结构陶瓷微观结构与力学性能的关系及计算机模拟系统

本项目首先提出了陶瓷微观结构元间的键联模型，对结构陶瓷的静态及动态断裂韧性、断裂强度等力学参量作了理论和实验研究，获得氮化硅等陶瓷的动态损伤特性；其次对纳米氧化锆弥散增强氧化铝陶瓷的微观结构与力学性能的关系作了实验研究；发现纳米晶粒相变过程中的量子尺寸效应，限制了复合陶瓷的力学性能增长幅度；最后提出了裂纹子的概念，研究了致密陶瓷结构中裂纹萌生与湮灭机制，导出了裂纹分布及材料断裂几率分布规律，实现了陶瓷裂纹萌生扩展途径的数值模拟，进一步用模糊矩陈描述陶瓷微观结构，导出了陶瓷致密化设计的模糊优化关系。本项目的研究对开展陶瓷材料优化设计研究有一定的参考价值，将促进材料、计算机等学科向前发展。