中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
该文仿真设计了一种高频压电复合材料球形换能器, 利用COMSOL软件建立了有限元模型, 计算了换能器的声辐射特性, 分析了不同压电陶瓷材料、不同基元尺寸对换能器声辐射特性的影响。仿真分析结果表明, 球形高频换能器具有高频、宽带及可全向辐射声波等特性, 能广泛应用于水声探测与成像发射换能器及其阵列。
压电复合陶瓷材料 球形 全向 高频换能器 piezoelectric composite ceramic materials spherical sharp omnidirectional radiation high frequency transducer
1 武汉科技大学，省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，武汉 430081
2 安迈铝业青岛有限公司，山东 青岛266510
为改善SiC基复合陶瓷的抗氧化性能，以SiC基复合陶瓷为对象，研究了B4C的添加量对SiC基复合陶瓷显微结构、力学性能和抗氧化性能的影响。结果表明，添加B4C可提高材料中SiC的结晶性和石墨化程度；经1 450 ℃处理后，当B4C添加量为6%(质量分数)时，SiC基复合陶瓷的线变化率由1.39%降至0.58%；抗折强度和抗压强度分别由28.06 MPa和48.03 MPa提高到50.25 MPa和98.58 MPa(分别提高1.8倍和2倍)；当B4C添加量由0增加到6%时，SiC基复合陶瓷经1 400 ℃烧结(氧化气氛)的氧化指数由30.33%降低至18.35%，氧化层厚度由3.52 mm降至0.23 mm。添加B4C可提高SiC晶须的生成量，显著增强SiC基复合陶瓷的强度和抗氧化性。
碳化硅基复合陶瓷 碳化硼 力学性能 抗氧化性 silicon carbide-based composite ceramics boron carbide mechanical properties oxidation resistance
细化陶瓷微观结构至纳米级, 可以减少光的散射损失, 为开发新型光学陶瓷提供了一种有效的方法。本研究采用溶胶-凝胶法合成粉体, 结合热压烧结工艺制备出光学性能优异的新型Lu2O3-MgO纳米复合陶瓷, 研究了粉体合成条件及热压烧结工艺对样品微观结构的影响, 并对计算的理论透过率与样品的实际透过率进行了比较。研究结果表明: 采用优化后工艺制备的Lu2O3-MgO陶瓷具有均匀的相域分布, 晶粒尺寸约为123 nm, 3~5 μm波段的透过率高达84.5%~86.0%, 接近理论透过率; 维氏硬度为12.2 GPa, 断裂韧性为2.89 MPa·m-1/2, 抗弯强度达到(221±12) MPa, 是一种潜在的红外透明窗口材料。
溶胶-凝胶法 热压烧结 Lu2O3-MgO 纳米复合陶瓷 红外窗口材料 Sol-Gel method hot-pressing sintering Lu2O3-MgO nano-composites infrared window materials
1 1.福建师范大学 化学与材料学院, 福州 350007
2 2.中国科学院 福建物质结构研究所, 光电材料化学与物理重点实验室, 福州 350002
3 3.福建光电信息科技创新实验室, 福州 350108
氧化锆(ZrO2)陶瓷具有出色的机械性能, 但其应用受到低热导率(Thermal Conductivity, TC)的限制。本研究设计并通过微波烧结制备了高热导率氧化锆-氮化铝(AlN)复合陶瓷, 优化制备条件后, 抑制了两种物质之间的反应, 获得了致密的复合陶瓷(相对密度>99%), 详细研究了该复合陶瓷的组织演变、热学性能和力学性能。研究结果表明, 随着AlN含量的增加, 复合陶瓷的室温下热导率、热扩散系数和热容增加, 分别达到41.3 W/(m·K)、15.2 mm2/s和0.6 J/(g·K)。这种具有高热导率和抗热震性的ZrO2-AlN复合复合陶瓷在能源系统的高温热交换材料领域具有广阔的应用前景。
1 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室, 浙江 杭州 310014
2 浙江工业大学之江学院, 浙江 绍兴 312030
基于Reynolds方程和P-C(Patir and Cheng)模型,分别建立了织构表面在流体动压润滑及混合润滑状态下的理论模型。采用有限差分法并结合数值迭代,利用Matlab编程对模型进行计算,获得计算域内的压力分布和织构表面的理论摩擦系数,以此作为织构表面摩擦学性能的判断标准。采用飞秒激光加工工艺,在氧化锆(ZrO2)增强HA(Hydroxyapatite,羟基磷灰石)生物陶瓷涂层表面,加工出具有不同排布方式的椭圆形织构阵列和不同面覆率的圆形织构阵列。在往复实验平台进行摩擦磨损实验,利用三维轮廓仪表征涂层的磨损深度,并验证了数值模型。
飞秒激光加工 表面织构 HA复合陶瓷涂层 润滑模型 摩擦磨损性能
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
2 中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 200050
设计和研制了一种CaO-TiO2-Al2O3复合陶瓷平板固态脉冲形成线,以期用于介质壁加速器。该脉冲形成线的几何参数为：陶瓷介质长度300 mm,宽度15 mm,厚度1 mm；银电极长度280 mm,宽度2 mm。电性能参数为：相对介电常数约23.5,特征阻抗约26 Ω,电长度约4.5 ns,直流耐压场强大于20 kV/mm,在μs量级上升时间的脉冲电压下绝缘强度大于25 kV/mm。该固态脉冲形成线设计兼顾了光导开关的使用要求、高梯度绝缘子的设计指标、带电粒子束的输运及加速器的结构设计要求。结合GaAs光导开关,开展了固态Blumlein脉冲形成线实验研究工作,在脉冲充电电压约25 kV的条件下,固态Blumlein脉冲形成线实现脉冲电压输出约23 kV。
介质壁加速器 固态脉冲形成线 复合陶瓷 Blumlein脉冲形成线 光导开关 dielectric wall accelerator solid-state pulse forming lines composite ceramic Blumlein pulse forming lines photoconductive semiconductor switches 强激光与粒子束
2014, 26(10): 105102
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
基于提出的能量均分方法, 理论分析和系统模拟了大功率激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YAG激光陶瓷板条阶变梯度浓度掺杂情况下板条温度分布及应力分布情况。采用板条阶变梯度浓度掺杂结构, 在抽运效率很高的情况下, 抽运吸收光功率分布更加均匀, 产生更小的热应力, 从而解决抽运效率和抽运吸收功率均匀性之间的矛盾。
激光器 复合陶瓷板条激光器 能量均分 阶变梯度掺杂 温度分布 应力分布
1 南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,江苏 南京210016
2 南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京210016
为了研究激光重熔工艺参数对等离子体喷涂复合陶瓷涂层组织结构的影响, 根据激光重熔的特点, 采用ANSYS有限元软件的参数化设计语言, 建立了TiAl合金表面激光重熔等离子体喷涂Al2O3-13%TiO2（质量分数）复合陶瓷涂层连续移动三维温度场有限元模型, 对激光重熔温度场进行了分析。分析结果表明,当陶瓷涂层厚度较大时, 受到陶瓷材料导热系数较低的影响, 激光重熔时无法使整个陶瓷层实现完全重熔, 根据重熔时作用区温度场分布, 可将整个涂层分为重熔区、烧结区和残余等离子体喷涂区; 在优化的工艺参数下, 采用相对较低的激光重熔功率和较低的扫描速度能够获得厚度较大的重熔区和烧结区。实验结果表明,重熔后的陶瓷涂层形成了晶粒细小且致密的等轴晶重熔区、烧结区和片层状残余等离子体喷涂区, 并且重熔区和烧结区厚度的计算值和实验值吻合较好。
激光技术 激光重熔 等离子体喷涂 复合陶瓷涂层 TiAl合金
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800
Using front face-pumped compact active mirror laser (CAMIL) structure, we have demonstrated an Yb:YAG/YAG composite ceramic disk laser with pumping wavelength at 970 nm. The laser has been operated in both continuous-wave (CW) and Q-switching modes. Under CW operation, laser output power of 1.05 W with 2% transmission output coupler was achieved at the wavelength of 1031 nm. Q-switched laser output was gotten by using an acousto-optic Q-switch. The repetition rate ranged from 1 to 30 kHz and the pulse width varied from 166 to 700 ns.
薄片激光器 复合陶瓷 调Q 140.3580 Lasers, solid-state 140.3540 Lasers, Q-switched 140.3480 Lasers, diode-pumped Chinese Optics Letters
2008, 6(11): 852
