開(kāi)題報(bào)告論文-張祥

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1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）材料科學(xué)與工程學(xué)院開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目：高強(qiáng)纖維增強(qiáng)鋰鋁硅微晶玻璃性能研究院（系）材料科學(xué)與工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)材料成型及控制工程學(xué)生張祥學(xué)號(hào)100810320班號(hào)1008103指導(dǎo)教師夏龍開(kāi)題報(bào)告日期2013.12.28哈爾濱工業(yè)大學(xué)教務(wù)處制2005年9月哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）材料科學(xué)與工程學(xué)院開(kāi)題報(bào)告1研究意義環(huán)境溫度的變化，會(huì)引起材料的膨脹與收縮，在材料中產(chǎn)生熱應(yīng)力，會(huì)影響材料使用，嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致材料失效。鋰鋁硅系統(tǒng)的微晶玻璃，具有超低膨脹性，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)可使其在某一溫度范圍內(nèi)達(dá)到零膨脹。鋰鋁硅微晶玻璃具有小的膨脹性，從而帶來(lái)其卓越的抗熱沖擊能力。零膨脹微晶

2、玻璃的零膨脹性能對(duì)提高航空航天結(jié)構(gòu)和電子設(shè)備等的熱幾何穩(wěn)定性有重要意義。鋰鋁硅微晶玻璃在較大的范圍內(nèi)具有低膨脹甚至零膨脹的特殊性能和較高的透過(guò)率而被廣泛研究和應(yīng)用。此外鋰鋁硅微晶玻璃還具有許多其它寶貴的性能：如膨脹系數(shù)變化范圍大、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性好、使用溫度高及堅(jiān)硬耐磨等。由于鋰鋁硅微晶玻璃晶化程度高(70%以上)，又具有超細(xì)的微晶結(jié)構(gòu)，并且質(zhì)地均勻致密，因而機(jī)械力學(xué)性能優(yōu)良。鋰鋁硅微晶玻璃的機(jī)械強(qiáng)度比一般玻璃高的多，抗彎強(qiáng)度一般為100~200MPa。由于鋰鋁硅微晶玻璃的種種優(yōu)異特性，使其在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。以下簡(jiǎn)要介紹鋰鋁硅微晶玻璃的一些應(yīng)用。零膨脹微晶玻璃主要應(yīng)用

3、在現(xiàn)代航空技術(shù)，集成線路板和光學(xué)器件中，如太空機(jī)器人、航天飛機(jī)、宇宙飛船、天文望遠(yuǎn)鏡或衛(wèi)星的定位等方面；另一主要應(yīng)用是耐高溫的炊具、餐具，微波爐用器皿，高溫電光源玻璃，高溫觀察窗等方面。1.1反射式光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)于大型反射式光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡，超低膨脹(零膨脹)微晶玻璃的重要性不言而喻。一方面，其星象質(zhì)量不受望遠(yuǎn)鏡鏡片熱慣性的破壞；另一方面，鏡片在研磨過(guò)程中不需要等到熱平衡即可檢查質(zhì)量，可大大縮短加工周期。其鏡片材料除了在熱慣性上要求相當(dāng)高之外，還需要有極小的內(nèi)應(yīng)力，較高的機(jī)械強(qiáng)度和硬度，良好的化學(xué)穩(wěn)定性等。唯有超低膨脹微晶玻璃鏡坯材料才能較好的滿(mǎn)足這些條件。零膨脹透明LAS微晶玻璃(Zerod

4、ur)用來(lái)制造大型天文望遠(yuǎn)鏡的反射鏡是成功的應(yīng)用范例之一，已經(jīng)用它制得直徑達(dá)12m，重達(dá)幾千噸的巨型鏡坯。1.2零膨脹LAS透明微晶玻璃在導(dǎo)航方面的應(yīng)用(激光陀螺儀)激光陀螺儀是用于精密測(cè)量回轉(zhuǎn)體系方向變化的儀器，是目前國(guó)際上最先進(jìn)的新一代精密制導(dǎo)系統(tǒng)的核心部件，廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈、衛(wèi)星、軍艦等各種飛行器上。LAS系零膨脹透明微晶玻璃作為激光陀螺儀的關(guān)鍵骨架材料，必須具有高度的透明性和高度的光學(xué)均勻性、熱循環(huán)條件下的長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性和抗永久性畸變的能力，而Zerodur極低的膨脹性能和非常低的He滲透性對(duì)此應(yīng)用來(lái)說(shuō)尤其重要。1.3零膨脹LAS透明微晶玻璃應(yīng)用于精密機(jī)械許多材料(金屬、玻璃、晶體、塑料等

5、)隨溫度變化而膨脹或收縮,形狀發(fā)生變化，所以必須預(yù)先將設(shè)備保持恒溫(空調(diào)或恒溫室中等)或長(zhǎng)時(shí)間放置使其溫度穩(wěn)定。鋰鋁硅微晶玻璃具有低膨脹性能，甚至環(huán)境溫度在0~100K的變化區(qū)間內(nèi)形狀也不發(fā)生變化。高能激光工業(yè)中的CO2激光諧振器中用由多根長(zhǎng)達(dá)20m的Zerodur棒組成的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，所以在環(huán)境溫度或激光器部件的溫度發(fā)生變化時(shí)，而激光器的位置并不發(fā)生變化。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）材料科學(xué)與工程學(xué)院開(kāi)題報(bào)告1.4特種電光源用微晶玻璃(投影光源反射器用微晶玻璃)零膨脹LAS透明微晶玻璃具有機(jī)械強(qiáng)度高，堅(jiān)硬耐磨以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，能適應(yīng)惡劣的使用環(huán)境；軟化溫度高，即使在高溫條件下也能保持較高

6、的機(jī)械強(qiáng)度；電絕緣性能優(yōu)良，介電損耗小、介電常數(shù)穩(wěn)定；密度小，且具有質(zhì)地致密，不透水、不透氣等優(yōu)異性能。投影儀上反射器所選用的材料及性能對(duì)整機(jī)的使用壽命、圖象顯示質(zhì)量有重要影響，而且對(duì)投影系統(tǒng)價(jià)格起著舉足輕重的作用。特種電光源用耐熱低膨脹微晶玻璃以其優(yōu)良的性能、廉價(jià)的原材料和較低的制造成本，不失為一種高性能、低價(jià)位、應(yīng)用廣泛的實(shí)用新型特種電光源用材料。1.5微波爐用器皿微波爐用器皿一般可以用陶瓷或?qū)Ｓ盟芰喜牧?，而不能用金屬或搪瓷材料。這是因?yàn)槲⒉ㄅ錾辖饘僦破穼l(fā)生短路和反射現(xiàn)象。如果把食物盛在金屬容器里加熱,微波遇到金屬容器后立即全部反射回去，食物得不到熱源加熱；另外由于高頻微波全部反射回去，

7、就形成了電子技術(shù)上的高頻短路，這會(huì)導(dǎo)致發(fā)射微波的電子管陽(yáng)極產(chǎn)生高溫，燒到發(fā)紅而損壞。零膨脹LAS透明微晶玻璃易被微波穿透、耐腐蝕，且耐熱不易變形，不會(huì)因短路和反射現(xiàn)象造成微波爐的損壞。1.6高溫觀察窗用微晶玻璃高溫觀察窗用零膨脹LAS透明微晶玻璃具有耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度、高屏效的特點(diǎn)，在滿(mǎn)足屏蔽性能和環(huán)境要求指標(biāo)的前提下，提高了可視性要求和環(huán)境要求，為電子信息設(shè)備及系統(tǒng)的安全防護(hù)提供了關(guān)鍵的技術(shù)