Yang Yanhui , Liu Dong , Luo Zijian
2011, 40(4):565-570.
摘要:The word “blisk” means that all the blades are integrated with a disk. The application of the blisk is a key technology for improving performance of aero-engines. High quality of the blisk conduces to expand its application. Because of a strong influence of microstructure homogeneity on the quality of blisk, the author gives attention to it. In this paper, a loss function (LF) referring to the concept of Taguchi method was proposed. In the proposed LF, the distribution homogeneity of thermomechanical parameters was employed to evaluate the microstructure homogeneity of TC11 blisk forging. Then, the forging process of the TC11 alloy blisk was analyzed using FEM technique. Based on the FEM simulation results, the microstructure homogeneity of TC11 blisk forging was evaluated. Experiment was performed to verify the proposed method.
Cao Weichan , Liang Shuhua , Gao Zhuangfeng , Wang Xianhui , Yang Xiaohong
2011, 40(4):571-574.
摘要:The fine-grained and coarse-grained CuW70 alloys were prepared by sintering and infiltrating. The motion of cathode spots was observed by a digital high speed video camera and a scanning electron microscope (SEM). The results show that the fine-grained CuW70 alloy has larger breakdown strength, longer average arc life and lower chopping current. For coarse-grained CuW70 alloy, the cathode spots ignite and extinguish alternately beneath the anode, the breakdown is mainly located on copper phase, and the erosion pits are much deeper. However, the cathode spots of fine-grained CuW70 alloys have the characteristics of division and deviation, with the uniform distribution of the erosion pits on the entire cathode surface.
Lou Juhong , Yang Yanqing , Luo Xian , Feng Guanghai , Zhang Wei
2011, 40(4):575-579.
摘要:The transverse tensile properties of SiC/Ti-6Al-4V composites, subjected to both residual stress and applied transverse stress, have been investigated with emphasis on effects of fiber volume fractions by finite element analysis. Coincident nodes at fiber/matrix interfaces were connected by springs to simulate interfacial debonding. The results indicate that the applied stresses required to cause interfacial debonding (corresponding to strain jumps in stress-strain curves) are mainly affected by interfacial residual radial stresses at θ=0° under fixed interfacial bonding strength. The collapse stresses (corresponding to horizontal parts in stress-strain curves) of the composites, however, are a function of fiber volume fractions. Furthermore, the lower the fiber volume fractions are, the higher the collapse stresses are.
Soroka E , Lyashenko B , Qiao Shengru , Zhang Chengyu
2011, 40(4):580-584.
摘要:TiN coating was deposited by arc evaporation PVD (physical vapor deposition) onto tool steel. A netted screen made of the stainless steel was placed between substrate and vaporizer in order to get discontinuous TiN coatings. Three kinds of surface condition (uncoated, continuous and discontinuous TiN coatings) were prepared and examined for their performance. Tribological behavior was investigated by means of dry and lubricated sliding tests at room temperature and 200 °C, on a disk-on-block and sphere-on-flat tribometer. The results show that the discontinuous TiN coating significantly decreases both the wear and the wearing speed of tool steel under sliding tests, and reduces friction under conditions of bidirectional sliding. In the three kinds of surface condition, the discontinuously coating has superiority for high speed cutting owing to its lifetime increasing compared with uncoated and continuously coated.
Kang Feifei , Geng Yonghong , Chen Song , Guan Weiming , Zhang Kunhua
2011, 40(4):585-589.
摘要:An internal oxidation method was applied to investigate the dispersion-strengthening of Pt-Ir-Zr alloy, and the thermodynamic condition was explored for this alloy. Scanning electron microscopy (SEM) was employed to analyze the internal oxidation morphologies. Combining with tensile strength, the optimal internal oxidation time was determined. The results show that oxidation of Ir and Zr will occur under the experimental condition, and the oxygen pressure of Zr is lower than that of Ir. The grain size of the alloy increases with the prolonging of time and remains stable when the oxidation time is up to 40 h. The tensile strength decreases exponentially with the increase of oxidation time. The time for optimal internal oxidation is 40 h at 1100 °C.
Wang Can , Han Peide , Zhang Lu , Zhang Caili , Xu Bingshe
2011, 40(4):590-594.
摘要:Using the first-principle pseudopotential plane wave (PPW) method based on the density functional theory, structural optimization was conducted on various intermetallic compounds of the binary Mg-Nd alloy. With their ground-state energies obtained, the structural stabilities of these intermetallic compounds were studied in terms of formation heat and binding energy of the alloy. The results show that the absolute values of the binding energies of various intermetallic compounds increase with the increase of Nd content, among which the absolute value of the binding energy of MgNd is the greatest while that of Mg12Nd is the smallest. It is indicated that among all the intermetallic compounds formed in Mg-Nd, the structure of MgNd is the most stable while that of Mg12Nd is the most unstable. This result is consistent with the experiment data. The Mg12Nd phase does not exist in the phase diagram of Mg-Nd alloy. In addition, the densities of electronic state of these structures were calculated and an explanation was given in terms of the electronic structure.
馮培忠 , 劉偉生 , 王曉虹 , 強(qiáng)穎懷
2011, 40(4):595-599.
摘要:根據(jù)固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論(EET),采用鍵距差法(BLD),分析并計(jì)算了C11b型金屬間化合物MoSi2的價(jià)電子結(jié)構(gòu)與理論鍵能;采用合金元素Al部分取代MoSi2晶格中的Si原子,依據(jù)固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論在代位式固溶體中的平均原子模型,分析并計(jì)算了C11b型Mo(Si0.95,Al0.05)2的價(jià)電子結(jié)構(gòu)與理論鍵能。結(jié)果表明:Al微合金化改變了Mo原子和Si原子的雜化狀態(tài),從而使相應(yīng)的價(jià)電子結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化。與MoSi2相比,Mo(Si0.95,Al0.05)2固溶體中共價(jià)電子數(shù)在總價(jià)電子數(shù)中所占的比例(h)由65.87%降至64.28%,因而Al微合金化不利于MoSi2強(qiáng)度的提高;但是晶格電子數(shù)由4.7141增至4.9202,所以Al微合金化有利于MoSi2塑性的改善。
張文旺 , 潘 晶 , 劉新才 , 郭鵬舉 , 劉艷君 , 李柱柏
2011, 40(4):600-604.
摘要:以Nd9Fe85.5-xCoxB5.5(x=0,1,3,5)合金快淬薄帶(鉬輥表面速度V=35 m/s)為原料采用熱壓/熱變形工藝制備了各向同性磁體。微觀組織研究表明,含Co合金快淬薄帶由大量非晶和少量α-(Fe, Co)和Nd2(Fe, Co)14B相組成,含Co量達(dá)到5at%的合金薄帶中出現(xiàn)了亞穩(wěn)相Nd3-(Fe,Co)62B14,它在隨后的熱壓/熱變形過程中分解為α-(Fe,Co)和Nd2(Fe,Co)14B;添加Co元素顯著減小了熱變形磁體的晶粒尺寸,軟磁性相與硬磁性相的平均晶粒尺寸分別從無(wú)Co合金磁體的61,168 nm減小為含1at%Co合金磁體的24,50 nm。磁性能研究表明,與晶粒尺寸變化相對(duì)應(yīng),無(wú)Co合金以晶間靜磁耦合作用為主,含Co合金以晶間交換耦合作用為主,并且隨著Co含量的升高,交換耦合作用有所減弱,導(dǎo)致熱變形磁體的矯頑力從無(wú)Co磁體的151 kA/m單調(diào)增大為含5at%Co磁體的218 kA/m。
2011, 40(4):605-609.
摘要:利用變形溫度為1050~1200 ℃、應(yīng)變速率為0.1~10 s-1的恒溫?zé)釅嚎s試驗(yàn)系統(tǒng)分析了Hastelloy G-3合金的高溫變形特性及變形后的組織特征。對(duì)高應(yīng)變速率下的流動(dòng)應(yīng)力進(jìn)行變形熱效應(yīng)修正,建立了G-3合金熱變形過程中峰值應(yīng)力與變形溫度、應(yīng)變速率關(guān)系的本構(gòu)模型。結(jié)果表明:所建立的本構(gòu)模型在預(yù)測(cè)G-3合金熱變形峰值應(yīng)力時(shí)具有良好的精確度,能夠滿足工程應(yīng)用的要求。G-3合金熱加工過程的軟化機(jī)制為動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,根據(jù)熱變形后的組織特征確定G-3合金合理的熱變形溫度為1180~1200 ℃,應(yīng)變速率為5~10 s-1。
馮 亮 , 李金山 , 崔予文 , 黃 磊 , 寇宏超 , 周 廉
2011, 40(4):610-614.
摘要:通過擴(kuò)散偶技術(shù),利用電子探針(EPMA)研究了Ti-Zr二元合金在β相區(qū)(950至1150 ℃)的互擴(kuò)散行為。采用Den Broeder方法及Hall修正法計(jì)算了Ti-Zr二元合金的互擴(kuò)散系數(shù), 其范圍為10-14~10-12 m2/s;計(jì)算了擴(kuò)散激活能Q和頻率因子D0,兩者均隨Zr濃度的增加呈現(xiàn)先增加后減小的規(guī)律,其峰值均出現(xiàn)在50at%Zr濃度附近。用Vignes-Birchenall方法計(jì)算了Ti-Zr二元合金在擴(kuò)散組元極限濃度處的雜質(zhì)擴(kuò)散系數(shù),并與用Hall修正方法計(jì)算的互擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行了對(duì)比,二者結(jié)果比較接近。
2011, 40(4):615-619.
摘要:采用拉、壓循環(huán)試驗(yàn)測(cè)試了AZ31鎂合金的包辛格效應(yīng)(BE),并研究了BE的機(jī)制。測(cè)試結(jié)果表明:壓縮預(yù)變形后反向拉伸出現(xiàn)明顯的BE,而拉伸預(yù)變形后反向壓縮出現(xiàn)反包辛格效應(yīng)(RBE);且包辛格效應(yīng)比反包辛格效應(yīng)明顯。循環(huán)拉、壓加載過程中的顯微組織和晶體取向演化研究結(jié)果表明,出現(xiàn)包辛格效應(yīng)是由于預(yù)壓縮時(shí)改變晶粒取向與反向拉伸時(shí)去孿生效應(yīng)共同作用的結(jié)果;預(yù)拉伸變形雖然不改變晶粒取向,但使軸比c/a值降低,使反向壓縮時(shí)發(fā)生孿生更加困難,從而導(dǎo)致反包辛格效應(yīng)。
2011, 40(4):620-624.
摘要:運(yùn)用電場(chǎng)激活壓力輔助合成(FAPAS)和原位合成技術(shù)制備了(TiC)pNi/TiAl/Ti功能梯度材料,研究了電場(chǎng)對(duì)材料合成及層界面擴(kuò)散連接的作用。采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能譜和X射線衍射儀分析了梯度材料各層及界面微觀組織、相組成和元素分布。結(jié)果表明,電場(chǎng)的施加以及TiAl的燃燒反應(yīng)是合成材料的關(guān)鍵;經(jīng)原位合成的TiC顆粒均勻細(xì)??;金屬陶瓷層/TiAl/Ti基板的界面區(qū)產(chǎn)生了成分的互擴(kuò)散并形成了良好的冶金結(jié)合。鈦板到金屬陶瓷層的顯微硬度呈梯度變化且具有較好的抗熱震性。
羅 雷 , 于蘭蘭 , 雷文光 , 毛小南 , 楊冠軍 , 牛蓉蓉 , 張英明 , 王 琛
2011, 40(4):625-629.
摘要:建立了TC4合金電子束冷床熔煉過程熔體中各元素飽和蒸氣壓的數(shù)學(xué)計(jì)算模型,利用該模型計(jì)算了TC4合金熔體中各元素的飽和蒸氣壓及其揮發(fā)速率,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。計(jì)算結(jié)果表明,在相同溫度下,Al元素的飽和蒸氣壓最大,是其它兩種元素的幾百倍,揮發(fā)損失也最為嚴(yán)重。隨著熔體溫度的增加,揮發(fā)趨勢(shì)也增大。V元素的揮發(fā)很少,可以忽略。此外,電子束冷床熔煉去除雜質(zhì)效果顯著,熔煉出的鑄錠成分符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
王 璞 , 董建新 , 張麥倉(cāng) , 鄭 磊 , 謝錫善
2011, 40(4):630-634.
摘要:研究了GH864合金不同保載時(shí)間下650 ℃蠕變/疲勞裂紋擴(kuò)展行為,分析了裂紋擴(kuò)展過程中蠕變和氧化的作用,以及a-N曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)含義。結(jié)果表明:保載5 s時(shí)GH864合金以穿晶斷裂為主,疲勞作用占主導(dǎo);保載90 s時(shí)GH864合金以沿晶斷裂為主,蠕變作用占主導(dǎo)。利用Saxena模型可較好地表征本實(shí)驗(yàn)條件下650 ℃蠕變/疲勞交互作用的裂紋擴(kuò)展速率曲線,可估算較高應(yīng)力強(qiáng)度因子和較低應(yīng)力強(qiáng)度因子的裂紋擴(kuò)展速率。另外,用Saxena模型可求出蠕變和疲勞的表達(dá)式,對(duì)比分析高溫蠕變/疲勞交互作用的裂紋擴(kuò)展過程中蠕變和疲勞的作用及所占的比例。最后針對(duì)a-Ni/Nf、da/dN-a曲線及da/dN-N曲線變換中出現(xiàn)的拐點(diǎn),結(jié)合斷口形貌分析了轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)的含義。高溫合金及其它材料的裂紋擴(kuò)展速率曲線也適用于以上曲線分析方法。
馬鳴龍 , 張 奎 , 李興剛 , 李永軍 , 王海珍 , 何蘭強(qiáng)
2011, 40(4):635-639.
摘要:采用OM,SEM,TEM,XRD等手段,研究了不同狀態(tài)的GWN751K鎂合金的組織和性能。結(jié)果表明:鑄態(tài)合金主要由基體和網(wǎng)狀共晶組織構(gòu)成,σb=215 MPa,σ0.2=187 MPa,δ=3.5%,DSC曲線存在明顯的低熔點(diǎn)吸熱峰;經(jīng)過535 ℃,16 h熱處理,共晶組織分解,晶界殘留富Mg-Y相,晶粒尺寸明顯長(zhǎng)大,合金的力學(xué)性能有所改善,σb=240 MPa,σ0.2=189 MPa,δ=10%,DSC曲線低熔點(diǎn)吸熱峰消失;合金經(jīng)過擠壓后,發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,力學(xué)性能顯著提高,σb=320 MPa,σ0.2=260 MPa,δ=18%,最主要的原因是擠壓后合金中存在高密度位錯(cuò)以及細(xì)小的晶粒,可顯著提高合金的強(qiáng)度和塑性;經(jīng)過時(shí)效后,合金的平均斷裂強(qiáng)度達(dá)到400 MPa以上,但塑性明顯降低。鑄態(tài)合金二次裂紋主要存在于晶界的共晶組織中,535 ℃,16 h熱處理以及擠壓后的合金二次裂紋主要是在晶粒內(nèi)部。
2011, 40(4):640-644.
摘要:采用基于密度泛函理論Castep和Dmol程序軟件包,計(jì)算了Mg-Al-Ca合金系金屬間化合物的力學(xué)性質(zhì)與熱力學(xué)性能。結(jié)果顯示:DI3型結(jié)構(gòu)Al4Ca為延性相,C15型結(jié)構(gòu)Al2Ca與C14型結(jié)構(gòu)Mg2Ca為脆性相,C15型結(jié)構(gòu)Al2Ca塑性最差;采用彈性常數(shù)計(jì)算結(jié)果預(yù)測(cè)的Al2Ca熔點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)值很接近,誤差僅為4.06%;而不同溫度下熱力學(xué)性能的計(jì)算結(jié)果表明,在298.15~425 K溫度范圍內(nèi),Al2Ca的Gibbs自由能最小,對(duì)應(yīng)其相結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性最好;而Al4Ca次之,Mg2Ca最差;隨著溫度的升高,Mg2Ca的Gibbs自由能下降最快,對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性增強(qiáng)也最快;在525 K以上時(shí),Mg2Ca的結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性最好,其次是Al2Ca,而Al4Ca最差。
吳 凱 , 劉國(guó)權(quán) , 胡本芙 , 李 峰 , 張義文 , 陶 宇 , 劉建濤
2011, 40(4):645-649.
摘要:采用Gleeble-1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)新型鎳基粉末高溫合金FGH98Ⅰ進(jìn)行了單向熱壓縮變形試驗(yàn),研究了其在變形溫度為950~1150 ℃,應(yīng)變速率為0.0003~1 s-1條件下的熱變形行為,建立和對(duì)比了不同應(yīng)變量下的應(yīng)變速率敏感因子m圖和功率耗散效率因子η圖,并對(duì)熱加工圖進(jìn)行了組織驗(yàn)證。結(jié)果表明:合金的流變應(yīng)力隨著變形溫度的升高和應(yīng)變速率的降低而降低;不同應(yīng)變量下的η圖與m圖相似,隨著應(yīng)變量的增大,峰區(qū)的η與m值逐漸升高;當(dāng)真應(yīng)變?yōu)?.5時(shí),在變形溫度為1050 ℃,應(yīng)變速率為0.0003 s-1條件下,η與m達(dá)到峰值,分別為40%和25%,合金發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,晶粒細(xì)化且無(wú)內(nèi)裂紋。該結(jié)果為FGH98Ⅰ合金實(shí)際熱加工工藝的優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
2011, 40(4):650-654.
摘要:用固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論(EET)計(jì)算研究了微量元素Er,Zr添加到鋁合金中產(chǎn)生的Al3Er和Al3(ZrxEr1-x)相的價(jià)電子結(jié)構(gòu),探討了不同Zr含量對(duì)Al3(ZrxEr1-x)相各電子結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響。計(jì)算結(jié)果表明:隨著Zr原子含量的增加,表征強(qiáng)度性能的最強(qiáng)鍵上的共價(jià)電子對(duì)數(shù)nα和相結(jié)構(gòu)形成因子S會(huì)減小,這說明合金熔體凝固過程中Al3Er相優(yōu)先析出,Al3(ZrxEr1-x)和Al3Zr相則在隨后的熱處理工藝過程中析出,而且Zr原子的添加對(duì)合金的強(qiáng)度影響不大;表征塑性性能的晶格電子密度參數(shù)ρ先增大后減小,說明Zr原子的加入對(duì)合金的塑性有明顯的改善。
劉素霞 , 任雁秋 , 張捷宇 , 李 謙 , 周國(guó)治 , 趙顯久 , 吳廣新
2011, 40(4):655-660.
摘要:研究了Co和Cu取代Ni以及磁熱處理對(duì)La0.67Mg0.33Ni3-xMx(M=Co,Cu)(x=0,0.5)合金吸放氫反應(yīng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,Ni被Co和Cu元素部分替代后,合金的吸放氫量增大,放氫溫度降低,吸放氫特征時(shí)間(tc)減小,吸放氫過程中的擴(kuò)散活化能降低。磁熱處理明顯地提高了3種鑄態(tài)合金的吸氫量,增大了吸放氫平臺(tái)寬度,改善了合金的吸放氫動(dòng)力學(xué)性能,其中磁熱處理對(duì)La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金改性效果最好,吸放氫量分別為1.40%和1.32%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同),放氫峰所對(duì)應(yīng)的溫度為77.8 ℃,吸放氫特征時(shí)間“tc”為91.4和379.3 s,吸放氫擴(kuò)散活化能分別為16.3和23.3 kJ/mol。
謝 鯤 , 崔洪芝 , 孫金全 , 夏鵬成 , 岳麗杰 , 曹梅青 , 陳蘊(yùn)博
2011, 40(4):661-664.
摘要:采用熔滴涂覆法,在AZ91表面制備了與基體冶金結(jié)合、且與涂覆原料性能相近的Al涂層。分析了涂覆界面附近區(qū)域的顯微組織形貌、相結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分,并對(duì)顯微硬度和耐蝕性進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明,在熔滴涂覆過程中,Mg和Al元素發(fā)生了一定程度的擴(kuò)散,但富Mg液相和富Al液相混溶的過程被限制在一個(gè)薄層區(qū)域內(nèi)進(jìn)行,所得Al涂層的化學(xué)成分、顯微硬度及耐蝕性均與涂覆原料相近。這個(gè)結(jié)果說明,通過熔滴涂覆技術(shù),可以制備成分可控的涂層,為利用現(xiàn)有耐蝕耐磨材料進(jìn)行鎂合金的表面防護(hù)提供了可能性。
2011, 40(4):665-668.
摘要:采用電子背散射衍射(EBSD)技術(shù)研究在1075 ℃、初始應(yīng)變速率1.5×10-3 s-1條件下大晶粒Ni-48Al合金超塑變形過程中的組織演變。結(jié)果表明,變形前,大晶粒Ni-48Al合金以大角度晶界為主,小角度晶界比例極低。在超塑變形過程中,持續(xù)有取向差≤5°的小角度晶界產(chǎn)生。隨變形量的增大,新形成的小角度晶界取向差增加,轉(zhuǎn)變?yōu)槿∠虿?°~15°小角度晶界,進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)槿∠虿?15°的大角度晶界。小角度晶界的產(chǎn)生速率與小角度晶界轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大角度晶界的速率趨向一動(dòng)態(tài)平衡。小角度晶界向較大角度晶界不斷轉(zhuǎn)變的結(jié)果使大角度晶界數(shù)量不斷增加,最終導(dǎo)致晶粒顯著細(xì)化。
2011, 40(4):669-672.
摘要:利用Gleeble-1500型熱模擬試驗(yàn)機(jī)研究了粉冶金屬鉬在應(yīng)變速率為0.01~10 s-1,變形溫度為900~1450 ℃條件下的熱加工性能。并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)粉冶金屬鉬的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為進(jìn)行了研究,建立了其θ-σ和?θ/?σ-σ曲線,并依據(jù)應(yīng)變硬化率θ與應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系曲線確定了粉冶金屬鉬發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的臨界應(yīng)變?chǔ)與;最后確定出金屬鉬動(dòng)態(tài)再結(jié)晶平均晶粒尺寸D與Z參數(shù)的關(guān)系為:lnD=3.65597–0.05409lnZ,為粉冶金屬鉬的開坯與熱加工工藝制定提供了基礎(chǔ)。
韓國(guó)明 , 于金江 , 孫曉峰 , 管恒榮 , 胡壯麒
2011, 40(4):673-676.
摘要:研究了一種鎳基單晶高溫合金DD499的[001],[011]和[111] 3個(gè)晶體取向在典型應(yīng)力條件下的持久性能。結(jié)果表明,持久壽命的取向依賴性與溫度和應(yīng)力有關(guān)。760 ℃,790 MPa時(shí),[001]取向的持久壽命明顯高于[011]和[111]取向;1040 ℃,165 MPa時(shí),持久壽命由大到小順序?yàn)閇111]>[001]>[011],但不同取向的各向異性減弱。利用SEM觀察持久斷裂后的斷口和組織結(jié)構(gòu)表明,760 ℃,790 MPa時(shí),[001]取向試樣的斷裂特征為解理和準(zhǔn)解理混合型斷裂,[011]取向?yàn)閱蜗祷埔鸬募羟袛嗔眩鳾111]取向?yàn)槎嘞祷埔鸬募羟袛嗔眩?040 ℃,165 MPa時(shí),3種取向都為微孔聚集型斷裂。
2011, 40(4):677-680.
摘要:針對(duì)鎢合金作為預(yù)制破片戰(zhàn)斗部穿甲后的易碎性,采用圓筒內(nèi)嵌鎢合金球戰(zhàn)斗部,研究了97.5W-Ni-Fe合金在圓筒內(nèi)嵌式爆炸加載穿靶前后的微觀組織以及斷裂機(jī)制。結(jié)果表明,97.5W-Ni-Fe合金爆炸加載后在鎢顆粒內(nèi)部產(chǎn)生大量形變孿晶,穿透靶板后形變孿晶誘發(fā)大量微觀裂紋,微裂紋在穿靶后的拉應(yīng)力作用下擴(kuò)展并與W-W界面斷裂相互連接,使鎢合金球斷裂成有效破片,增強(qiáng)了鎢合金的二次毀傷能力。
2011, 40(4):681-684.
摘要:利用色譜分離的速率理論分析了貯氚老化影響鈀氫化物中恒流速氫氘交換性能的原因,并利用塔板理論模擬了氫氘交換流出曲線,同時(shí),實(shí)驗(yàn)對(duì)比了未貯氚老化與貯氚老化1.6年鈀的氫氘交換流出曲線。理論模擬結(jié)果表明:貯氚老化后,鈀氫化物氫氘交換反應(yīng)的塔板數(shù)n減少,塔板高度H增加,交換反應(yīng)的平衡時(shí)間增長(zhǎng),氫氘交換流出曲線趨于平緩,氫氘交換性能下降。而塔板高度的增加,是由于衰變3He滯留在鈀材料中,導(dǎo)致氫同位素在老化鈀中的擴(kuò)散受阻,同時(shí)使得鈀的氫同位素分離因子改變。實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果表明:恒流速狀態(tài)下,貯氚老化1.6年鈀的氫氘交換流出曲線較之未貯氚老化鈀變得平緩,氫氘交換性能下降。理論模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好。
李英楠 , 李鳳華 , 沈 悅 , 樊占國(guó) , 李成山 , 盧亞峰
2011, 40(4):685-688.
摘要:用金屬有機(jī)物沉積(MOD)法在LaAlO3 (100)單晶基底上制備了立方鈣鈦礦型導(dǎo)電緩沖層La0.4Sr0.6CoO3(LaSrCoO)薄膜。根據(jù)熱分析曲線確定前驅(qū)膜的熱處理工藝,其中前驅(qū)膜的熱分解溫度為620~800 ℃,涂膜的結(jié)晶溫度為825 ℃。由X射線衍射(XRD)分析可知,熱處理后涂膜的主相是LaSrCoO,其擇優(yōu)取向?yàn)?100>;另外還有 La2CO5和LaCoO3等雜相。由φ掃描和(100)極圖可知,所制備的涂膜有較強(qiáng)雙軸織構(gòu)。用標(biāo)準(zhǔn)四引線法測(cè)量了涂膜的室溫和低溫電阻率,在77 K時(shí)達(dá)到1.04×10-4 Ω·m,實(shí)現(xiàn)了沉積導(dǎo)電緩沖層的目的。
2011, 40(4):689-692.
摘要:利用XRD、OM、SEM、TEM研究了噴射沉積Mg-12.55Al-3.33Zn-0.58Ca-1.0Nd合金擠壓態(tài)的顯微組織和合金的力學(xué)性能。結(jié)果表明:噴射沉積擠壓態(tài)鎂合金主要包含基體α-Mg和Al2Ca相,基體組織為等軸晶,平均晶粒尺寸為3 μm;Al2Ca顆粒主要沿鎂基體晶界分布,顆粒尺寸在1.0 μm左右,并在Al2Ca相中存在孿晶結(jié)構(gòu);合金的σb、σ0.2、δ分別為450、325 MPa,5%。在拉伸斷口上存在大量石塊狀的Al2Ca相,表明合金的斷裂方式為沿晶斷裂;與經(jīng)熱擠壓的鑄造AZ91鎂合金對(duì)比,該合金強(qiáng)度明顯提高,但合金塑性降低;合金強(qiáng)度的提高主要來(lái)源于合金的細(xì)晶強(qiáng)化和Al、Zn對(duì)合金的固溶強(qiáng)化,而伸長(zhǎng)率降低是由于合金中存在的大量Al2Ca顆粒是沿鎂基體晶界分布,導(dǎo)致合金的塑性降低。
王 勇 , 劉安利 , 徐永紅 , 章 應(yīng) , 楊賢軍
2011, 40(4):693-696.
摘要:采用等輥徑、等輥速冷軋復(fù)合技術(shù)制備了AgNi10/Cu/Fe三層復(fù)合材料,對(duì)其界面結(jié)合機(jī)制進(jìn)行了研究。復(fù)合前對(duì)三層材料分別進(jìn)行再結(jié)晶退火,獲得均勻的原始組織及相近的硬度,并用鋼絲刷清理復(fù)合面。利用掃描電鏡和能譜儀對(duì)復(fù)合材料的剝離面進(jìn)行了形貌觀察和成分分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),AgNi10/Cu/Fe的界面結(jié)合機(jī)制主要是裂口機(jī)制。各層復(fù)合面的硬化層在軋制時(shí)開裂,其中較軟金屬(AgNi10和Cu)從裂口中擠出,與硬金屬(Cu和Fe)產(chǎn)生結(jié)合;其結(jié)合強(qiáng)度分別大于AgNi10和Cu的基體強(qiáng)度。
馮 威 , 劉 穎 , 彭麗霞 , 連利仙 , 李 軍 , 饒永初
2011, 40(4):697-700.
摘要:不同溫度下對(duì)Pd膜表面進(jìn)行了氧氣毒化,并將毒化后的Pd膜在常溫下與氫氣進(jìn)行反應(yīng),采用XPS、SEM、XRD等對(duì)反應(yīng)前后Pd膜表面狀態(tài)進(jìn)行了表征與分析,研究了O2的毒化作用與吸氫反應(yīng)對(duì)Pd膜表面形貌與化學(xué)成分的影響。結(jié)果表明:當(dāng)毒化溫度低于240 ℃時(shí),氧原子在Pd膜表面的吸附量隨毒化溫度升高而增加,但無(wú)明顯PdO生成;當(dāng)毒化溫度高于240 ℃時(shí),在Pd膜表面生成了PdO并伴有微孔出現(xiàn),隨著毒化溫度升高,PdO含量、微孔數(shù)量、微孔體積逐漸增加。在390 ℃毒化1 h后,Pd膜表面完全形成PdO;所有試樣在室溫下與氫氣反應(yīng)1 h后吸附態(tài)氧原子與PdO完全消失。Pd膜表面化學(xué)成分被完全還原成反應(yīng)前狀態(tài),而多孔形貌得到一定的保留,240 ℃及以上溫度毒化后的Pd膜與氫氣反應(yīng)后產(chǎn)生明顯塑性變形。
徐仰濤 , 夏天東 , 趙文軍 , 王曉軍 , 閆健強(qiáng)
2011, 40(4):701-704.
摘要:鈷-鋁-鎢合金是一種由γ′-Co3(Al,W)相沉淀強(qiáng)化的新型鈷基高溫合金。測(cè)定了該合金在800和900 ℃下空氣氧化增重動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù),通過線性擬合得到合金在不同溫度下的氧化速率常數(shù)。根據(jù)氧化速率常數(shù)的Arrhenius 關(guān)系,計(jì)算合金在800和900 ℃高溫環(huán)境中的氧化激活能。研究發(fā)現(xiàn),7.5 W、9 W和10.7 W合金中9 W合金氧化激活能最高;合金元素Mo、Nb、Ta和Ti加入之后,Co-Al-W合金的氧化增重和氧化激活能發(fā)生變化,由此可以預(yù)測(cè)該合金在高溫環(huán)境中的抗氧化能力。
2011, 40(4):705-707.
摘要:用通常的固相反應(yīng)法制備了(1–X) BiScO3-XPbTiO3(X=0.60, 0.62, 0.64, 0.66, 0.68)系壓電陶瓷,并對(duì)其進(jìn)行了微結(jié)構(gòu)和介電、壓電性能研究。XRD分析表明,該系統(tǒng)在PbTiO3摩爾分?jǐn)?shù)X=0.64時(shí),存在準(zhǔn)同相界,當(dāng)X小于0.64或大于0.64時(shí),陶瓷分別為菱方相和四方相結(jié)構(gòu)。相結(jié)構(gòu)在準(zhǔn)同相界的試樣具有最大的壓電常數(shù),其d33高達(dá)430 pC/N。介溫譜測(cè)試表明,該陶瓷體系居里溫度為450 ℃左右,具有弛豫鐵電體特征。
2011, 40(4):708-713.
摘要:對(duì)比研究了直接時(shí)效和雙重時(shí)效對(duì)Ti-10V-2Fe-3Al合金微觀組織及力學(xué)性能的影響。結(jié)果顯示,在相同的時(shí)效時(shí)間下,雙重時(shí)效后試樣的屈服強(qiáng)度略低于直接時(shí)效,但雙重時(shí)效的延伸率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于直接時(shí)效。較之直接時(shí)效,雙重時(shí)效具有更好的強(qiáng)度塑性匹配。斷口分析表明,直接時(shí)效斷口為沿晶斷裂,高倍形貌顯示為晶界延性斷裂。而雙重時(shí)效斷口以穿晶韌窩為主。微觀組織觀察表明,雙重時(shí)效良好的強(qiáng)度塑性匹配源于α/β相間的片層組織,晶界α相薄膜的抑制及時(shí)效后初始β晶界、晶內(nèi)組織之間強(qiáng)度差的減少。
呂曉衛(wèi) , 林 鑫 , 曹永青 , 胡 江 , 高 勃 , 黃衛(wèi)東
2011, 40(4):714-717.
摘要:使用CaCO3和CaHPO4混合粉末,在純鈦表面通過激光熔覆原位合成的方法制備羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HA)涂層,研究了激光功率,掃描速度和熱處理對(duì)涂層物相的影響,以期提高涂層中HA的含量。結(jié)果表明,低功率下,涂層的主要組成物相為磷酸四鈣(Ca4(PO4)2O,TTCP),同時(shí)有少量的HA,α-磷酸鈣(α-Ca3(PO4)2,α-TCP),CaO和CaTiO3;隨功率的增加,涂層中的TTCP,HA和 CaO逐漸減少,只剩下α-TCP和CaTiO3。與功率相比,掃描速度對(duì)涂層物相的影響較小。當(dāng)激光功率為400 W時(shí),不同掃描速度下涂層的物相沒有發(fā)生明顯的變化,主要物相均為TTCP。將涂層在800 ℃下保溫5 h,然后隨爐冷卻,可以使涂層中的TTCP和α-TCP全部轉(zhuǎn)變?yōu)镠A,進(jìn)而得到含HA較多的涂層。
2011, 40(4):718-722.
摘要:研制開發(fā)了一種新型鎂合金低壓鑄造連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)采用雙工位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),通過臺(tái)車的移動(dòng)與升降,實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)鎂合金低壓鑄造設(shè)備在不同工位之間的切換,保證鎂合金鑄件生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。在液面加壓控制系統(tǒng)中采用了液面懸浮技術(shù),可實(shí)現(xiàn)鎂合金液面在升液管口的精確懸浮控制,有效降低了鑄件中的氧化夾雜缺陷,提高了生產(chǎn)效率。研制開發(fā)的模糊PID復(fù)合控制算法,可實(shí)現(xiàn)鎂合金低壓鑄造過程的精確控制,壓力控制誤差在0.5 kPa以內(nèi)。
2011, 40(4):723-727.
摘要:通過陽(yáng)極氧化制備二氧化鈦納米管陣列。然后用制成的納米管陣列作陰極、Pt作陽(yáng)極,分別以Zr(NO3)4、NH4Cl及Zr(NO3)4和NH4Cl的混合溶液為電解液,制備鋯摻雜、氮摻雜及鋯、氮共摻雜二氧化鈦納米管陣列。通過FESEM、UV-vis 漫反射、XRD、XPS等手段對(duì)納米管陣列進(jìn)行表征。結(jié)果表明,制成的納米管陣列管徑約70 nm,管長(zhǎng)約400 nm。共摻雜后的吸收帶邊有了明顯的紅移。在鋯摻雜納米管中鋯含量是0.51%,氮摻雜納米管中氮含量為1.92%,共摻雜中鋯、氮含量分別是0.77%和1.29%(均為原子分?jǐn)?shù))。N1s峰在單獨(dú)摻氮納米管中是一個(gè)峰,而在混合摻雜中是雙峰,說明氮在單獨(dú)摻雜和混合摻雜中的存在狀態(tài)并不一致。通過降解羅丹明B水溶液對(duì)其光催化性能進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示,鋯摻雜可以增強(qiáng)TiO2 納米管陣列在紫外光下的催化活性,氮摻雜提高了TiO2 納米管陣列在可見區(qū)的光催化活性,鋯、氮共摻雜產(chǎn)生了協(xié)同作用,使TiO2納米管陣列的催化活性在紫外和可見區(qū)都得到了明顯的提高。
2011, 40(4):728-732.
摘要:利用Keggin結(jié)構(gòu)的12-磷鎢酸(PTA,下同)作為還原劑,采用間接電還原法還原硝酸銀制備了銀納米顆粒,考察了12-磷鎢酸與Ag+離子不同摩爾配比對(duì)Ag納米顆粒大小的影響。用透射電子顯微鏡(TEM)、紫外可見吸收光譜(UV-vis)、X射線光電子能譜(XPS)、X射線衍射(XRD)等手段對(duì)制備的銀納米顆粒的形貌、組分、粒徑和相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。測(cè)試了銀納米顆粒對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌性能,結(jié)果表明,制備的Ag納米顆粒的平均粒徑隨磷鎢酸和硝酸銀的摩爾比的減小而增大。納米銀對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)具有較好的抑制作用,且抗菌性能穩(wěn)定。
劉天偉 , 王小英 , 江 帆 , 朱生發(fā) , 唐 凱 , 魏 強(qiáng)
2011, 40(4):733-736.
摘要:利用非平衡多靶濺射沉積法在不同脈沖偏壓、沉積速率下制備了Ti-Nb-Ni薄膜,用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和電化學(xué)極化試驗(yàn)分析了薄膜結(jié)構(gòu)和抗腐蝕性能。結(jié)果表明,在0 V偏壓下,當(dāng)Ti:Nb:Ni沉積速率比為3:1.5:1.5時(shí),為晶化薄膜;而當(dāng)Ti沉積速率的控制電流在5~7 A范圍內(nèi),Nb、Ni沉積速率不變時(shí),為非晶薄膜。對(duì)于沉積速率比為5:1.5:1.5的薄膜,當(dāng)偏壓從0 V增加到–2000 V時(shí),薄膜組織的演化過程為非晶-彌散小晶粒-致密小晶粒-大顆粒晶粒。電化學(xué)極化試驗(yàn)表明,利用非晶化和晶化復(fù)合工藝獲得的Ti-Nb-Ni薄膜具有更好的耐腐蝕性能。
2011, 40(4):737-740.
摘要:研究了(Bi,Pb)-2223/Ag帶材在第1次熱處理后,不同的冷卻速率對(duì)其輸運(yùn)性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響。利用XRD、SEM等分析手段對(duì)樣品進(jìn)行表征。結(jié)果表明:隨著冷卻速率的降低,帶材中的2201相不斷減少直至消失,而Ca2PbO4相的含量卻不斷增加;與此同時(shí),帶材中第二相粒子的尺寸也不斷增大。帶材的輸運(yùn)電流測(cè)量表明,隨冷卻速率(對(duì)數(shù)坐標(biāo))的降低,樣品的臨界電流密度線性增加,同時(shí),帶材在磁場(chǎng)下的性能也不斷提高。這是由于慢冷導(dǎo)致(Bi,Pb)-2223/Ag帶材的晶粒連接性變好和磁通釘扎能力提高造成的。
2011, 40(4):745-748.
摘要:以滌綸布和粘膠纖維布為基體,采用溶液浸漬法并在氫氣氣氛下還原燒結(jié)制備了鎳金屬布。用掃描電子顯微鏡、X射線衍射研究了不同工藝對(duì)鎳金屬布顯微結(jié)構(gòu)和相成分的影響,并通過TG-DTA分析研究了還原燒結(jié)過程中的反應(yīng)機(jī)制。結(jié)果表明:選用粘膠纖維布作為基體,在NiCl2溶液中浸漬后,置于氫氣氣氛中900 ℃還原燒結(jié),即可制備出連續(xù)、完整、柔韌性較好的鎳金屬布。
徐 惠 , 徐增輝 , 劉 超 , 史星偉 , 張學(xué)民
2011, 40(4):749-752.
摘要:采用水熱法制備Ag摻雜量不同的Ag/TiO2納米復(fù)合材料,通過原位聚合法制備PANI/Ag-TiO2納米纖維復(fù)合材料,利用XRD、SEM、FT-IR等檢測(cè)技術(shù)對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究了光源、Ag摻雜量、不同實(shí)驗(yàn)菌種等因素對(duì)PANI/Ag-TiO2納米纖維復(fù)合材料抗菌性能的影響。結(jié)果表明:在無(wú)光照射情況下,PANI/Ag-TiO2納米纖維復(fù)合材料具有良好的抗菌性能,在長(zhǎng)波紫外光照射情況下,抗菌性能進(jìn)一步增強(qiáng)。在濃度1 mg/mL時(shí),在無(wú)需光照的情況下對(duì)4種實(shí)驗(yàn)菌種殺菌率均達(dá)到99.99%。
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