汽蝕是水力機械破壞的主要方式之一，近年來的研究表明，提高材料的硬度和韌性可大幅度提高材料的抗汽蝕性能，但傳統(tǒng)材料難以同時滿足這兩個要求，國外在對納米材料的研究中發(fā)現(xiàn)納米材料的硬度和韌性可以同時提高，但對納米結構涂層的抗汽蝕性能還未進行研究。本項目擬采用高速火焰噴涂工藝，制備出不同納米結構的WC-Co金屬陶瓷復合涂層，通過對涂層顯微組織結構、機械性能及抗汽蝕性能的試驗研究，分析涂層顯微組織結構與其機械性能之間的關系，以及涂層在清水和含泥沙水流中的抗汽蝕性能及機理，并深入研究涂層中納米結構的數量、尺寸、形態(tài)及分布對涂層抗汽蝕性能及機理的影響；為抗汽蝕納米結構WC-Co噴涂材料制造、涂層結構及噴涂工藝優(yōu)化設計提供理論依據；為高速火焰噴涂納米結構WC-Co涂層應用于水力機械中水輪機及其它過流部件、顯著提高它們的抗汽蝕性能奠定理論基礎。

以近斷層高地震風險地區(qū)建設的高墩橋梁結構為研究對象，針對強地震動場模型和近斷層破壞性效應，高墩橋強震損傷破壞機理，抗倒塌性能評估，以及高墩橋的減震措施和基于延性的抗震設防方法等，進行了一系列深入的研究。提出了近斷層空間多點、多維地震動場人工模擬方法，建立了近斷層脈沖型地震動定量提取和合成方法，揭示了近斷層潛在破壞性效應及其對高墩橋的影響規(guī)律；提出了考慮地基－橋梁基礎動力相互作用的分析模型，對高墩橋強震作用下破壞、體系失效和倒塌進行分析，闡明了近斷層高墩橋的失效模式和倒塌機制；基于IDA和易損性分析方法，揭示近斷層區(qū)高墩橋梁強震作用下抗倒塌性能，提出基于等效延性的抗倒塌優(yōu)化設計方法，建立了近斷層高地震風險性環(huán)境下高墩橋結構倒塌模式控制方法。部分研究成果對近斷層地區(qū)高墩橋抗震設計與安全性提升具有極其重要的科學意義和經濟價值，為“一帶一路”沿線橋梁生命線工程的建設與抗震設防提供科學建議。 2100433B

利用表面機械研磨技術制備奧氏體不銹鋼的梯度納米結構塊體樣品，為揭示梯度納米結構金屬的應變硬化行為及微結構機理，進行拉伸、循環(huán)應力松弛和顯微壓入等力學性能測試，研究表層的強度和塑性等力學性能；利用有限元模擬，研究表層與粗晶基體塑性協(xié)調的微觀力學過程；利用X射線衍射、透射電子顯微鏡等研究梯度納米結構表層的晶粒尺寸、孿晶和相組成的梯度分布特征，重點關注不同拉伸應變下梯度納米結構表層中位錯、層錯、孿晶和相變的形成、發(fā)生及交互作用，揭示(1)梯度納米結構表層應變硬化的微結構機理；(2)表層與粗晶基體塑性協(xié)調的微觀力學過程。通過本項目的研究，闡明梯度納米結構金屬高拉伸伸長率的微觀機制，建立梯度納米結構金屬宏觀力學性能與關鍵梯度參量的關聯(lián)，為澄清納米金屬本征力學性能、突破納米金屬低塑性瓶頸提供思路。

金屬陶瓷是由陶瓷硬質相與金屬或合金粘結相組成的結構材料。其通過熱噴涂或激光熔敷，氣相沉積，濕法沉積等涂層技術形成的涂層為金屬陶瓷涂層。

金屬陶瓷涂層的應用

金屬陶瓷涂層應用在水輪機密封轉動支架上，可以提高轉動支架密封表面的耐磨損能力,改善密封效果、降低維護費用,減少停機維修時間。在水電行業(yè)具有應用推廣價值。 2100433B