根據(jù)噴嘴的沖蝕磨損特性,結(jié)合層狀復合陶瓷材料的優(yōu)異性能,將層狀復合結(jié)構(gòu)的概念引入陶瓷噴嘴的設(shè)計及制造中,提出了層狀復合陶瓷噴嘴的設(shè)計理論和方法,研制開發(fā)出層狀復合陶瓷噴嘴,系統(tǒng)研究了層狀復合陶瓷噴嘴的物理力學性能、微觀結(jié)構(gòu)以及沖蝕磨損特性等,探索了其沖蝕磨損機理。針對陶瓷噴嘴沖蝕磨損特點和應力狀態(tài),提出了層狀復合陶瓷噴嘴的設(shè)計目標,建立了多種層狀復合陶瓷噴嘴物理模型,并確定了其材料體系,即:Al₂O₃/（W,Ti）C+Al₂O₃/TiC（簡稱AWT+AT）。采用有限元法深入分析了層狀復合陶瓷噴砂嘴和水煤漿噴嘴制備過程中形成的殘余應力及其分布規(guī)律,結(jié)果表明:層狀復合陶瓷噴砂嘴和水煤漿噴嘴在其入口和出口表面層均產(chǎn)生了殘余壓應力。研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對層狀復合陶瓷噴嘴內(nèi)殘余應力的影響,通過理論分析初步確定了AWT+AT層狀復合陶瓷噴砂嘴的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù):最佳層厚比為1～2,最佳層數(shù)為3層。陶瓷水煤漿噴嘴的沖蝕磨損具有其獨特性,由于其工作環(huán)境溫度較高,使得噴嘴使用過程中內(nèi)部存在較大的溫差和溫度梯度并導致其出口端面存... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 噴嘴的應用和發(fā)展
    1.2 噴嘴的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 噴嘴材料的研究
        1.2.2 噴嘴結(jié)構(gòu)的研究
        1.2.3 噴嘴沖蝕磨損的研究
    1.3 層狀復合陶瓷材料的研究
        1.3.1 層狀復合陶瓷材料的特點
        1.3.2 層狀復合陶瓷材料的種類
        1.3.3 層狀復合陶瓷材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計
    1.4 本課題的提出及目的和意義
    1.5 課題的主要研究內(nèi)容
第2章 層狀復合陶瓷噴砂嘴的設(shè)計
    2.1 噴砂嘴的技術(shù)要求
    2.2 陶瓷噴砂嘴目前存在的問題
    2.3 層狀復合陶瓷噴砂嘴的設(shè)計目標和設(shè)計模型
    2.4 層狀復合陶瓷噴嘴材料殘余應力的產(chǎn)生
    2.5 層狀復合陶瓷噴砂嘴材料體系的確定
        2.5.1 層狀復合陶瓷噴嘴材料體系設(shè)計
        2.5.2 層狀復合陶瓷噴嘴的編號
    2.6 層狀復合陶瓷噴砂嘴制備中形成的殘余應力有限元分析
        2.6.1 邊界條件及網(wǎng)格劃分
        2.6.2 層狀復合陶瓷噴砂嘴的殘余應力分析結(jié)果
        2.6.3 不同層厚比的層狀復合陶瓷噴砂嘴的殘余應力對比
        2.6.4 不同層數(shù)的層狀復合陶瓷噴砂嘴殘余應力對比
    2.7 本章小結(jié)
第3章 層狀復合陶瓷水煤漿噴嘴的設(shè)計
    3.1 水煤漿噴嘴的技術(shù)要求
    3.2 陶瓷水煤漿噴嘴目前存在的問題
    3.3 層狀復合陶瓷水煤漿噴嘴的設(shè)計目標和設(shè)計模型
    3.4 層狀復合陶瓷水煤漿噴嘴殘余應力有限元分析
        3.4.1 層狀復合陶瓷水煤漿噴嘴制備中形成的殘余應力分析
        3.4.2 層狀復合陶瓷水煤漿噴嘴溫度場分析
        3.4.3 層狀復合陶瓷水煤漿噴嘴使用過程中的熱應力分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 層狀復合陶瓷噴嘴材料的制備、物理力學性能及顯微結(jié)構(gòu)
    4.1 原料的處理
    4.2 層狀復合陶瓷噴嘴材料的制備工藝
    4.3 層狀復合陶瓷噴嘴材料的力學性能測試
        4.3.1 體積密度的測定
        4.3.2 硬度的測定
        4.3.3 斷裂韌性的測定
    4.4 層狀復合陶瓷噴嘴材料的物理力學性能
    4.5 層狀復合陶瓷噴嘴材料的顯微結(jié)構(gòu)
        4.5.1 橫剖面顯微結(jié)構(gòu)
        4.5.2 試樣斷口分析
    4.6 層狀復合陶瓷噴嘴的制備
    4.7 本章小結(jié)
第5章 層狀復合陶瓷噴砂嘴的沖蝕磨損機理研究
    5.1 沖蝕磨損試驗方法
        5.1.1 試驗工作原理及試驗條件
        5.1.2 沖蝕磨損率的測量
    5.2 層狀復合陶瓷噴砂嘴沖蝕磨損特性研究
        5.2.1 不同層厚比的層狀復合陶瓷噴砂嘴的重量損失及內(nèi)徑變化
        5.2.2 不同層數(shù)的層狀復合陶瓷噴砂嘴的重量損失及內(nèi)徑變化
        5.2.3 不同的陶瓷噴砂嘴的體積沖蝕磨損率對比
    5.3 層狀復合陶瓷噴砂嘴的沖蝕磨損機理
        5.3.1 陶瓷噴砂嘴入口和出口沖蝕磨損宏觀形貌對比
        5.3.2 陶瓷噴砂嘴沖蝕后內(nèi)孔輪廓變化
        5.3.3 陶瓷噴砂嘴的沖蝕磨損的微觀特征
        5.3.4 層狀復合陶瓷噴砂嘴沖蝕磨損機理
    5.4 本章小結(jié)
第6章 層狀復合陶瓷水煤漿噴嘴的損壞機理研究
    6.1 沖蝕磨損試驗方法
        6.1.1 試驗工作原理
        6.1.2 沖蝕磨損率的測量
    6.2 層狀復合陶瓷水煤漿噴嘴的沖蝕磨損特性研究
        6.2.1 水煤漿噴嘴的重量損失及沖蝕磨損率
        6.2.2 水煤漿噴嘴的入口和出口直徑變化比較
    6.3 層狀復合陶瓷水煤漿噴嘴的沖蝕磨損機理
        6.3.1 水煤漿噴嘴入口和出口沖蝕磨損宏觀形貌對比
        6.3.2 水煤漿噴嘴沖蝕后內(nèi)孔輪廓圖
        6.3.3 水煤漿噴嘴沖蝕磨損的微觀特征
        6.3.4 層狀復合陶瓷水煤漿噴嘴的損壞機理
    6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
參考文獻
致謝
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【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3202021