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《合肥工业大学》 2004年
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精密零件热膨胀及材料精确热膨胀系数研究

苗恩铭  
【摘要】:现代科技迅速发展,使得精密工程的精度等级不断提高,已进入微纳米级水平。由于热变形对精度影响的重要性,所以对热变形影响机理和控制研究越来越受到国内外学者的关注。本文在国家自然科学基金“机械配合热变形误差的基础理论与应用技术研究”(项目编号:50075023)的支持下,同时参考台湾科学技术委员会的相关项目内容,在国内外热变形研究理论成果的基础上,对零件形体因素所引起的热变形及相关内容进行了系统深入的理论研究,建立了零件典型形体因素对热变形影响的数学模型,并通过实验给以论证。在此成果基础上,对材料精确热膨胀系数作了大量的理论和实验研究,为未来建立标准的精密工程中常用材料精确热膨胀系数提供了一定的参考依据。 本文主要工作和创新性成果包括: 本课题在吸收国内外热变形理论研究成果的基础上,通过热变形与力学模型的转换,对典型零件形体热变形规律进行深入的理论研究,对常见的方体、圆柱体、园环和球体等形体特征参数对零件的热变形影响给出了理论分析,首次推导建立了零件热变形规律的数学模型。 在典型零件形体热变形数学建模分析中,应用差分算法并进行了改进,将差分法发展成可得出形体热变形一般规律的解析法,有效的解决了热变形形体建模问题,为进一步研究复杂形体对零件热变形影响规律提供了一种算法。 对材料的精确热膨胀系数进行了全面与深化研究,分析了传统材料热膨胀系数的不足,给出了传统材料膨胀系数实用的精确定量评述和适用范围,提出了精确材料热膨胀系数相关问题的解决方法。同时对现行的几种材料热膨胀系数定义进行了系统分析,给出各种定义的材料热膨胀系数的精度范围,提供了在实践应用中选用原则和方法,该内容具有重要的实用价值。进一步对以圆柱体和球体为标准样件所定义的材料膨胀系数进行了理论分析,提出以圆球体为标准试件所测出的材料膨胀系数具有更好的科学性,为建立科学的精确热膨胀系数提供理论依据。 根据对热膨胀系数的理论研究成果,进一步研究了常用材料的精确膨胀系数,对本校选用的精密机械工程中常用的25种材料和台湾成功大学提供的16种(每种有4件尺寸不同的样件,共64件)材料的热膨胀系数变化规律进行了测定,给出了实用数表,并对其实验数据进行了分析比较,得出了材料精确热膨胀系数的主要结论,为今后进一步研究海峡两岸统一的材料精确热膨胀系数标准提供了良好依据。 合肥工业大学博士学位论文 研制成功了国内唯一的高精度三维热变形实验装置一均匀温度场高精度 实验装置,该装置具有恒温箱微机控制,高精度电感测头准确定位,微动三维 工作台和双频激光干涉仪热变形量测量系统,极大的提高了测量精度和测量适 用范围,扩展了其应用功能。其主要技术指标是:容积为820 x 528 x 85Omm3, 测温不确定度为0.02℃,微变形测量不确定度为士0.28声刀”。该实验装置的研 制成功为进一步在本方向的研究给以了设备保障。 关键词:热变形、热膨胀系数、热应力、热传导、差分法
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH161.4

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卞小强;林义兵;;球体热变形参数确定材料热膨胀系数的研究[J];安徽职业技术学院学报;2011年04期
2 陈甦欣;郭裕聪;胡学敏;赵德友;邵善敏;;非对称结构热变形非相似性规律研究[J];安徽职业技术学院学报;2012年02期
3 苗恩铭;齿轮侧隙热补偿的精确计算[J];工具技术;2005年09期
4 孙荣敏;李子杰;;提高材料热膨胀系数测量精度的研究[J];轻工科技;2012年05期
5 李光珂,苗恩铭,费业泰,徐婷婷;标准样件的材料热膨胀系数[J];黑龙江科技学院学报;2005年05期
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7 董国军;董申;孙涛;;温度对金刚石刀具影响的理论模型和实验分析[J];纳米技术与精密工程;2008年02期
8 陶海华;刘桂雄;金军;;工作状态下孔型零件热变形量预测计算[J];现代制造工程;2008年03期
9 李桂华;马修水;张梅;费业泰;;综合误差修正方法在热变形测量装置中的应用[J];仪器仪表学报;2008年12期
10 李桂华;费业泰;徐婷婷;;测量热变形齿轮齿形误差的原理与方法[J];组合机床与自动化加工技术;2006年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 胡毅;关节式坐标测量机热变形误差建模及修正研究[D];合肥工业大学;2011年
2 李桂华;复杂规则曲面机械零件的热变形理论及应用研究[D];合肥工业大学;2006年
3 辛春锁;基于稳态法的高温材料热物性测量技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 靳向往;汽轮机转子工作热变形预测及其热跑工装研制[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 田莺;数控机床精度快速评定装置的研制[D];华中科技大学;2011年
3 徐婷婷;新型高精度四维热变形实验装置的改进及应用研究[D];合肥工业大学;2007年
4 范开果;激光干涉法测量材料线膨胀系数的实验研究[D];北京工业大学;2007年
5 李光珂;机械形体参数对零件热变形影响研究[D];合肥工业大学;2007年
6 刘仁飞;大尺寸铝合金件超塑成形模具设计与尺寸补偿技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
7 王锡锌;温度效应对计入转向传动机构运动副间隙的汽车摆振系统动力学影响分析[D];合肥工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苗恩铭,费业泰;机械中薄壁件存在的时间分析[J];测试技术学报;2003年02期
2 喻学斌;陈军;徐耕;张国定;吴人洁;;C/Al复合材料热膨胀与内应力研究[J];复合材料学报;1997年01期
3 盛宏玉,高荣誉;非均匀变温时两端固支叠层闭口厚柱壳的热应力分析[J];工程力学;2000年04期
4 苗恩铭,费业泰;车刀前刀面温度的计算及参数调整[J];工具技术;2002年12期
5 苗恩铭,费业泰,赵静;温度、热量与热变形的关系及计算方法研究[J];工具技术;2003年07期
6 苗恩铭,费业泰,金施群;精密丝杠加工误差数学模型分析[J];工具技术;2003年08期
7 苗恩铭,费业泰;两种膨胀系数热变形计算误差分析[J];工具技术;2003年09期
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9 苗恩铭,费业泰;热膨胀系数同弹性模量数学模型分析[J];黑龙江科技学院学报;2003年02期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊向军;钢筋砼结构抗火性能研究现状与展望[J];四川建筑科学研究;1999年04期
2 蒋首超,徐小洋,赵蕾,熊皓;钢结构防火涂料等效热传导系数的确定[J];四川建筑科学研究;2004年03期
3 隋晓红;连铸结晶器用Zr-Cr-Cu合金的净化及强化机理分析[J];鞍钢技术;2002年03期
4 李娜;马修水;李桂华;;测量不确定度及测量不确定度评定综述[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年03期
5 姜香梅;;淬硬模具钢的高速铣削加工[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年01期
6 李桂华,陈忠桂;材料热变形行为及测试方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年04期
7 王造奇,杜皖宁;非正交基下用格林函数法精确求解局部态密度[J];安徽大学学报(自然科学版);1995年02期
8 朱华新,姚晓萍;用量纲分析法判断科技论文中数理公式的正误[J];安徽大学学报(自然科学版);1996年02期
9 唐燕杰,苗恩铭,陈晓怀;热膨胀系数同弹性模量数学模型分析[J];安徽纺织职业技术学院学报;2003年01期
10 卞小强;林义兵;;球体热变形参数确定材料热膨胀系数的研究[J];安徽职业技术学院学报;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何庆;桂贵生;仓公林;;HSM机床选配性分析[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 张冲;汪方宝;;高效数控加工技术应用研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 张青锁;刘占时;;数字地形图的误差校正[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
4 许凌云;;高速切削加工技术及应用[A];“绿色制造 质量管理”——海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会2011年会论文集[C];2011年
5 万维汉;张海峰;;基于先验知识的旋流器溢流粒度软测量[A];2011中国有色金属行业仪表自动化学术会议论文集[C];2011年
6 陈升平;;“应力与应变状态”教学体会[A];海峡两岸力学教学—教学经验与教学改革交流会论文集[C];2002年
7 王智平;付金良;肖荣振;牛海霞;冯力;刁松涛;;MAGMAsoft国内标准材料库的开发与应用[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
8 张友华;刘德英;陈伟芳;杨汝森;杨国铭;陈海群;;复合材料导热系数测量实验研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
9 付艳恕;孙宇新;王晓萍;王金相;张晓立;;非晶箔带爆炸焊接温度产生与分布分析[A];第八届全国冲击动力学学术讨论会会议论文集[C];2007年
10 杨炳渊;史哓鸣;梁强;;高超声速有翼导弹多场耦合动力学的研究和进展[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯立峰;高功率垂直腔面发射半导体激光器热理论与制备工艺研究[D];长春理工大学;2010年
2 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 付文俊;矿井封闭火区救灾辅助决策系统研发[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 赵明利;多频率超声辅助磨削纳米氧化锆陶瓷表面/亚表面损伤机理研究[D];河南理工大学;2010年
6 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
7 王淑珍;基于白光干涉超精密表面形貌测量方法与系统研究[D];华中科技大学;2010年
8 付强;1000MW核电站离心式上充泵水力设计与结构可靠性研究[D];江苏大学;2010年
9 王亚珍;基于热力耦合的界面摩擦机理的研究[D];华南理工大学;2010年
10 李熹平;快速热循环注塑模具及工艺关键技术研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 柯烈强;航空框类结构件铣削加工残余应力抑制策略研究[D];安徽工程大学;2010年
2 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 田利辉;聚氨酯小框体外墙外保温体系研究[D];郑州大学;2010年
4 冯媛媛;热处理零件组织性能分布的计算机预测及其结构设计[D];山东农业大学;2010年
5 陈军;测量不确定度在基础实验中的应用研究[D];山东农业大学;2010年
6 田昊;微型无标记静止式PCR系统研究[D];大连理工大学;2010年
7 赵二鑫;车削中心静动热特性分析及床鞍结构优化设计[D];大连理工大学;2010年
8 郑银涛;基于平板式电容的微位移测量系统设计[D];大连理工大学;2010年
9 伍英华;六自由度一体式坦克模拟器误差特性及控制[D];大连理工大学;2010年
10 胡培;切削过程中工件材料绝热剪切敏感性研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏义永;;热膨胀系数测量实验设计[J];合肥师范学院学报;2009年06期
2 卞小强;林义兵;;球体热变形参数确定材料热膨胀系数的研究[J];安徽职业技术学院学报;2011年04期
3 张国玉,徐熙平,杨琳,李成志,何凤梅,何小瓦;材料高温变形激光扫描测量方法[J];兵工学报;2003年01期
4 李建强,宣维康;不同类型石墨管温度分布与分析性能的关系[J];北京科技大学学报;1997年05期
5 魏高升;张欣欣;于帆;陈奎;;激光脉冲法测量硬硅钙石绝热材料热扩散率[J];北京科技大学学报;2006年08期
6 刘惠;转向器摆振和前轮定位调整[J];北京汽车;2001年02期
7 王华;岳丽全;岳志高;;MSComm控件在VC++6.0串口通信中的应用[J];长春工程学院学报(自然科学版);2009年01期
8 张军,赵大威,周淑红;减小CNC机床定位误差方法的研究[J];长春理工大学学报;2003年02期
9 赵俊;黎文献;肖于德;余琨;;铝合金超塑变形研究进展[J];材料导报;2004年03期
10 陈洁;熊翔;肖鹏;;高导热C/C复合材料的研究进展[J];材料导报;2006年S2期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡鹏浩;非均匀温度场中机械零部件热变形的理论及应用研究[D];合肥工业大学;2001年
2 龙慧;高速齿轮传动轮齿的温度模拟及过程参数的敏感性分析[D];重庆大学;2001年
3 叶兵;基于遗传神经网络模型实时误差修正任意角测量系统[D];合肥工业大学;2004年
4 李存军;基于集成神经网络的城市道路交通流量融合预测研究[D];西南交通大学;2004年
5 李胜;分岔理论在汽车转向轮摆振机理及其控制策略研究中的应用[D];吉林大学;2005年
6 罗哉;精密机械中孔轴最佳热配合理论及应用研究[D];合肥工业大学;2005年
7 刘焕牢;数控机床几何误差测量及误差补偿技术的研究[D];华中科技大学;2005年
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9 郭敬东;热膨胀动态过程普遍性及其在高温超导体中的体现[D];中国科学院研究生院(金属研究所);1996年
10 李桂华;复杂规则曲面机械零件的热变形理论及应用研究[D];合肥工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张贺新;固体温度继电器自动测控系统的研究[D];合肥工业大学;2004年
2 陈杨;智能化热膨胀检测系统的实现与应用[D];南京理工大学;2004年
3 刘红奇;数控机床误差快速标定和评价系统的研究[D];华中科技大学;2004年
4 郭辉;关节臂式柔性三坐标测量系统关键技术的研究[D];天津大学;2005年
5 邢艳洪;基于ANSYS二次开发的电梯参数化有限元分析系统[D];东北大学;2006年
6 顾(?);考虑转向系间隙的汽车前轮摆振系统研究[D];合肥工业大学;2007年
7 范开果;激光干涉法测量材料线膨胀系数的实验研究[D];北京工业大学;2007年
8 吴昌友;神经网络的研究及应用[D];东北农业大学;2007年
9 郭蕾蕾;Zn系合金熔体电阻率的研究及熔体结构变化对Bi-Sb20%合金凝固组织的影响[D];合肥工业大学;2008年
10 吴丹丹;数控机床定位误差快速标定装置[D];华中科技大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 费雯;李桂华;冯忠;洪磊;;基于有限元仿真的带筋精密平板热变形分析[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年02期
2 陈甦欣;郭裕聪;胡学敏;赵德友;邵善敏;;非对称结构热变形非相似性规律研究[J];安徽职业技术学院学报;2012年02期
3 吴军;张孝军;;一种齿轮热变形实时在线测量方法的研究[J];仪器仪表用户;2012年02期
4 王晓琪;吴春风;栗刚;余春雨;李璿;毛安澜;;1000kV GIS用罐式电容式电压互感器[J];高电压技术;2008年10期
5 李璿;王晓琪;余春雨;吴士普;;1000kV特高压交流电压互感器研制现状及性能浅析[J];高压电器;2011年11期
6 林超;曾庆龙;李莎莎;龚海;刘刚;;高阶椭圆锥齿轮副接触斑点的检测及分析[J];北京工业大学学报;2014年02期
7 靳星;陈登福;王启明;高兴健;;连铸坯热膨胀性能测试[J];过程工程学报;2009年S1期
8 李桂华;马修水;张梅;费业泰;;综合误差修正方法在热变形测量装置中的应用[J];仪器仪表学报;2008年12期
9 高峰;刘江;杨新刚;李艳;杨艳;;基于Fisher最优分割法的机床热关键点优化研究[J];仪器仪表学报;2013年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 靳星;陈登福;王启明;高兴健;;连铸坯热膨胀性能测试[A];第十二届冶金反应工程学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 胡毅;关节式坐标测量机热变形误差建模及修正研究[D];合肥工业大学;2011年
2 李桂华;复杂规则曲面机械零件的热变形理论及应用研究[D];合肥工业大学;2006年
3 辛春锁;基于稳态法的高温材料热物性测量技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王鹏程;低温储罐充液后夹层压力变化规律研究[D];兰州理工大学;2010年
2 靳向往;汽轮机转子工作热变形预测及其热跑工装研制[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 高鹏;月球车差动装置设计与分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 卓清琪;水面太阳辐射热能发电装置研究[D];国防科学技术大学;2010年
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6 刘维维;典型元器件在高温环境下参数变化机理研究[D];中北大学;2012年
7 徐婷婷;新型高精度四维热变形实验装置的改进及应用研究[D];合肥工业大学;2007年
8 闻德保;散斑干涉法在机械零件热变形测试中的应用研究[D];合肥工业大学;2008年
9 朱珍;激光散斑干涉法测量机械零件热变形的研究[D];合肥工业大学;2008年
10 韩文祥;弹丸挤进变形模拟问题研究[D];南京理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 居冰峰,傅建中,陈子辰;复合恒温构件热变形控制技术研究[J];机械工程学报;2000年06期
9 徐志良,张凤生,刘红,师忠秀;精密长丝杠磨削热变形规律研究[J];青岛大学学报(工程技术版);1999年01期
10 李良福;平面磨削薄壁工件时的热过程[J];磨床与磨削;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 胡鹏浩;非均匀温度场中机械零部件热变形的理论及应用研究[D];合肥工业大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 苗恩铭;;精确热膨胀特征参数的精度分析[J];农业机械学报;2006年04期
3 严学华;程晓农;肖兆娟;徐桂芳;;ZrW_2O_8薄膜的物相转变与负热膨胀系数[J];江苏大学学报(自然科学版);2007年02期
4 王晓阳;朱丽娟;刘越;;粉末冶金法制备AlSiC电子封装材料及性能[J];电子与封装;2007年05期
5 宫美望;;无色光学玻璃折射率温度系数与平晶等厚干涉条纹[J];计量与测试技术;2009年02期
6 王晓燕;翟秀静;张廷安;符岩;郑双;;硅片力学性能及热膨胀系数的热稳定性研究[J];真空与低温;2009年03期
7 赵翔;梁明富;;MEMS封装中阳极键合技术的影响因素研究和设计因素分析[J];新技术新工艺;2009年12期
8 黄杰;吴胜兴;沈德建;;不同粗骨料混凝土早期热膨胀系数试验研究[J];结构工程师;2010年03期
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5 张正全;;精轧工作辊磨损及热膨胀数学模型的开发与应用[A];冶金轧制过程自动化技术交流会论文集[C];2005年
6 张正全;;精轧工作辊磨损及热膨胀数学模型的开发与应用[A];2005中国钢铁年会论文集(第4卷)[C];2005年
7 张正全;;精轧工作辊磨损及热膨胀数学模型的开发与应用[A];全国轧辊技术研讨会论文集[C];2005年
8 赵淼;郝延明;;X射线热膨胀测定法的实验研究[A];第十二届全国磁学和磁性材料会议专辑[C];2005年
9 王艾戎;孟晓玲;赵建喜;;一种性能优异的环氧型有机封装基板[A];第四届全国覆铜板技术·市场研讨会报告·论文集[C];2003年
10 吴国章;;层状共连续高分子合金的微结构调控及其热膨胀行为研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 华南师范大学课程教材研究所所长、教授 高凌飚;怎样用好用活教科书?[N];中国教育报;2007年
5 本报记者 刘聪;陶瓷球轴承特性[N];机电商报;2007年
6 张吨;国内外陶瓷球轴承的应用[N];广东建设报;2006年
7 手心;碳化硅轴承应用技术[N];广东建设报;2007年
8 吉盟公司常务副总经理 肖平;钯饰生产技术与工艺[N];中国黄金报;2006年
9 ;共烧材料匹配:LTCC研发关注点[N];中国电子报;2006年
10 包亦望 万德田 刘立忠 韩松 石新勇;钢化玻璃自爆源和自爆机理分析[N];中国建材报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苗恩铭;精密零件热膨胀及材料精确热膨胀系数研究[D];合肥工业大学;2004年
2 白佳海;堇青石蜂窝陶瓷的研究[D];南京工业大学;2004年
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4 顾晓峰;SiCp/Al复合材料的制备及其器件的研制[D];武汉理工大学;2006年
5 郭晶;大块非晶合金玻璃形成能力与液体脆性的研究[D];山东大学;2008年
6 周青军;双钙钛矿结构固体氧化物燃料电池阴极材料的性能[D];吉林大学;2009年
7 毛小南;TiC颗粒增强钛基复合材料的内应力对材料机械性能的影响[D];西北工业大学;2004年
8 张惠;钛表面磁控溅射氮硅锆涂层对钛瓷结合的影响及G-I钛遮色瓷的研制[D];第四军医大学;2006年
9 王静;数字散斑相关方法及微/纳米尺度热力学测试研究[D];天津大学;2005年
10 徐春杰;细晶Mg-Zn-Y合金的制备、组织、性能及强化机理[D];西安理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 文思维;碳/铝网络互穿结构复合材料制备工艺研究[D];国防科学技术大学;2004年
2 姚秀军;激光熔覆及快速成形专用镍基粉末的研制[D];山东大学;2006年
3 来育梅;热塑性聚酰亚胺及其改性材料的热性能研究[D];南京工业大学;2006年
4 曹玉菲;车用堇青石蜂窝陶瓷催化剂载体的制备与性能研究[D];大连海事大学;2013年
5 夏冬;高膨胀低温共烧陶瓷基板材料性能研究[D];华东理工大学;2011年
6 娄广辉;锂铝硅硼低膨胀微晶玻璃的研究[D];武汉理工大学;2005年
7 周永生;合成堇青石原料的研究及应用[D];西安建筑科技大学;2006年
8 帅仁忠;厚膜金属化用玻璃粘结剂的制备及性能研究[D];天津大学;2010年
9 张青;碳/碳化硅复合材料热膨胀行为研究[D];西北工业大学;2004年
10 曹欣;阳极键合用微晶玻璃的制备及键合影响因素研究[D];武汉理工大学;2007年
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