W/Cu梯度功能材料板稳态热应力分析 被引量：11

1

作者 陶光勇 郑子樵 刘孙和 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期694-700,共7页

采用解析法研究了W/Cu梯度功能材料板的残余热应力和在稳态梯度温度场下的工作热应力的大小和分布状况。结果表明:随着成分分布指数的增加,残余热应力与工作热应力的最大值先减小后增大,当成分分布指数(P)取1时,达到最小值;随着梯度层... 采用解析法研究了W/Cu梯度功能材料板的残余热应力和在稳态梯度温度场下的工作热应力的大小和分布状况。结果表明:随着成分分布指数的增加,残余热应力与工作热应力的最大值先减小后增大,当成分分布指数(P)取1时,达到最小值;随着梯度层数的增加,热工作热应力的最大值逐渐减小,但当梯度层数达到6时,随着梯度层数的增加,缓和效果并不明显;当梯度层厚度增加到5 mm时,工作热应力的最大值约为非梯度材料工作热应力最大值的50%。 展开更多

关键词 w/cu梯度功能材料 温度场 热应力

在线阅读 下载PDF 职称材料

Cu/AlN/Cu功能梯度电极材料的制备及其应用

2

作者 孙静 罗洁 +1 位作者 吕薪羽 张宗仁 《中国陶瓷》 北大核心 2025年第8期31-37,共7页

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了Cu/AlN/Cu功能梯度电极材料,并成功实现了与CoSb_(3)热电材料的高效连接。通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS),在Cu/AlN/Cu与CoSb_(3)的界面处检测到Cu_(3)Sb、Cu_(3.3)Sb、(Ag,In)、Cu、CuIn及Cu2In... 采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了Cu/AlN/Cu功能梯度电极材料,并成功实现了与CoSb_(3)热电材料的高效连接。通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS),在Cu/AlN/Cu与CoSb_(3)的界面处检测到Cu_(3)Sb、Cu_(3.3)Sb、(Ag,In)、Cu、CuIn及Cu2In等多种物相,这些相的分布与局部元素分布高度吻合。研究表明,焊接温度显著影响过渡层的结构和均匀性,较低的焊接温度(500℃)有利于形成均匀稳定的过渡层,减少孔洞生成,提升界面连接质量。此外,Cu、Ag、In、Ti等元素在界面区域展现出复杂的扩散行为,尤其是Ti元素的偏析,显著增强了界面的润湿性和结合强度。然而,不对称的扩散速率引发了Kirkendall效应,进一步影响了过渡层的微观结构。X射线衍射(XRD)结果显示,SPS连接后界面处相结构连续,缺乏明显的界面分界线。 展开更多

关键词 放电等离子烧结 功能梯度材料 cu/AlN/cu CoSb_(3) 界面连接

在线阅读 下载PDF 职称材料

WCu梯度功能材料的高热负荷性能研究 被引量：5

3

作者 刘翔 谌继明 +3 位作者 许增裕 邓颖 葛昌纯 李江涛 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期203-208,共6页

用等离子体喷涂和热压方法制作了W Cu梯度功能材料(FGM)样品,用大功率ND∶YAG激光对其进行了高热负载模拟实验。结果表明,在100～400MW·m-2的瞬时(脉冲宽度为4ms)热负载下,经过200～700次热循环,未发现有W Cu复合体开裂。在123MW&#... 用等离子体喷涂和热压方法制作了W Cu梯度功能材料(FGM)样品,用大功率ND∶YAG激光对其进行了高热负载模拟实验。结果表明,在100～400MW·m-2的瞬时(脉冲宽度为4ms)热负载下,经过200～700次热循环,未发现有W Cu复合体开裂。在123MW·m-2的功率密度下作用700次,发现钨表面有再结晶现象及严重的晶界腐蚀和裂纹,再结晶的平均晶粒尺寸约为5～10μm,垂直于表面呈柱状结构,再结晶层厚度约20～30μm。由于激光的淬冷效应,晶粒生长的趋势并不明显。在398MW·m-2功率密度下出现了明显的腐蚀坑,坑内呈疏松的蜂窝结构,坑的边缘出现了明显沉积区,能谱分析表明沉积区集聚了大量的金属杂质。等离子体喷涂试样比热压试样更易产生晶界的断裂的裂纹。在相同的热负荷条件下,W CuFGM的重量损失低于石墨材料的重量损失。 展开更多

关键词 w/cu梯度功能材料 高热负荷 再结晶 材料试验 聚变堆

在线阅读 下载PDF 职称材料

梯度界面对Cu/WC_(P)功能梯度材料力学性能影响 被引量：3

4

作者 俞海 刘云鹏 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1178-1184,共7页

为了研究梯度界面或层状梯度对Cu/WC_(P)功能梯度材料力学性能的影响,采用粉末冶金法制备了WC体积含量分别为3%、6%、9%、12%、15%的Cu/WC_(P)复合材料,利用数字图像相关方法结合拉伸实验研究了WC体积含量对Cu/WC_(P)复合材料拉伸性能... 为了研究梯度界面或层状梯度对Cu/WC_(P)功能梯度材料力学性能的影响,采用粉末冶金法制备了WC体积含量分别为3%、6%、9%、12%、15%的Cu/WC_(P)复合材料,利用数字图像相关方法结合拉伸实验研究了WC体积含量对Cu/WC_(P)复合材料拉伸性能的影响,并通过有限元方法模拟了5层Cu/WC_(P)功能梯度材料在沿层向方向拉伸作用下的变形特性及力学行为。拉伸实验结果表明:WC颗粒的掺入明显提高了Cu/WC_(P)复合材料的刚度和强度,但随WC颗粒含量的增加,Cu/WC_(P)复合材料的塑性变形能力明显下降,当应力为214 MPa时,3%WC体积分数Cu/WC_(P)复合材料的应变是15%体积分数Cu/WC_(P)复合材料的25.45倍。有限元分析结果表明:沿层向方向拉伸作用下,5层Cu/WC_(P)功能梯度材料各层内的塑性变形及应变率均呈现出非均匀性,塑性变形及应变率均沿WC含量递减的方向逐渐增大。另外,在梯度界面附近沿WC含量递减方向,梯度界面的存在对塑性应变率的增加有明显的抑制作用。 展开更多

关键词 cu/wC_(P)功能梯度材料 梯度界面 数字图像相关方法 力学行为

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向等离子体W/Cu功能梯度涂层的热应力模拟 被引量：3

5

作者 冯云彪 郭双全 +1 位作者 葛昌纯 周张健 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第16期84-87,共4页

应用有限元分析软件ANSYS研究了W/Cu功能梯度涂层的3D模型在不同热流密度的稳态冲击下的工作应力和分布以及在边缘局域模式下的瞬态热冲击的表面温度随热流持续时间的关系。结果表明,当钨涂层表面层厚度为2mm、梯度层为240μm时,最大等... 应用有限元分析软件ANSYS研究了W/Cu功能梯度涂层的3D模型在不同热流密度的稳态冲击下的工作应力和分布以及在边缘局域模式下的瞬态热冲击的表面温度随热流持续时间的关系。结果表明,当钨涂层表面层厚度为2mm、梯度层为240μm时,最大等效应力得到有效缓解;W/Cu部件能承受高达500MW、持续时间为5ms的高热流冲击。 展开更多

关键词 w/cu功能梯度涂层 面向等离子体材料 有限元分析 热应力

在线阅读 下载PDF 职称材料

压渗法制备Mo/Cu梯度功能材料 被引量：7

6

作者 陈文革 沈宏芳 刘兴 《有色金属》 CSCD 北大核心 2006年第1期10-14,共5页

采用背散射扫描电于显微镜对压渗法制备Mo／Cu功能梯度材料的组织结构进行观察，测量与分析其密度、硬度、电导率及热疲劳性能。结果表明，在1100℃，10MPa的作用力下于H2中保温2h，可制备出Cu含量10％～50％的Mo／Cu梯度功能材料。显... 采用背散射扫描电于显微镜对压渗法制备Mo／Cu功能梯度材料的组织结构进行观察，测量与分析其密度、硬度、电导率及热疲劳性能。结果表明，在1100℃，10MPa的作用力下于H2中保温2h，可制备出Cu含量10％～50％的Mo／Cu梯度功能材料。显微组织呈梯度性变化，各过渡层较其他烧结工艺具有更高的致密度，可达理论密度的98％以上。梯度层的硬度随铜含量增加呈线性降低。所得Mo／Cu梯度功能材料的整体电导率高，抗热疲劳性能好。 展开更多

关键词 金属材料 Mo/cu合金 热压烧结 梯度功能材料

在线阅读 下载PDF 职称材料

熔渗法制备Mo/Cu系梯度功能材料的研究 被引量：11

7

作者 陈文革 《有色金属》 CSCD 2002年第2期12-15,共4页

设计并用熔渗法制备Mo/Cu系多层新型密度梯度材料 ,观察Mo/Cu系梯度材料的显微组织并分析烧结熔渗过程。过渡层密度从 8.9g/cm3至 9.9g/cm3沿厚度呈准连续变化 ,热导率和电导率介于Mo与Cu之间且更接近与Cu。在富Cu侧主要是靠熔化的Cu进... 设计并用熔渗法制备Mo/Cu系多层新型密度梯度材料 ,观察Mo/Cu系梯度材料的显微组织并分析烧结熔渗过程。过渡层密度从 8.9g/cm3至 9.9g/cm3沿厚度呈准连续变化 ,热导率和电导率介于Mo与Cu之间且更接近与Cu。在富Cu侧主要是靠熔化的Cu进行液相烧结 ,固相Mo颗粒弥散在铜的基体中。而在富Mo侧 ,晶界扩散和体积扩散机制占主导。梯度层硬度随铜含量增加呈线性降低 ,当Cu≥ 60 %时 ,硬质相Mo的作用几乎丧失。 展开更多

关键词 熔渗法 制备 Mo/cu合金 梯度功能材料 烧结

在线阅读 下载PDF 职称材料

SiC/(W,Ti)C梯度陶瓷喷嘴材料的制备及其冲蚀磨损机理研究 被引量：9

8

作者 刘莉莉 邓建新 +1 位作者 周军 朱利娜 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期83-87,共5页

针对陶瓷喷嘴磨损特点,在喷嘴材料的设计和制造中提出运用梯度功能材料理论,通过控制陶瓷喷嘴材料的成分分布以实现其力学性能的合理梯度变化,将梯度陶瓷喷嘴材料制备过程中所产生的残余压应力引入喷嘴入口以提高喷嘴入口的力学性能,从... 针对陶瓷喷嘴磨损特点,在喷嘴材料的设计和制造中提出运用梯度功能材料理论,通过控制陶瓷喷嘴材料的成分分布以实现其力学性能的合理梯度变化,将梯度陶瓷喷嘴材料制备过程中所产生的残余压应力引入喷嘴入口以提高喷嘴入口的力学性能,从而缓解喷嘴入口的高应力,提高其抗冲蚀磨损能力.采用热压烧结工艺制备S iC/(W,Ti)C梯度陶瓷喷嘴材料并分析其冲蚀磨损机理.结果表明,在相同冲蚀磨损条件下,梯度陶瓷喷嘴材料的抗冲蚀磨损性能较非梯度陶瓷喷嘴材料显著提高,这是由于梯度陶瓷喷嘴应力状态的改善及其力学性能提高的缘故.梯度陶瓷喷嘴材料的磨损机制为入口处呈现疲劳断裂、中间呈现微切削、出口处呈现疲劳断裂和脆性断裂特征. 展开更多

关键词 陶瓷喷嘴 冲蚀磨损性能 应力分析 梯度功能材料 SiC/(w Ti)C

在线阅读 下载PDF 职称材料

梯度复合B_4C/Cu面向等离子体材料的制备与表征 被引量：2

9

作者 凌云汉 李江涛 葛昌纯 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期1121-1127,共7页

基于Ｂ４Ｃ和Ｃu材料具有明显电阻率及熔点差的特点，提出了在超高压下通电快速烧结Ｂ４Ｃ／Ｃｕ梯度复合材料的新工艺．在 ２～４ＧＰａ、１２ｋＷ，４０ｓ及适当的热处理条件下成功制备出了成分分布从０～１００％的接近理论密度的Ｂ... 基于Ｂ４Ｃ和Ｃu材料具有明显电阻率及熔点差的特点，提出了在超高压下通电快速烧结Ｂ４Ｃ／Ｃｕ梯度复合材料的新工艺．在 ２～４ＧＰａ、１２ｋＷ，４０ｓ及适当的热处理条件下成功制备出了成分分布从０～１００％的接近理论密度的Ｂ４Ｃ／Ｃu层状复合材料；显微观察显示材料的成分和结构是呈梯度分布的．化学溅射实验表明其产额比 ＳＭＦ ８００核纯级石墨降低 ７０％；在Ｔｏｋａｍａｋ原位等离子体辐照下，材料表面无明显损伤． 展开更多

关键词 功能梯度材料 复合材料 面向等离子体材料 碳化硼 铜 烧结 制备 表征 B4C/cu

在线阅读 下载PDF 职称材料

W/Cu和W/C涂层的循环热负荷实验 被引量：2

10

作者 刘翔 谌继明 +5 位作者 许增裕 邓颖 葛昌纯 李江涛 田树贤 吉田直亮 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第2期139-144,共6页

用等离子体喷涂和热压方法制作了W /Cu梯度功能材料和W /C涂层 ,其中W/C涂层具有多层的钨 (W )、铼 (Re)扩散阻挡势垒。为了试验这些复合材料能否经受聚变等离子体破裂时的高热负荷 ,用大功率ND :YAG激光进行了模拟实验。结果表明 :在 1... 用等离子体喷涂和热压方法制作了W /Cu梯度功能材料和W /C涂层 ,其中W/C涂层具有多层的钨 (W )、铼 (Re)扩散阻挡势垒。为了试验这些复合材料能否经受聚变等离子体破裂时的高热负荷 ,用大功率ND :YAG激光进行了模拟实验。结果表明 :在 1 0 0～ 4 0 0MW /m2 的瞬时 (脉冲宽度为 4ms)热负荷作用下 ,经过 2 0 0～ 70 0次热循环 ,未发现W /Cu复合体的开裂。其中在 1 2 3MW /m2 的功率密度下作用70 0次后 ,发现等离子体喷涂试样表面的再结晶现象和严重的晶界腐蚀 ,由于激光的冷效应 ,晶粒生长的趋势并不明显 ,再结晶层的晶粒呈垂直于表面的柱状结构。W/C试样的退火实验表明 ,钨涂层的再结晶温度稍高于 1 4 0 0℃。在更高的功率密度下 (3 98MW /m2 )出现了明显的腐蚀坑 ,坑内呈疏松的蜂窝结构 ,坑的边缘形成了沉积区 ,能谱分析表明沉积区集聚了大量的金属杂质。等离子体喷涂试样比热压试样更易产生晶界的断裂和裂纹。在同等的热负荷条件下 ,W 展开更多

关键词 w/cu梯度功能材料 w/C涂层 循环热负荷实验 等离子体喷涂 热压 钨 铼 聚变堆

在线阅读 下载PDF 职称材料

ZrW_(2)O_(8)/Cu复合材料的制备与热膨胀性能分析

11

作者 魏徽 梅健 +6 位作者 李静 张扬 徐艳 章旭 王小东 李明玲 徐小勇 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期15-22,共8页

研究采用放电等离子烧结法在600℃的低温下制备了高致密的ZrW_(2)O_(8)/Cu复合材料及其功能梯度材料。XRD分析表明ZrW_(2)O_(8)/Cu复合材料结晶性良好没有不纯物质产生。SEM显示ZrW_(2)O_(8)/Cu功能梯度材料在不同体积分数界面处实现了... 研究采用放电等离子烧结法在600℃的低温下制备了高致密的ZrW_(2)O_(8)/Cu复合材料及其功能梯度材料。XRD分析表明ZrW_(2)O_(8)/Cu复合材料结晶性良好没有不纯物质产生。SEM显示ZrW_(2)O_(8)/Cu功能梯度材料在不同体积分数界面处实现了成分和微观组织的梯度过渡。热机械分析表明不同体积分数的ZrW_(2)O_(8)/Cu复合材料的热膨胀曲线与使用混合定律和Turner模型的预测基本一致,而且测量的ZrW_(2)O_(8)/Cu复合材料的热膨胀系数通过增加铜的含量可以从-7.96×10^(-6)/℃(ZrW_(2)O_(8))变化到2.98×10^(-6)/℃(30 vol%ZrW_(2)O_(8)/70vol%Cu)再变为极大值的11.6×10^(-6)/℃(70vol%ZrW_(2)O_(8)/30 vol%Cu)。 展开更多

关键词 放电等离子体烧结 Zrw_(2)O_(8)/cu复合材料 功能梯度材料 可调控热膨胀系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

Cu_2O/C_(60)梯度薄膜的制备 被引量：6

12

作者 张继成 唐永建 +1 位作者 吴卫东 黄勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期587-590,共4页

功能梯度材料应用前景广阔 ,特别在 ICF研究中 ,梯度靶是一种重要的基础 -基准靶。以Cu2 O和 C60 为原料 ,用真空蒸镀法在石英基底上制备了 Cu2 O/C60 梯度薄膜 ,并用 XPS,AFM,紫外光谱仪对其成份分布、表面形貌、紫外吸收谱进行了测试... 功能梯度材料应用前景广阔 ,特别在 ICF研究中 ,梯度靶是一种重要的基础 -基准靶。以Cu2 O和 C60 为原料 ,用真空蒸镀法在石英基底上制备了 Cu2 O/C60 梯度薄膜 ,并用 XPS,AFM,紫外光谱仪对其成份分布、表面形貌、紫外吸收谱进行了测试。测量结果表明 ,薄膜的组成沿厚度方向呈连续梯度变化 。 展开更多

关键词 梯度薄膜 cu2o/C60混合膜 ICF 功能材料 梯度靶 真空蒸镀法 光谱分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种二维梯度电极模型的表面热应力缓和设计 被引量：1

13

作者 张晓泳 周科朝 +1 位作者 李志友 张雷 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期697-702,共6页

针对一种侧面和一端的成分呈梯度变化的圆柱体电极模型进行了热应力缓和优化设计。模型材料成分是金属Cu和NiFe2 O4 尖晶石陶瓷。采用混合律定律确定材料组分 性质关系 ,利用ansys有限元分析软件计算了从 30 0K(零应力状态 )升温到 130... 针对一种侧面和一端的成分呈梯度变化的圆柱体电极模型进行了热应力缓和优化设计。模型材料成分是金属Cu和NiFe2 O4 尖晶石陶瓷。采用混合律定律确定材料组分 性质关系 ,利用ansys有限元分析软件计算了从 30 0K(零应力状态 )升温到 130 0K时模型表面的热应力 ,分析了层数n、成分指数p以及锥角θ对模型表面热应力分布的影响。结果表明 :层数n主要影响应力曲线的光滑程度 ,层数增加 ,曲线变得平滑 ;成分指数p是热应力缓和设计的关键 ,指数越小 ,应力越小 ;锥角θ的增加也可缓和热应力 。 展开更多

关键词 表面热应力缓和设计 cu NiFe2O4尖晶石陶瓷 铝电解 惰性电极 功能梯度材料

在线阅读 下载PDF 职称材料

梯度陶瓷喷嘴残余应力的有限元分析

14

作者 刘莉莉 邓建新 +1 位作者 张咸华 赵军 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期403-406,共4页

为了提高喷嘴的抗冲蚀磨损能力,将梯度功能材料理论运用于喷嘴材料的设计中,改传统的均质喷嘴材料为非均质喷嘴材料,提出在梯度陶瓷喷嘴制备中将残余压应力引入喷嘴入口的设计目标.在组成分布指数一定的条件下,针对主要设计参数对梯度... 为了提高喷嘴的抗冲蚀磨损能力,将梯度功能材料理论运用于喷嘴材料的设计中,改传统的均质喷嘴材料为非均质喷嘴材料,提出在梯度陶瓷喷嘴制备中将残余压应力引入喷嘴入口的设计目标.在组成分布指数一定的条件下,针对主要设计参数对梯度陶瓷喷嘴残余应力的影响进行有限元分析,探讨了梯度层厚度、临界梯度层材料组分差对SiC/(W,Ti)C单梯度陶瓷喷嘴残余热应力的影响规律,在组成分布指数取0.5时,优化SiC/(W,Ti)C梯度陶瓷喷嘴梯度层厚和临界梯度层材料组分差.结果表明,残余应力随梯度层厚h及临界梯度层SiC体积组分差的不同产生很大差异,合理设计梯度层厚h及临界梯度层SiC体积组分差可在喷嘴入口形成有效残余压应力,最佳梯度层厚为5mm,临界梯度层SiC组分差小于5%(体积分数). 展开更多

关键词 喷嘴 梯度功能材料 冲蚀磨损 残余应力 SiC/(w Ti)C 有限元法

在线阅读 下载PDF 职称材料