Ti-Al-,2-O-,3-梯度功能材料的制備與表征.pdf

1、本文在研究了Ti/Al2O3復(fù)合材料的基礎(chǔ)上，利用粉末疊層法，真空熱壓燒結(jié)技術(shù)制備出結(jié)構(gòu)完整的熱應(yīng)力緩和型Ti/Al2O3梯度功能材料，并對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。梯度功能材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化是制備高性能熱應(yīng)力緩和型材料的前提條件。本文采用Jin和Paulino提出的層合板模型分析了FGM板的瞬態(tài)熱傳導(dǎo)問(wèn)題，并利用Laplace變換求解熱傳導(dǎo)方程，得到了Laplace反演的溫度場(chǎng)解，然后利用FGM的組成分布公式C=(Y/D)p結(jié)合材料的物性參

2、數(shù)值計(jì)算出比應(yīng)力值與梯度組成分布指數(shù)P的曲線圖，以比應(yīng)力最小即熱應(yīng)力緩和率最大原則初步確定P=0.75。然后用MSC.Marc有限元軟件分析了不同P值，梯度層數(shù)，梯度層厚度對(duì)殘余熱應(yīng)力的影響。得出最佳優(yōu)化結(jié)果為P=0.8，層數(shù)為11，梯度層厚度控制在1.6～2.2mm之間。利用XRD、SEM、金相顯微鏡、顯微硬度計(jì)等檢測(cè)手段對(duì)Ti/Al2O3梯度功能材料的切面、斷面組成結(jié)構(gòu)，微區(qū)形貌，顯微硬度進(jìn)行分析研究。結(jié)果表明：材料的組織成分呈梯