王霞
,
王峰会
,
坚增运
,
顾致平
,
张凯
稀有金属材料与工程
研究了固体氧化物燃料半电池在800℃模拟环境下阳极支撑材料的还原过程,分析讨论了还原程度、微观组织以及电解质薄膜中残余应力等随还原时间的变化规律,得到了NiO-YSZ半电池还原程度随还原时间的完整变化曲线.能谱分析表明:氧元素质量分数随还原时间的增加而减少,最低值为13.24％;镍元素质量分数随还原时间的增加而不断增多,最高值为49.56％;X射线应力分析发现:在还原过程中,电解质薄膜中的残余应力随还原时间的增加而逐渐变小,当还原时间达到12h后,薄膜中的残余压应力值为394.35MPa,降低到还原前残余应力的48.54％;扫描电镜观察发现:还原结束后,阳极支撑材料的微观结构中孔隙率增大.
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
NiO-YSZ半电池
,
还原反应
,
微观组织
,
残余应力
赵翔
,
王峰会
,
郭章新
,
刘铁军
,
黄建业
,
石海波
稀有金属材料与工程
基于Hertz方程,修正了平头压痕薄膜系统的力学模型,建立了用于评估球头压痕确定薄膜弹性模量的等效膜厚法.采用有限元方法对模型进行计算分析,结果发现,当薄膜弹性模量大于基体时,计算误差小于Ranjana和William (RW)模型[1]；当薄膜弹性模量小于基体时,对于较深的压痕计算得到的结果仍然和理论值相符,说明本模型可以用于比较深的压痕情况.另外,研究了薄膜屈服强度和球压头半径对计算结果的影响,结果显示,薄膜的压缩屈服强度越大,等效膜厚法得到的结果越准确；而在同一压痕深度下,较大的压头半径会带来较大的误差,当压痕深度较小时,薄膜的弹性模量受压头半径的影响较小.最后通过TiN/sapphire在球压头和三棱锥压头下的试验,验证了本方法.
关键词:
等效膜厚
,
薄膜/基体结构
,
球压头压痕
,
弹性模量
王峰会
,
何泽夏
稀有金属材料与工程
用2种测试技术测试了脆性材料的断裂韧性.一种是利用楔入法在悬臂梁试件预裂出自然裂纹;另一种是用研磨法在三点弯曲试件上作出微米级的尖缺口裂纹.分别测试了3种材料的断裂韧性,并用提出的模型分别评估了多晶和非晶脆性材料的断裂韧性.
关键词:
脆性材料
,
断裂韧性测试
,
断裂韧性评估
赵翔
,
王峰会
,
王霞
,
刘志强
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00393
半电池结构NiO-YSZ/YSZ由于弹性模量不同和热膨胀系数不匹配,导致烧结过程中产生残余应力. 残余应力对于燃料电池的性能和使用带来一定的影响, 本文把残余应力引入到计算薄膜性能的逆向分析模型中, 建立了考虑残余应力影响的薄膜的纳米压痕分析模型. 利用纳米压痕方法测试了离双层材料界面不同距离处的载荷-位移曲线和相应的材料性能, 用本文建立的模型计算了不同点的性能的变化, 发现离界面越远, 电解质YSZ薄膜的硬度越大. 将热力分析得到的残余应力场作为压痕模拟的初始应力场, 计算三棱锥压头下压痕载荷-位移曲线, 结果显示考虑残余应力时的载荷-位移曲线更接近实验曲线, 并给出了残余应力下压痕形貌图, 发现有残余应力时的压痕形貌更深更大.
关键词:
固体燃料电池
,
residual stress
,
nanoindentation
,
yield strength
赵翔
,
王峰会
,
王霞
,
刘志强
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00393
半电池结构NiO-YSZ/YSZ由于弹性模量不同和热膨胀系数不匹配,导致烧结过程中产生残余应力.残余应力对于燃料电池的性能和使用带来一定的影响,本文把残余应力引入到计算薄膜性能的逆向分析模型中,建立了考虑残余应力影响的薄膜的纳米压痕分析模型.利用纳米压痕方法测试了离双层材料界面不同距离处的载荷-位移曲线和相应的材料性能,用本文建立的模型计算了不同点的性能的变化,发现离界面越远,电解质YSZ薄膜的硬度越大.将热力分析得到的残余应力场作为压痕模拟的初始应力场,计算三棱锥压头下压痕载荷-位移曲线,结果显示考虑残余应力时的载荷-位移曲线更接近实验曲线,并给出了残余应力下压痕形貌图,发现有残余应力时的压痕形貌更深更大.
关键词:
固体燃料电池
,
残余应力
,
纳米压痕
,
屈服强度
谢佳苗
,
王峰会
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160341
为了降低固体氧化物燃料电池在制备和工作过程中产生的热应力,提高电池的电化学性能,在电池中引入功能梯度层可以有效减小电池各层之间材料参数的差异,从而缓解各层之间的热失配应力.本研究将阳极功能层引入燃料电池中,通过阳极功能层子层数目和非线性梯度成分指数n控制各子层材料属性的变化情况,研究了燃料电池在800℃下的热应力分布.结果表明:选取适当的指数n和阳极功能层的分层数目可以明显降低阳极层的最大拉应力和电解质层的最大压应力.
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
分层法
,
阳极功能层
,
热应力
陈平伟
,
王峰会
,
王绍明
腐蚀与防护
采用ABAQUS有限元数值计算方法,分析了含腐蚀缺陷X70管道的剩余强度.根据相关标准的失效准则,研究了腐蚀的发展规律,并考虑到双腐蚀缺陷对管道剩余强度的影响.结果表明,对于双腐蚀缺陷,管道剩余强度随着两腐蚀轴向间距的增大而增大,最后趋于稳定;管道剩余强度随着两腐蚀缺陷径向夹角的增大而增大,最后趋于稳定.研究结果对于管道的安全运行和维护具有重要的作用.
关键词:
X70管线钢
,
腐蚀
,
剩余强度
,
有限元分析
王峰会
,
鄢君辉
,
王泓
稀有金属材料与工程
研究了结构陶瓷材料的统计分布规律.首先通过实验测试了两种Al2O3陶瓷光滑试件和不同缺口半径试件的断裂强度;对实验数据用正态分布和Weibull分布分别进行了分析,发现对于缺口件,用正态分布描述其断裂强度分散性要比Weibull分布好一些.这也说明在对陶瓷材料结构件进行设计时,应考虑用正态分布表述其断裂强度的分散性和存活概率.
关键词:
结构陶瓷
,
断裂强度
,
Al2O3
,
统计分析
王勇军
,
王峰会
,
吴应喜
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.03.025
用等离子喷涂方法在合金圆柱体上制备了热障涂层,并用水冷的方法进行了热冲击实验,试样的失效现象为轴向的开裂和剥落.利用有限元分析工具对热障涂层的热冲击进行模拟,通过对涂层内部应力随时间分布的分析发现:热冲击过程中陶瓷层表面的周向应力随着时间由拉转变为压,冷却初期陶瓷层的周向拉应力值较大,超过了陶瓷层的抗拉强度,因而淬冷初期的周向应力是导致轴向裂纹萌发的主要原因;陶瓷层与粘结层接触面上的径向拉应力与粘结层的氧化生长引起界面开裂;轴向裂纹和界面开裂共同导致陶瓷层的剥落.
关键词:
热障涂层
,
热冲击
,
有限元
,
剥落
