航天器返回大氣時產生的激波

ODS原理

氧化物彌散強化機制，主要是基于氧化物顆粒與基體材料晶格的非共格性。氧化物顆粒減少材料內部位錯移動，從而阻止了蠕變。由于氧化物顆粒是非共格分布的，基體材料中的位錯只能通過攀移方式繞過氧化物顆粒。如果氧化物顆粒與基體晶格是半共格或共格關系時，位錯可以通過簡單的切割方式來穿越氧化物顆粒。

與切割相比，攀移受能態(tài)的影響不大，也就是說，材料的高溫并不能有效地激活位錯的攀移，所以，與簡單的位錯切割移動方式相比，彌散分布的氧化物顆粒能更有效地阻止位錯的移動。

攀移既可以在氧化物顆粒與位錯的交界面發(fā)生（局部攀移），也可以用整體性攀移多個氧化物顆粒的方式發(fā)生（整體攀移）。整體攀移所需的能量略小，也是攀移發(fā)生的常見機制。由于需要施加額外的應力作用于位錯，使之運動并通過攀移越過氧化物顆粒，非共格不連續(xù)氧化物顆粒引入了門檻應力值(σt)。

另外，即使位錯通過攀移克服氧化物顆粒，但仍可能釘扎在氧化物顆粒和晶格界面位置，這種有趣的現(xiàn)象被稱為界面釘扎現(xiàn)象，這又需要施加額外的門檻應力，使位錯掙脫界面釘扎后方可發(fā)生塑性變形。

生產工藝

ODS的耐蠕變性能，很大程度上取決于彌散分布在金屬基體上的納米級氧化物顆粒的特征，特別是這些顆粒阻止位錯移動的能力，以及這些顆粒的尺寸大小和分布情況。

Hoelzer及其同事的研究成果已經表明，含有均勻分布的1~5 nm尺寸的Y2Ti2O7納米晶簇的合金，比含有不均勻分布的5~20 nm尺寸的Y2Ti2O7納米晶簇的相同合金，具有更出色的耐蠕變性能。

因此，在開發(fā)新的ODS時，相關工藝是否能夠在基體材料中形成密實均勻分布的小納米晶簇是一個非常重要的關注點。

促進納米氧化物形成的改進ODS工藝

ODS通常采用機械合金化的方法進行生產。ODS是通過把氧化物顆粒(例如氧化釔Y2O3, 氧化鋁Al2O3)和預合金化金屬粉末混合在一起后進行球磨，對球磨完成后的粉末進行熱靜等壓壓縮并燒結，最終獲得所需的ODS。在球磨過程中，納米氧化物會進入基體金屬并形成固溶，在隨后的熱處理過程中，形成析出物并獲得ODS。

這個工藝看似簡單，但實際上很多參數(shù)需要精心控制才能生產出一種良好的ODS。Leseigneur及其同事已經完成的工作表明，通過控制這些參數(shù)，可以獲得更均勻和更理想的ODS合金的微觀結構。在改進后的ODS工藝中，氧化物被長時間球磨，以保證氧化物顆粒其在金屬基體中均勻固溶，隨后，對混勻的粉末進行更高溫度下的退火，來控制納米氧化物晶簇的受控形核。最終，粉末被重新壓縮并燒結，并獲得最終的成品材料。

典型牌號介紹

INCONEL alloy MA754 (UNS N07754)：這是一種氧化物彌散強化型Ni-Cr超級合金，采用機械合金化的工藝進行生產。它的氧化釔彌散體使Ni-Cr合金基體在具有高度耐蝕性的前提下，也具備了出色的高溫強度和耐耐蠕變性能。

該合金的強度、連同其極高的熔點溫度和微觀結構穩(wěn)定性，使它成為燃氣渦輪機元件，熔爐內部固定裝置和滑軌，緊固件及其他對高溫蠕變，高溫耐蝕性有要求場合的首選材料之一。

物理性能

熱性能和電性能

（暴露于2150攝氏度，空氣+5%水蒸汽介質，1008小時）

（不同溫度下的抗拉強度，屈服強度和斷后伸長率）