先進陶瓷材料的強韌性及抗熱震性研究.pdf

1、本論文以納米復(fù)合陶瓷刀具材料的殘余熱應(yīng)力、強韌性和抗熱震性以及不同形狀梯度功能材料的抗熱震性為研究內(nèi)容，對以高強韌和高抗熱震性為目標研究開發(fā)新型梯度功能及納米復(fù)合陶瓷刀具材料具有重要的理論價值和實際意義。 建立微觀結(jié)構(gòu)分析模型，求解含納米增強相陶瓷復(fù)合材料的殘余熱應(yīng)力，計算分析納米增強相引起的殘余熱應(yīng)力在基體內(nèi)的分布大小及規(guī)律；研究了塑性變形對殘余熱應(yīng)力的影響；分析了內(nèi)晶型和晶間型納米復(fù)合陶瓷材料的殘余熱應(yīng)力。

2、對納米復(fù)合陶瓷刀具材料的增韌補強機制進行了較深入的研究，研究了不同熱脹失配時的強韌性機理；對幾種增韌機制的貢獻進行了分析，導出了納米顆粒的最佳含量計算式及臨界晶粒尺寸；建立了納米復(fù)合陶瓷材料強度與殘余熱應(yīng)力的關(guān)系。研究了彌散TiC納米顆粒對Al<,2>O<,3>基體和Si<,3>N<,4>基體微觀結(jié)構(gòu)的影響，分析了其強韌化機理。 研究了納米復(fù)合陶瓷材料的抗熱震臨界溫差；分析了納米復(fù)合陶瓷材料的抗熱震性與斷裂韌性之間的關(guān)系，導出了

3、抗熱震性與納米增強顆粒相尺寸的關(guān)系;分析了Al<,2>O<,3>/TiC納米復(fù)合和Si<,3>N<,4>/TiC納米復(fù)合陶瓷材料的抗熱震性。 在陶瓷材料臨界應(yīng)力斷裂理論的基礎(chǔ)上，通過求解第三類邊界條件下無限長圓柱體和球體梯度功能陶瓷材料的瞬態(tài)溫度場及瞬態(tài)熱應(yīng)力場，得到其表面達到臨界應(yīng)力的臨界溫差，并將其定義為抗熱震參數(shù)；研究了不同形狀陶瓷構(gòu)件的熱沖擊行為；并據(jù)此分別建立了引起這兩種形狀陶瓷構(gòu)件表面臨界熱應(yīng)力的臨界溫差表達式作為它