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可視化（huà）高溫形變分析儀用戶成果:超強、彈性且耐疲勞的SiC納米線網絡
發（fā）布時間：
2025-04-23
西安交通大學材料學（xué）院王紅潔教授團隊在期刊《Journal of the American Ceramic Society》上發表了題為“Ultrastrong, elastic, and fatigue-resistant SiC nanowires network”的論文。研究分析（xī）了新型層（céng）狀SiC納米線網絡的超輕、高強、高彈綜合（hé）性能。
【用戶（hù）成果】超強、彈性且耐疲勞（láo）的SiC納米線網絡
西安交通大學材料學院王紅潔教授團隊在期刊《Journal of the American Ceramic Society》上發表了題為“Ultrastrong, elastic, and fatigue-resistant SiC nanowires network”的論（lùn）文。研究（jiū）分析（xī）了新型（xíng）層狀SiC納米線網絡的超輕（qīng）、高強、高彈綜合性能。
研（yán）究背景
高孔隙率陶瓷（HPCs，孔隙率>90%）在（zài）航空航天、節（jiē）能（néng）和交通等戰（zhàn）略領域需求迫切。由於強度隨孔隙率升高急劇下降，同時（shí）實現高機械強度與超高孔隙（xì）率極具挑戰。本研究通過精選材料和優化結構設計，成功製備（bèi）出一種既（jì）具有彈性又具備高強度的陶瓷（cí）材料。
研究方法
- 材料的製備：以柔性SiC納米氣凝（níng）膠為基體，通（tōng）過熱壓法(1200℃，15MPa，2小時（shí）)構建層狀結構。
- 高溫下L-SiC NN在空（kōng）氣中的原位尺寸變化，使用天津中環的可視（shì）化高溫形變儀TA-16A進行測試。
- 微觀（guān）結構：納米線通過表麵SiO₂殼層相互連接，形成層內交聯（lián）網絡，層間由傾斜納米線作為“彈簧”連接。
- 性能表征：
- 高溫穩定性：1100℃下保（bǎo）持結構完（wán）整。
- 熱性能：低熱導率（垂（chuí）直方向0.121 W/m·K），各向異性導熱（平行方向高50%），適用於高溫隔熱。
- 彈（dàn）性與強度：垂直方向壓縮（suō）應變20%時完全恢複，應力達5.7 MPa(優於現有彈性陶瓷1-2個數量級); 平行（háng）方向楊氏模（mó）量高達238 MPa。
- 耐（nài）疲勞性：10萬次（cì）壓縮循環後應力保持（chí）率88%，永久形（xíng）變僅2.6%。
研究結果（guǒ）
該研究（jiū）通過層（céng）狀結構設計與熱壓工藝，成功解決了高孔隙率陶瓷的強度-彈性矛盾，為極端環境（jìng）下的輕量化高性能材料提供了新思路。
可視（shì）化高（gāo）溫形變分析儀，光學（xué）非接觸發測量材料燒結過程膨脹收縮。材料在變溫過程中形狀、尺寸及物態（tài）變化在線實時觀（guān）測，並通過智（zhì）能（néng）化數據采集（jí）與圖像處理係統給出直觀、準確的數據及圖（tú）形報（bào）告。產品性能與國際同類產品相當，處於國內領先水平。可視化高溫（wēn）形變分析（xī）儀用於材料研發與（yǔ）製造，有助於精確製定材料燒結工藝或熱處理（lǐ）工藝，提高產品質量，降低生產成本。
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