張羊換 , 郭世海 , 祁 焱 , 楊 泰 , 陳莉翠 , 許永燕 , 趙棟梁
2012, 41(11):1881-1886.
摘要:為了改善Mg2Ni型合金的貯氫性能,采用Co部分替代合金中的Ni以及快淬工藝制備了納米晶和非晶態(tài)Mg20Ni10-xCox (x=0, 1, 2, 3, 4)貯氫合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了鑄態(tài)及快淬態(tài)合金的微觀結(jié)構(gòu),并測試了合金的氣態(tài)吸/放氫動力學(xué)及電化學(xué)貯氫性能。結(jié)果表明,在快淬無Co合金中沒有形成非晶相,但快淬含Co合金中形成一定量的非晶相。Co替代Ni及快淬處理顯著地改善了合金的氣態(tài)吸放氫性能。同時,Co替代Ni也顯著地提高了快淬態(tài)合金的放電容量和電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性。
唐瑞鶴 , 劉 偉 , 張政軍 , 于榮海 , 劉曉芳 , 楊 白 , 水口將輝 , 高梨弘毅
2012, 41(11):1887-1890.
摘要:采用磁控共濺射方法在n型Si(100)基片上制備了一系列具有不同Co含量 (x,at%) 的Co摻雜非晶C顆粒薄膜,濺射溫度為室溫。研究了Co-C顆粒薄膜的微結(jié)構(gòu),磁輸運特性及磁性能。通過優(yōu)化Co含量,在低溫下發(fā)現(xiàn)了較大的負(fù)磁電阻 (MR)。溫度為2 K、磁場為90×79.6 kA·m-1時,Co含量為6.4 at%的Co-C薄膜的負(fù)磁電阻值最大,達(dá)到27.6%。隨著Co含量從6.4 at%增加至16.4 at%,MR值從27.6%逐漸減小至2.2%。電阻率r 隨溫度T的變化曲線顯示了線性的lnr-T–1/2關(guān)系,說明樣品中電子傳導(dǎo)遵循隧穿輸運機(jī)制。
2012, 41(11):1891-1895.
摘要:在水冷銅坩堝中采用銅模吸鑄法以不同的鑄造溫度制備出直徑3 mm的Zr53.9Cu29.4Ni4.9Al9.8Fe2合金試樣,研究了鑄造溫度對鋯基塊體金屬玻璃力學(xué)性能和組織的影響。研究結(jié)果表明,對于試樣的非晶結(jié)構(gòu),存在一個臨界鑄造溫度,低于此溫度會有晶體相析出。在一定范圍內(nèi)提高鑄造溫度可以提高鋯基塊體金屬玻璃的壓縮斷裂強(qiáng)度和輕微降低塑性。當(dāng)鑄造電壓升高至9 kV時,不但可以提高合金試樣的壓縮斷裂強(qiáng)度,同時提高其塑性,其塑性達(dá)到2.62%。通過控制與自由體積和殘余應(yīng)力相關(guān)的鑄造溫度,可以調(diào)節(jié)鋯基塊體金屬玻璃的力學(xué)性能。
2012, 41(11):1896-1898.
摘要:利用稀土金屬Tb作為催化劑,通過氨化磁控濺射在Si(111)襯底上的Ga2O3/Tb薄膜制備出GaN納米棒。X 射線衍射和傅里葉紅外吸收譜測試結(jié)果表明,制備的樣品為六方結(jié)構(gòu)的GaN。利用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和高分辨透射電子顯微鏡對樣品進(jìn)行測試,結(jié)果顯示樣品為單晶結(jié)構(gòu)的納米棒,直徑為80~200 nm,長度達(dá)幾十微米。最后簡單地討論了GaN納米棒的生長機(jī)制。
2012, 41(11):1899-1902.
摘要:研究了溫度、初始壓力、粒度對Ti33V20Cr47合金吸氫動力學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),合金的吸氫過程控速環(huán)節(jié)為三維擴(kuò)散,表觀活化能為25.7±0.8 kJ/mol。合金的反應(yīng)速度隨溫度的升高而加快。由于Ti33V20Cr47合金有2個吸氫平臺,在1.5 MPa 和 2.5 MPa壓力下比在3.5 MPa壓力下更先完成吸氫。合金反應(yīng)速度隨合金粒度的增大而加快。原因是合金吸氫過程為放熱過程,粒度越大,吸氫產(chǎn)生的熱量越不容易耗散,溫度越高,導(dǎo)致吸氫越快。
2012, 41(11):1903-1906.
摘要:為研究銅基塊體非晶的塑性以及稀土元素對其力學(xué)性能的影響,采用懸浮熔煉-銅模吸鑄法制備了直徑為3 mm、成分為Cu50-xZr42Al8Gdx(x=0, 2, 4)的合金圓棒。利用X射線衍射(XRD)和差示掃描量熱法(DSC)分別對合金的結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了測定。并通過對試樣壓縮性能測試以及斷口形貌的觀察,研究了添加稀土元素Gd對Cu基塊體非晶的力學(xué)性能及斷裂行為的影響。結(jié)果表明:Cu50-xZr42Al8Gdx(x=0, 2, 4)合金圓棒的結(jié)構(gòu)為明顯的非晶相,試樣具有較高的熱穩(wěn)定性和較好的玻璃形成能力。隨著稀土元素Gd含量的增加,Cu基塊體非晶的脆性逐漸增強(qiáng)。斷裂方式均為脆性斷裂。
李亞寧 , 王 建 , 楊保軍 , 湯慧萍 , 王建永 , 康新婷 , 談 萍
2012, 41(11):1907-1910.
摘要:研究了高壓水霧化Ni-16Cr-XAl-3Fe (X=4.5,9.0,13.5,18,質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)合金粉末的壓縮與成形性能。結(jié)果表明,Ni-16Cr-XAl-3Fe合金粉末的顯微硬度隨Al含量的增加而增大。水霧化Ni-16Cr-XAl-3Fe合金粉末的壓制行為可以通過黃培云雙對數(shù)壓制方程進(jìn)行描述。通過理論計算發(fā)現(xiàn),高Al含量的合金粉末壓制過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的加工硬化,從而使高Al含量的Ni-16Cr-XAl-3Fe合金粉末難以壓制成形,壓坯出現(xiàn)分層和開裂。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因主要是由于高Al含量的Ni-16Cr-XAl-3Fe合金粉末中含有一定數(shù)量的Ni3Al或NiAl金屬間化合物析出相。
2012, 41(11):1911-1916.
摘要:研究了雙重時效對Ti-10V-2Fe-3Al合金低周疲勞行為的影響。結(jié)果顯示,高應(yīng)變幅(△εt/2=1.5%,1.2%,1.0%)下,合金表現(xiàn)為循環(huán)軟化;低應(yīng)變幅(△εt/2=0.8%,0.6%)下,則表現(xiàn)為循環(huán)應(yīng)力飽和。疲勞壽命測試結(jié)果表明,雙重時效疲勞壽命和直接時效疲勞壽命相當(dāng),疲勞總應(yīng)變幅和疲勞壽命滿足Coffin-Manson方程。SEM斷口形貌顯示,雙重時效后疲勞裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展區(qū)有明顯的疲勞條紋,疲勞裂紋以穿晶方式擴(kuò)展,并伴隨著撕裂棱和二次裂紋,但二次裂紋較直接時效大量減少。TEM形貌顯示,不論是雙重時效還是直接時效,疲勞后變形組織都很均勻。雖然雙重時效和直接時效具有相當(dāng)?shù)钠趬勖?,但是這種工藝縮短了時效時間,節(jié)約了能源,能更好地滿足實際工業(yè)生產(chǎn)需求。
周海濤 , 劉志超 , 溫盛發(fā) , 李偉東 , 周 嘯
2012, 41(11):1917-1922.
摘要:采用Gleeble-3800熱模擬試驗機(jī)研究了GH625合金在變形溫度為950~1150 ℃,應(yīng)變速率為0.001~5 s-1條件下的熱變形特性,并用OM和TEM分析了變形條件對微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:當(dāng)應(yīng)變量很小時,該合金沒有發(fā)生再結(jié)晶,直到應(yīng)變量達(dá)到0.1時才開始有再結(jié)晶晶粒析出。隨著變形溫度的升高,再結(jié)晶晶粒尺寸增大,位錯密度降低;當(dāng)溫度較低時顯微結(jié)構(gòu)中可以觀察到孿晶。當(dāng)變形溫度一定時,隨應(yīng)變速率的增大,再結(jié)晶的形核率增大且晶粒變小,位錯密度變大;而當(dāng)應(yīng)變速率較低時,再結(jié)晶進(jìn)行得比較充分,晶粒尺寸較大。根據(jù)實測的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,獲得了該合金發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶的臨界應(yīng)變εc和峰值應(yīng)變εp與Z參數(shù)之間的關(guān)系:εc=2.0×10-3·Z0.123 85,lnεp= –6.022 85+0.123 85lnZ。此外,還采用定量金相法計算出了合金的動態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù),并建立了該合金動態(tài)再結(jié)晶的動力學(xué)模型:Xd=1–exp[–0.5634(ε/εp–0.79)1.313]。
2012, 41(11):1923-1928.
摘要:研究了700 ℃長期大氣熱暴露對含鎢/鈮鑄態(tài)TiAl合金的組織和力學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),在長期的高溫?zé)岜┞哆^程中,晶團(tuán)中的γ板條顯示出相當(dāng)穩(wěn)定的特征,沒有發(fā)現(xiàn)任何回復(fù)、再結(jié)晶和斷開現(xiàn)象,而亞穩(wěn)定的α2板條發(fā)生了α2→α2+γ的分解,并且導(dǎo)致合金的脆化。α2板條發(fā)生“平行分解”后,合金的抗拉和抗疲勞性能有提高的趨勢,而發(fā)生“垂直分解”后,對合金的抗拉性能是有害的。鎢/鈮等重元素的添加會減緩α2板條的“垂直分解”。
2012, 41(11):1929-1934.
摘要:為了了解鎳基耐蝕825合金的組織特征及平衡相的析出規(guī)律,采用掃描電鏡(SEM)和熱力學(xué)計算軟件Thermo-Calc對其進(jìn)行組織觀察和模擬計算分析。結(jié)果表明,825合金原始軋態(tài)晶界無析出物,晶內(nèi)有少許Ti的碳化物。750 ℃時效4 h后晶界析出塊狀M23C6,980 ℃時效,MC相隨時間增加而增多。825合金主要平衡相為g ¢、a-Cr、MC、M23C6,Al、Cr、Ti、C分別提高g ¢相、a-Cr相、MC相、M23C6相的開始析出溫度和最大析出量。
2012, 41(11):1935-1939.
摘要:針對K418合金增壓器渦輪葉片的熱裂問題進(jìn)行了研究。采用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡分析了Al、Ti含量對K418合金顯微組織的影響。利用Thermo-Calc熱力學(xué)軟件計算了K418合金中可能析出的平衡相,并分析了Al、Ti含量變化對平衡相的影響。結(jié)果表明:Al、Ti含量增加后,K418合金的顯微組織發(fā)生了明顯變化,γ′的尺寸增大且形狀多樣化,(γ+γ′)共晶增多,導(dǎo)致裂紋優(yōu)先產(chǎn)生和擴(kuò)展的部位增多;熱裂為枝晶組織斷裂,熱裂紋在枝晶間產(chǎn)生和擴(kuò)展;Al、Ti含量的增加均提高了γ′的析出溫度和析出量,Al的影響尤為明顯;Al、Ti含量增加后,均擴(kuò)大了合金的有效結(jié)晶溫度范圍,導(dǎo)致渦輪葉片產(chǎn)生熱裂。
2012, 41(11):1940-1944.
摘要:利用SEM、XRD和EDS等手段研究了單獨和復(fù)合添加微量Y、Er元素對AZ91鎂合金微觀組織的影響,并測試分析了合金的室溫及高溫力學(xué)性能。結(jié)果表明:單獨和復(fù)合添加適量的Y、Er元素對AZ91鎂合金微觀組織都有一定程度的細(xì)化作用,連續(xù)網(wǎng)狀分布的β-Mg17Al12相減少,復(fù)合添加對晶粒細(xì)化效果更為明顯;單加Y和單加Er元素時,分別會有顆粒狀A(yù)l2Y和桿狀A(yù)l3Er化合物生成;復(fù)合添加時,顆粒狀A(yù)l2Y中的部分Y和桿狀A(yù)l3Er中的部分Er分別會被Er和Y所置換。相對于單獨添加,復(fù)合添加對合金的綜合力學(xué)性能的影響更為明顯,隨著復(fù)合添加量的增多,合金試樣的抗拉強(qiáng)度和延伸率都呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。
2012, 41(11):1945-1949.
摘要:以Ti為中間層實現(xiàn)了TiAl與Ni基合金的接觸反應(yīng)釬焊。采用掃描電鏡和電子探針等手段對釬焊接頭的界面結(jié)構(gòu)及生成相進(jìn)行分析,并對接頭剪切強(qiáng)度進(jìn)行測試。結(jié)果表明:當(dāng)釬焊溫度為960 ℃時,釬縫主要由Tiss和Ti2Ni組成;當(dāng)釬焊溫度從960 ℃升高到1000 ℃時,釬縫中生成Ti-Al及Al-Ni-Ti化合物,典型界面結(jié)構(gòu)為:GH99/(Ni,Cr)ss/Ti2Ni+AlNi2Ti+TiNi/Ti3Al+Al3NiTi2/Ti3Al+Al3NiTi2/TiAl;釬焊溫度繼續(xù)升高,Ti3Al和Al3NiTi2變得粗大,導(dǎo)致接頭性能下降。當(dāng)釬焊溫度為1000 ℃,保溫10 min時,接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到最大值233 MPa。隨釬焊溫度的升高,釬縫厚度先增加后減小。
郭道遠(yuǎn) , 劉春靜 , 黃 昊 , 薛方紅 , 王 飛 , 趙亞楠 , 董星龍
2012, 41(11):1950-1954.
摘要:采用直流電弧等離子體法制備出Mg-Ni和Mg-Ni/La2O3兩種鎂基合金納米粒子,研究了稀土氧化物L(fēng)a2O3對Mg-Ni納米粒子進(jìn)行表面改性后對其相結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:稀土氧化物L(fēng)a2O3對Mg-Ni納米粒子進(jìn)行表面摻雜改性后,有效地抑制了MgO和Mg(OH)2相生成。摻雜La2O3以后,Mg-Ni納米粒子的電化學(xué)性能得到了明顯的改善,提高了它在強(qiáng)堿性介質(zhì)中的耐蝕性能和放電性能。
石 磊 , 楊 合 , 郭良剛 , 黨 利 , 張保軍 , 鄭文達(dá) , 張 君
2012, 41(11):1955-1959.
摘要:提出了等通道螺旋轉(zhuǎn)角擠壓(equal channel helix angular extrusion,ECHE)變形方法,采用Deform-3D平臺的有限元模擬、OM、SEM、TEM、拉伸試驗等方法,研究了ECHE 制造AZ31鎂合金輕質(zhì)螺栓坯料的擠壓工藝、溫度場、合金流動情況、組織和性能。結(jié)果表明:在變形溫度為380 ℃,擠壓速度為3 mm·s-1時,合金變形均勻,不易出現(xiàn)擠壓缺陷;等通道螺旋轉(zhuǎn)角擠壓變形可以顯著細(xì)化AZ31鎂合金晶粒;其擠壓過程中晶粒細(xì)化機(jī)制為晶粒破碎和動態(tài)再結(jié)晶;擠壓后的平均晶粒尺寸為3~5 μm,且合金晶粒大小均勻;力學(xué)性能較鑄態(tài)大幅度提高,室溫抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別由209和104 MPa提高到286和165 MPa,延伸率由11%提高到26.4%,拉伸斷口呈現(xiàn)為韌窩斷裂和準(zhǔn)解理斷裂的混合特征。
2012, 41(11):1960-1964.
摘要:應(yīng)用耦合共格彈性畸變的微觀彈性相場法研究D022型Ni3(V,Al) 相沉淀過程中的應(yīng)力取向效應(yīng)。結(jié)果表明,在彈性內(nèi)應(yīng)力作用下,D022沉淀相表現(xiàn)出明顯的位向性:相顆粒傾向于沿應(yīng)力軟方向[100]生長而在[001]方向受抑制,即生長方向與長軸[001]方向垂直,D022相最終沉淀形貌呈“層”狀;沉淀過程中三類D022相變體相互協(xié)調(diào)以減小共格畸變能,最終D022-variant Ⅲ消失,存留的兩類中D022-variant Ⅰ體積比占優(yōu)。
張 磊 , 祁 峰 , 張偉紅 , 孫文儒 , 信 昕 , 胡壯麒
2012, 41(11):1965-1969.
摘要:研究了一種新型高W變形高溫合金中μ相的析出行為及其對合金室溫、750和950 ℃拉伸性能的影響。結(jié)果表明,μ相在850~1150 ℃溫度范圍內(nèi)的析出隨溫度升高先增加后降低,析出峰溫度位于1000 ℃附近。μ相對合金拉伸性能的影響與溫度有關(guān),在750 ℃以下,μ相主要起第二相強(qiáng)化作用,提高合金抗拉強(qiáng)度,降低拉伸塑性;在950 ℃下,μ相的析出消耗較多固溶強(qiáng)化元素W,降低抗拉強(qiáng)度,提高拉伸塑性。
2012, 41(11):1970-1974.
摘要:通過高溫拉伸試驗研究了Ti-6Al-4V合金的高溫變形力學(xué)行為和超塑性,并對試樣斷口附近的組織進(jìn)行了觀察。結(jié)果表明,隨著變形溫度的升高或初始應(yīng)變速率的降低,Ti-6Al-4V合金的流動應(yīng)力明顯減小;Ti-6Al-4V合金的最佳超塑性變形工藝參數(shù)為880 ℃/0.001 s-1,最大延伸率為689%,峰值應(yīng)力僅為30.03 MPa;在超塑性拉伸過程中,試樣變形區(qū)發(fā)生明顯的動態(tài)再結(jié)晶,使片層狀的α相晶粒破碎、細(xì)化和等軸化,促進(jìn)超塑性的增加;隨著變形溫度的提高、變形量增大和變形時間的加長,再結(jié)晶α相發(fā)生了聚集長大,從而使顯微組織明顯粗化。對于雙態(tài)組織的兩相鈦合金,最佳超塑性變形溫度應(yīng)低于或等于片層狀α→β轉(zhuǎn)變的終了溫度。
王 強(qiáng) , 陳志謙 , 于文斌 , 陳云貴
2012, 41(11):1975-1979.
摘要:采用第一性原理計算方法研究了Li-Mg-N-H體系貯氫材料的放氫產(chǎn)物L(fēng)i2MgN2H2的吸氫反應(yīng)過程中的過渡態(tài)、表面電子態(tài)密度和表面能。結(jié)果表明:氫分子在Li2MgN2H2低指數(shù)表面中最低能量(100)表面的Mg-Mg-Li穴位吸附位置能夠形成最穩(wěn)定的吸附結(jié)構(gòu)并發(fā)生解離,氫分子吸附能為–0.1898 eV,解離能約為0.84 eV (81 kJ/mol),表明該反應(yīng)所需的反應(yīng)活化能仍較高,吸氫反應(yīng)速度緩慢。
李志明 , 錢士強(qiáng) , 王 偉 , 鄺宣科 , 張 鐳
2012, 41(11):1980-1984.
摘要:采用熱重法并結(jié)合SEM、EDAX等分析手段,研究了預(yù)氧化溫度對GH3128合金抗高溫(1100 ℃)循環(huán)氧化性能的影響。結(jié)果表明: 在適當(dāng)溫度下進(jìn)行預(yù)氧化處理可有效提高合金的抗高溫循環(huán)氧化性能。GH3128合金經(jīng)預(yù)氧化處理后抗高溫循環(huán)氧化性能的優(yōu)劣主要取決于兩種因素的綜合作用,其一是合金表面元素Cr的選擇性氧化,形成致密均勻的保護(hù)性預(yù)氧化膜,提高合金抗高溫循環(huán)氧化性能;其二是合金中元素Ti、Cr的晶界偏析加劇,加速晶界氧化并導(dǎo)致顯微裂紋等缺陷產(chǎn)生,降低合金的抗高溫循環(huán)氧化性能。900 ℃預(yù)氧化處理的GH3128合金試樣具有最佳的抗高溫循環(huán)氧化性能,該溫度下預(yù)氧化膜形成較好且合金元素Ti、Cr的晶界偏析作用相對較弱。
2012, 41(11):1985-1989.
摘要:通過自組裝技術(shù)以3-氨丙基三乙氧基硅烷為主要成分的有機(jī)溶液對純鈦進(jìn)行表面改性處理,進(jìn)一步將改性處理后的樣品浸泡在模擬體液中仿生礦化處理,利用全反射紅外光譜、掃描電鏡和X射線衍射研究礦化處理前后樣品的表面形貌與結(jié)構(gòu)特征;將人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(HMSCs)種植于改性處理前后樣品表面,利用四甲基偶氮唑鹽微量酶反應(yīng)比色法(MTT法)和掃描電鏡觀察細(xì)胞在改性前后樣品表面的黏附、生長和增殖行為。結(jié)果表明,仿生礦化處理后,樣品表面有類骨磷灰石生成,其鈣/磷比為1.3;與純鈦相比,自組裝硅烷化處理樣品表面HMSCs的黏附率高,增殖效果明顯。
2012, 41(11):1990-1994.
摘要:采用涂鹽方法研究了不同Ti含量的鎳基高溫合金的熱腐蝕過程。研究發(fā)現(xiàn),在900 ℃涂鹽條件下,Ni基高溫合金中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.55%的Ti就可以顯著提高合金自身的熱腐蝕抗力,并且隨著Ti含量增加,合金的熱腐蝕抗力進(jìn)一步增強(qiáng)。研究認(rèn)為,合金中加入Ti后,能促使合金表層形成致密、連續(xù)的Cr2O3層,并且隨著Ti含量增加,Cr2O3層厚度增加,Al2O3層逐漸向外腐蝕層遷移,從而提高了合金的熱腐蝕抗力。
郭遠(yuǎn)軍 , 寧成云 , 譚幗馨 , 黃閃閃 , 熊文名 , 朱 紅
2012, 41(11):1995-1999.
摘要:采用大氣等離子噴涂在鎂合金AZ31B表面制備了可降解鈣/磷涂層。利用XRD、SEM、EDS分析了涂層的相組成、結(jié)晶度及在人體模擬液(SBF)中浸泡前后的顯微形貌和元素組成,根據(jù)pH值和降解速率研究了涂層的體外降解性能。研究表明:鈣/磷涂層與鎂合金基體緊密結(jié)合,致密度高,涂層由較難降解的HA相和較易降解的Ca3(PO4)2、Ca4P2O9和CaO組成,涂層中HA結(jié)晶度為49.3%。生物降解性能研究顯示,鈣/磷涂層材料在SBF溶液中的pH值和降解速率均小于鎂合金基體,且較小的變化幅度使涂層材料的降解行為控制在穩(wěn)定范圍內(nèi)。
黃 瑜 , 賈文鵬 , 湯慧萍 , 趙 培 , 楊廣宇 , 賀衛(wèi)衛(wèi)
2012, 41(11):2000-2004.
摘要:通過研究Ti600合金電子束快速成形樣坯的組織、室溫強(qiáng)度和斷口特征,探索用電子束快速成形(EBM)工藝制備Ti600合金復(fù)雜零件的可能性。結(jié)果表明:Ti600合金的EBM沉積態(tài)組織是網(wǎng)籃組織,從樣坯頂部到底部,α片層組織逐漸變大,樣坯中部有大量納米級粒子析出;沿α邊界有易腐蝕的“類球狀組織”產(chǎn)生;Ti600合金EBM組織中的納米級粒子主要是Y2O3、α2粒子、Si的高溫相與低溫相,Si的析出相與合金成分和EBM工藝有關(guān);Ti600合金EBM樣坯的頂部和底部室溫抗拉強(qiáng)度高,中部室溫抗拉強(qiáng)度低,主要與α片層尺寸和Si的存在形態(tài)有關(guān);Ti600合金的EBM樣坯的室溫拉伸斷口為塑性斷裂,斷裂主要是由缺陷、本征脆性、晶間結(jié)合不牢等原因引起。
姬壽長 , 李爭顯 , 杜繼紅 , 查柏林 , 黃春良 , 王寶云 , 羅小峰 , 華云峰 , 王彥鋒
2012, 41(11):2005-2009.
摘要:采用超音速火焰噴涂在Ti6Al4V合金表面制備WC-12Co涂層,用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、能譜 (EDS) 對涂層的組織形貌、物相結(jié)構(gòu)、成分進(jìn)行試驗分析。結(jié)果表明:涂層中無層狀分布,涂層整體致密,孔隙率低,與基體結(jié)合良好;涂層中呈團(tuán)聚狀的粒子與粒子之間結(jié)合緊密,顆粒為彌散分布。這是因為超音速粒子的速度高能彌補(bǔ)堆垛不規(guī)則造成的孔隙,降低孔隙率,提高致密度;高速粒子變形充分,利于提高活性區(qū)域的面積,利于粒子與基體、粒子與涂層的結(jié)合。涂層中組成相除WC外,有少量Co3W3C和微量的W2C,未見金屬Co,Co在涂層中變成非晶態(tài)。分析認(rèn)為:W2C的產(chǎn)生是在噴涂過程中由于WC熱分解,脫碳而生成的產(chǎn)物;Co3W3C是Co和WC在有氧環(huán)境下的反應(yīng)產(chǎn)物,Co3W3C含量少是由于粉末在燃燒室中停留時間短。
2012, 41(11):2013-2016.
摘要:用雙層輝光等離子滲金屬技術(shù),在C/C復(fù)合材料基體表面制備了錸涂層,研究了錸涂層顯微結(jié)構(gòu)、相組成、硬度以及結(jié)合強(qiáng)度。結(jié)果表明,錸涂層致密光滑,由多晶結(jié)構(gòu)的柱狀晶粒組成,晶粒尺寸在0.5~1.5 μm之間。涂層(110)和(103)晶面發(fā)生了擇優(yōu)生長。涂層HV顯微硬度為6.66±0.25 GPa。制備過程中涂層與基體發(fā)生互擴(kuò)散,界面既有機(jī)械結(jié)合又有物理結(jié)合。劃痕試驗加載過程中,當(dāng)C/C復(fù)合材料基體由于硬度和韌性低而發(fā)生破碎后,錸涂層與基體仍結(jié)合良好。
2012, 41(11):2017-2020.
摘要:采用化學(xué)鍍法制備具有高銀含量、一定厚度、致密性好的銀包銅粉,用SEM、XRD、粒度分布儀、數(shù)字歐姆表和差熱分析儀表征了鍍銀銅粉和原始銅粉的表面形貌、表面結(jié)構(gòu)及導(dǎo)電性能。結(jié)果表明:高銀含量銀包銅粉表面鍍層致密性好、包覆完全,包覆層厚度達(dá)到336 nm,同時具有較好的導(dǎo)電性和抗氧化性。
2012, 41(11):2021-2024.
摘要:利用微觀相場動力學(xué)模型,模擬研究溫度對Ni--12at%Cr-14.5at%Al合金沉淀過程中Cr原子的替代規(guī)律。在873~1173 K范圍內(nèi),隨著溫度的提高,合金沉淀機(jī)制由等成分有序化+失穩(wěn)分解轉(zhuǎn)化為非經(jīng)典形核機(jī)制,沉淀孕育期逐漸延長;L12相體積分?jǐn)?shù)增加,而D022相體積分?jǐn)?shù)減少,在1173 K時,D022相消失,最終形成單一的L12相。
胡忠武 , 李中奎 , 郭讓民 , 殷 濤 , 郭林江 , 鄭劍平
2012, 41(11):2025-2028.
摘要:通過金相 (OM)、掃描電鏡 (SEM)、電子背散射衍射 (EBSD) 和透射電鏡 (TEM) 等方法,研究了Mo-Nb合金單晶棒材的顯微組織。結(jié)果表明,電子束懸浮區(qū)域熔煉法生長的Mo-Nb合金單晶內(nèi)部存在豐富的亞晶組織,且隨著單晶生長速度增大,單晶內(nèi)部亞晶尺寸減小。同時,晶體內(nèi)部出現(xiàn)生長紋線。而Nb元素的偏析度隨著單晶生長速度的增大而增大。隨著合金元素Nb含量增加,單晶內(nèi)部亞晶尺寸減小。經(jīng)過高溫真空退火后,單晶內(nèi)部亞晶尺寸發(fā)生改變。
2012, 41(11):2029-2032.
摘要:采用恒電位法在乙酰胺-尿素-NaBr-KBr熔體中電沉積出La-Mg-Ni三元合金膜。用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)等方法研究了沉積層的表面形貌和結(jié)構(gòu),用Tafel極化曲線和交流阻抗(EIS)方法研究了合金薄膜的電化學(xué)性能。結(jié)果表明,隨著陰極電位負(fù)移的增大,表面更平整,儲氫性能更好。當(dāng)沉積電位為–1.0 V時,沉積層表面的表觀活化自由能最?。ā鱃≠=22.35 kJ·mol-1),說明具有很高的析氫活性。在EIS中的吸附程度Q為7.98 μF·cm-2,表明具有很高的儲氫能力。
2012, 41(11):2033-2036.
摘要:采用電化學(xué)腐蝕測試技術(shù)對釩與V-5Cr-5Ti合金在氯離子溶液中的電化學(xué)腐蝕行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,在50 μg/g Cl-的氯化鉀溶液中,釩的腐蝕電位高于V-5Cr-5Ti合金而具有更好的熱力學(xué)穩(wěn)定性;相對于V-5Cr-5Ti合金,釩具有較大的極化電阻和較小的腐蝕電流;釩與V-5Cr-5Ti合金具有相似的陰極極化行為;在陽極極化過程中,釩主要表現(xiàn)為Tafel行為,而V-5Cr-5Ti合金具有“偽鈍化”和鈍化行為;二者均具有負(fù)的循環(huán)極化滯后環(huán);釩的抗腐蝕性能優(yōu)于V-5Cr-5Ti合金。
蔡宏中 , 魏巧靈 , 魏 燕 , 陳 力 , 鄭 旭 , 胡昌義
2012, 41(11):2037-2040.
摘要:介紹了化學(xué)氣相沉積(CVD)制備難熔金屬鉭涂層的原理及方法。采用冷壁式化學(xué)氣相沉積法,在鉬基體上沉積出難熔金屬鉭層。分析研究了CVD溫度對沉積層的沉積速率、組織、結(jié)構(gòu)和硬度等的影響。結(jié)果表明:在1000~1200 ℃溫度范圍,沉積速率隨溫度升高而增大;當(dāng)溫度超過1200 ℃時,沉積速率隨溫度的升高反而略有減??;沉積層組織呈柱狀晶并隨溫度的升高逐漸增大;沉積層的硬度及密度隨溫度的升高而逐漸降低?;瘜W(xué)氣相沉積鉭的最佳溫度在1100 ℃左右。
2012, 41(11):2041-2044.
摘要:通過熱分解法在Ti基體上制備了不同Sn含量的IrO2-SnO2涂層。采用循環(huán)伏安(CV),恒流充放電和透射電鏡(TEM)等測試方法分析了涂層的電容性能和組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系。結(jié)果表明,所制備的IrO2-SnO2涂層電極的比電容隨Sn含量的增加呈先增后減的變化,電極材料的可逆性和快速充放電性能逐漸得到改善。在Sn含量為70 mol%時,有最大的比電容值485.07 F/g。該涂層以非晶態(tài)結(jié)構(gòu)為主,其中含有尺寸分布均勻,大小約1 nm的微晶,增大了活性點的面積,比純IrO2電極的比電容提高了7.5倍。
2012, 41(11):2045-2048.
摘要:采用高真空電弧爐制備了Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx (x=0, 0.03, 0.06, 0.09) 合金,研究了該系列合金的晶體結(jié)構(gòu)、微觀組織及磁致伸縮性能。結(jié)果表明:添加Nb元素后的Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx (x=0.03, 0.06, 0.09) 合金基體相結(jié)構(gòu)仍保持為MgCu2 (C15型) 立方Laves相,添加Nb后Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx合金基體相晶格常數(shù)幾乎不變。Nb在基體相RFe2中和富Re相中都不溶,但在x=0.03時的RFe3相中微溶而形成Re(Nb,Fe)3相。初生相NbFe2(C14型)相的形成使凝固液體富稀土從而抑制了RFe3有害相形成。六方結(jié)構(gòu)的NbFe2在與自身結(jié)構(gòu)不同的RFe2(C15型)中不溶而單獨成為一相存在于RFe2基體上。Nb的添加量x對磁致伸縮的影響很大,微量(x=0.03)Nb的添加有效抑制了RFe3有害相的生成而使得磁致伸縮性能提高最大,但當(dāng)Nb含量繼續(xù)增大時,由于順磁相NbFe2和富Re相的析出影響了基體磁-彈性交互作用而使磁效伸縮性能下降。但相對于Tb0.3Dy0.7Fe1.95母合金都有少量提高。
李 祥 , 于曉明 , 王成燾 , 譚麗麗 , 楊 柯 , 羅 云 , 張文光
2012, 41(11):2049-2053.
摘要:鉭金屬是一種理想的醫(yī)用金屬材料,能夠與人體軟/硬組織發(fā)生整合。利用化學(xué)氣相沉積方法,在可控多孔結(jié)構(gòu)的Ti6Al4V合金支架表面沉積涂覆鉭金屬涂層,使其同時具備理想的三維孔隙結(jié)構(gòu)和力學(xué)相容性,以及鉭金屬優(yōu)異的生物學(xué)性能。研究結(jié)果顯示,多孔鈦合金支架表面涂層前后色澤發(fā)生明顯變化,涂層后支架呈現(xiàn)鉭金屬色澤。掃描電鏡和XRD分析進(jìn)一步證明了多孔鈦合金支架表面沉積物為鉭金屬。與美國Zimmer公司生產(chǎn)的多孔鉭小梁金屬相比,鉭涂層多孔鈦合金支架具備與人體皮質(zhì)骨更相似的彈性模量和抗壓強(qiáng)度,是一種理想的骨修復(fù)替代物。
2012, 41(11):2054-2057.
摘要:使用機(jī)械球磨制備細(xì)晶Ti/Al復(fù)合粉,采用不同的壓制工藝,通過反應(yīng)燒結(jié)和等溫鍛造方法獲得不同晶粒尺寸的TiAl金屬間化合物。對TiAl金屬間化合物的微觀組織特征進(jìn)行了分析,研究了不同制備工藝對其微觀組織的影響。 結(jié)果表明:采用冷等靜壓630 ℃反應(yīng)燒結(jié)及等溫鍛造工藝可以獲得晶粒尺寸5~8 μm的細(xì)晶TiAl金屬間化合物;通過普通冷壓、1250 ℃反應(yīng)燒結(jié)與等溫鍛造后,也能獲得近全致密的層片狀TiAl金屬間化合物,但晶粒尺寸為20~30 μm。
2012, 41(11):2058-2063.
摘要:綜述了近年來國外在生物醫(yī)用鈦及鈦合金方面的研究與開發(fā)現(xiàn)狀。為了取代普遍使用的Ti-6Al-4V合金,研發(fā)了多種無毒無敏感性元素、低彈性模量、高力學(xué)性能的新型β型鈦合金;采用多孔技術(shù)并調(diào)節(jié)孔隙率,使材料的彈性模量與人體骨骼基本相當(dāng),通過將聚合物滲入到多孔鈦的方法彌補(bǔ)多孔鈦強(qiáng)度的降低,并使材料具有更好的生物相容性;為適應(yīng)矯形外科領(lǐng)域的需求,開發(fā)了多孔TiNi超彈性形狀記憶合金,從而克服了骨與植入體之間結(jié)合力弱以及彈性模量不匹配的弊端。此外,研發(fā)了多種不含毒性和過敏性元素的β型超彈性形狀記憶鈦合金,可以替代TiNi合金而更安全地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域;開發(fā)了多種鈦的表面改性技術(shù),通過改性層的沉積及表面硬化使植入體的生物相容性和抗磨損性得到提高。
2012, 41(11):2064-2068.
摘要:綜述了L12有序結(jié)構(gòu)沉淀相γ′-Co3(Al, W)強(qiáng)化的新型Co基高溫合金的研究進(jìn)展。重點介紹了在Co-Al-W三元合金的基礎(chǔ)上添加不同合金元素后γ- γ′ 兩相合金的典型顯微組織、合金的成分偏析行為及高溫性能,并展望了新型Co基兩相高溫合金的應(yīng)用前景并指出了有待研究的問題。
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