2013, 42(4):661-666.
摘要:將0.4%(質(zhì)量分數(shù),下同)的Nd添加到Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca合金中,以研究稀土元素Nd對合金顯微組織和耐生物腐蝕性能的影響。采用金相(OM)、帶能譜的掃描電鏡(SEM+EDS)以及XRD等手段分析了合金的微觀組織。采用靜態(tài)浸泡、析氫和電化學(xué)極化等手段研究了合金在模擬體液(SBF)中的耐腐蝕性能。結(jié)果表明,隨著Nd的添加,合金的顯微組織得到了明顯的細化。在Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-0.4Nd合金中形成了2種第二相的機械混合物Ca2Mg6Zn3 + Mg41Nd5。在SBF中浸泡7 d以后,較多的此種混合物仍殘留于含Nd合金的表面,而在不含Nd的合金中,只有極少量的顆粒狀Ca2Mg6Zn3殘留在其表面。故Nd的添加顯著提高了Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca合金的耐生物腐蝕性能。
劉彥章 , Hyun-Gil Kim , Jeong-Yong Park , Yong-Hwan Jeong
2013, 42(4):667-672.
摘要:對熱軋的Zr-1Nb板材進行了不同變形量的冷加工,利用背散射電子衍射(EBSD)以及透射電子顯微鏡(TEM)研究了冷加工及熱處理對其組織的影響。結(jié)果表明,隨著冷加工變形量從30%增加到70%,晶粒尺寸逐漸從雙態(tài)分布變?yōu)榫鶆蚍植?。各種變形下的織構(gòu)主要為(0001)<100>,且隨著變形道次的增加強度逐漸增大。
2013, 42(4):673-678.
摘要:通過光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和X射線衍射研究了Mg-8Li-5Zn-2Re合金熱變形過程中組織和織構(gòu)的演變。Mg-8Li-5Zn-2Re合金熱擠壓后,α相平行擠壓方向伸長呈變形結(jié)構(gòu)。在熱壓縮過程中隨著溫度的升高,α相轉(zhuǎn)變?yōu)棣孪?。在熱擠壓過程中,β相產(chǎn)生了{001} <110>和{110} <110>織構(gòu),而α相由于基面滑移出現(xiàn)了{0001} <100>織構(gòu)。由于壓縮條件的變化,晶粒的取向分布發(fā)生了很顯著的變化。利用XRD結(jié)果分析了熱壓縮實驗中不同變形溫度和應(yīng)變速率下織構(gòu)的演變規(guī)律。
汪程鵬 , 李付國 , 陸紅亞 , 袁戰(zhàn)偉 , 陳 波 , 喬慧娟
2013, 42(4):679-683.
摘要:采用簡化的切片平面應(yīng)變假設(shè),利用增量疊加法對橢圓截面螺旋等通道擠壓(ECSEE)過程的應(yīng)變累積進行了分析計算。通過對橫截面上某一質(zhì)點進行追蹤,將ECSEE變形過程分解為兩種基本變形方式:圓-橢圓/橢圓-圓截面過渡變形和橢圓截面扭轉(zhuǎn)過渡變形,然后利用MATLAB軟件編程求解,得到了組合后材料內(nèi)部追蹤點的累積等效應(yīng)變沿模具通道長度的變化規(guī)律和橫截面上等效應(yīng)變累積的分布規(guī)律,并與Deform-3D有限元軟件模擬結(jié)果進行了對比。結(jié)果表明:ECSEE扭轉(zhuǎn)變形所得累積應(yīng)變要大于其他變形形式累積的應(yīng)變,ECSEE變形方式主要是剪切變形;坯料橫截面的等效應(yīng)變從坯料外圍到中心呈梯度減小趨勢;有限元模擬結(jié)果也驗證了解析解的工程準確性。
吳 軍 , 李志虎 , 鞠 蘭 , 李德成 , 鄭軍偉 , 徐艷輝
2013, 42(4):684-687.
摘要:研究了高溫固相法合成的高壓LiCoPO4電極的電化學(xué)性能。結(jié)果表明,雜質(zhì)碳和Co2P的存在使LiCoPO4電極的放電容量降低,純橄欖石相無雜質(zhì)的LiCoPO4具有最大的放電容量,達到135 mAh/g。循環(huán)伏安測試結(jié)果顯示,碳雜質(zhì)的存在可能改變了鋰脫嵌的機理。碳含量比較低時存在2個氧化峰,而碳含量比較高時只有1個氧化峰。阻抗測試結(jié)果顯示,界面電容為16.9 mF/cm2,表觀固相質(zhì)子擴散系數(shù)是(2.0~3.4)′10-9 m2/s。
2013, 42(4):688-691.
摘要:研究了銅基非晶釬料液相的生成和鋪展?jié)櫇襁^程。結(jié)果表明:非晶釬料由于熔化前固相擴散比較充分,使得釬料中的共晶組織被破壞,生成了大量高熔點的銅固溶體以及銅和鎳的化合物,致使非晶釬料產(chǎn)生的液相相對晶態(tài)釬料少,因此液相鋪展和流動過程較弱。而晶態(tài)釬料生成了大量液相,故液相的鋪展和流動是晶態(tài)釬料釬焊的主過程。由于非晶態(tài)釬料非常薄,釬料中原子擴散距離短,有利于快速溶進基材;而普通釬料比較厚,溶解時間較非晶釬料長得多。隨釬焊溫度的升高和保溫時間的延長,釬料殘余層的厚度減小。在相同的釬焊溫度和保溫時間下,非晶態(tài)釬料殘余層的厚度比晶態(tài)釬料小。
2013, 42(4):692-695.
摘要:利用固相反應(yīng)法制備納米二氧化錫磨料并研究了制備條件對平均粒徑的影響。結(jié)果表明,在500 ℃/4 h條件下制得的納米二氧化錫粉體在水中有良好的分散性和穩(wěn)定性。利用自制的拋光液對高純釕片進行化學(xué)機械拋光,與二氧化硅磨料拋光液比較,材料去除速率和表面粗糙度都降低。當(dāng)拋光液中含1%(質(zhì)量分數(shù),下同)二氧化錫、1%過硫酸銨、1%酒石酸和3 mmol/L咪唑,pH=8.0,拋光壓力為17.24 kPa時,材料去除速率(MRR)和表面粗糙度(Ra)分別為6.8 nm/min和4.8 nm。
2013, 42(4):696-699.
摘要:為了提高濕法浸出低釩鋼渣中釩的浸出率,并為濕法浸出低釩鋼渣中釩提供理論依據(jù),從動力學(xué)角度分析整個浸出過程,并考察溫度、液/固比、浸出時間和攪拌速度對浸出過程的影響。結(jié)果表明,在90 ℃,液/固比為10:1以及4.0 mol/L鹽酸,過氧化氫8.0 mL,浸取90 min條件下,低釩鋼渣中釩的浸出率可達到98.8%。通過正交實驗和動力學(xué)推導(dǎo),得到描述浸出過程的經(jīng)驗方程。低釩鋼渣濕法浸出釩的動力學(xué)模型為未反應(yīng)收縮核模型,浸出過程的表觀活化能為7.21 kJ/mol。該模型表明浸出過程中的控制步驟取決于邊界層的擴散速度。提高溫度、液/固比和浸出時間,均可增加釩的浸出速度,提高釩的浸出率。
2013, 42(4):700-705.
摘要:建立了一種改進的元胞自動機模型來模擬熔體對流條件下的二元合金三維枝晶的生長。模型中考慮了界面能各向異性和溶質(zhì)擴散對固/液界面推移的影響,在同一套網(wǎng)格中耦合求解質(zhì)量傳輸和液相流動方程,從而可以模擬溶質(zhì)擴散和熔體對流之間的相互作用。使用該模型模擬了一定過冷度條件下,強制對流對Al-7%Si(質(zhì)量分數(shù),下同)合金三維枝晶生長形貌的影響。模擬結(jié)果表明,熔體強制對流導(dǎo)致迎流側(cè)尖端溶質(zhì)富集層減薄,枝晶生長出現(xiàn)了迎流生長現(xiàn)象。將模擬得到的溶質(zhì)過飽和度與Oseen-Ivantsov解析解進行對比,當(dāng)流速較大時兩者吻合較好。同時模擬了三維和二維強制對流作用下枝晶生長形貌的演化,由于三維條件下對流使得熔體能夠繞過垂直于對流方向的一次枝晶臂主干將溶質(zhì)帶到背流側(cè),而二維條件下只能繞過垂直方向一次臂的尖端,因此三維MCA模型能更準確地反映強制對流對枝晶生長的影響。
2013, 42(4):706-711.
摘要:通過X射線衍射、超導(dǎo)電性測試、氧含量變化、正電子湮沒以及理論計算等方法, 系統(tǒng)研究了金屬離子摻雜的YBa2Cu3-x(Fe, Co, Al)xO7-δ (x=0.0~0.5) 銅氧超導(dǎo)體的超導(dǎo)電性,為了比較也一并討論了Zn摻雜樣品的實驗和理論結(jié)果。研究表明,超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度Tc與樣品中價電子密度無直接關(guān)聯(lián),與Hall實驗揭示的Tc與空穴載流子濃度關(guān)系有同樣結(jié)論,表明電聲耦合機制在銅氧超導(dǎo)體中失效。因此,無論是空穴配對還是電子配對, 僅僅是實現(xiàn)超導(dǎo)態(tài)的前提, 并非其真正的決定因素。如果銅氧超導(dǎo)微觀機制依然沿襲“電聲耦合”理念很可能誤入歧途。
2013, 42(4):712-717.
摘要:采用彈/塑性應(yīng)力-應(yīng)變有限元方法計算了[011]取向單晶鎳基合金中g(shù)/g ¢兩相共格界面的von Mises應(yīng)力及應(yīng)變能密度分布特征,研究了施加壓應(yīng)力對g/g ¢兩相界面von Mises應(yīng)力分布及g ¢相定向粗化規(guī)律的影響。結(jié)果表明:[011]取向單晶鎳基合金經(jīng)熱處理后,組織結(jié)構(gòu)是立方g ¢相以共格方式嵌鑲在g基體相中,并沿<100>方向規(guī)則排列。當(dāng)沿[011]方向施加壓應(yīng)力時,(100)g ¢晶面沿[001]和[010]方向發(fā)生晶格收縮,其晶格收縮的擠壓作用可排斥半徑較大的Al、Ti原子,而在(010)g ¢和(001)g ¢晶面則分別沿[100]取向發(fā)生晶格擴張應(yīng)變,可誘捕半徑較大的Al、Ti原子,是促使g ¢相在(100)晶面交錯生長成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),并沿[010]和[001]取向擴散連接,生長成為相互垂直的層片網(wǎng)狀筏形組織的主要原因。
張培新 , 張冬云 , 黃 磊 , 惠文彬 , 魏 群 , 宋申華
2013, 42(4):718-723.
摘要:采用基于DFT的第一性原理方法,研究Nb摻雜LiFePO4鋰離子電池正極材料的電子結(jié)構(gòu),并進行能帶結(jié)構(gòu)、電子態(tài)密度、布居和差分電荷密度性質(zhì)等分析。結(jié)果表明:Nb摻雜后體系結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,帶隙降低,由于Nb d軌道電子的作用,使費米面附近能帶數(shù)增加,更有利于電子傳遞,使電子電導(dǎo)率增加,充放電速率提高;Li-O鍵鍵長明顯變大,有利于Li離子的擴散。雖然摻雜量大,帶隙下降多,但會影響Li離子的擴散,尤其是在Li位摻雜時。綜合考慮摻雜量不需要太大。
2013, 42(4):724-729.
摘要:采用激光熔化沉積技術(shù)直接成形TC17鈦合金構(gòu)件,利用OM、SEM以及XRD分析其顯微組織特征,并重點研究了其在激光短時循環(huán)加熱冷卻作用下的固態(tài)相變行為及顯微組織演化特點。結(jié)果表明,激光熔化沉積TC17鈦合金具有定向外延生長的“指節(jié)”狀晶粒和少量等軸晶交替排列的凝固組織,其顯微組織是由不規(guī)則片狀初生a相和細小網(wǎng)籃狀β轉(zhuǎn)變組織組成的超細特殊雙態(tài)組織。最后約12個沉積層內(nèi)由于熱循環(huán)歷史不同,使得不同沉積層固態(tài)相變顯微組織不同:頂部4個沉積層內(nèi)顯微組織為相變點以上快速冷卻形成的細針狀馬氏體,第N-4~N-6層由細針狀馬氏體和馬氏體分解形成的少量不規(guī)則片狀初生a相組成,第N-7~N-11層內(nèi)逐漸形成特殊雙態(tài)組織。
2013, 42(4):730-735.
摘要:采用Voronoi隨機算法建立微尺度W骨架多孔模型,基于Young-Laplace修正后的Navier-Stokes動量方程,應(yīng)用有限體積法分析制備CuW合金的滲流過程。模擬結(jié)果表明:Cu-W間的潤濕性越好,則銅液流股中心流速越大,但銅液在骨架壁面的黏附越強,從而有利于銅液與壁面接觸而產(chǎn)生機械結(jié)合。此外,滲流通道中由于孔徑不均勻引起的擴孔與縮孔轉(zhuǎn)變導(dǎo)致銅液在孔隙中形成漩渦, 促使CuW合金中產(chǎn)生氣孔,從而降低銅液的充填率。
2013, 42(4):736-740.
摘要:通過第一性原理計算研究了Nb、Al共摻雜MoSi2晶體的電子結(jié)構(gòu)、彈性常數(shù)和Mullikan布居數(shù)。結(jié)果表明,Nb、Al共摻雜可大幅提高MoSi2的韌性和導(dǎo)電性,當(dāng)Nb和Al共摻雜量達到x=0.25時,MoSi2的彈性模量從408.86 GPa降低到261.30 GPa。MoSi2的電子態(tài)密度和Mullikan布居數(shù)分析表明,Nb和Al摻入后MoSi2電子態(tài)密度發(fā)生藍移,費米能級處的電荷密度增加,體系的導(dǎo)電性能提高。摻雜后Mo-Al、Nb-Si鍵布居數(shù)減小,鍵長增大,原子間的共價性減弱,而Al-Si鍵間的共價性增強。晶體中各方向鍵長和鍵能的分布趨于對稱化,MoSi2晶體韌性增強。
黃 亮 , 徐 哲 , 代 春 , 惠松驍 , 葉文君 , 王 國 , 謝水生 , 李宏偉
2013, 42(4):741-745.
摘要:利用已建立的TA18鈦合金管材多行程皮爾格冷軋三維有限元模型,研究了F 25.4 mm×1.32 mm的TA18鈦合金管材軋制塑性變形行為。結(jié)果表明:平均總軋制力模擬結(jié)果比理論結(jié)果稍大。軋成管最大等效塑性應(yīng)變對稱出現(xiàn)在軋輥周向面孔型脊部偏轉(zhuǎn)約63.80°的位置,而最小/最大等效塑性應(yīng)變的位置相差約90°。軋成管徑向和周向受壓應(yīng)力,軸向受拉應(yīng)力,且變形程度徑向最大,軸向次之,切向最小。軋成管各向異性程度從外表面到中性層再到內(nèi)表面依次減小。工作錐徑向塑性真應(yīng)變矢量的變化分為3個階段,其變化趨勢和Q值各不相同,塑性真應(yīng)變矢量的應(yīng)變比變化范圍是從–30o(Q=0)到0o(Q=1)再到+30o(Q=∞),且工作錐經(jīng)歷了從徑向織構(gòu)到周向織構(gòu)的轉(zhuǎn)變,使得最終應(yīng)變比保持在20o到27o之間,管材達到了六方晶體管材織構(gòu)分布的穩(wěn)定狀態(tài)。
2013, 42(4):746-750.
摘要:采用反應(yīng)球磨法,將微晶碳、鎂和鎳在氫氣氣氛中反應(yīng)復(fù)合,制備的鎂/碳復(fù)合材料的納米晶平均粒度在16.8~33.6 nm。其吸/放氫性能表明,復(fù)合材料有很好的儲氫動力學(xué)和較高的儲氫密度,材料70Mg30C4Ni在160 ℃/2 MPa氫氣條件下,可以在2 min內(nèi)完成儲氫,儲氫密度可達5.0%(質(zhì)量分數(shù),下同)。XRD物相分析證明,球磨形成的納米晶鎂、納米碳和催化劑鎳三者的協(xié)同作用,是復(fù)合材料儲氫密度增加和動力學(xué)性能改善的主要原因。通過紅外光譜研究了微晶碳對氫的化學(xué)吸附和氫原子在鎂/碳復(fù)合材料中的傳遞路徑,氫優(yōu)先被碳吸咐,然后解析傳遞給鎂,且這個過程是可逆的。
張華鋒 , 鄭劍平 , 楊啟法 , 張 征 , 李 鑫 , 趙 俊 , 胡忠武 , 饒立強
2013, 42(4):751-755.
摘要:采用內(nèi)部氣體介質(zhì)對管狀樣品施加雙向載荷對鈮含量分別為3%及6%(質(zhì)量分數(shù),下同)的國產(chǎn)Mo-Nb合金單晶的抗內(nèi)壓蠕變性能進行研究。結(jié)果表明,隨著溶質(zhì)原子鈮含量的增加,Mo-Nb合金單晶的抗內(nèi)壓蠕變性能增強,穩(wěn)態(tài)蠕變速率及對應(yīng)力的敏感性降低。隨著鈮含量的增加,鈮的固溶強化作用明顯增強,在Mo-Nb合金單晶中形成了更多的位錯多邊結(jié)構(gòu)使得富鈮析出物形狀發(fā)生變化。這些因素都使得鉬基體原子的擴散受到更加明顯的阻礙,Mo-Nb合金單晶高溫抗內(nèi)壓蠕變性能更加優(yōu)越。
2013, 42(4):756-760.
摘要:研究了添加微量Au或Sn作為孕育形核劑進行孕育形核處理對金錫共晶合金Au20Sn鑄態(tài)凝固組織的影響。結(jié)果表明: 添加微量Au或Sn進行孕育形核處理均將顯著改善金錫共晶合金鑄態(tài)凝固組織,特別是改變了初生相的結(jié)構(gòu)、形貌和尺寸。初生相的結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)凝固組織中的z ’-Au5Sn相改變?yōu)閐-AuSn相,初生相的形貌和尺寸由粗大且分布不均的樹枝狀改變?yōu)榧毿∏曳植驾^為均勻的棒狀或卵狀,而且添加微量Sn比添加微量Au孕育形核處理后得到的凝固組織中初生相更趨均勻;同時,孕育形核處理也細化了共晶層片組織,共晶團的平均尺寸明顯減小。
2013, 42(4):761-765.
摘要:采用復(fù)合分散鑄造法制備了納米SiC顆粒(n-SiCp)增強AZ91D復(fù)合材料,研究了復(fù)合材料在高溫下的拉伸及斷裂行為。結(jié)果表明:n-SiCp的加入可以提高復(fù)合材料的高溫拉伸強度,高溫下n-SiCp對復(fù)合材料的增強效果比室溫更加明顯;n-SiCp的加入還顯著提高了復(fù)合材料在高溫下的斷后伸長率,復(fù)合材料具有較好的高溫塑性。斷口分析表明,n-SiCp的加入使復(fù)合材料在高溫下的斷裂行為由室溫的脆性斷裂為主轉(zhuǎn)化為典型的韌性斷裂。
鄭 媛 , 胡 銳 , 李金山 , 柏廣海 , 姚草根 , 趙 豐 , 傅恒志
2013, 42(4):766-770.
摘要:通過掃描電子顯微鏡(SEM)、電子背散射衍射(EBSD)、取向成像顯微技術(shù)(OIM)研究了在不同冷軋及退火工藝下Ni-Cr-W系高溫合金晶界特征分布的規(guī)律。結(jié)果表明,70%變形量下再結(jié)晶完成所需時間較短,特殊晶界比例隨著退火時間延長先增加后減少;10%變形量下再結(jié)晶驅(qū)動力較小,再結(jié)晶所需時間較長,特殊晶界比例在長時間退火后達到最大值。在晶粒團簇內(nèi)部,晶粒之間有Σ3n的取向關(guān)系,而不同的晶粒團簇間,晶粒則沒有這種特殊的取向關(guān)系。
朱 瓊 , 房燦峰 , 李乃樸 , 孟令剛 , 王 宇 , 吳友芳 , 張興國
2013, 42(4):771-775.
摘要:通過金相、掃描電鏡、電子探針和力學(xué)性能測試等方法研究了稀土元素Gd和Nd對AZ80鎂合金鑄態(tài)和擠壓態(tài)組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,適當(dāng)添加稀土元素可以使AZ80鎂合金的鑄態(tài)樹枝晶基本消失,晶界處層片狀Mg17Al12相增多。均勻化后晶粒尺寸明顯減小。合金經(jīng)擠壓后均發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶,動態(tài)析出的β相沿著再結(jié)晶晶粒的晶界分布。加入2%RE(Gd,Nd)后,析出相阻礙再結(jié)晶晶粒長大和粒子激發(fā)形核再結(jié)晶共同作用起到了細晶強化的效果,且高硬質(zhì)Al2Gd和Al2Nd相能有效阻礙位錯運動從而大幅度提高了合金的屈服強度。隨著RE(Gd,Nd)含量的增多,β相析出減少,稀土相顆粒變大,弱化了動態(tài)再結(jié)晶效果,導(dǎo)致應(yīng)力集中,強度下降。當(dāng)加入2%RE(Gd,Nd)時其抗拉強度最大,綜合性能較好。
2013, 42(4):776-780.
摘要:采用電化學(xué)方法測定三維多孔膜電極的電活性有效表面積、活性體積和表面覆蓋度。以三維多孔電極或沉積有過渡金屬鐵氰化鎳半導(dǎo)體薄膜的三維多孔膜電極為工作電極,分別在含鐵氰化鉀和不含鐵氰化鉀的堿金屬溶液中測定不同掃描速度下的循環(huán)伏安曲線,利用膜電極在不同溶液體系中氧化/還原反應(yīng)的可逆特性測定其電活性有效表面積和覆蓋度;同時結(jié)合計時庫侖法獲得三維多孔膜電極內(nèi)膜的活性體積和平均膜厚。結(jié)果表明:該方法具有電化學(xué)反應(yīng)響應(yīng)快速、靈敏且精確度高的優(yōu)點,操作簡單且快捷方便,可靠性好。
周 偉 , 葛 鵬 , 辛海鷹 , 毛小南 , 洪 權(quán) , 戚運蓮
2013, 42(4):781-784.
摘要:采用一種鈦合金靶材進行穿甲侵徹實驗,通過彈坑解剖分析鈦合金靶板穿甲破壞形貌,研究了該高強度鈦合金靶板的損傷行為。結(jié)果表明:開坑階段,彈丸頭部比較容易進入靶板內(nèi)部,在靶板表面首先產(chǎn)生金屬堆積,沒有發(fā)生過熱的金屬熔化現(xiàn)象。彈丸進入穩(wěn)定侵徹階段,形成絕熱剪切帶。絕熱剪切帶形成后,和周圍材料不協(xié)調(diào),成為微裂紋和微孔洞的起源。在一定的條件下,裂紋沿絕熱剪切帶萌生、擴展,形成了沿整個絕熱剪切帶的大裂紋,最終在穿孔表面形成碎片, 從靶板上脫離, 造成靶板的破壞。
2013, 42(4):785-788.
摘要:采用自蔓延燃燒合成及真空電弧熔煉的方法,以碳纖維(Cf)、鈦粉及鋁粉為原料,合成了Ti2AlC/TiAl復(fù)合材料。通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)分析了復(fù)合材料的物相組成和微觀結(jié)構(gòu),討論了原位合成Ti2AlC的反應(yīng)和二次Ti2AlC的析出過程。結(jié)果表明,復(fù)合材料鑄錠由Ti2AlC、TiAl和Ti3Al 3相組成,基體由α2(Ti3Al)+γ(TiAl)片層和γ(TiAl)等軸晶粒構(gòu)成,原位自生的Ti2AlC分布均勻,呈短纖維狀或顆粒狀。1200 ℃均勻化熱處理促使Ti3Al分解為TiAl和Ti2AlC,導(dǎo)致Ti2AlC粗化,同時基體表面析出細小的二次Ti2AlC顆粒。
2013, 42(4):789-792.
摘要:國家自然科學(xué)基金(20863003, 51164017)
2013, 42(4):793-796.
摘要:采用CMT4105拉伸試驗機對燒結(jié)態(tài)90W-7Ni-3Fe (90W)合金進行準靜態(tài)拉伸試驗;在較高應(yīng)變率條件(1600~2000 s-1)下,采用套筒加載直拉式Hopkinson拉桿對90W合金進行動態(tài)拉伸試驗,研究90W合金在不同加載應(yīng)變率下的拉伸性能及破壞機制。結(jié)果表明,在拉伸加載條件下,90W合金具有明顯的應(yīng)變率效應(yīng),隨著應(yīng)變率的增加,強度顯著提高,材料斷裂時的真實應(yīng)變下降,斷裂前吸收的總能量下降。90W合金的破壞機制由鎢-鎢界面開裂向鎢顆粒解理斷裂轉(zhuǎn)變。
2013, 42(4):797-800.
摘要:采用H2O(g)在300 ℃與900 ℃之間對Pd膜表面進行了毒化,將毒化后的Pd膜在常溫下與氫氣進行反應(yīng),并在500 ℃進行了氘氣滲透試驗。采用XPS、SEM等對反應(yīng)前后Pd膜表面狀態(tài)進行了表征與分析,研究了H2O(g)的毒化作用與吸氫反應(yīng)對Pd膜表面形貌與化學(xué)成分的影響與機理。實驗表明:當(dāng)毒化溫度低于500 ℃時,H2O(g)對Pd膜表面無明顯影響;當(dāng)毒化溫度高于500 ℃,H2O(g)會導(dǎo)致Pd膜表面出現(xiàn)微孔,且隨著毒化溫度升高,微孔數(shù)量與體積逐漸增加;當(dāng)溫度達到600 ℃以上時,H2O(g)毒化會造成Pd膜表面出現(xiàn)細微裂紋。H2O(g)與Pd膜在300 ℃與900 ℃之間不但不會產(chǎn)生化學(xué)變化,其表面原有的吸附雜質(zhì)反而得到了明顯的去除,且在600 ℃以上反應(yīng)后鈀膜的透氘性能也得到了提高。
2013, 42(4):801-804.
摘要:利用動態(tài)塑性變形(DPD)技術(shù)對純鈦圓柱樣品進行動態(tài)壓縮試驗,研究了高應(yīng)變下出現(xiàn)的絕熱剪切帶(ASB)及兩側(cè)過渡區(qū)的顯微組織和硬度分布。結(jié)果發(fā)現(xiàn):ASB僅出現(xiàn)在動態(tài)壓縮應(yīng)變大于等于0.6的DPD樣品中,在準靜態(tài)壓縮對比試驗中未出現(xiàn),表明其受應(yīng)變速率和應(yīng)變兩者共同影響。剪切帶內(nèi)部硬度略低于基體,而過渡區(qū)硬度明顯低于基體。通過Zerilli-Armstrong本構(gòu)模型和熱擴散距離計算分析表明,計算的過渡區(qū)與絕熱溫升熱影響區(qū)寬度與試驗結(jié)果基本相符,初始晶粒動態(tài)再結(jié)晶形成等軸晶組織并引起組織軟化。
2013, 42(4):805-808.
摘要:采用真空燒結(jié)技術(shù)制備了不同密度的鉬試樣,通過在MTS810試驗機上進行室溫準靜態(tài)單向壓縮試驗,研究了在不同的初始密度下,純鉬燒結(jié)體壓縮變形流變應(yīng)力的變化規(guī)律。建立了流變應(yīng)力的數(shù)學(xué)模型以及彈/塑性參數(shù)的計算模型?;诳蓧嚎s連續(xù)體的屈服準則和塑性本構(gòu)關(guān)系,確定了純鉬燒結(jié)材料壓縮變形的屈服條件及其彈/塑性本構(gòu)關(guān)系。
2013, 42(4):809-813.
摘要:在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)存在下,以無水Na2CO3為控制劑,利用微波輔助多元醇法快速加熱還原硝酸銀制備了球形Ag納米顆粒,研究了Na2CO3的添加量對球形Ag納米顆粒大小的影響。用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線光電子能譜(XPS)、X射線衍射(XRD)和紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)對制備的銀納米顆粒的形貌、組分、粒徑和相結(jié)構(gòu)進行了表征。結(jié)果表明,制備的Ag納米顆粒的平均粒徑隨著Na2CO3添加量的增大而逐漸減小。
狄玉麗 , 馮 波 , 范興平 , 段 可 , 魯 雄 , 汪建新 , 翁 杰
2013, 42(4):814-818.
摘要:采用粉末冶金法制備外層高孔隙率/內(nèi)層低孔隙率的梯度結(jié)構(gòu)多孔鈦,以解決單層多孔鈦孔隙率高強度低的問題。梯度雙層多孔鈦內(nèi)層孔隙率約為30%,外層孔隙率可達65%以上,孔徑范圍在100~255 μm之間,內(nèi)/外層孔徑和孔隙率呈梯度分布,其抗壓強度和彈性模量分別為117.50~143.55 MPa和1.95~3.08 GPa。在梯度多孔鈦外層添加稀土氟化鑭進一步提高了其力學(xué)性能。當(dāng)添加量為0.05%(質(zhì)量分數(shù))時,其抗壓強度和彈性模量最高,可達到213.76 MPa和3.38 GPa。
2013, 42(4):819-823.
摘要:采用環(huán)氧樹脂粘結(jié)Sm0.88Nd0.12Fe1.93合金顆粒,在外磁場中固化成型制備了磁致伸縮復(fù)合材料, 研究了不同磁場中成型復(fù)合材料的顯微組織、磁致伸縮和電阻率。結(jié)果表明,成型磁場為0 T時,復(fù)合體系為0-3型構(gòu)型,合金顆粒在樹脂基體中無序分布;施加0.6 T的固化磁場,獲得偽1-3型構(gòu)型復(fù)合材料,合金顆粒趨近定向排列。Sm0.88Nd0.12Fe1.93合金顆粒體積分數(shù)為30%、固化磁場為0.6 T時,制備的復(fù)合材料在1.3 T磁場下的磁致伸縮系數(shù)(λ∥–λ⊥)可達–1088×10-6,為鑄態(tài)合金磁致伸縮系數(shù)的86.6%。相同顆粒體積分數(shù)的粘結(jié)Sm0.88Nd0.12Fe1.93復(fù)合材料,固化磁場為0.6 T較無固化磁場條件下的電阻率降低85%。
張青來 , 郭文建 , 韓寅奔 , 韓偉東 , Bondarev A. B. , 馮甜甜
2013, 42(4):824-828.
摘要:通過冷鐓實驗和掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡手段,研究了BT16鈦合金棒材表面粗糙度和壓縮率對冷鐓性能及壓縮試樣側(cè)表面微裂紋的影響。結(jié)果表明:軋制退火態(tài)BT16鈦合金具有細等軸α+β晶粒組織和良好的冷鐓性能。隨壓縮率和表面粗糙度增加,側(cè)表面微裂紋逐漸增加。當(dāng)壓縮率為75%時,冷鐓試樣和螺栓側(cè)表面沒有任何宏觀裂紋,但在高倍電鏡下可清楚地觀察到側(cè)表面微裂紋,其特征完全區(qū)別于一般宏觀裂紋。評價了冷鐓緊固件表面質(zhì)量以及表面粗糙度、側(cè)表面微裂紋和壓縮率之間的關(guān)系。
孔永華 , 劉瑞毅 , 王 飛 , 陳國勝 , 謝黎雄 , 朱世根
2013, 42(4):829-832.
摘要:研究了3種不同熱處理工藝下熱連軋GH4169合金的組織與抗蠕變性能。結(jié)果表明,3種不同的熱處理工藝對晶粒大小有一定的影響,DA態(tài)熱連軋 GH4169合金的組織最細小,HST態(tài)合金晶粒尺寸比ST態(tài)合金晶粒尺寸略大;δ相的含量隨固溶處理時間的增加而增加,且主要在晶界處析出。在650 ℃/725 MPa的實驗條件下,DA態(tài)熱連軋 GH4169合金的抗蠕變性能最好,HST態(tài)合金抗蠕變性能最差。對3種不同熱處理工藝的熱連軋GH4169合金蠕變斷裂試樣的斷口進行觀察,其斷裂方式主要表現(xiàn)為沿晶斷裂。
石 潔 , 羅 超 , 張新建 , 王震宏 , 劉 勇 , 王懷勝
2013, 42(4):833-836.
摘要:通過理論計算分析了區(qū)域熔煉過程中熔化區(qū)域?qū)挾?、區(qū)熔次數(shù)等對U提純效果的影響。實驗采用理論優(yōu)化條件,以U中Al、Mo、W、Ni、Ca、C等元素為研究對象,利用原子發(fā)射光譜(ICP-AES)和金相(OM)分析了提純前/后鈾中雜質(zhì)元素的濃度、夾雜物分布特點。結(jié)果表明:區(qū)域熔煉法對鈾中雜質(zhì)元素有一定的去除作用,試棒中部的待測雜質(zhì)總量從1189 μg/g降低至402 μg/g。對W,Ni,C的去除效率高,Al和Mo的去除效果不明顯。夾雜物尺寸減小,沿熔化區(qū)域方向富集。
2013, 42(4):837-840.
摘要:超聲輻射添加微量十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)的PdCl2溶液,合成得到納米Pd粒子,用XRD、TEM、選區(qū)電子衍射(SAED)、HRTEM和低溫氮吸附-脫附等技術(shù)進行了表征??疾炝薈TAB用量對納米Pd粒子形貌的影響,并通過循環(huán)伏安法研究了納米Pd粒子修飾玻碳電極對甲醛的電催化活性。結(jié)果表明,改變CTAB/PdCl2的摩爾比可以調(diào)控納米Pd粒子的粒徑和形貌;當(dāng)CTAB與PdCl2 的摩爾比為1:1、超聲反應(yīng)50 min時,得到的納米Pd粒子呈六邊形,粒徑大約為8 nm,比未添加CTAB樣品的比表面積增大了10 m2/g,對甲醛有較高的電催化活性。
2013, 42(4):841-844.
摘要:研究了不同擠壓溫度對Mg-2.0Zn-0.3Zr-0.9Y新型鎂合金組織和性能的影響。結(jié)果表明,降低擠壓溫度,Mg-2.0Zn-0.3Zr-0.9Y合金的平均晶粒尺寸得到顯著細化,合金的屈服強度和抗拉強度得到大幅提高,而延伸率變化不大。隨著擠壓溫度的降低,{102}織構(gòu)強度不斷增強,{0002}基面環(huán)形織構(gòu)強度減弱。Mg-2.0Zn-0.3Zr-0.9Y合金的力學(xué)性能不但受到組織平均晶粒大小的影響,還受到織構(gòu)分布的影響。擠壓溫度為330 ℃時可獲得細小的組織和優(yōu)良的力學(xué)性能,平均晶粒尺寸達到1.76 μm,合金抗拉強度達到323 MPa,屈服強度為309 MPa,延伸率為21.92%。
邵 暉 , 趙永慶 , 葛 鵬 , 周 偉 , 楊 義 , 曾衛(wèi)東
2013, 42(4):845-848.
摘要:測試了不同冷卻方式下固溶時效后3種組織類型的TC21合金室溫拉伸性能,采用金相顯微鏡和掃描電鏡對微觀組織進行分析,研究了合金的室溫拉伸性能與顯微組織的關(guān)系。結(jié)果表明:強-塑性匹配最好(屈服強度>1000 MPa) 的熱處理制度和組織分別為:920 ℃/1 h,F(xiàn)C+550 ℃/4 h等軸組織;920 ℃/1 h,F(xiàn)C+550 ℃/4 h網(wǎng)籃組織;960 ℃/0.5 h,F(xiàn)C+550 ℃/4 h片層組織。通過調(diào)整熱處理工藝,控制恰當(dāng)?shù)摩料囿w積分數(shù)、形貌、叢域尺寸及叢域內(nèi)α條厚度等組織參數(shù),可獲得強-塑性匹配良好的TC21合金。
2013, 42(4):849-852.
摘要:研究了FFC法制備鉭粉過程中產(chǎn)物形貌的變化規(guī)律。結(jié)果表明,電解過程中,鉭由高價氧化物向低價氧化物轉(zhuǎn)變,由于鉭的低價氧化物不穩(wěn)定,與融鹽中的金屬離子結(jié)合生成塊狀鉭酸鹽中間相。當(dāng)中間相中氧含量低到一定程度,鉭酸鹽中間相就會分解,最終獲得原粉顆粒在200~400 nm之間,以鏈狀晶粒成單鏈連接分支形成的多孔基本團聚體。分析了不同電解時間所得鉭粉的電性能。電解時間越長,電容越大。
范景蓮 , 錢 昭 , 成會朝 , 田家敏 , 成創(chuàng)功
2013, 42(4):853-856.
摘要:采用粉末冶金方法制備Mo-Ti-Zr-TiC/ZrC合金,研究微量TiC/ZrC對合金性能與組織的影響。結(jié)果表明,添加微量TiC/ZrC后合金性能得以明顯提高,TiC/ZrC添加量為0.4%(質(zhì)量分數(shù),下同)時,合金室溫抗拉強度分別達到最高值。同時,微量TiC/ZrC顯著提高了合金的高溫強度,添加的微量碳化物粒子促進了合金高溫拉伸過程中韌窩的形成,使合金高溫拉伸由穿晶解理和韌窩斷裂的混合斷裂模式向韌窩斷裂轉(zhuǎn)變。
2013, 42(4):857-860.
摘要:采用化學(xué)共沉淀法制備ITO粉體前驅(qū)物,在600 ℃煅燒粉體前驅(qū)物4 h,得到粒徑為20~30 nm的ITO粉體。添加1%的聚乙烯醇(PVA)造粒,模壓成型制備ITO靶材素坯,設(shè)置不同的升溫速率,在1550 ℃氧氣氛下燒結(jié)素坯,得到ITO靶材。研究了燒結(jié)過程升溫速率對ITO靶材密度和微觀組織的影響。結(jié)果表明,在低溫階段(0~500 ℃)升溫速率為3 ℃/min,高溫階段(500~1550 ℃)升溫速率為8 ℃/min時,ITO靶材相對密度為99.58%,孔洞極少,近乎完全致密,且靶材宏觀上無裂紋。
2013, 42(4):861-864.
摘要:為了控制TC4薄板焊接件的失穩(wěn)變形,采用了隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓工藝。研究了此工藝對焊縫組織及接頭性能的影響。對所獲得的焊接接頭進行了微觀組織觀察、維氏硬度測量和拉伸試驗。結(jié)果表明:隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓在控制焊接失穩(wěn)變形的基礎(chǔ)上,使承受沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓部位的硬度下降,未發(fā)生應(yīng)變硬化的現(xiàn)象。而沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓前后的組織變化不明顯。
江 鵬 , 于彥東 , Guangsheng Song , Daniel Liang
2013, 42(4):868-874.
摘要:相比于變壓吸附和深冷分離法,膜分離技術(shù)由于能耗低、簡單易行等特點,在氫氣分離提純中的應(yīng)用具有優(yōu)勢。目前工業(yè)上分離提純氫氣應(yīng)用最多的是致密金屬膜,尤其是鈀及其合金膜。但是鈀是貴金屬,成本非常高,限制了鈀基膜的大規(guī)模應(yīng)用。因此目前非鈀基致密金屬膜在氫氣分離提純中的應(yīng)用受到廣泛的的關(guān)注,成為研究熱點。本文綜述了金屬膜分離氫氣機理,非鈀基金屬膜的材料成分及其發(fā)展現(xiàn)狀,并指出目前開發(fā)膜材料存在的一些亟待解決的問題。
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