铂基高温材料在玻璃和玻璃纤维行业已有上百年的使用时间,随着社会需求和玻纤工业发展,对于铂基高温材料的要求也越来越高,其基本趋势是通过多种强化机制不断强化铂基高温材料,从而实现材料的性价比更高。本研究针对目前性能较好的新型锆钇氧化物强化铂铑材料中的强化机制以及应用问题开展研究。论文采用金相、X射线衍射、扫描电镜、透射电子显微镜、蠕变测量仪等实验分析手段,以及第一性原理计算、晶格反演理论、分子动力学、有限元等理论和计算方法,通过实验、理论分析和计算模拟相结合的研究方法开展研究工作。测定了新型锆钇复合氧化物强化Pt Rh5材料的主要物性数据,以及高温力学性质和高温蠕变速率方程。采用电阻测量方法解决了含Zr Y为0.2 w t%的P t R h 5合金内氧化动力学的定量表征方法问题,建立内氧化中氧原子扩散计算模型,从理论上推导得到氧扩散-电阻-时间的计算公式,并用该公式计算得到了内氧化中氧原子扩散系数,给出了材料内氧化最优时间公式,解决了该材料内氧化研究中的关键问题。通过实测和极图分析,确定了蠕变断口上出现的与强化机制有关的近正六边形台阶组织的成因为:高温大气中由氧气腐蚀形成的解理晶面构成台阶组织,而晶面由{001}和{111}晶面族构成,近正六边形台阶是材料在蠕变断裂过程中Pt Rh5合金的{001}<110>与{111}<211>之间交替进行解理断裂,并螺旋扩展后形成的特殊组织,并定量给出了近正六边形台阶组织出现的具体例子。透射电镜分析发现内氧化形成的氧化物中尺寸较大的氧化物主要分布在晶界中,而尺寸较小的的氧化物分布在晶粒内部。氧化物具有单斜结构的Zr O2,而固溶入的浓度小于0.97%mol,Y对该复合氧化物的力学性能具有一定提升作用。电子衍射标定发现Pt Rh5合金基体与氧化物界面之间具有一定的位向关系,存在一定的共格、半共格关系,这是以前研究从未得到的实验结果。该结果表明界面上的共格、半共格关系为材料的高温强化提供了一定的途径和机制,即界面强化机制,这是该材料中新发现的一种强化机制。理论分析给出所有界面位向的可能关系和数据。采用密度泛函理论,并结合虚拟晶格近似方法、晶格反演势理论,对于锆钇氧化物强化Pt Rh5材料中界面强化等机制和界面微观行为开展了模拟方面的研究。检验了虚拟晶格近似方法对铂铑合金系的有效性,并构建了纯Pt、纯Rh、Pt Rh5合金的反演势,并提出了全新的高精度5个参数的势函数拟合公式。通过首先建立Zr O的反演势函数,在此基础上再构建单斜Zr O2的反演势函数的方法,构建了Zr O和单斜Zr O2的反演势函数,并通过了检验验证,而后构建了氧化物和Pt Rh5合金之间界面的界面反演势。构建的这些反演势用于了分子动力学模拟研究,确定界面处Pt Rh5合金原子更倾向与Zr原子结合,分析得出内氧化中氧化物长大的控制因素是氧原子在合金中的扩散速度。确定锆钇复合氧化物强化Pt Rh5材料中的强化机制主要有:氧化物力学性质提升、第二相弥散强化、晶界强化、界面强化等机制,强化效果是多种机制的综合强化作用,其中合金基体/氧化物界面由于共格、半共格关系出现的界面强化机制是一种新的强化机制。基于论文中实验测得材料数据,采用有限元计算方法,定量研究了实际使用漏板在使用过程中的电流场、应力-应变场等多物理场,以及蠕变行为等特征,预测了漏板的变形等特征,且计算结果与实测结果比对符合,也表明材料使用性能优良。实现了从材料性能到漏板性能预测的研究路线和具体实施方法。