的瞬态热应力问题,检验方法的正确性,给出不同力学边界条件下该材料板的瞬态热应力场分布,并与常物性时的结果进行比较。结果表明,考虑变物性比常物性时的最大拉应力减少26%,最大压应力减少23.2%;在冷却初瞬时,陶瓷侧出现很大拉应力;此外,材料组分的分布形状系数M的变化和力学边界条件对该材料板的加热、冷却瞬态热应力场分布的影响显著。此结果为该材料的设计、制备提供了准确的理论计算依据。

换热边界下变物性梯度功能材料板瞬态热应力

用有限元和有限差分法,分析了由ZrO2和Ti-6Al-4V组成的变物性梯度功能材料板的瞬态热应力问题,检验了方法的正确性,给出了对流换热边界下变物性梯度功能材料板的瞬态热应力场分布,并与不考虑变物性时的结果进行了比较。结果表明:在计算瞬态热应力场分布时,变物性是影响梯度功能材料板瞬态热应力场的最重要因素之一。此外,材料组分的分布形状系数M、环境介质温度和对流换热系数的变化对变物性梯度功能材料板的瞬态热应力场分布均有明显的影响。此结果为梯度功能材料的设计和应用提供了理论计算依据。

铝碳滑板的高温力学性能研究

采用高温弯曲应力-应变试验方法和水冷法研究了3种含碳滑板（2种铝碳质，1种铝锆碳质）在不同温度下的应力-应变关系、抗折强度以及不同热震温差下的抗热震性能。结果表明：1）含碳滑板材料在室温～1400℃的应力-应变关系分为弹性变形和塑性变形两个阶段：在弹性变形的温度段，其断裂方式是典型的脆性断裂；在塑性变形的温度段，其断裂方式呈现韧性断裂特征；2）随着温度的升高，含碳滑板材料的热态抗折强度首先略有增大，到达转折温度（800℃）后开始减小，1400℃时试样的热态抗折强度约为13MPa；3）在△T=1200℃（水冷）条件下，铝碳滑板热震后的抗折强度保持率为43％，引入ZrO2可以改善其抗热震性，而用特级高铝矾土熟料部分替代刚玉会降低其抗热震性，

硬质PVC泡沬板材密度与性能的关系

采用两步法成型工艺开发了硬质PVC泡沫板材,测定了其密度均匀性和泡孔孔径,考察了板材密度与性能的关系。结果表明:①所开发的硬质PVC发泡板材密度均匀,泡孔孔径在320〜440 gm;②随着密度的增大,硬质PVC发泡板材的力学性能呈线性增长的趋势,热变形温度略微增加。

不同力学边界下变物性梯度功能材料板稳态热应力

用非线性有限元法和辛普生法分析了由ZrO2和Ti-6Al-4V组成的变物性梯度功能材料板在不同力学边界条件下的稳态热应力问题.结果表明:当无限长板只能伸长、不能弯曲时,板内稳态拉应力最大,比无限自由长板时板内最大拉应力增大6.1倍;当无限长板伸长、弯曲受限时,板内的压应力最大,比无限自由长板时板内最大压应力增大14.9倍;考虑变物性的最大拉应力比常物性减小48.9%,最大压应力比常物性减小39.6%;此外,材料组分形状系数M、对流换热系数和孔隙度的变化对不同力学边界条件下该变物性材料板稳态热应力场的影响显著.此结果为该材料的设计和应用提供了准确的理论计算依据.图4,表1,参8.

热矿筛筛板材质分析

介绍了国内耐热筛板材质研究的进展情况，并对国外耐热筛板材质进行了化学成分分析，提出了适宜我国资源特点的耐热筛板材质。