【摘 要】
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纳米复合陶瓷材料的宏观力学性能与其微观结构有着密切的关系.近几年来对于纳米复合陶瓷的显微结构特征和力学性能等方面的研究工作已经取得了一定进展,但有关纳米复合材料力
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纳米复合陶瓷材料的宏观力学性能与其微观结构有着密切的关系.近几年来对于纳米复合陶瓷的显微结构特征和力学性能等方面的研究工作已经取得了一定进展,但有关纳米复合材料力学性能较深入的理论研究尚存在较大的欠缺.因此有必要建立纳米复合陶瓷微观结构的模型,进一步的研究其微观形貌对宏观力学性能的影响.该文在基于对现有纳米复合陶瓷微观结构观察和分析的基础上,利用Monte Carlo方法和Dirichlet镶嵌法,分别对内晶型和内晶/晶界型纳米复合陶瓷微观结构的几何形貌进行了描述;利用有限元软件建立了微观结构的计算机模型.通过对计算机模型中微观形貌几何参数的统计分的,讨论了不同第二相颗粒粒径和含量对纳米复合陶瓷微观形貌的影响;将两个模型的结果与实测数据进行了对比,证明内晶/晶界型比内晶型模型能更准确的反映现有纳米复合陶瓷的微观形貌.基于所构建的纳米复合陶瓷微观结构的模型,利用有限元方法分析了纳米复合陶瓷热胀失配引起的残余应力的大小和分布状态.通过对结果的分析表明,基体内不仅存在拉应力区,而且存在不同程度和范围的压应力区,拉、压应力区的结构形式与弥散相颗粒的分布方式密切相关.研究表明,利用微观结构模型进行的残余应力分析可以反映第二相颗粒大小、含量和分布对残余应力的影响,热残余应力的大小和分布与材料的微观结构有着密切的关系.
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