超细晶仿生层状陶瓷材料超塑成形基础研究

仿生层状陶瓷由于对缺陷的不敏感性、微观结构设计灵活、制作工艺简单、能在很大程度上改进力学性能等优点, 具有广阔的应用前景。本项目通过对Si3N4/ Al2O3-ZrO2超细晶仿生层状陶瓷的超塑成形进行深入的研究，掌握其材料设计方法和塑性变形机理，对推动仿生层状陶瓷的实用化有着重要的理论和现实意义。采用水基凝胶流延成型工艺制备纳米陶瓷薄膜，探索流延成型工艺参数与薄膜性能的关系；采用热压烧结和放电等离子烧结工艺制备Si3N4/Al2O3-ZrO2超细晶仿生层状陶瓷，研究材料组织结构和烧结工艺参数对力学性能的影响，探索叠层厚度设计规律和增强、增韧机理。通过高温拉伸试验研究材料的超塑变形性能，制造出具有一定复杂形状的超细晶仿生层状材料零件。将实验研究、性能测试、组织分析、有限元数值模拟、分子动力学模拟相结合，多尺度分析总结超细晶层状陶瓷材料的超塑变形机理和成形规律。