本文關(guān)鍵詞：高溫環(huán)境下微納米壓痕測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 高溫 微納米壓痕 壓痕響應(yīng) 熔融石英 高溫合金

【摘要】：微納米壓痕測(cè)試技術(shù)基于實(shí)時(shí)采集壓頭壓入樣品的載荷和深度,進(jìn)而從載荷-壓深曲線中獲取材料的硬度、彈性模量等參數(shù),結(jié)合壓痕區(qū)域材料變形情況,研究材料在載荷作用下的性能及微觀組織演化規(guī)律,以其測(cè)試參數(shù)高分辨率、試樣制備簡(jiǎn)單方便,測(cè)試參數(shù)種類豐富等特點(diǎn),逐漸成為測(cè)試材料微觀力學(xué)性能的主流手段之一。由于一些材料實(shí)際服役環(huán)境極為復(fù)雜,不可避免受到復(fù)雜溫度場(chǎng)的作用,材料會(huì)表現(xiàn)出與常溫下迥然不同的性能,常溫條件下的微納米壓痕測(cè)試獲取的材料參數(shù)難以表征實(shí)際使用性能,開(kāi)展變溫環(huán)境特別是高溫環(huán)境下材料壓痕響應(yīng)測(cè)試技術(shù)的研究顯得尤為重要,相關(guān)工作對(duì)于揭示材料高溫力學(xué)性能和指導(dǎo)材料制備、及其壽命預(yù)測(cè)和可靠性評(píng)估具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。論文評(píng)述了高溫微納米壓痕測(cè)試技術(shù)的研究背景和意義,綜述分析了高溫微納米壓痕測(cè)試技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,并從測(cè)試技術(shù)與儀器、材料壓痕響應(yīng)研究?jī)蓚�(gè)方面進(jìn)行了歸納總結(jié)。論文在分析研究微納米壓痕測(cè)試基本理論、關(guān)鍵技術(shù)以及高溫加載/測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,討論了溫度加載對(duì)壓痕測(cè)試的影響,進(jìn)而開(kāi)展了基于模塊化思想的高溫微納米壓痕測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)分析,建立測(cè)試平臺(tái)三維模型,開(kāi)展了關(guān)鍵零部件和整機(jī)的靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和熱學(xué)仿真分析。在上述工作的基礎(chǔ)上,開(kāi)展了高溫微納米壓痕測(cè)試平臺(tái)整機(jī)集成、載荷/位移檢測(cè)單元標(biāo)定等工作,并測(cè)試分析了室溫至1000℃范圍內(nèi)測(cè)試平臺(tái)的溫度穩(wěn)定性,驗(yàn)證了用于拓寬測(cè)試裝置載荷量程范圍的雙傳感器檢測(cè)方案的可行性。采用標(biāo)準(zhǔn)硬度塊700-800HV50對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行了壓痕測(cè)試結(jié)果的校準(zhǔn),校準(zhǔn)后的測(cè)試結(jié)果與商業(yè)化儀器測(cè)試結(jié)果相比,硬度測(cè)試誤差為3.2%,彈性模量測(cè)試誤差為8.6%,且測(cè)試曲線具有良好的重復(fù)性。利用電機(jī)加載進(jìn)行大載荷壓痕測(cè)試,測(cè)試硬度和模量誤差率為1.7%和8.5%。利用校準(zhǔn)后的測(cè)試平臺(tái),論文分別針對(duì)熔融石英和GH1131高溫合金開(kāi)展了壓痕響應(yīng)的測(cè)試研究,結(jié)合測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著溫度的升高,熔融石英的硬度逐漸降低,而彈性模量呈現(xiàn)上升趨勢(shì);GH1131高溫合金的硬度和模量均有所降低。
【關(guān)鍵詞】：高溫 微納米壓痕 壓痕響應(yīng) 熔融石英 高溫合金
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH87
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-28
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-26
• 1.2.1 高溫環(huán)境微納米壓痕測(cè)試技術(shù)研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.2 高溫環(huán)境材料壓痕響應(yīng)研究的研究現(xiàn)狀20-26
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容26-28
• 第2章 微納米壓痕測(cè)試原理與高溫壓痕測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)28-40
• 2.1 微納米壓痕測(cè)試技術(shù)的原理28-33
• 2.1.1 微納米壓痕測(cè)試技術(shù)的特點(diǎn)28-29
• 2.1.2 微納米壓痕測(cè)試的典型分析方法與經(jīng)典力學(xué)模型29-31
• 2.1.3 壓頭主要類型及其相關(guān)參數(shù)31-33
• 2.2 精密壓入驅(qū)動(dòng)技術(shù)33-35
• 2.2.1 大行程壓入驅(qū)動(dòng)方式的實(shí)現(xiàn)33-34
• 2.2.2 小行程精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)—壓電疊堆34-35
• 2.3 高溫壓痕測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)35-37
• 2.4 測(cè)控軟件設(shè)計(jì)分析37-39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 第3章 高溫環(huán)境微納米壓痕測(cè)試裝置設(shè)計(jì)分析40-60
• 3.1 測(cè)試平臺(tái)整機(jī)設(shè)計(jì)40-44
• 3.1.1 壓痕機(jī)械加載模塊結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)40-41
• 3.1.2 溫度加載模塊的設(shè)計(jì)與注意事項(xiàng)41-43
• 3.1.3 測(cè)試平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)43-44
• 3.2 關(guān)鍵機(jī)械單元的設(shè)計(jì)分析44-51
• 3.2.1 Z軸精密旋轉(zhuǎn)定位平臺(tái)設(shè)計(jì)分析44-47
• 3.2.2 Z軸宏動(dòng)工作臺(tái)設(shè)計(jì)分析47-48
• 3.2.3 精密驅(qū)動(dòng)單元設(shè)計(jì)分析48-51
• 3.3 關(guān)鍵機(jī)械部件溫度特性分析51-53
• 3.4 精密檢測(cè)單元的設(shè)計(jì)分析53-56
• 3.4.1 雙傳感器檢測(cè)方案的設(shè)計(jì)53-54
• 3.4.2 載荷檢測(cè)模塊54-55
• 3.4.3 位移檢測(cè)模塊55-56
• 3.5 測(cè)試裝置三維模型及整機(jī)模態(tài)分析56-59
• 3.5.1 測(cè)試平臺(tái)整機(jī)三維模型56-57
• 3.5.2 測(cè)試平臺(tái)整機(jī)模態(tài)分析57-59
• 3.6 本章小結(jié)59-60
• 第4章 測(cè)試平臺(tái)調(diào)試校準(zhǔn)與相關(guān)試驗(yàn)60-86
• 4.1 測(cè)試平臺(tái)整機(jī)集成60-61
• 4.2 精密驅(qū)動(dòng)單元輸出特性測(cè)定61-66
• 4.3 溫控單元的變溫加載性能測(cè)試分析66-69
• 4.3.1 溫度加載及保持性測(cè)試66-67
• 4.3.2 交替變溫的響應(yīng)實(shí)時(shí)性測(cè)試67
• 4.3.3 溫度對(duì)信號(hào)檢測(cè)波動(dòng)的影響67-69
• 4.4 載荷/位移傳感器的標(biāo)定校準(zhǔn)69-74
• 4.4.1 載荷力傳感器的標(biāo)定校準(zhǔn)69-73
• 4.4.2 位移傳感器的標(biāo)定校準(zhǔn)73-74
• 4.5 測(cè)試平臺(tái)的性能測(cè)試74-76
• 4.5.1 原始?jí)汉矍�測(cè)試74-75
• 4.5.2 原始?jí)汉矍�重復(fù)性測(cè)試75-76
• 4.6 測(cè)試平臺(tái)的精度校準(zhǔn)與修正76-80
• 4.6.1 測(cè)試平臺(tái)機(jī)架柔度校準(zhǔn)分析76-77
• 4.6.2 校準(zhǔn)后壓痕曲線及其重復(fù)性測(cè)試分析77-78
• 4.6.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)大載荷壓痕校準(zhǔn)78-80
• 4.7 相關(guān)材料高溫壓痕響應(yīng)研究80-84
• 4.7.1 熔融石英高溫壓痕響應(yīng)研究80-83
• 4.7.2 GH1131材料高溫壓痕測(cè)試83-84
• 4.8 本章小結(jié)84-86
• 第5章 總結(jié)與展望86-90
• 5.1 總結(jié)86-87
• 5.2 展望87-90
• 參考文獻(xiàn)90-96
• 作者簡(jiǎn)介及攻讀碩士學(xué)位期間的主要科研成果96-98
• 致謝98

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7 林莉君;中以科學(xué)家實(shí)驗(yàn)超潤(rùn)滑速度[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2013年

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