發(fā)布時間：2017-11-13 20:09

  本文關(guān)鍵詞：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的表面強化工藝及其強韌化機理研究

  更多相關(guān)文章： 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 強韌化 噴丸 裂紋愈合 有限元 殘余應(yīng)力

【摘要】：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷因具備高溫強度高、硬度高、耐腐蝕等優(yōu)異性能,在航空航天、機械、化工等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。但陶瓷材料的脆性大,對表面裂紋十分敏感,導(dǎo)致其使用可靠性和抗破壞性較差,從而制約了高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的廣泛應(yīng)用。本論文針對高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的本征脆性和抗沖擊性能差這一瓶頸問題,通過借鑒生物復(fù)合材料自愈合現(xiàn)象來改變和優(yōu)化高溫陶瓷的表面微結(jié)構(gòu),提出噴丸-裂紋自愈合改性設(shè)計來實現(xiàn)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的表面強韌化,開辟一條提高脆性材料強韌性的有效途徑。本論文主要通過研究高溫結(jié)構(gòu)陶瓷表面噴丸工藝優(yōu)化,建立噴丸工藝參數(shù)對材料力學(xué)性能的影響規(guī)律,為高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料的表面強化工藝提供分析依據(jù)；另外,針對多孔TiB2-SiC陶瓷和致密ZrB2-SiC復(fù)合陶瓷兩類結(jié)構(gòu)陶瓷,研究了不同表面強韌化工藝與力學(xué)性能之間的定量關(guān)系,并研究其強韌化機理。這些工作可以為高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的強韌化設(shè)計、性能優(yōu)化、合理使用以及壽命評估等提供精確指導(dǎo)。主要研究內(nèi)容如下：1.利用有限元軟件ABAQUS建立了噴丸過程模型,調(diào)節(jié)噴丸工藝中不同參數(shù)并分析其對試樣殘余應(yīng)力場的影響,結(jié)果表明噴丸處理在陶瓷試樣內(nèi)部產(chǎn)生了殘余應(yīng)力場,可以有效提高陶瓷試樣強度。2.為了探究表面裂紋自愈合增韌方法對于多孔結(jié)構(gòu)陶瓷的適用性,研究多孔TiB2-SiC陶瓷試樣的表面強韌化。將試樣放置在800℃-1400℃的環(huán)境中預(yù)氧化處理,保溫時間從5min-360min不等。觀察處理前后的微觀結(jié)構(gòu),并測試氧化前后陶瓷試樣的彎曲強度,研究了預(yù)氧化溫度和時間等工藝參數(shù)對多孔TiB2-SiC陶瓷力學(xué)性能的影響和增韌機理。3.以致密ZrB2-SiC復(fù)合陶瓷材料為研究對象,首次提出了預(yù)氧化+噴丸+裂紋愈合的復(fù)合增韌方法來提高材料的可靠性。為了檢驗該方法的有效性,我們研究了不同噴丸壓力下試樣的力學(xué)性質(zhì),并與噴丸+裂紋愈合試樣作對比,發(fā)現(xiàn)該新方法可以有效地提高陶瓷材料的彎曲強度,實現(xiàn)陶瓷材料增韌。本論文工作屬于前沿性的基礎(chǔ)研究,其研究成果將進一步豐富和發(fā)展高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料強韌化的科學(xué)理論,同時為高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料在國家高新技術(shù)領(lǐng)域裝備的關(guān)鍵熱端部件上的使用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)儲備。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.6

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張世平;;全國高溫結(jié)構(gòu)陶瓷學(xué)術(shù)會議將在年內(nèi)召開[J];陶瓷;1986年03期

2 宋毓芳,李崇京;高溫結(jié)構(gòu)陶瓷專家座談會簡況[J];硅酸鹽通報;1986年01期

3 ;全國高溫結(jié)構(gòu)陶瓷學(xué)術(shù)會議在重慶市舉行[J];硅酸鹽學(xué)報;1987年01期

4 穆穎;;高溫結(jié)構(gòu)陶瓷線膨脹系數(shù)測試技術(shù)的研究[J];陶瓷;1989年06期

5 顏鳴皋,周瑞發(fā);發(fā)展高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料的意見[J];材料工程;1989年02期

6 張丙榮;;高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的研究與發(fā)展[J];山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);1989年Z2期

7 金志浩;王笑天;;高溫結(jié)構(gòu)陶瓷研究進展[J];航空材料學(xué)報;1990年02期

8 胡開明;國外高溫結(jié)構(gòu)陶瓷研究近況[J];固體火箭技術(shù);1989年04期

9 王新宇;王沛明;李宏杰;劉平安;;高溫結(jié)構(gòu)陶瓷信息咨詢系統(tǒng)的建立[J];計算機與應(yīng)用化學(xué);1992年01期

10 吳屏芳;;熱抗折儀的設(shè)計研制[J];陶瓷;1985年04期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張瑤瑤;高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的表面強化工藝及其強韌化機理研究[D];北京交通大學(xué);2016年

2 孫高磊;Ti_3SiC_2/SiC復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2012年

3 占文;低溫固相法制備高溫結(jié)構(gòu)陶瓷用氧化物粉體研究[D];武漢科技大學(xué);2009年

，

本文編號：1182204