辉石系矿渣微晶玻璃冲蚀磨损研究

采用熔融法以白云鄂博尾矿和粉煤灰为主要原料,制备了亚微米级辉石系矿渣微晶玻璃.采用XRD、SEM表征了其结构.以等量国产标准36#黑色SiC颗粒为磨粒,分别研究了该微晶玻璃在不同冲蚀角(30°～ 90°)、磨粒流量(0.22～3.9 g·s-1)、载荷(0.1 ～0.5 MPa)下的磨耗量变化规律.并通过冲蚀表面、剖面分析,单冲击实验和断裂分析研究了该微晶玻璃冲蚀磨损过程和机制.结果表明该微晶玻璃在相应冲蚀条件下,磨耗量随冲蚀角的增加逐渐增大;随磨粒流量的增加而减少;随着载荷的增加而线性增加.其冲蚀磨损去除方式以远大于晶粒的颗粒或残片脆性断裂为主导,部分冲蚀区域会产生冲蚀裂纹.断裂主要沿晶断裂或者穿过玻璃相断裂,也可能存在穿晶解理断裂.     

金属材料脆性断裂机理的实验研究

材料的脆性断裂有许多准则和模型,但对脆断机理和变化规律缺乏合理的描述,给工程应用带来不便。本文对典型脆性材料球墨铸铁、灰铸铁分别进行了拉扭双轴断裂实验和常规拉伸、扭转破坏实验;对韧性金属材料合金钢进行了单轴拉伸颈缩破坏实验。通过上述实验分析了脆性材料和韧性材料发生脆性断裂的机理特征并选择应力三维度作为应力状态参数描述危险点的应力状态,同时考察了脆性材料和韧性材料发生脆性断裂的主导因素。结果表明:韧性材料45#钢和14CrNiMoV合金钢在颈缩断面心部应力三维度值较大时发生脆性拉断,而在颈缩断面边缘处应力三维度值较小时发生剪断;脆性材料球墨铸铁在应力三维度值为0.0～0.33之间变化时均发生脆性断裂;灰铸铁在应力三维度值大于0.0时发生脆性拉断,而在应力三维度值小于0.0时发生剪断。因此可以认为,材料的细观组织结构和危险点应力状态是影响断裂机理及变化规律的主要因素。对于同种材料,随着应力三维度代数值从小向大变化材料的断裂机制由塑性剪切断裂逐渐转变为脆性断裂。本文通过对几种材料的脆性断裂危险点和断裂方向的研究给出了脆断宏观破坏条件。     

固体材料的变形—断裂转变

总结评述了固体材料表现出韧或脆性,也即变形和断裂及其相互转变的力学条件。收列大量事例以说明变形—断裂转变的各种表现形式及各种条件参数的影响。提出一种能概括各种变形和断裂行为的变形—断裂转变示图。总结表明,材料的断裂行为主要受尺寸参数D和性能参数(K_c/σs)~2控制,在不同的状态条件下,可表现为弹性变形、弹性断裂、弹塑性变形、弹塑性断裂、塑性流动或倒塌、全塑性断裂等多种力学行为。     

金属穿晶脆性断裂统计理论

讨论了金属穿晶脆性断裂统计理论.根据穿晶裂纹和晶界作用的界面能模型及断裂非平衡统计理论框架,推导出了裂纹扩展速率、断裂强度、断裂韧性、脆性—韧性转变温度及其统计分布函数随晶粒尺度和界面能变化的公式. 关键词：     

脆性断裂的微观机理和非平衡统计特性

Ⅰ.引言如何才能将断裂的微观机理与宏观特性结合起来,把断裂理论建立于微裂纹演化的微观动力学基础上,从而统一导出所有重要的宏观力学量并以某些更基本的物理量表示之?这是人们为实现材料的强度和韧性设计必需解决的一个重要理论课题。就脆性断裂来说,尽管现有几个主要代表性的理论如断裂力学理论、位错理论和统计理论都各取得一定成就,但就其理论框架来说,由于明显的局限性,却难以发展成可供指导设计的理论。因此,人们在探索微观与宏观相结合的断裂理论。最近的工作表明:从微裂纹演      

脆性断裂的概率统计方法

针对脆性材料的破坏问题，根据缺陷累计失效概率的概念，得到了脆性材料发 生破坏的概率公式，它是缺陷密度和缺陷累计失效概率的函数，同时缺陷累计失效概率又是 应力的函数；指出某些研究者所提出破坏概率公式是此概率公式的特例；分析了缺陷数密度 和缺陷累计失效概率对试件破坏的影响；利用所得到的破坏概率公式和概率统计的知识，给 出了碎片的尺寸和数目的分布公式.     

一个考虑形变能影响的脆断强度条件

针对常用强度理论解决复杂应力状态生断裂存在的问题，分析了由形状改变比能引起的塑性变形对脆断的影响，给出了一个新的脆断强度条件，并通过铸铁破坏试验作了验证。     

冻结状态下主动脉裂纹扩展及断裂模式的研究

采用动态力学分析仪(DMA)研究了温度、降温速率、低温保护剂对冻结状态下兔胸主动脉的裂纹扩展和断裂模式的影响.研究结果表明:随着温度的降低,主动脉轴向由典型的韧性断裂转变为典型的脆性断裂,并且其裂纹扩展也越困难;降温速率对冻结状态下主动脉的裂纹扩展和断裂模式影响不大;DMSO对主动脉的冻结过程有明显的"软化"作用,裂纹更容易扩展,而且呈现出典型的韧断;均以5℃/min降温到-50℃后,血管周向比轴向易于扩展,但其与轴向试样表现出截然相反的典型韧断,这充分说明冻结状态下主动脉仍然体现出各向异性的特点.     

铝箔力学性能的实验研究

铝箔已被广泛应用于电子工业,现又被用作锂电池正极集流体,因而对于铝箔的力学性能要求也在不断提高。通过表征和研究铝箔的力学性能(弹性模量、屈服强度、断裂强度等),能够为铝箔相关技术的可靠性研究提供必要的数据支持和理论指导,从而使铝箔得到合理和可靠的使用。本文运用微拉伸、纳米压痕和动态力学分析(DMA)实验,分别研究了不同厚度的H18态和O态铝箔的力学性能。结果表明两者的弹性模量均约为30GPa,仅为块材的一半;H18态铝箔材料的断裂强度要明显强于块材,而O态铝箔材料的断裂强度则明显小于块材;此外,H18态铝箔材料的屈服强度明显大于块材,O态铝箔材料的屈服强度与块材相仿。并且,随着厚度的增加,H18态铝箔材料的延伸率显著增大,但是仍远小于块材。通过扫描电子显微镜(SEM)对铝箔材料断裂形貌进行微观分析,发现铝箔的拉伸断裂方式为脆性断裂。     

聚乙烯管材的开裂动力学与机理

PE气体管材在室温低应力长期作用下发生开裂破坏的过程是由较长时间的裂纹慢速增长(SCG)阶段和较短时间的快速增长阶段(FCG)构成的.通过预测SCG阶段的持续时间可以预测PE材料的使用寿命,而SCG阶段可由PE的拉伸试验和三点弯曲试验进行模拟并用Dugdale理论处理.用弯曲试验来模拟预测PE开裂破坏时间的式子为■PE的这种开裂破坏是由连结分子的解缠滑脱作用造成的.在宏观上表现为脆性断裂.它受应力、温度、试样切口深度以及分子量与分子量分布、支化情况和结晶情况等因素的影响.改变这些因素能够使断裂机理发生改变,从而改变PE材料的使用寿命.