关键词： 复合型Al2O3/Ni纳米金属陶瓷   显微结构   力学性能   非均相沉淀法   氧化铝   镍  

摘要： 采用非均相沉淀法和热压工艺制备了Al2O3/Ni纳米金属陶瓷.在1450℃热压γ-Al2O3/Ni复合粉体得到相对密度>98％的金属陶瓷.结果表明,Ni颗粒均匀分布在基体中,其中<100nm的Ni颗粒位于Al2O3晶内,100-300nm的分布在晶界,形成了晶内/晶界复合型纳米金属陶瓷.同单相Al2O3相比,Al2O3/Ni金属陶瓷的三点抗弯强度和断裂韧性分别增加了26％和79％.分析了纳米金属陶瓷的增强增韧机制.

关键词： micro material   aluminum foils   dynamic loading   impact   low velocity  

摘要： If many works consist in describing the static behavior of micro materials, not one concerns impact loading. Therefore, the proposed work aims to analyze the dynamic behavior of micro material items under low velocity impact loading, with an application for aluminum foils as micro structural material. The purpose of this experimental study is also to establish the feasibility and the performance of an impact testing machine for micro materials. In comparison of quasi-static reference curves, the structural responses of dynamically loading micro plates underline the specificity and so the necessity of impact tests. The material strength repartition exhibiting a few scattering data allows to validate the drop-weight setup, confirms the differences statistically and authorizes some future investigation.

关键词： Cu基复合材料   纳米TiB2   原位反应   微结构   摩擦磨损   电接触  

摘要： 本文以高强度、高导电和高耐磨性金属基复合材料为应用背景，对Cu-纳米TiB原位复合材料的制备工艺、组织结构及性能进行了研究。论文主要探讨了不同的材料制备工艺和TiB含量对Cu-纳米TiB原位复合材料微观结构和性能、特别是摩擦学性能的影响规律，以寻求最佳的材料制备工艺，满足Cu基复合材料高强度、高导电性以及优良摩擦磨损性能的要求。 从热力学的角度出发，探讨了TiB陶瓷相颗粒在Cu基体中原位生成的热力学条件。采用液相／液相原位反应法和固相／固相原位反应法，通过控制工艺流程和实验参数，制备出了Cu-纳米TiB原位复合材料。 采用金相光学显微镜、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和能谱仪(EDS)等对液相／液相和固相／固相原位反应法制备的Cu-纳米TiB原位复合材料的微结构进行了系统的观察，对原位生成的TiB纳米陶瓷相颗粒的形貌特征、形成机理做了较为详细的分析，并对冷加工变形的Cu基复合材料中TiB的分布情况进行了分析。结果表明，通过液相／液相和固相／固相原位反应法生成的TiB颗粒大小为10～20nm，在基体中均匀弥散分布，并且和基体之间的界面清洁，无界面生成物出现;形变加工工艺使TiB颗粒在Cu基体中呈方向性排布。 在Cu-纳米TiB原位复合材料微结构分析的基础上，研究了不同原位加工方法制备的Cu基复合材料的机械性能和电学性能，探讨了TiB含量及热处理工艺对Cu基复合材料的机械性能和电学性能的影响规律和作用机理。在实验范围内，Cu基复合材料的硬度随TiB含量的增加而逐渐增大;Cu基复合材料的强度随TiB含量的增加而不断增大，存在峰值强度。Cu-纳米TiB原位复合材料的电导率随TiB含量的增加而逐渐减小。 利用MMW-1型销—盘式磨损试验机研究了Cu-纳米TiB原位复合材料的干滑动摩擦磨损行为。探讨了施加载荷和滑动速度的改变对Cu基复合材料摩擦系数和磨损率的影响，并用扫描电子显微镜(SEM)对其磨损表面形貌进行了观察分析。研究表明，Cu-纳米TiB原位复合材料的摩擦系数和磨损率随TiB含量增加而减小。 浙江大学硕士学位论文 摘要 载荷和滑动速度影响Cu一纳米TIB:原位复合材料的摩擦系数和磨损率，其磨损机制 主要为粘着磨损和磨粒磨损。 在电接触滑动磨损试验机上进行了Cu一纳米TIB:原位复合材料的电接触滑动磨 损实验。探讨了电流条件对Cu基复合材料滑动磨损性能的影响规律，并对其在电 流作用下的磨损行为和机理进行了分析。结果表明，液相/液相法制备的Cu一纳米TIBZ 原位复合材料的磨损率随电流的增加而增大:在相同电流条件下，Cu基复合材料的 磨损率和基体中TIBZ含量近似成线性递减关系，TIB:的存在改善了Cu基复合材料 的电接触滑动磨损性能;其磨损机制主要有粘着磨损、磨粒磨损和电侵蚀磨损。 综上所述，采用原位反应法生成的纳米TIBZ陶瓷相颗粒使Cu基复合材料的机 械性能获得很大的提高。同时，纳米TIBZ颗粒存在有效改善了Cu基复合材料的摩 擦学性能。

关键词： 力学特性   我校   复合材料   微结构   土壤结构   工程材料   研讨会  

关键词： C/SiC,复合材料,液相渗透连接,在线  

摘要： C／SiC复合材料具有优异的力学与热物理化学性能，在航空、航天、兵器、核能等领域具有广泛的应用前景。但复合材料由于其编织工艺的限制，直接制造复杂精密构件比较困难，因而在复合材料应用过程中需解决材料的连接问题。研究C／SiC复合材料的连接问题对C／SiC复合材料的设计与应用具有重要意义。 本文采用在线液相渗透连接方法，以Ni基合金作为连接剂，在不同连接条件下对不同编织结构的C／SiC复合材料进行连接，并结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及三点弯曲强度测试研究了C／SiC复合材料连接的显微结构与性能。主要研究内容与结果如下： 1．利用化学气相沉积制备的纤维增韧陶瓷基复合材料具有一定的孔隙率，而且这些孔隙率在材料的制备过程随沉积时间增加而减少这一特点，发展一种特别适合于纤维增韧陶瓷基复合材料的在线液相渗透连接方法。它在复合材料制备过程中控制孔隙率，连接完成后再继续材料的致密化，尽量减小了连接过程对材料的损伤。这种方法通过改善连接剂与复合材料的润湿性，使连接剂渗入复合材料孔隙中，大幅度增大了连接剂与复合材料的接触面，提高了连接性能。 2．在1300℃、不同保温时间条件下对二维C／SiC复合材料进行连接，并进行强度测试及显微结构观察，分析连接机理，得到最佳保温时间。 3．在保温时间为45min、不同连接温度条件下对三维C／SiC复合材料进行连接，并进行强度测试及显微结构观察，分析连接机理，得到最佳连接温度。 4．研究了60小时SiC气相沉积过程对C／SiC复合材料连接性能的影响，结果表明气相沉积过程对不同条件下所得连接影响不同。 5．对经气相沉积的C／SiC复合材料连接在高温空气中的氧化行为进行研究，结果发现气相沉积后复合材料连接有较好的抗氧化性能，在1000℃氧化后，试样强度与气相沉积前的原始强度相接近。

关键词： 超硬薄膜   TiN/CNx   非平衡磁控溅射   显微组织   断口形貌   显微硬度   附着力  

摘要： 工业的发展对材料性能提出了越来越高的要求，利用超硬膜进行材料表面防护是改进材料性能的一个重要途径。在不改变材料整体性能的前提下通过在材料表面沉积一层高硬度的膜，不仅经济而且能够大大提高材料的使用寿命。金刚石是自然界存在的最硬物质，人们通常用它来定义硬度的单位，但是天然金刚石数量有限，而人工合成的金刚石又太昂贵，而且在高温下较差的热稳定性和化学稳定性严重限制了它的应用。探索新的超硬材料是必然的。1989年，美国科学家Cohen教授根据在研究一系列材料的弹性模量时提出的一个半经验公式，推断碳氮化合物可能具有超过金刚石的硬度。这种共价化合物的晶体结构类似于氮硅间共价化合物p-SiN，因此被称为β-CN。 武汉大学范湘军课题组采用阴极封闭型非平衡磁场直流反应磁控溅射法沉积TiN/CN超硬纳米多层复合薄膜，这也是获得晶态CN的一种重要方法，因为CN受到易于结晶的TiN的强迫晶化。而且他们还尝试在高速钢上沉积这种复合膜作为超硬涂层改善刀具的性能，为将氮化碳推向实际应用迈出了重要的一步，领先于国内同行。对于TiN/CN超硬涂层，以前的工作主要围绕是否合成了晶态CN结构，而对整个复合涂层的微观结构及其性能研究很少。 本课题主要是对上述TiN/CN超硬纳米涂层的成分、显微组织、断口形貌、显微结构，进行了观察和分析，探讨了涂层的生长机理，以及各种工艺参数对涂层性能的影响，为制备性能优异的涂层提供了理论依据和具体的参考措施。 全文共分九章。第一章到第三章由总到分的逐步简要介绍了超硬薄膜，CN超硬薄膜，直到TiN/CN超硬纳米多层膜，重点叙述了各种超硬薄膜的制备，研究现状和应用。第四章介绍了本选题的目的和意义以及本文所做的主要工作。第五章介绍了实验材料和样品制备等。第六章至第八章利用扫描电子显微镜(SEM)，X射线衍射仪(XRD)，X射线能量分散谱仪(EDS)对涂层的显微组织，显微结构，成分进行了观察和分析，较为系统地分析了不同工艺参数下制备的涂层的微观特征，提出了基底温度和负偏压影响涂层 武汉理工大学硕士学位论文 的生长和性能：基底温度和负偏压比较高时，涂层发生赝形生长，形成了 TiZNCNx纳米多层膜，每一层都在纳米范围，涂层薄而致密，硬度由于纳米 多层膜的超硬效应而非常高，附着力却由于大的压应力而偏低;而基底温度， 负偏压较低时，涂层的生长方式纳米微晶一无定形(Ti。N微晶一CNx无定形卜 涂层厚缺陷多，硬度不太高，附着力很好。还得出了该制备方法中氮气流量 不足，Ti、N形成了TiZN，而不是TIN。对基体预轰击一定时间再沉积簿膜 可以提高附着力。 第九章综合分析了有关超硬纳米多层膜中外文献上的实验数据后，提出 了获得最大硬度时的调制周期几数学表达式：人＝了，d是平均面间距： f为失配度。 第十章是全文总结。论文最后列出了参考文献以及在读期间发表的论文 等。

关键词： 热塑复合材料   微编纱   三维机织   固化模型   制作工艺   微结构性能  

摘要： 热塑复合材料是以各种热塑树脂为基体，以玻璃纤维、碳纤维等各种增强纤维为增强材料的复合材料的总称。热塑性材料有许多优于热固性材料的优点：较好的韧性、耐破坏性;使用寿命长、制成率高、可循环利用及生产周期短等。与热固性复合材料相比，先进的热塑性复合材料的最重要、最具潜力的优点是生产过程的自动化，能低成本地生产。将来热塑基体复合材料被广泛地、扩大化地应用是在预料之中的，特别是混纤热塑性复合材料在近几年已经得到了较快的发展和广泛的应用。虽然人们已经认识到长纤维增强热塑复合材料的优点和在制作结构件方面的潜力，但是，具有低成本效益的、实用的生产工艺的开发和研究只有十年多的历史。目前应用较成熟的加工工艺主要有拉挤成型、缠绕成型、二维织物或单向带的叠层模压成型等。 三维机织物作为纺织结构复合材料的预制件，具有良好的整体性，是理想的结构复合材料。其抗层间剪切强度、抗冲击性、损伤容限、断裂韧性、可靠性等综合力学性能皆优于传统的层合复合材料。三维结构的纺织预型件加工技术的研究已有20年的历史，虽然取得了重要进展，但是三维织造的运动配合复杂、纱线之间的交织摩擦大，特别是玻璃纤维、碳纤维等高性能纤维的脆性较大，在加工过程中，极易被损伤。而且由于开口不清，为织造加工带来了极大的困难，大大限制了织造效率的发挥。 本课题设计了一种高效低成本三维机织热塑复合材料的制作工艺，以微编纱做为中介媒体，使其同时满足热塑树脂的快速均匀浸润、苛刻的三维立体织造条件的要求，为三维织造和热塑复合材料地制作开辟一条新的途径。建立了纤维-树脂受力模型，在此基础上建立了树脂径向有限渗透模型、树脂轴向渗透模型。由两相流体动力学理论建立树脂-气体在纤维介质中的渗流模型。这些模型能对已有的实验结果做出很好的解释，并为本课题的实验所证实。通过试验和理论分析，建立了连续纤维增强的三维机织热塑复合材料工艺条件-微观结构-力学性能之间 摘要 的关系，为确定合理的加工工艺和提高复合质量提供了理论依据。 微编纱的包缠纤维对芯纱的包缠紧密、牢固，纱线表面毛羽少，在无上浆条 件下有良好的织造性能。增强纤维(芯纱)的直径越小，复合质量越好，但当芯 纱的直径较小时，纺纱效率低。三维织物结构的几何模型表明:影响接结经取向 角的因素主要包括纬纱压扁系数、接结经的接结方式、接结经短径以及纬密。几 何模型计算织物的纤维体积密度与实测密度相符。 复合工艺参数主要包括温度、压力和时间。提高浸渍温度可以降低树脂的粘 度，提高树脂的渗透性能。PP树脂的温度在160一200℃范围内，温度对粘度的影 响较大，超过200℃后，粘度变化较小。实验表明:温度大于180℃时，树脂易外 溢，而且表层树脂颜色变暗，树脂被氧化分解。压力的大小影响纤维束之间的紧 密结合、树脂在纤维束中的渗透、树脂在材料中的溢出，要根据织物的结构，树 脂的温度等因素确定。最大压力以能够达到试样完全渗透时的厚度为限。由于树 脂受力的衰减和纤维束孔隙率的减小，树脂在纤维束中的渗透是一个有限过程， 延长浸渍时间不能保证树脂在纤维束中的完全渗透。因此，纱线中增强纤维的直 径大小是决定树脂能否完全渗透的最重要的因素，减小微编纱中增强纤维的直径 是保证良好的复合质量的最关键措施。 模压成型使试样的厚度减小，经纱由原来的平面曲线变为扭曲的空间曲线， 扭曲程度和形状与接结经的取向角、试样压缩的程度、接结经的密度有关。复合 固化后，纬纱仍然保持直线状态，但纬纱的压扁系数增加。接结经的截面接近圆 形，其压扁程度小于纬纱。 接结经的形态对材料的力学性能有重要的影响，结接经弯曲变形大，材料的 拉伸模量和弯曲模量小，伸长大，材料表现出较好的柔性。经预拉伸后的试样， 接结经的取向角小，弯曲变形小，材料表现出低伸、高强、高模量的特点。实验 表明:经10%的预拉伸后，材料的断裂伸长减小65肠，断裂强度提高92%，模量 提高3.6倍。弯曲强度提高28%，弯曲刚度提高5倍。复合质量对材料的拉伸强度、 拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量有明显的影响。

关键词： 表面修饰   微结构   α-Fe   α-SiC   碳纳米管  

摘要： 由于具有独特的物理和化学特性，低维纳米材料目前在化工、冶金、环保、机械、电子、生物、医学、航天、军事、磁性材料、光学材料等领域有着广泛地应用，而且随着纳米材料和纳米技术的不断发展，其未来的应用前景更是无法估量。但是，一方面低维纳米材料由于表面活性较高，极易发生团聚;另一方面由于有些低维纳米材料在制备手段上还存在着不足，导致合成制备出的低维纳米材料存在许多缺陷，这些都不可避免地影响到低维纳米材料的某些性能，从而限制了低维纳米材料在实际中的应用范围。本文通过对低维纳米材料的表面修饰和微结构的研究，表明表面修饰后的低维纳米材料，不仅分散性可以得到了提高，而且表面性能也得到了改善，从而拓展了低维纳米材料的应用范围。 本文采用化学方法对α-Fe、α-SiC纳米粒子以及碳纳米管等低维纳米材料进行了表面修饰和微结构表征。其中，采用气液化学反应法在合成了α-Fe纳米粒子的同时，还对其进行了表面修饰。文中研究了合成反应参数对α-Fe纳米粒子的粒度、分散性、表面包覆层的厚度以及抗氧化性的影响，确定了合成与表面修饰α-Fe纳米粒子的工艺条件。微观结构的表征显示合成的α-Fe纳米粒子大部分具有新的形状—五角形或六角形，表面包覆层的厚度大约在4纳米，约为α-Fe纳米粒子粒径的1／4，其分散性明显得到了提高。磁性能检测表明合成的α-Fe具有铁磁性。 本文还采用了化学方法首次研究了纳米级α-SiC粒子的表面修饰问题。实验结果表明，α-SiC纳米粒子的前处理是其表面修饰的关键影响因素，通过前处理金属镍沉积在了α-SiC纳米粒子的表面 哈尔滨工程大学硕士学位论文 上，这也为其它非金属纳米粒子的表面修饰提供了新的工艺途径。 透射电镜、能量散射分析以及原子像显示金属镍沉积在a一SIC纳米 粒子的表面上，且它们结合得很紧密。 对碳纳米管的表面修饰也是采用化学方法，即化学镀的方法。 文中对碳纳米管的纯化以及表面修饰的前处理过程进行了深入的研 究，优化了批量表面修饰碳纳米管的实验条件。扫描电镜结果表明 金属镍、钻沉积在碳纳米管表面上。 另外，本文还对这些低维纳米材料的表面修饰的机理进行了初 步地研究。

关键词： 圆管内   滑移流动   微型电子机械系统   气体分子   内管道   平均自由程   物理问题   蠕动   气流流动   宏观速度   管壁   动量转换   壁面   雷诺数   可变形   管道面   应用   行为   生物   人员  

摘要： 从1875年至今,人们一直研究流动于内管道中并以Knudsen数(Kn=mfp/L,mfp是气体的平均自由程,L是管道面的特徵长度)为主控参数的稀薄气体的物理问题.如果边界或管壁上的气体分子(碰撞或反弹中)之动量转换不完全,则宏观速度在管壁上不为零,亦即有滑移.最近由於生物微型电子机械系统(Bio-MEMS)的普遍应用,研究人员开始探索在平滑可变形壁面(平板)管道内的有滑移流动并且发现了由於壁面有波状蠕动所导致的有趣物理行为:如临界回流受气流流动的雷诺数、蠕动(波)的波数、稀薄气体的Knudsen数所控制.

关键词： 纳米碳   碳/酚醛复合材料   树脂碳微结构  

摘要： 采用透射电子显微镜研究碳 /酚醛烧蚀碳层中含纳米碳微粒的酚醛树脂碳微结构 ,结果表明 :在碳分布均匀状态的树脂碳中 ,纳米碳微粒约 5 0nm ,为圆球形 ,碳粒周围的树脂碳结构均匀 ,属于具有一定石墨化程度的网络结构 ;碳微粒呈聚集态 ,或微粒尺寸较大时 ,树脂碳的微结构比较复杂