航天器返回大气时产生的激波

ODS原理

氧化物弥散强化机制，主要是基于氧化物颗粒与基体材料晶格的非共格性。氧化物颗粒减少材料内部位错移动，从而阻止了蠕变。由于氧化物颗粒是非共格分布的，基体材料中的位错只能通过攀移方式绕过氧化物颗粒。如果氧化物颗粒与基体晶格是半共格或共格关系时，位错可以通过简单的切割方式来穿越氧化物颗粒。

与切割相比，攀移受能态的影响不大，也就是说，材料的高温并不能有效地激活位错的攀移，所以，与简单的位错切割移动方式相比，弥散分布的氧化物颗粒能更有效地阻止位错的移动。

攀移既可以在氧化物颗粒与位错的交界面发生（局部攀移），也可以用整体性攀移多个氧化物颗粒的方式发生（整体攀移）。整体攀移所需的能量略小，也是攀移发生的常见机制。由于需要施加额外的应力作用于位错，使之运动并通过攀移越过氧化物颗粒，非共格不连续氧化物颗粒引入了门槛应力值(σt)。

另外，即使位错通过攀移克服氧化物颗粒，但仍可能钉扎在氧化物颗粒和晶格界面位置，这种有趣的现象被称为界面钉扎现象，这又需要施加额外的门槛应力，使位错挣脱界面钉扎后方可发生塑性变形。

生产工艺

ODS的耐蠕变性能，很大程度上取决于弥散分布在金属基体上的纳米级氧化物颗粒的特征，特别是这些颗粒阻止位错移动的能力，以及这些颗粒的尺寸大小和分布情况。

Hoelzer及其同事的研究成果已经表明，含有均匀分布的1~5 nm尺寸的Y2Ti2O7纳米晶簇的合金，比含有不均匀分布的5~20 nm尺寸的Y2Ti2O7纳米晶簇的相同合金，具有更出色的耐蠕变性能。

因此，在开发新的ODS时，相关工艺是否能够在基体材料中形成密实均匀分布的小纳米晶簇是一个非常重要的关注点。

促进纳米氧化物形成的改进ODS工艺

ODS通常采用机械合金化的方法进行生产。ODS是通过把氧化物颗粒(例如氧化钇Y2O3, 氧化铝Al2O3)和预合金化金属粉末混合在一起后进行球磨，对球磨完成后的粉末进行热静等压压缩并烧结，最终获得所需的ODS。在球磨过程中，纳米氧化物会进入基体金属并形成固溶，在随后的热处理过程中，形成析出物并获得ODS。

这个工艺看似简单，但实际上很多参数需要精心控制才能生产出一种良好的ODS。Leseigneur及其同事已经完成的工作表明，通过控制这些参数，可以获得更均匀和更理想的ODS合金的微观结构。在改进后的ODS工艺中，氧化物被长时间球磨，以保证氧化物颗粒其在金属基体中均匀固溶，随后，对混匀的粉末进行更高温度下的退火，来控制纳米氧化物晶簇的受控形核。最终，粉末被重新压缩并烧结，并获得最终的成品材料。

典型牌号介绍

INCONEL alloy MA754 (UNS N07754)：这是一种氧化物弥散强化型Ni-Cr超级合金，采用机械合金化的工艺进行生产。它的氧化钇弥散体使Ni-Cr合金基体在具有高度耐蚀性的前提下，也具备了出色的高温强度和耐耐蠕变性能。

该合金的强度、连同其的熔点温度和微观结构稳定性，使它成为燃气涡轮机元件，熔炉内部固定装置和滑轨，紧固件及其他对高温蠕变，高温耐蚀性有要求场合的材料之一。

物理性能

热性能和电性能

（暴露于2150摄氏度，空气+5%水蒸汽介质，1008小时）

（不同温度下的抗拉强度，屈服强度和断后伸长率）