CePO_4/Ce-ZrO_2可加工陶瓷性能与断裂机制研究

以Ce ZrO2为基体,通过复合不同加入量的第二相CePO4颗粒,研究了陶瓷材料力学性能的变化,并借助加载能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对材料弯曲断口及压痕裂纹扩展方式进行分析。当CePO4加入量为25%时,虽然材料力学性能有一定下降,但已经能用WC刀具进行加工。材料的弯曲断口显示,CePO4在两相体系中的断裂呈层片状形式;加入CePO4后,由于两相之间弱结合界面的存在,压痕裂纹扩展形式发生明显变化,由连续扩展机制过渡为不连续扩展。由这两种机制形成的材料断裂过程是阶段性的,在实际中可以用作材料最终破坏前的预报。     

ZrO2/CePO4可加工陶瓷的性能与压痕裂纹形貌

研究了CePO4加入量对ZrO2/CePO4陶瓷材料的力学性能和压痕裂纹形貌的影响.结果表明, 在ZrO2组成中加入适量的CePO4可形成强弱界面相互分布的网络结构, 在弱界面处裂纹可发生偏转、分支、桥联等形式, 从而在保证该材料具有可加工性的同时仍可维持较高的力学性能.     

不同结晶状态的聚丙烯材料的声发射研究

用MISTRAS2001声发射监测系统对加入一定量成核剂（0－2.0%）的聚丙烯材料进行冲击过程声发射研究,研究记录了冲击过程的应力－时间曲线。结果表明,在成核剂加入量为0.4％时,冲击强度出现极大值,与之相对应,其声发射信号最为丰富,声发射振铃计数最高,裂纹扩展阶段的声发射信号占主导地位,随成核剂含量增大,材料冲击断裂过程中裂纹萌生阶段AE计数呈上升趋势,而裂纹扩展阶段的AE计数呈先上升后下降的趋势,同时裂纹萌生功和裂纹扩展功也呈现相同的变化趋势,与断面特征区特征参量的变化相对应。     

PC及PC/ABS共混物的疲劳裂纹扩展研究

研究了聚碳酸酯(PC)和PC/ABS高分子材料的疲劳裂纹扩展规律,利用改进柔度法测量其裂纹扩展速率,采用扫描电子显微镜(SEM)观察其断口形貌,分析疲劳裂纹扩展机理.在较大裂纹扩展速率(10-6～10-3mm/cycle)范围内,PC/ABS的疲劳裂纹扩展速率可以用Paris公式da/dN=9·5587×10-5(ΔK)2·88381来描述.高分子材料PC的疲劳裂纹扩展速率约为高分子材料PC/ABS的3倍.高分子材料PC/ABS疲劳裂纹面上的特征以韧窝为主,较低裂纹扩展速率对应较小的韧窝,较高裂纹扩展速率对应较大的韧窝.高分子材料PC疲劳裂纹面有明显的不连续裂纹扩展带,其裂纹面相对较平.     

Y2O3提高Al2O3-30％TiCN复合材料的抗热震性能

研究采用热压法制备含Y2O3的Al2O3-30％TiCN复合材料的热震性能。结果表明：材料的抗热震性是由材料的显微结构及增韧机制所决定。通过SEM观察及热震理论计算可知：Al2O3-30％TiCN复合材料断口起伏较大。由于稀土Y2O3的加入，生成少量的YAC相，抑制了Al2O3和TiCN晶粒长大，有助于提高含稀土Y2O3的Al2O3-30％TiCN复合材料断裂韧性。有效地阻止了热震裂纹的进一步扩展及合并，提高了复合材料的抗热震性。200～800℃淬火温度范围内添加Y2O3的Al2O3-30％TiCN复合材料的残留压痕强度明显高于未加Y2O3的复合材料，且抗热震阻力较大。含Y2O3的Al2O3-30％TiCN复合材料的裂纹萌生阻力R’比不含Y2O3的复合材料提高12％，而裂纹扩展阻力R‘‘‘‘则提高5％，这是由于Y2O3的加入生成少量的YAC相，抑制了Al2O3晶粒长大，复合材料的强度和韧性以及热震时裂纹萌生和扩展的阻力得到提高，从而提高了复合材料的抗热震性。     

P+Sr+Ce复合变质对高硅耐热铝合金组织与性能的影响

采用正交实验设计方法研究了Al-21Si-1.5Cu-1.5Ni-2.5Fe-0.5Mg合金P Sr Ce复合变质。正交实验表明变质剂的最佳加入量(质量分数)为:2%(CaH2PO4 2CaSO4) 0.2%Sr 0.2?,可一次细化初晶硅与共晶硅,并改善富铁相形态。X射线衍射分析与能谱分析表明,未变质合金中的针状富铁相为Al9FeSi3,复合变质使粗大针状富铁相消失,生成鱼骨状富铈富铁相Al8CeFe4。在最佳变质条件下,室温抗拉强度与300℃瞬时抗拉强度均比未变质合金提高约30%,扫描电镜观察发现拉伸断口由脆性的沿晶断裂变为混合断口,断口中有大量韧窝存在。     

冶炼时添加ErCl3对AZ91镁合金组织与性能的影响

研究了冶炼AZ91镁合金时添加不同量的ErCl3对镁合金的拉伸性能、组织和断口形貌的影响。结果表明:添加ErCl3具有阻燃、净化作用,还可以提高合金的抗拉强度σb和延伸率δ。当添加ErCl3质量分数为1.8%时,σb和δ分别从156MPa和1.8%上升到最大值220MPa和4.1%,分别提高了41%和128%。随着ErCl3加入量的进一步提高,开始形成Al7ErMn5稀土相和稀土氧化物夹杂,合金的力学性能反而下降。添加ErCl3增加了二次裂纹的数量,但是不改变镁合金的断裂机制,断口形貌仍为准解理断裂。     

中间层组成对坯体连接CePO4-ZrO2陶瓷强度和界面结构的影响

用含CePO4和ZrO2的中间层将25％CeP04／ZrO2和ZrO2陶瓷坯体在无压条件下连接起来后，经1450℃保温2h烧结成一整体，分析了CePO4／(ZrO2 CePO4)比例对连接结合强度的影响，并发现在实现条件下，连接面处的颗粒基体小，显微结构比基体更均匀、致密，没有明显的裂纹、气孔和其他缺陷。     

Al2O3掺杂对CeO2基固体电解质性能的影响

利用四探针电阻测量法、 SEM等手段研究了CeO2基固体电解质材料中掺杂Al2O3后的性能变化. 实验发现, 加入的Al2O3分布在晶界处, 将会导致裂纹偏转, 可以显著增加CeO2基材料的强度, 最大弯曲强度对应的Al2O3添加剂量为3 mol%. 另外, 掺杂Al2O3后由于热膨胀系数的差异, 在CeO2中引入压缩性应力, 可以抑制裂纹的进一步扩展. 加入Al2O3还具有显著的促进烧结作用, 但使电导率降低.     

微孔对HDPE缺口冲击强度及断面形貌特征的影响研究

在-196℃～+23℃的温度范围内,系统测试了微孔发泡和未发泡高密聚乙烯(HDPE)的Izod缺口冲击强度,进行了动态粘弹谱(DMA)和冲击断口系统观察分析.根据实验结果,研究了外加冲击力场作用下微发泡高密度聚乙烯变形断裂过程和机理,揭示了微孔的存在导致一定实验温度下的材料变形断裂机制发生了变化,微孔的引入一方面减小了试样(材料)的有效承载面积,另一方面导致HDPE试样芯部基体材料的应力状态改变为平面应力状态,易于在冲击载荷下产生塑性变形或在低温脆断条件下裂纹尖端钝化阻止裂纹扩展,其综合作用的结果导致微孔发泡和未发泡HDPE的Izod缺口冲击强度随实验温度的变化规律存在差异,且实验温度高于-35℃时,微孔发泡HDPE的缺口冲击强度低于未发泡的,实验温度低于-35℃后,微孔发泡HDPE的缺口冲击强度高于未发泡的.     

CeO2添加剂对等离子ZrO2涂层抗热震性的影响

在ZrO2陶瓷涂层中加入适量的CeO2，使陶瓷涂层的抗热震性能得到提高，这主要是由于CeO2的加入，涂层的微小孔隙增加、涂层产生细微的网状裂纹，增加了微裂纹密度，从而降低了徐层的弹性模量，释放了涂层中的应力，提高了涂层的裂纹失稳扩展时的临界温差ΔTc，并可阻止裂纹沿单方向的快速扩展，使涂层的抗热震起裂性能和抗热震失效能力得到提高。其中，CeO2加入量为9％效果最佳，过量加入CeO2，会过早地促进裂纹的扩展、断裂，不利于提高涂层的抗热震性能。     

微量稀土对奥氏体耐热钢高温力学性能的影响

研究了微量稀土对Cr21Ni11N奥氏体耐热不锈钢高温热塑性及高温持久性能的影响.结果表明:在750～1250℃范围内,稀土显著提高耐热钢的热塑性,消除800℃的塑性低凹区,扩宽安全热加工温度范围近75℃.稀土显著延长耐热钢的高温持久寿命约3～5倍,并提高持久断裂塑性.钢中添加稀土后,其蠕变断裂机制由楔形裂纹为主的机制逐渐转变为空洞裂纹为主的机制,高温持久断口附近的楔形裂纹明显减少,且断口呈典型的韧窝状塑性断口特征.     

稀土对高镍铬合金铸铁热疲劳性能的影响

研究了高镍铬合金铸铁热轧辊用材料的裂纹形成和在热循环４０和７０周次后裂纹的扩展过程。结果表明：稀土元素的加入，能明显提高高镍铬合金铸铁热轧辊用材料的抗疲劳性能，使裂纹出现时冷热循环次数提高４２％－１６３％，同时给出稀土加入量以０．０５ｗｔ％－０．１５ｗｔ％为宜。     

sPS/PET/SsPS-H共混体系的研究

以自制间规聚苯乙烯(sPS)功能化合成的磺化间规聚苯乙烯（SsPS-H)作相容剂,研究其对sPS/PET共混物微相结构与性能的影响,发现SsPS-H能够有效地改善二者的相容性,当sPS/PET/SsPS-H为85／15／2（重量比）时,冲击强度达到11．4kJ/m^2,为纯sPS的3倍,此时材料的弯曲强度为39．1MPa,下降约8％;DMA结果表明,随SsPS-H用量的增加,共混物的Tg逐渐提高;DSC分析结果表明,共混体系中sPS的熔点不受SsPS-H含量的影响,而PET的熔点在加入6份SpPS-H时明显降低。sPS在达到最大结晶速率的温度均随SsPS-H用量的增加先提而后下降。SEM观察到加入SsPS-H后,PET分散相的尺寸减小,且均匀程度增加,共混物室温下冲击断裂显著地由脆性转变为韧性,当加入6份SsPS-H后,冲击断裂又出现脆性。     

聚丙烯酸铅/环氧树脂辐射防护材料的制备及性能研究

采用γ辐射接枝聚合法制备了纳米聚丙烯酸铅/环氧树脂辐射防护材料,利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射谱仪(XRD)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了分析,利用材料万能试验机测量了拉伸性能和三点弯曲性能,利用多道γ谱仪测量了屏蔽性能.结果表明,复合材料为两相聚合物共混体系,其分散形态呈明显的海-岛结构.聚丙烯酸铅微球粒径约为5nm,具有一定的结晶,微球表面连接环氧树脂分子形成三维网状结构.复合材料特殊结构使其韧性和强度较纯环氧树脂有明显的提高,其断口呈现一定的韧性断裂的特征,对γ射线的质量吸收系数高于铅的质量吸收系数,是一种屏蔽性能十分突出的轻质材料.     

CeO_2添加剂对等离子ZrO_2涂层抗热震性的影响

在ZrO2陶瓷涂层中加入适量的CeO2,使陶瓷涂层的抗热震性能得到提高,这主要是由于CeO2的加入,涂层的微小孔隙增加、涂层产生细微的网状裂纹,增加了微裂纹密度,从而降低了涂层的弹性模量,释放了涂层中的应力,提高了涂层的裂纹失稳扩展时的临界温差ΔTc,并可阻止裂纹沿单方向的快速扩展,使涂层的抗热震起裂性能和抗热震失效能力得到提高。其中,CeO2加入量为9%效果最佳,过量加入CeO2,会过早地促进裂纹的扩展、断裂,不利于提高涂层的抗热震性能。     

磷酸铈共沉淀分离富集硫酸钴中痕量铅及铅的原子吸收光谱测定

提出了用磷酸铈(CePO4)作为共沉淀捕集剂分离富集CoSO4溶液中的痕量Pb2+,用火焰原子吸收光谱(FAAS)测定的方法。共沉淀效率受pH、Ce(NO3)3和H3PO4溶液用量的影响。结果显示,在溶液pH3.0～4.0时,CePO4能够定量共沉淀CoSO4溶液中的Pb2+,对于20mL的样品溶液,方法的检出限为5.59×10-2mg/L,铅的标准加入回收率为98.32%,排除了基体干扰,取得了较为满意的结果。     

含铈压铸AZ91D镁合金高周疲劳行为

研究了不同Ce添加量对压铸AZ91D合金高周疲劳性能的影响。在应力比R=0.1条件下对不同Ce含量的镁合金进行高周疲劳试验,利用升降法计算合金的疲劳强度。结果表明:随着Ce的添加,AZ91D合金的组织细化,合金中孔隙的数量降低,分布趋于均匀;在循环基数Nf=1×107条件下,合金的室温疲劳强度从96.7 MPa分别提高到106.3 MPa(1%Ce)和105.5 MPa(2%Ce);疲劳裂纹萌生于合金内部的孔隙和夹杂位置,并沿着晶粒边界扩展;合金中添加Ce后,疲劳裂纹扩展区出现疲劳条纹,疲劳断口呈现出准解理和韧窝断裂的混合特征。     

环氧树脂/液晶聚合物体系的形态、力学性能和热稳定性

合成了一种端基含有活性基团的热致性液晶聚合物 (LCPU) ,用其改性环氧树脂CYD 12 8 4 ,4′ 二氨基二苯砜 (DDS)固化体系 ,对改性体系的冲击性能、拉伸性能、弯曲性能、弹性模量、断裂伸长率、玻璃化转变温度Tg、热失重温度TG与LCPU含量的关系进行了探讨 ,对不同种类液晶化合物改性CYD 12 8 DDS体系效果进行了比较 ,用扫描电镜 (SEM)研究了材料断面的形态结构 .结果表明 ,LCPU的加入可以使固化物的力学性能和热稳定性提高 ,改性后材料断裂面的形态逐渐呈现韧性断裂特征     

SiO_2纳米粒子对PMMA/PS共混物共连续相结构退火粗化过程的影响

考察了亲水性纳米SiO2粒子的加入对聚甲基丙烯酸甲酯/聚苯乙烯(PMMA/PS)共混体系的共连续相结构在静态高温退火时形态稳定性的影响,发现静态高温退火条件下,填充体系共连续组成范围变窄幅度较小、特征结构尺寸的粗化速率减慢.流变测试表明纳米SiO2粒子加入之后PMMA/PS共混体系的黏弹性显著提高,从而能减缓破坏构成共连续相结构的纤维断裂或回缩等松弛过程的速率,有效地抑制PMMA/PS共混体系的共连续相结构粗化进程,提高相结构的稳定性.根据现有的两种粗化理论的定性分析表明,在高填充量的共混体系中,加入纳米SiO2粒子导致共混体系的黏弹性的显著改变是影响PMMA/PS共混体系在静态高温退火时共连续相结构粗化速率的主要因素,相对而言界面张力的变化对共连续相结构在静态高温退火时的粗化速率影响则应该较小.