导读:本文包含了功能梯度涂层论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:爆炸压实,爆炸焊接,爆炸压焊,扩散烧结
功能梯度涂层论文文献综述
陈翔[1]（2019）在《爆炸压焊—扩散烧结法制备钨铜涂层与钨铜梯度功能材料的研究》一文中研究指出爆炸压焊-扩散烧结法是一种全新的爆炸加工方法,该方法将爆炸压实、爆炸焊接和扩散烧结有机的结合在一起,具有装置简单,效率高、制备出的涂层致密度高、结合强度高等特点,是一种具有广阔应用前景的爆炸加工方法。本文以钨铜(W-Cu)材料作为研究对象对爆炸压焊-扩散烧结法的技术方法及宏、细观结合原理进行了深入的研究。首先,介绍了爆炸压焊-扩散烧结法的工艺流程,给出了还原烧结、爆炸压焊、扩散烧结的基本原理。在爆炸压焊基本原理中提出要想获得高质量的涂层必须要实现涂层的压实,涂层颗粒间的爆炸焊接和涂层与基体间的爆炸焊合,其中只要压力达到涂层中粉末发生爆炸焊接的条件,涂层颗粒间就可以发生焊接、涂层与基体间也可以发生爆炸焊合。给出了涂层爆炸压实所需压力和涂层粉末颗粒发生爆炸焊接所需压力的计算方法。并提出选取这两个压力中较大的那个压力作为爆炸压焊所需的压力。其次,使用爆炸压焊-扩散烧结法在铜锥形罩的内表面制备了W-Cu涂层,证明该方法不仅可以在板材表面备涂涂层还可可异形结构构面面制涂层。。在制涂层层过程程中引引其他的杂质且钨、铜分布均匀。通过研究钨颗粒尺寸、钨含量与爆速对爆炸压焊焊--u涂层的影响,发现爆爆对涂层的致密度影响很很,钨颗粒尺寸、钨含量对涂层的微观形貌影响很很。使用水下爆炸压焊装置在铜基体表面制备出了W--u涂层,使制备备面积的涂层材料成为可能。并使用该方法制备出了高致密度的W--u梯度材料,发现现钨含量比较低时该方法可避免W--u涂层中钨颗粒的长长,但当钨含量比较高时,粉粉层中的钨颗粒还是是长长。分析出钨颗粒发生长长的原因是在爆炸产生的压力作用下下--u颗粒粒剧烈的摩擦导致局部区域的温度急剧上升所致。然后,对爆炸压焊的宏观机理进行研究。提出了了种计算多孔混合物的方法,该方方先是通过混合物迭加原理得出密实混合物的Hugoniot曲线,然后对密实混合物的的ugoniot曲线进行等压外推得出多孔(粉粉)混合物的Hugoniot曲线。将等压推广得出的多孔材料的Hugoniot曲线代代到数值模模中,使用软件对爆炸压焊制备涂层的宏观过程进行数值模模,得出涂层中的冲击波演化规律。通过飞板加载试验发现冲击波波射角度对涂层与基体能否焊接起着至关重要的作用,在高压力下正冲击波波射时,涂层与基体出现了分离的现象,使用用维冲击波界面反射原理解释了正正射冲击波作用下涂层层基体分离的原因,并指出涂层层基体的结合是由于涂层与基体的内碰撞造成的。最后,对爆炸压焊的细观机理进行研究。通过试验得出在爆炸压焊中涂层与基体的的观连接方式有爆炸焊接、摩擦焊接、射流侵彻、液相烧结。使用SPH方法对细观孔隙的闭合过程进行数值模拟,得出的细观连接方式与试验相同。通过试验发现扩散烧结可以消除材料内部的缺陷,并证明了涂层与基体间存在元素的扩散。(本文来源于《大连理工大学》期刊2019-04-01）
张雨[2]（2019）在《功能梯度材料涂层与界面层动态裂纹的近场动力学分析》一文中研究指出功能梯度材料(Functionally Graded Materials,简称FGM)是一种新型的复合材料,通过逐层制造工艺渐变地改变结构组件内的材料组织以实现预期的功能。FGM通过其渐变的材料性能使其与其他的复合材料相比,具有特殊的力学性能,当FGM作为涂层或者界面层时,能够充分体现出FGM的优越性能。因FGM的渐变材料特性以及动态破坏问题涉及的不连续问题,基于传统经典连续介质理论数值方法在研究相关问题时存在一定的局限性。基于非局部理论基础的近场动力学理论(peridynamics,PD),对于解决非连续性问题具有一定优势。本文采用“键”基近场动力学理论,研究FGM作为涂层和界面层的动态断裂问题,主要研究内容与结论为:(1)简要介绍了有关近场动力学的理论基础,提出了梯度涂层和界面层与基底材料连接附近的“键”基近场动力学模型的参数表达关系,采用“双键”效应的优化方法来进一步处理渐变材料性能与均质基底材料连接附近处的应力关系,并对其进行收敛性分析验证。(2)基于“双键”型近场动力学模型,分析了含裂纹的FGM涂层结构的动态断裂行为。讨论了FGM涂层的梯度形式(弹性模量函数形式为线性函数、指数函数、叁角函数)、上下表面的弹性模量比值、涂层厚度等对裂纹扩展行为的影响。通过对研究成果的整理发现梯度形式对裂纹扩展的速率是不同的。其中指数型的梯度形式对涂层裂纹扩展的影响是最明显的。弹性模量比值以及涂层厚度也对试件裂纹的动态扩展有很大影响,通过选择适当的弹性模量比值及涂层厚度能最大化地发挥出FGM的材料性能。(3)分析了FGM作为材料界面层时在四点弯曲作用下含裂纹试件的动态破坏问题。讨论了裂纹位置对试件破坏行为的影响。研究发现当试件含单裂纹时,裂纹位置从FGM弹性模量小的一侧向弹性模量大的一侧移动时,裂纹的偏折角度越来越小直至与应力作用方向趋于平行。当试件含双裂纹时,分析了裂纹的间距对其动态扩展的影响,发现裂纹间距对试件动态扩展的影响较为有限。对于双裂纹试件,位于弹性模量较小侧的裂纹扩展行为与单裂纹试件裂纹扩展行为相似,但是位于弹性模量较大侧的裂纹几乎不扩展。(4)文章分析了FGM作为界面层时分别在上下表面拉应力作用下及左侧冲击载荷作用下含裂纹试件的动态扩展行为。同时针对裂纹位置、裂纹间距以及FGM界面层的厚度等因素对结构断裂行为的影响,发现裂纹间距越小,越容易发生断裂破坏。(本文来源于《郑州大学》期刊2019-03-01）
张明海,张荣发,战宇[3]（2019）在《铜基体表面钨功能梯度涂层残余应力有限元分析》一文中研究指出文章采用有限元法分析了梯度材料梯度层厚度、梯度层层数n和纯材料层厚度的变化对W/CuFGM残余应力的影响。分析结果显示,增大梯度涂层的厚度,残余应力先小幅上升,然后不断下降;梯度层数的增多可以有效降低残余应力,当层数n≥6时,残余应力的变化趋于平缓;铜基体厚度的增加对降低残余应力有一定的作用,纯钨层厚度的增加大幅增大了残余应力。(本文来源于《中国高新科技》期刊2019年04期）
朱晓东,陈学军[4]（2019）在《异相位载荷条件下功能梯度涂层的微动疲劳》一文中研究指出本文研究了功能梯度(FGM)涂层在异相位载荷条件下的微动疲劳行为。利用有限元方法建立了数值模型。使用量纲分析法对相关变量进行了无量纲化处理。研究了界面刚度比,FGM涂层的非均匀参数和载荷序列对接触宽度、接触压力,涂层表面和界面应力以及微动疲劳损伤萌生位臵的影响。研究发现异相位载荷对应力的大小和分布都会产生显着影响。通过改变FGM涂层的控制参数可以有效地调节表面应力、界面应力和微动损伤的萌生位臵。本文研究的结果表明通过对FGM涂层的合理设计可增强材料的抗微动疲劳能力。(本文来源于《北京力学会第二十五届学术年会会议论文集》期刊2019-01-06）
潘成刚,魏靖,赵川翔,常庆明[5]（2018）在《自蔓延TiC/Ni功能梯度涂层热熔损性能研究》一文中研究指出利用自蔓延高温合成结合准热等静压技术(SHS/PHIP),在H13钢表面成功制备了TiC/Ni梯度功能涂层。在700℃铝液中对涂层进行0.5h和2h的静态热熔损试验,采用XRD分析熔损涂层的物相,采用SEM-EDS观察熔损涂层的组织并分析成分。结果表明,熔损涂层的主要物相为TiC、Ni、TiO_2和AlNi_3。涂层表层失效原因为Ni粘结相被浸蚀以及TiC骨架结构被氧化。涂层内部以侵蚀Ni粘结相为主,TiC骨架仍保持原有组织结构。TiC耐铝液浸蚀性能强于Ni粘结相。(本文来源于《特种铸造及有色合金》期刊2018年06期）
李培兴[6]（2018）在《功能梯度材料涂层的二维粘附接触力学分析》一文中研究指出功能梯度材料是一种材料参数沿厚度方向连续变化的新型复合材料。将其用作涂层或过渡层,可减小材料失配导致的应力集中,改善接触表面的性能并可在恶劣的环境中作为保护层提供保护。研究表明,梯度涂层可用于抑制接触损伤和破坏,因而其接触问题的研究得到了广泛关注。随着接触区尺度的减小,粘附作用对涂层表面接触行为产生重要的影响。因此,本文对梯度材料涂层粘附接触问题开展研究。本文首先建立两种数学模型来模拟功能梯度材料。第一种是假设功能梯度材料弹性参数按照指数函数形式变化;第二种是利用指数分层模型来模拟功能梯度材料,即假设将梯度材料分成若干个子层,每一层材料参数按照指数函数形式变化。基于以上两种模型,考虑Maugis-Dugdale粘附理论,通过傅里叶变换技术和传递矩阵方法,将二维粘附接触问题转化为带有柯西核的奇异积分方程(组)。采用数值积分方法,得到了粘附接触时的应力分布、压痕以及粘附区随梯度指数和粘附参数的变化。主要的研究内容包括:1)利用指数函数模型和指数分层模型,得到功能梯度涂层半空间在线集中力作用下的接触问题的基本解。2)利用指数函数模型得到粘附接触问题基本解,求解了刚性圆柱压头作用下的功能梯度涂层-半空间的粘附接触问题。得到剪切模量比值和粘附参数对粘附接触行为的影响。3)利用指数分层模型得到的粘附接触问题基本解,求解了剪切模量按照幂次函数变化时的粘附接触问题,给出了幂次型梯度材料的梯度指数对粘附接触行为的影响。通过对圆柱形压头作用下的功能梯度涂层-半空间的二维粘附接触问题的研究,本文得到以下一些结论:1)将本文的模型退化为均匀材料时,粘附参数λ=5时的压力-接触半径曲线与JKR模型结果几乎完全重合;当粘附参数λ=1.0时,其结果趋近于Hertz模型结果。表明本文方法得到的结果与经典理论结果吻合。2)在Maugis-Dugdale粘附理论基础下,随着粘附参数的增大,对应的拉脱力值也在增大,而接触中心处的表面应力值减小。当梯度涂层的弹性参数按照指数函数变化时,随着涂层上下表面剪切模量比值μ_1/μ_2的减小,需要的拉脱力增大,相应的接触中心处的表面应力值减小。3)利用指数分层模型可有效的求解材料参数按照任意函数形式变化的功能梯度材料粘附接触问题。当梯度涂层的弹性参数按照幂次函数变化时,假设涂层剪切模量比μ_0/μ_h＞1(涂层较硬)时,随着梯度指数n的增大,拉脱力相应增大,同时,接触中心处的应力值也相应增大。而当涂层剪切模量比μ_0/μ_h＜1(涂层较软)时,得到的结果与以上结论刚好相反。本文将借助理论分析和数值计算,探索梯度材料涂层改变表面粘附接触行为的方法。研究结果为粘附接触行为的改善和梯度材料的设计提供理论依据。(本文来源于《内蒙古工业大学》期刊2018-06-01）
韩泉峰[7]（2018）在《含功能梯度材料涂层及几何缺陷的薄壳热屈曲问题研究》一文中研究指出含功能梯度材料(Functionally graded material,FGM)涂层薄壳结构不仅相较于金属薄壳结构具有更好的高温力学性能和耐腐蚀性能,而且相较于纯FGM薄壳具有造价更为低廉的优点,因此在航空航天、交通运输、石油化工、核能和航海等领域中具有很大的应用前景。由于含FGM涂层薄壳结构多用于存在高温载荷或者剧烈温度梯度载荷的工况,因此在这些结构中热应力的存在无法避免。为了避免这些结构因热应力的存在发生稳定性失效,在对这些结构进行设计时不仅需要进行强度计算,还需要考虑这些结构的热屈曲问题。论文首先从结构形式较为简单的金属矩形板的热屈曲问题入手,研究边界条件对薄壁板壳结构热屈曲行为的影响,从而澄清了现有文献中圆柱壳结构热屈曲临界温升解析解不一致问题。研究结果表明:部分文献中忽略了边界条件对热应力的影响,从而导致了金属圆柱壳热屈曲临界温升解析解不一致性。热屈曲临界温升解析解不一致性问题的澄清为工程人员对金属圆柱壳的热屈曲设计提供更加科学的依据。然后,基于经典板壳理论和Donnell位移应变关系,论文进一步推导了含FGM涂层圆柱壳结构的热屈曲临界温升解析解。同时,基于多层离散建模的思想,论文还基于ANSYS和ABAQUS软件建立了FGM涂层圆柱壳结构的有限元模型,对临界屈曲温升进行数值求解,从而验证了理论解的可靠性。此外,由于所推导的解析解形式过于复杂,不便于工程计算,论文还提出了一种用于含FGM涂层圆柱壳结构热屈曲临界温升近似计算的工程公式。在一定范围内,该公式具有较高的精度,从而为工程设计人员计算含FGM涂层圆柱壳结构的热屈曲临界温升提供了方便。由于实际生产过程中圆柱壳结构会因为制造工艺的限制而存在各类几何缺陷。对此,论文基于Koiter模型和Galerkin方法进一步对含FGM涂层和轴对称几何缺陷的圆柱壳热屈曲行为进行了研究。结果表明:缺陷幅值、FGM涂层中陶瓷相的体积分数以及温升载荷的形式对临界温升具有重要影响。该研究结果为含功能梯度材料涂层和轴对称缺陷的圆柱壳抗热屈曲设计提供了理论依据。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-06-01）
袁艳粉[8]（2018）在《涂层为功能梯度材料的介质上的Robin问题的实效边条件》一文中研究指出为了防止热导体过热,工程上通常在热导体表面涂上一层薄的热障涂层,例如航天飞机外壳涂有纳米材料制成的绝热层.为了避免热胀在涂层和热导体接触面之间的聚集,该涂层通常由纯陶瓷层和混合层两层构成,其中混合层由功能梯度材料(FGM)制成,可使热应力由陶瓷部分到热导体部分呈现连续变化.按照牛顿冷却定律,该数学模型由满足Robin边界条件的热方程支配.为使热导体得到最佳绝热保护,在数学上,我们从以下两个角度开展研究.1.考虑当涂层厚度趋于0时,带有Robin边界条件的热方程解在热导体边界的实效边条件,即解的渐近行为.该部分我们主要采用构造特殊的试验函数的方法,通过精确刻画极限解所满足的方程及边界条件,我们发现实效边条件取决于涂层的热传导率,热交换率和涂层的厚度叁者之间的量纲关系.其中保证实效边条件为Neumann条件的涂层绝热性能最好,此时要求涂层的热交换率趋于0,或者热传导率与涂层厚度的比值趋于0.最后通过给出一个线性功能梯度材料的例子,我们发现了功能梯度材料与传统材料的比较优势.2.考虑当涂层厚度趋于0时,Robin主特征值的渐近行为.按照特征函数展开法,容易发现要确保涂层的绝热性能最好,需要主特征值很小,且主特征函数在热导体上很大.在该部分,根据变分原理结合特殊函数法,我们清晰刻画了主特征值和主特征函数所满足的极限方程和实效边条件,并且发现当涂层的厚度趋于0时,要么热交换率趋于0,要么热传导率与涂层厚度的比值趋于0,涂层的绝热性能最好.这一结论与角度1的结果是吻合的.(本文来源于《东北师范大学》期刊2018-05-01）
赵川翔,潘成刚,吴竹,常庆明[9]（2018）在《自蔓延TiC/Ni功能梯度涂层热疲劳性能研究》一文中研究指出利用自蔓延高温合成结合准热等静压技术(SHS/PHIP),在H13钢表面制备了Ti C/Ni梯度功能涂层,采用自制热疲劳试验设备对涂层进行了600次热疲劳循环试验。采用SEM/EDS对涂层微观组织进行观察。结果表明,涂层裂纹萌生于表面层和中间层的孔洞尖端和缺陷处,25℃和100℃涂层的裂纹垂直于界面扩展到过渡层。25℃涂层在过渡层发生脱落,100℃涂层在过渡层呈龟裂状,200℃和300℃涂层裂纹垂直于界面扩展到基体表面终止。表面层和中间层裂纹扩展发生在Ti C晶粒内,属于典型脆性断裂特征的穿晶断裂。(本文来源于《铸造技术》期刊2018年01期）
B.BOSTANI,N.PARVINI,AHMADI,S.YAZDANI,R.ARGHAVANIAN[10]（2018）在《功能梯度镀镍ZrO_2复合涂层的共同电沉积和性能评价（英文）》一文中研究指出通过逐步提高搅拌速率,成功从电镀槽中共同电沉积化学镀镍ZrO_2(NCZ)功能梯度Ni-NCZ复合涂层。研究表明,在搅拌速度为250 r/min的电镀槽中,共同电沉积导致最大颗粒含量和最佳颗粒分布。为制备NCZ梯度Ni-NCZ复合涂层,搅拌速度从0不断增加至250 r/min。从基体到表面共沉积的NCZ含量持续增加。结果表明,随着镍基体中共同电沉积的NCZ粒子含量的增加,从界面到涂层表面显微硬度增加。镍基体较小的晶粒尺寸和较高的共同电沉积颗粒含量是显微硬度提高的原因。弯曲试验表明,与普通Ni-NCZ涂层相比,功能梯度复合涂层与基体具有更好的附着力,这一结果归因为功能梯度复合涂层与基体之间具有更好的机械匹配。耐磨测试结果表明,功能梯度Ni-NCZ复合涂层的耐磨性优于普通复合涂层。(本文来源于《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》期刊2018年01期）
功能梯度涂层论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
功能梯度材料(Functionally Graded Materials,简称FGM)是一种新型的复合材料,通过逐层制造工艺渐变地改变结构组件内的材料组织以实现预期的功能。FGM通过其渐变的材料性能使其与其他的复合材料相比,具有特殊的力学性能,当FGM作为涂层或者界面层时,能够充分体现出FGM的优越性能。因FGM的渐变材料特性以及动态破坏问题涉及的不连续问题,基于传统经典连续介质理论数值方法在研究相关问题时存在一定的局限性。基于非局部理论基础的近场动力学理论(peridynamics,PD),对于解决非连续性问题具有一定优势。本文采用“键”基近场动力学理论,研究FGM作为涂层和界面层的动态断裂问题,主要研究内容与结论为:(1)简要介绍了有关近场动力学的理论基础,提出了梯度涂层和界面层与基底材料连接附近的“键”基近场动力学模型的参数表达关系,采用“双键”效应的优化方法来进一步处理渐变材料性能与均质基底材料连接附近处的应力关系,并对其进行收敛性分析验证。(2)基于“双键”型近场动力学模型,分析了含裂纹的FGM涂层结构的动态断裂行为。讨论了FGM涂层的梯度形式(弹性模量函数形式为线性函数、指数函数、叁角函数)、上下表面的弹性模量比值、涂层厚度等对裂纹扩展行为的影响。通过对研究成果的整理发现梯度形式对裂纹扩展的速率是不同的。其中指数型的梯度形式对涂层裂纹扩展的影响是最明显的。弹性模量比值以及涂层厚度也对试件裂纹的动态扩展有很大影响,通过选择适当的弹性模量比值及涂层厚度能最大化地发挥出FGM的材料性能。(3)分析了FGM作为材料界面层时在四点弯曲作用下含裂纹试件的动态破坏问题。讨论了裂纹位置对试件破坏行为的影响。研究发现当试件含单裂纹时,裂纹位置从FGM弹性模量小的一侧向弹性模量大的一侧移动时,裂纹的偏折角度越来越小直至与应力作用方向趋于平行。当试件含双裂纹时,分析了裂纹的间距对其动态扩展的影响,发现裂纹间距对试件动态扩展的影响较为有限。对于双裂纹试件,位于弹性模量较小侧的裂纹扩展行为与单裂纹试件裂纹扩展行为相似,但是位于弹性模量较大侧的裂纹几乎不扩展。(4)文章分析了FGM作为界面层时分别在上下表面拉应力作用下及左侧冲击载荷作用下含裂纹试件的动态扩展行为。同时针对裂纹位置、裂纹间距以及FGM界面层的厚度等因素对结构断裂行为的影响,发现裂纹间距越小,越容易发生断裂破坏。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
功能梯度涂层论文参考文献
[1].陈翔.爆炸压焊—扩散烧结法制备钨铜涂层与钨铜梯度功能材料的研究[D].大连理工大学.2019
[2].张雨.功能梯度材料涂层与界面层动态裂纹的近场动力学分析[D].郑州大学.2019
[3].张明海,张荣发,战宇.铜基体表面钨功能梯度涂层残余应力有限元分析[J].中国高新科技.2019
[4].朱晓东,陈学军.异相位载荷条件下功能梯度涂层的微动疲劳[C].北京力学会第二十五届学术年会会议论文集.2019
[5].潘成刚,魏靖,赵川翔,常庆明.自蔓延TiC/Ni功能梯度涂层热熔损性能研究[J].特种铸造及有色合金.2018
[6].李培兴.功能梯度材料涂层的二维粘附接触力学分析[D].内蒙古工业大学.2018
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[9].赵川翔,潘成刚,吴竹,常庆明.自蔓延TiC/Ni功能梯度涂层热疲劳性能研究[J].铸造技术.2018
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