IMECH-IR  > 非线性力学国家重点实验室
高抗热震性能两相ZrB2-SiC超高温陶瓷的微结构设计
Alternative TitleMicrostructure Design of High Thermal Shock Resistance of Two-phase ZrB2-SiC Ultra-high Temperature Ceramic
汪迁
Thesis Advisor许向红 副研究员
2016
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral北京
Subtype硕士
Degree Discipline材料工程
AbstractZrB2-SiC两相陶瓷因具有高热导率、高电导率、优异的化学稳定性、抗高温腐蚀性能和良好的抗热震性能,成为研究最为广泛的超高温陶瓷之一。然而,当其用于高温结构构件时,在高温使役过程中遭受环境温度的骤变(热震)仍然会产生裂纹甚至失效,降低了其高温结构可靠性,制约了其高温应用。因此,进一步提高抗热震性能对于ZrB2-SiC陶瓷广泛应用于高温结构构件具有重要意义。本文通过有限元数值模拟,研究了不同SiC 颗粒尺寸和SiC相体积比对ZrB2-SiC两相陶瓷的临界热震温差和热震裂纹斑图的影响。 1、建立了不同SiC 颗粒尺寸和不同SiC相体积比的ZrB2-SiC两相陶瓷微观结构模型,统计表征了模型中颗粒的大小、分布均匀性和颗粒圆度误差。 2、基于陶瓷热震裂纹演化的统计细观损伤模型,针对SiC相体积比为20 %的两相ZrB2-SiC陶瓷,获得了不同SiC 颗粒尺寸下两相陶瓷的临界热震温差;通过对试样在300 ºC热震温度下的最大拉应力的比较,探讨了SiC 颗粒尺寸对材料临界热震温差的影响机制;统计表征了600 ºC热震温度下不同SiC 颗粒尺寸试样的热震斑图,分析了SiC 颗粒尺寸对热震裂纹扩展的影响,提出了具有高抗热震性能两相ZrB2-SiC陶瓷的最优颗粒尺寸。 3、基于陶瓷热震裂纹演化的统计细观损伤模型,针对SiC颗粒半径为125μm的两相ZrB2-SiC陶瓷,获得了不同SiC相体积比下两相陶瓷的临界热震温差,分析了SiC相体积比与临界热震温差变化的内在关联;统计表征了不同SiC相体积比试样在600 ºC热震温度下的裂纹斑图,分析了SiC相体积比对热震裂纹扩展的影响,提出了具有高抗热震性能两相ZrB2-SiC陶瓷的最佳SiC体积含量。
Call Number31336
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/59412
Collection非线性力学国家重点实验室
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GB/T 7714
汪迁. 高抗热震性能两相ZrB2-SiC超高温陶瓷的微结构设计[D]. 北京. 中国科学院大学,2016.
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