《耐火材料熱膨脹失配界面微空間熱震穩定機理研究》是依託鄭州大學，由董林擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：耐火材料熱膨脹失配界面微空間熱震穩定機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：董林
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
抗熱震性是影響耐火材料高溫使用效果的重要指標，但目前熱震穩定性的評價指標主要針對單一熱膨脹係數材料體系，而耐火材料在很多情況下是由兩個或多個熱膨脹係數不同的二相或多相材料組成，對此類熱膨脹失配耐火材料的熱震損傷機理尚缺少系統研究。本課題針對熱膨脹失配耐火材料相界面微空間的熱震穩定機理開展研究工作，擬通過Raman Mapping研究熱震過程中相界面微空間應力場分布與熱膨脹失配程度的關係，並以非線性彈性理論為基礎對熱膨脹失配界面的應力場進行模擬分析，進而深入研究相界面微空間應力分布與裂紋行為，揭示相界面微空間對熱震穩定性的影響規律，闡明熱膨脹失配的複合耐火材料體系熱震損傷本質機理，為提高耐火材料抗熱震穩定性提供理論依據。
結題摘要
按照項目計畫的安排，針對熱膨脹失配復相耐火材料相界面微空間的熱震穩定機理開展研究工作，研究了不同基質相/分散相微結構特徵、力學性能、成型與燒結工藝、界面結合特性、熱膨脹失配類型與失配度等因素對熱震過程中界面應力的影響關係，討論了物相組成、微結構與熱失配特徵對復相耐火材料熱震穩定性的影響規律；研究了多種分散相結構下耐火材料試樣的粉料含量、成型條件、燒成溫度等對抗熱震性能的影響規律，研究了分散相結構對裂紋/微裂紋成核、擴展、釘扎、偏轉等的影響規律，考察了分散相結構對熱震應力耗散機制的影響；以Raman光譜技術研究了熱震前後復相耐火材料熱膨脹失配相界面微空間的局域應力對基質相與分散相介質譜線頻移的影響，開展了相界面微空間局域應力場的逆向重構；以非線性彈性理論為基礎對熱膨脹失配界面的應力場進行模擬分析，研究了相界面微空間應力分布與裂紋行為，討論了相界面微空間對熱震穩定性的影響規律；開展了非均質界面Micro-Raman光譜與微區應力研究工作，利用電鏡原位檢測技術和基於Piezotronics與Piezo-photonics原理的微納米應力敏感器件對耐火材料相界面及裂紋特徵區域進行微觀結構的原位表征，構築了一系列微納米應力感測器，實現了耐火材料相界面局域應力場的原位檢測。迄今為止，本項目在國內外學術期刊發表研究論文全文17篇，其中SCI收錄12篇，影響因子累計超過90，EI收錄4篇，ISTP收錄5篇，國核心心刊物2篇，有5篇重要的學術論文發表在材料學領域頂尖期刊Adv Mater和Nano Lett上；國際和國內學術會議報告5次；出版學術著作1部；申請國家發明專利3項。目前，該研究已經基本完成預定計畫。
