2013, 42(6):1101-1104.
摘要:利用輝光等離子滲碳技術(shù)對(duì)Ti-6Al-4V進(jìn)行了表面強(qiáng)化處理。等離子氣體為氬氣,滲碳溫度和時(shí)間分別為950 ℃和3 h,工作壓力為30~35 Pa。為了避免傳統(tǒng)氣體滲碳過(guò)程中易于產(chǎn)生氫脆的現(xiàn)象,用固體石墨棒作為碳源。滲碳結(jié)束后,分別利用OM、FESEM和XRD對(duì)滲碳層做分析,并在壞-塊摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上對(duì)處理和未處理樣品進(jìn)行摩擦磨損對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),滲碳層深度約為416 μm,其表面碳化物(TiC和V8C7)提高了合金表面的硬度和耐磨性能。
李建崇 , 南 海 , 趙嘉琪 , 黃 東 , 李樹奎 , 范群波 , 霍咚梅
2013, 42(6):1105-1107.
摘要:針對(duì)Ti-6Al-4V-4Zr-Mo(Ti6441)合金采用不同的熱處理工藝得到等軸和片層2種微觀組織,使用分離式Hopkinson Bar技術(shù)對(duì)2種組織的試樣進(jìn)行動(dòng)態(tài)剪切試驗(yàn),研究微觀組織對(duì)該合金絕熱剪切敏感性的影響。結(jié)果表明:相同加載條件下,片層組織絕熱剪切敏感性較等軸組織低;2種組織動(dòng)態(tài)強(qiáng)度接近,但片層組織較等軸組織具有更好的動(dòng)態(tài)延展性;片層組織試樣中的絕熱剪切帶出現(xiàn)分叉現(xiàn)象,從而可以消耗更多的變形能。
2013, 42(6):1108-1112.
摘要:采用粉末冶金方法制備了4種鈦含量分別為0.5%,1.0%,1.5%和2.0%的新型鎢鈦合金,分析了鈦含量對(duì)鎢鈦合金微觀組織以及高應(yīng)變率加載條件下的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響機(jī)理。結(jié)果表明,鈦顆粒以不同形貌分布于鎢合金的鎳鐵粘結(jié)相中,鈦顆粒直徑是影響鈦顆粒微觀形貌的主要因素。當(dāng)鈦顆粒直徑大于20 μm時(shí),鈦顆粒中存在大量微觀孔洞。鈦顆粒在粉末冶金液相燒結(jié)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生熔化以及溶解現(xiàn)象,但與鎢顆粒和粘結(jié)相的界面結(jié)合較好?;羝战鹕瓑簵U動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)動(dòng)態(tài)加載應(yīng)變率為3700 s-1時(shí),鈦含量為0.5%的鎢鈦合金具有較高的動(dòng)態(tài)壓縮屈服強(qiáng)度,而當(dāng)鈦含量由1.0%增加到2.0%時(shí),動(dòng)態(tài)壓縮屈服強(qiáng)度減小趨勢(shì)減緩。鈦含量為2.0%的鎢鈦合金在高應(yīng)變率加載條件下,在于軸向成45°方向上出現(xiàn)絕熱剪切帶。在絕熱剪切帶內(nèi)部,鈦顆粒發(fā)生伸長(zhǎng)變形并且鈦顆粒中的微觀孔洞相互連接導(dǎo)致鈦顆粒碎化。由于鈦具有較低的導(dǎo)熱率,與鈦相連的鎢顆粒熱軟化區(qū)溫度身高幅度要高于常規(guī)鎢-鎳-鐵合金,熱軟化效應(yīng)加劇導(dǎo)致鈦元素的加入以及含量的增加提高了鎢合金的絕熱剪切敏感性。
2013, 42(6):1113-1117.
摘要:基于微觀相場(chǎng)模型,研究了Ni64Al21V15合金在1150 K時(shí)效過(guò)程中相結(jié)構(gòu)演化。結(jié)合微觀組織演化圖像和各個(gè)格點(diǎn)上原子占位幾率的演化,分析了DO22結(jié)構(gòu)向L10 (M=1)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變機(jī)制。合金沉淀中期,在相界處析出L10 (M=1)結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn),L10 (M=1)結(jié)構(gòu)形成可分為3類:在DO22與L12相界處形核,沿[001]方向排列,向DO22相擴(kuò)張;在DO22結(jié)構(gòu)90°有序疇界處形核,沿[001]方向排列,向DO22擴(kuò)張;在2個(gè)[100]向排列的DO22結(jié)構(gòu)交界處形核,沿[100]方向排列,向DO22結(jié)構(gòu)擴(kuò)張。DO22相中,V主要占據(jù)β位,Ni主要占據(jù)α2和α3位,Al主要占據(jù)α1位;隨后,V向α2位躍遷,在(002)面富聚且發(fā)生有序化,逐漸占據(jù)β和α2位,Ni原子發(fā)生面間躍遷,由α2位躍遷至α1位,逐漸占據(jù)α1和α3位,Al原子向相外擴(kuò)散。DO22結(jié)構(gòu)最終轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨扔行虻腖10 (M=1)結(jié)構(gòu)。
陳楠楠 , 鳳 儀 , 陳 杰 , 李 斌 , 陳凡燕 , 趙景淞
2013, 42(6):1118-1122.
摘要:采用3種釬焊工藝焊接泡沫鋁進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),焊接工藝包括:在高真空(真空度為10-3 Pa)條件下采用復(fù)合層釬料進(jìn)行釬焊;在低真空(真空度為1 Pa)條件下采用復(fù)合層釬料進(jìn)行釬焊;在高真空(真空度為10-3 Pa)條件下采用單層釬料進(jìn)行釬焊。對(duì)焊接接頭的宏觀、微觀特性與抗彎強(qiáng)度進(jìn)行分析比較。結(jié)果表明:在高真空條件下采用復(fù)合層釬料進(jìn)行釬焊可獲得滿意的接頭,接頭強(qiáng)度明顯高于母材;在低真空條件下采用復(fù)合層釬料進(jìn)行釬焊所得到的接頭強(qiáng)度明顯低于母材;在高真空條件下采用單層釬料進(jìn)行釬焊所得到的接頭強(qiáng)度略低于母材。
2013, 42(6):1123-1126.
摘要:針對(duì)鎳基鑄造高溫合金K403,在950 ℃高溫下分別進(jìn)行了5、50和100 h的熱暴露試驗(yàn),研究熱暴露對(duì)K403合金顯微組織和室溫力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明: K403合金經(jīng)高溫?zé)岜┞逗?,晶?nèi)和晶界析出M6C碳化物,γ'相聚集長(zhǎng)大且邊角發(fā)生鈍化,隨熱暴露時(shí)間的延長(zhǎng),出現(xiàn)γ'相邊角鈍化變成圓形或近圓形,部分γ'相發(fā)生定向相互連接粗化的現(xiàn)象和趨勢(shì);合金的名義屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度隨熱暴露時(shí)間的延長(zhǎng)而下降,而塑性則明顯提高,導(dǎo)致合金強(qiáng)度下降塑性提高的主要原因之一則是γ'強(qiáng)化相的聚集粗化;熱暴露前后,室溫拉伸斷口均為枝晶組織斷裂,熱暴露后的試樣拉伸斷面出現(xiàn)少量沿晶斷裂特征和淺而小的韌窩,且存在韌窩的數(shù)量隨熱暴露時(shí)間的延長(zhǎng)而增多。
范玉虎 , 張?jiān)迄i , 關(guān)紅艷 , 索會(huì)敏 , 何 力
2013, 42(6):1127-1129.
摘要:采用粉末冶金方法制備AlNiCrFexMo0.2CoCu(x=0.5,1.0,1.5,2.0)高熵合金,研究Fe元素對(duì)合金組織和性能的影響。對(duì)4種合金進(jìn)行XRD分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)x=0.5、1.0和1.5時(shí),有bcc、fcc和σ相組成,當(dāng)x=2.0時(shí),合金只有bcc和fcc兩相。4種合金硬度隨著Fe含量的增加而降低,當(dāng)x=0.5時(shí),布氏硬度為3170 MPa,x=2.0時(shí),布氏硬度為2290 MPa。對(duì)合金進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),斷裂強(qiáng)度均超過(guò)1100 MPa,且具有較好的塑性。
2013, 42(6):1130-1133.
摘要:研究了熱解法制備的鉑電極,并獲得最優(yōu)制備工藝。結(jié)果表明:采用優(yōu)化工藝熱解法制備的鉑對(duì)電極具有高的光伏效率,其光伏效率與濺射法制備的鉑電極接近,該方法有可能實(shí)現(xiàn)低成本制備大面積高性能的鉑對(duì)電極。
2013, 42(6):1134-1138.
摘要:通過(guò)大氣等離子噴涂(APS)制備了一種基于鋯酸鏑(Dy2Zr2O7)的新型熱障涂層,該涂層具有更低的熱導(dǎo)率及與鎳基高溫合金更匹配的熱膨脹系數(shù)。對(duì)涂層的結(jié)構(gòu)、相組成以及抗熱震性能進(jìn)行了研究。此外,對(duì)涂層在熱震循環(huán)過(guò)程中的失效過(guò)程進(jìn)行了討論。結(jié)果表明,在6~8次熱震循環(huán)后,涂層從基體表面脫落。陶瓷層中的微裂紋在熱震過(guò)程中生長(zhǎng)并導(dǎo)致粘結(jié)層界面附近的陶瓷層被壓碎,從而最終導(dǎo)致陶瓷層的脫落。
趙西成 , 解 晨 , 王耿潔 , 楊西榮 , 劉曉燕 , 邦江濤
2013, 42(6):1139-1145.
摘要:采用兩通道夾角Φ=90°,外圓角ψ=20°的模具,實(shí)現(xiàn)TA1純鈦C方式4道次室溫ECAP(Equal Channel Angular Pressing)變形,制備了表面光滑無(wú)裂紋的變形試樣。研究純鈦室溫ECAP變形試樣的織構(gòu)演變特征。結(jié)果表明:在ECAP變形初期,基面織構(gòu)和錐面織構(gòu)逐漸向P(φ1=45°,φ=0°~90°,φ2=30°)織構(gòu)旋轉(zhuǎn),基面織構(gòu)和錐面織構(gòu)減少,柱面織構(gòu)增加,織構(gòu)的演變是由位錯(cuò)增殖導(dǎo)致微結(jié)構(gòu)變化引起的。在變形后期因晶粒細(xì)化,織構(gòu)演變主要由整個(gè)晶粒的旋轉(zhuǎn)來(lái)形成剪切織構(gòu),基面織構(gòu)逐漸增加。
2013, 42(6):1146-1149.
摘要:針對(duì)Ti36Zr40Ni20Pd4合金用X射線衍射儀和氣固反應(yīng)系統(tǒng)研究了其吸鑄之前的晶體結(jié)構(gòu)與吸氘特性。結(jié)果表明,吸鑄前Ti36Zr40Ni20Pd4合金母錠形成了配位數(shù)為14的MgZn2結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單六方C14 Laves相,晶格常數(shù)a=0.5287 nm與c=0.8610 nm。簡(jiǎn)單活化后,該合金可在室溫下大量吸氘,濃度達(dá)到10.96 mmol·D2/g·M(D2指氘分子,M指合金)。經(jīng)過(guò)一次吸放氘循環(huán)后,吸氘動(dòng)力學(xué)顯著提高,吸氘速率常數(shù)達(dá)到0.015 s-1。相對(duì)于成分相同的準(zhǔn)晶相,Laves相Ti36Zr40Ni20Pd4合金吸氘較慢,但吸氘量相近,具有一定的儲(chǔ)氫前景。
王世清 , 劉金合 , 溫國(guó)棟 , 姜玉恒 , 馬正斌
2013, 42(6):1150-1153.
摘要:利用真空電子束焊機(jī)對(duì)TC11鈦合金進(jìn)行試驗(yàn)研究。采用光學(xué)顯微鏡及掃描電鏡觀察并分析接頭不同區(qū)域的組織特征,并對(duì)焊接接頭進(jìn)行了顯微硬度和力學(xué)性能測(cè)試,同時(shí)采用盲孔法對(duì)試樣的殘余應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明:TC11鈦合金電子束焊接頭焊縫區(qū)的組織特征為典型的柱狀晶,晶粒內(nèi)為交錯(cuò)排列細(xì)密的α′相,而熱影響區(qū)組織為均勻的α′相和原始α+β轉(zhuǎn)相的混合物。顯微硬度與組織呈現(xiàn)較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,即焊縫及熱影響區(qū)的顯微硬度高于母材。接頭的沖擊韌性比母材提高了20%,而抗拉強(qiáng)度為母材的98%左右。殘余應(yīng)力為以縱向應(yīng)力為主的單向拉伸應(yīng)力狀態(tài),橫向殘余應(yīng)力數(shù)值則較小。
2013, 42(6):1154-1158.
摘要:采用放電等離子燒結(jié)(Spark Plasma Sintering, SPS)方法成功制備得到10%(體積分?jǐn)?shù))TiNb/Zr55Cu30Al10Ni5和TiNb/Cu46Zr42Al7Y5非晶基體復(fù)合材料。壓縮力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,TiNb顆粒對(duì)Zr55Cu30Al10Ni5的增韌效果明顯好于對(duì)Cu46Zr42Al7Y5。究其原因是Zr55Cu30Al10Ni5的塑性轉(zhuǎn)變區(qū)域的長(zhǎng)度Rp值高于Cu46Zr42Al7Y5,這就意味著TiNb顆粒分布在Zr55Cu30Al10Ni5的塑性轉(zhuǎn)變區(qū)域的幾率明顯高于Cu46Zr42Al7Y5基體。因此,TiNb顆粒對(duì)Zr55Cu30Al10Ni5基體的增韌效果明顯要好于Cu46Zr42Al7Y5。
李 強(qiáng) , 于景媛 , 石 萍 , 孫旭東
2013, 42(6):1159-1164.
摘要:在硫酸電解液中對(duì)致密Ti和梯度多孔Ti樣品進(jìn)行微弧氧化研究。分析了孔隙特性、電流密度和電解液組成對(duì)微弧氧化過(guò)程中起始電壓、擊穿電壓、起弧時(shí)間、氧化膜形貌和厚度的影響,并測(cè)量了微弧氧化膜的物相組成。結(jié)果表明:與致密Ti樣品相比,梯度多孔Ti樣品的起始電壓和擊穿電壓提高、起弧時(shí)間延長(zhǎng),氧化膜層厚度增加。隨著電流密度的增加,梯度多孔Ti微弧氧化反應(yīng)劇烈,表面膜層的微孔直徑增大,孔洞變小,膜層表面粗糙度增加,膜層變厚。當(dāng)在硫酸電解液中加入少量硝酸鑭后,微弧氧化起始電壓和擊穿電壓提高、起弧時(shí)間延長(zhǎng),表面氧化膜的平均孔徑從200 nm增加到2 μm左右,膜層厚度從27.6 μm增加到35.6 μm,膜層表面粗糙度增加。XRD分析表明,微弧氧化膜主要由Ti、銳鈦礦TiO2和金紅石TiO2相組成,其中以銳鈦礦TiO2為主。
趙 勇 , 華云峰 , 王彥峰 , 李爭(zhēng)顯
2013, 42(6):1165-1168.
摘要:采用電弧增強(qiáng)磁控濺射(AEMS)技術(shù)在鈦表面制備納米復(fù)合Si-C-N超硬薄膜,研究薄膜的顯微結(jié)構(gòu)、相組成、硬度、韌性、摩擦學(xué)行為和耐蝕性能。結(jié)果表明,薄膜形成了C–C、C=C、N–C以及Si–C非晶復(fù)合組織結(jié)構(gòu)。薄膜的硬度為(38.2±4.1) GPa,斷裂韌性為(3.68±0.32) MPa·m1/2。薄膜的摩擦系數(shù)為0.23左右,具有良好的抗摩擦磨損能力。沉積Si-C-N薄膜的TA2試樣在25 ℃、3.5%NaCl水溶液中的腐蝕速率為0.000 125 mm·a-1,是純TA2的12.5%,具有良好的耐蝕性能。
劉燕平 , 張 暉 , 張旺峰 , 李 艷 , 王玉會(huì)
2013, 42(6):1169-1172.
摘要:利用電液伺服材料試驗(yàn)機(jī),對(duì)直徑為Φ16的TA18(Ti-3Al-2.5V)鈦合金管材試樣分別在–60,25,100,200,300和350 ℃下進(jìn)行了靜態(tài)拉伸試驗(yàn),并結(jié)合TEM觀察TA18鈦合金管材在高低溫下的顯微組織。結(jié)果表明,TA18鈦合金管材的強(qiáng)度和塑性均隨溫度的升高而降低;通過(guò)TEM觀察,在–60 ℃拉伸的管材中觀察到明顯的孿生,而在350 ℃拉伸的管材中沒(méi)有觀察到孿生現(xiàn)象。結(jié)果表明:孿生對(duì)不同溫度下TA18鈦合金管材的塑性變形起著至關(guān)重要的作用。
2013, 42(6):1173-1177.
摘要:利用放電等離子燒結(jié)技術(shù)(SPS)制備Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr(TNTZ)合金,研究燒結(jié)溫度對(duì)合金致密度、顯微組織及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:在950~1150 ℃燒結(jié)溫度范圍內(nèi)合金具有較高的致密度和抗壓強(qiáng)度,合金由β-Ti相與Ti-Nb-Ta-Zr固溶體形成的混合基體組織及少量未熔化的Nb、Ta、Zr金屬顆粒組成。隨著燒結(jié)溫度的升高,合金致密度和抗壓強(qiáng)度呈增大趨勢(shì),合金中混合基體組織尺寸越來(lái)越大且不斷融合聯(lián)結(jié),難熔金屬顆粒數(shù)量越來(lái)越少且尺寸越來(lái)越小。合金壓縮彈性模量在58~60 GPa之間,說(shuō)明具有良好的力學(xué)相容性,燒結(jié)溫度變化對(duì)其影響較小。
2013, 42(6):1178-1184.
摘要:研究了Ti45Al8Nb0.8B0.2C合金的組織及高溫氧化行為。XRD、SEM、TEM及EDS分析表明, 合金熱等靜壓后的組織為γ和α2相組成的片層組織, 片層團(tuán)晶粒內(nèi)部與層片團(tuán)晶界處存在條狀或點(diǎn)狀白色相TiB2; 高溫淬火合金發(fā)生α→γm相變, 在α+γ兩相區(qū)時(shí)效合金組織由不同取向的細(xì)小層片和層片交界處的α2相組成。氧化增重實(shí)驗(yàn)及XRD、SEM分析表明, 合金在900和1000 ℃氧化100 h, 氧化反應(yīng)常數(shù)分別為0.001 92和0.316 37, 冪指數(shù)分別為1.1381和2.0076。合金在900 ℃氧化100 h后氧化層厚度大約為4 μm, 從外到內(nèi)依次為: 不連續(xù)的Al2O3層/Al2O3+TiO2混合層/富Nb層/基體。合金在1000 ℃氧化100 h后氧化層厚度大約為5 μm,從外到內(nèi)依次為:TiO2/Al2O3+TiO2/氮化物層/基體。
2013, 42(6):1185-1189.
摘要:以RuCl3×3H2O和LaCl3×7H2O為前驅(qū)物,通過(guò)熱分解方法制備Ti基Ru-La氧化物涂層,用循環(huán)伏安法(CV)、熱分析(DSC-TG)法、X射線衍射(XRD)儀及原子力顯微鏡(AFM)等測(cè)試手段對(duì)涂層電化學(xué)活性、結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征。結(jié)果表明,加入La使釕基氧化物涂層晶粒細(xì)化,擴(kuò)大了活性表面積,從而使電化學(xué)活性得到提高。另外,La提高了RuCl3熱分解溫度,并抑制了RuO2和RuOx(x>2)結(jié)晶和長(zhǎng)大,其混合氧化物主要以非晶態(tài)形式存在。當(dāng)La含量達(dá)到30%(摩爾分?jǐn)?shù))時(shí),晶粒尺寸達(dá)到最小值,其電化學(xué)活性最好。
2013, 42(6):1194-1198.
摘要:利用微觀相場(chǎng)模型研究了有序疇界結(jié)構(gòu)、合金成分和彈性應(yīng)變能對(duì)Ni75AlxV25-x合金中L12-Ni3Al相間有序疇界成分的影響規(guī)律。結(jié)果表明:L12相間形成的3種有序疇界中, 在(100)//(200)·?[001]處,Ni的貧化程度最小,Al的貧化程度最大,V的偏聚程度最大;在(200)//(200)處,Ni的貧化程度最大,Al的貧化程度最小,V的偏聚程度最小。隨著合金中Al濃度的增加,3種有序疇界處Ni的濃度降低,Al的濃度升高,V的濃度降低。彈性應(yīng)變能使得L12相間3種有序疇界處Ni和Al的濃度升高,V濃度降低。但彈性應(yīng)變能對(duì)(200)//(200)·?[001]和(100)//(200)·?[001]成分的影響較大,對(duì)(200)//(200)成分的影響則相對(duì)較小。
姚志浩 , 董建新 , 張麥倉(cāng) , 鄭 磊 , 于秋穎
2013, 42(6):1199-1204.
摘要:采用Gleeble-1500熱模擬機(jī)對(duì)GH738鎳基高溫合金進(jìn)行高溫?zé)釅嚎s變形實(shí)驗(yàn),分析該合金在變形溫度1000~1160 ℃、應(yīng)變速率0.01~10 s-1、工程變形量15%~70%條件下流變應(yīng)力的變化規(guī)律。確定GH738合金熱變形方程,建立熱加工圖(Processing map),并通過(guò)組織觀察對(duì)熱加工圖進(jìn)行解釋。GH738合金熱變形激活能Q為499 kJ/mol;熱加工圖隨不同變形量而變化,在應(yīng)變速率較低,溫度較高的狀態(tài)下,能量耗散效率較高。綜合應(yīng)變量為0.2,0.4,0.6和0.8應(yīng)變量下的熱加工圖,確立了該合金最佳熱加工“安全通道”,為GH738高溫合金熱加工工藝優(yōu)化提供理論依據(jù)。
2013, 42(6):1205-1209.
摘要:使用分子動(dòng)力學(xué)法,研究不同半徑的Ni晶胚在其液相中的生長(zhǎng)及熔化行為。研究發(fā)現(xiàn),一定半徑的晶胚存在臨界形核溫度,高于這個(gè)溫度,晶胚生長(zhǎng);低于這個(gè)溫度,晶胚熔化,并且臨界形核溫度與晶胚半徑的倒數(shù)成線性關(guān)系,這和經(jīng)典形核理論以及Gibbs-Thomson模型的描述一致?;谂R界晶胚演化的分子動(dòng)力學(xué)模擬方法得到了金屬Ni的Gibbs-Thomson系數(shù)為1.56×10-7 K·m,并獲得了Ni的固液界面能為0.211 J/m2,結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值一致。
張 欣 , 姚美意 , 李中奎 , 周 軍 , 李 強(qiáng) , 周邦新
2013, 42(6):1210-1214.
摘要:采用靜態(tài)高壓釜腐蝕試驗(yàn)研究了Zr-0.80Sn-0.4Nb-0.4Fe-0.10Cr-xCu(x=0.05~0.5,質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)合金在400 ℃,10.3 MPa過(guò)熱蒸氣中的耐腐蝕性能,用TEM和SEM分別觀察了合金的顯微組織和氧化膜的斷口形貌。結(jié)果表明:當(dāng)Cu含量不超過(guò)0.2%時(shí),合金中析出的第二相主要是尺寸較小的Zr(Fe,Cr,Nb)2型和少量尺寸相對(duì)較大的含Cu的Zr3Fe型;當(dāng)Cu含量超過(guò)0.2%時(shí),合金中析出了Zr2Cu型第二相,隨著Cu含量的增加,Zr2Cu型第二相尺寸增大,數(shù)量增多;在添加0.05%Cu的合金中就有含Cu第二相的析出,說(shuō)明Zr-0.80Sn-0.4Nb-0.4Fe-0.10Cr-xCu合金a-Zr基體中固溶的Cu含量很低。當(dāng)Cu含量不超過(guò)0.35%時(shí),合金的的耐腐蝕性能基本沒(méi)有差別;但是當(dāng)Cu含量達(dá)到0.5%時(shí),由于合金中析出了尺寸較大、數(shù)量較多的Zr2Cu型第二相,致使合金的耐腐蝕性能變差。
2013, 42(6):1215-1220.
摘要:采用基于密度泛函理論的第一性原理贗勢(shì)平面波方法,對(duì)不同Ti含量的MgxTi(1-x)H2 (x=0.25, 0.5, 0.75, 0.875)體系的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,并預(yù)測(cè)其光學(xué)性質(zhì)。電子態(tài)密度計(jì)算結(jié)果表明:在MgH2中加入Ti原子,使MgxTi(1-x)H2體系呈現(xiàn)金屬特性,這源于Ti誘導(dǎo)費(fèi)米能級(jí)處電子密度增加和費(fèi)米能級(jí)附近能隙消失。電荷密度分析進(jìn)一步得到了Ti-H原子間形成比Mg–H原子間更強(qiáng)的共價(jià)鍵的成鍵本質(zhì)。光學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)結(jié)果表明,MgxTi(1-x)H2體系中Ti含量對(duì)其可見(jiàn)光能量附近的光學(xué)性質(zhì)存在重要影響,較低Ti含量(如Mg0.875Ti0.125H2)不利于提高其可見(jiàn)光的吸收能力,而較高Ti含量(如Mg0.25Ti0.75H2)則對(duì)可見(jiàn)光的反射較高。計(jì)算結(jié)果為制備具有優(yōu)良的太陽(yáng)光吸收能力和光電轉(zhuǎn)化效率的Mg-Ti-H光電材料提供了理論依據(jù)。
2013, 42(6):1221-1225.
摘要:采用溶膠-凝膠法制備的CuO涂覆Mg2B2O5晶須改善了晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的界面。利用X 射線衍射儀、掃描電鏡和透射電子顯微鏡對(duì)CuO涂覆Mg2B2O5晶須和鎂基復(fù)合材料分別進(jìn)行物相分析、形貌觀察和界面結(jié)構(gòu)分析。結(jié)果表明:CuO成功地涂覆在了Mg2B2O5晶須上,CuO涂覆Mg2B2O5晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的界面相為MgCu2和MgO相,來(lái)源于CuO和基體的界面反應(yīng)產(chǎn)物;基體析出相MgZn2在晶須兩側(cè)平行生長(zhǎng),在特定位置和晶須具有一定的晶體學(xué)位向關(guān)系:[001] Mg2B2O5//[53] MgZn2和(100) Mg2B2O5//(011) MgZn2;CuO涂覆Mg2B2O5晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別提高了37.6%和35.7% 。
2013, 42(6):1226-1230.
摘要:采用鋰鹽熔劑保護(hù)熔鑄了Mg-8Li-4Zn-xY合金鑄錠,并通過(guò)正擠壓制成1 mm的薄板。通過(guò)光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、XRD分析及合金硬度測(cè)試,探討合金的組織與力學(xué)性能。結(jié)果表明:Mg-8Li-4Zn-xY合金基體為β-Li (bcc)和α-Mg (hcp)相,析出強(qiáng)化相顆粒和化合物為Mg2Zn11,Mg72.05Zn27.95,MgZn,Mg2Y,MgY及未知相。隨Y含量的增加,鑄態(tài)基體組織得到細(xì)化,析出相數(shù)量增加。1 mm正擠壓變形態(tài)薄板材基體組織大小、形貌和β-Li相內(nèi)彌散析出的強(qiáng)化相顆粒數(shù)量隨著Y含量的提高沒(méi)有明顯變化,但α-Mg相由β-Li相包裹著被拉長(zhǎng)并得到一定程度的細(xì)化,呈平行于擠壓方向的條帶狀。β-Li相在協(xié)調(diào)塑性變形的同時(shí)發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,晶界均勻分布著強(qiáng)化相顆粒。無(wú)論是鑄態(tài)還是擠壓后1 mm的Mg-8Li-4Zn-xY合金薄板,隨著Y含量的增加合金得到不同程度的強(qiáng)化,硬度均得到不同程度的提高。
2013, 42(6):1231-1235.
摘要:以等摩爾分?jǐn)?shù)的Al元素替代(In2Te3)0.09 (SnTe)0.91中的In元素,利用放電等離子燒結(jié)技術(shù)、采用相同的工藝制備了(In2Te3)0.09(SnTe)0.91和(In1.9Al0.1Te3)0.09 (SnTe)0.91 2種化合物,并對(duì)兩者的微觀結(jié)構(gòu)和熱電性能進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,摻雜Al元素后,材料的Seebeck系數(shù)降低很小,電導(dǎo)率為1×105~2.3×105 W-1?m-1,是摻雜前的2.4~3倍,晶格熱導(dǎo)率kL值大幅度降低。在693 K時(shí),摻雜Al后的化合物ZT 值達(dá)到最大值0.4,是同溫度下?lián)诫s前ZT 值的2倍。
2013, 42(6):1236-1240.
摘要:采用低頻脈沖磁場(chǎng)對(duì)非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9進(jìn)行處理,用穆斯堡爾譜和透射電子顯微鏡分析了脈沖磁場(chǎng)處理前后非晶合金樣品的微結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,脈沖磁場(chǎng)處理致非晶合金在室溫下發(fā)生了初始納米晶化。利用交變梯度磁強(qiáng)計(jì)、自制磁致伸縮系數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)量低頻脈沖磁場(chǎng)處理前后樣品的矯頑力Hc、飽和磁化強(qiáng)度Ms、起始磁導(dǎo)率μi和磁致伸縮系數(shù)λ。結(jié)果顯示,低頻脈沖磁場(chǎng)處理后樣品的μi整體增大,Hc、λs總體低于制備態(tài)非晶合金,這表明低頻脈沖磁場(chǎng)處理優(yōu)化了非晶合金的綜合軟磁性能,樣品軟磁性優(yōu)化程度與脈沖磁場(chǎng)處理參數(shù)有關(guān),脈沖頻率f=30 Hz、作用時(shí)間t=4 min不變,脈沖磁場(chǎng)強(qiáng)度Hp=250×79.6 A/m處理參數(shù)下,樣品的軟磁性能最佳。
2013, 42(6):1241-1245.
摘要:采用脈沖激光焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)了0.5 mm 厚度Hastelloy C-276屏蔽套材料對(duì)焊連接,得到的焊縫寬度小于1 mm,分析了焊接接頭的拉伸性能,同時(shí)采用微區(qū)XRD分析了拉伸斷口Hastelloy C-276相變特征。結(jié)果表明:焊接接頭的屈服極限相對(duì)于母材并未改變;而抗拉強(qiáng)度有一定程度的降低,為母材的88.6%,在斷口處并未發(fā)現(xiàn)明顯脆性相。焊接接頭的屈服極限與母材基本相當(dāng),主要由于焊縫處的晶粒細(xì)化效果提高了材料的屈服極限,起到了與母材固溶強(qiáng)化作用相似的作用;而焊接接頭抗拉強(qiáng)度的降低主要是由于拉伸過(guò)程更利于產(chǎn)生應(yīng)力集中,促進(jìn)微觀裂紋的形成,進(jìn)而加速材料的破壞。
2013, 42(6):1246-1249.
摘要:在300~450 ℃范圍內(nèi),研究氫中加入CO2對(duì)Pd8Y0.23Ru合金膜氫滲透性能的影響。結(jié)果表明,CO2的加入會(huì)大大降低膜的氫滲透率,CO2濃度越高,氫滲透率降低越多;CO2對(duì)Pd8Y0.23Ru合金膜存在一定的毒化作用,使氫滲透率下降,450 ℃下的毒化作用明顯強(qiáng)于300 ℃,但隨著時(shí)間的延長(zhǎng),滲透率降低速率趨緩。CO2降低氫滲透率還有另外2個(gè)因素:當(dāng)CO2濃度較高 (>3%,摩爾分?jǐn)?shù))時(shí),聚集在膜表面附近的CO2對(duì)氫氣傳質(zhì)的阻塞作用是氫滲透率降低的主要因素;當(dāng)CO2濃度較低 (<1%)時(shí), CO2在膜表面吸附,占據(jù)氫的活性點(diǎn)位,是氫滲透率降低的主要因素。
2013, 42(6):1250-1253.
摘要:對(duì)圓棒試件在不同初始應(yīng)力下的單軸拉伸應(yīng)力松弛過(guò)程進(jìn)行了有限元模擬。假定材料的蠕變行為遵循Norton蠕變法則:(為蠕變速率,B為蠕變常數(shù),σ為施加的應(yīng)力),通過(guò)對(duì)應(yīng)力松弛曲線的分析和推導(dǎo),提出了2種通過(guò)應(yīng)力松弛試驗(yàn)來(lái)確定材料蠕變參數(shù)的新方法。第1種方法僅需要單次的應(yīng)力松弛試驗(yàn)即可得到材料的蠕變應(yīng)力指數(shù);第2種方法需首先通過(guò)外推法求得初始應(yīng)力松弛速率,進(jìn)而通過(guò)多條應(yīng)力松弛曲線求得蠕變應(yīng)力指數(shù)。提出的方法為高溫材料蠕變力學(xué)性能的測(cè)定提供了一條新思路。
2013, 42(6):1254-1257.
摘要:用雙輝等離子技術(shù)結(jié)合空心陰極效應(yīng)將銅鈰元素滲入304不銹鋼。用金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析儀、X射線衍射儀等方法研究了被滲試樣的組織結(jié)構(gòu),解釋了滲層分為白亮層和滲層暗帶以及碳元素和鉻元素向滲層表層偏聚以及其他元素分布發(fā)生變化的原因。對(duì)滲后試樣進(jìn)行抗菌實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,滲后不銹鋼對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有良好的抗菌性能。
何 靜 , 王小能 , 劉明海 , 王繼民 , 唐謨堂 , 魯君樂(lè) , 王 濤 , 羅 超 , 郭 瑞 , 藍(lán)明艷
2013, 42(6):1258-1263.
摘要:為提高真空爐渣中鍺的浸出率提供理論依據(jù),對(duì)含鍺真空爐渣在HCl-CaCl2-H2O體系中鍺的浸出動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,浸出過(guò)程屬于生成固體產(chǎn)物層的“未反應(yīng)核收縮模型”,其宏觀動(dòng)力學(xué)方程為:1–2/3x–(1–x)2/3=4.66×10-3CHCl1.027CCaCl21.046d-0.862exp(–21068/RT)t,表觀活化能為21.068 kJ/mol,浸出過(guò)程受灰分層擴(kuò)散控制;提高鹽酸的濃度、氯化鈣濃度、浸出溫度、液固比及減小礦物粒度均可加快鍺的浸出速度,提高鍺的浸出率。
2013, 42(6):1264-1267.
摘要:通過(guò)高能球磨均勻混合以及低溫真空預(yù)燒工藝制備TiAl合金粉,原料為粒度43 μm Ti粉和9~12 μm Al粉,研究不同溫度下不同保溫時(shí)間后Ti、Al混合粉的合金化程度。結(jié)果表明:高能球磨1h的Ti、Al混合粉在500 ℃保溫2 h,再在600 ℃保溫3 h能制得主要為TiAl相和少量Ti3Al相的合金粉,制備合金粉的平均粒徑為20 μm左右。
2013, 42(6):1268-1273.
摘要:研究等通道擠壓(ECAP)對(duì)ZK60+2Si鎂合金顯微組織、室溫力學(xué)性能和高溫抗蠕變性能的影響。結(jié)果表明,合金鑄態(tài)組織主要由a-Mg基體、Mg2Si相和MgZn相組成,等通道擠壓可顯著碎化原粗大漢字狀Mg2Si相并使其趨于彌散分布,同時(shí)基體組織也得到細(xì)化。擠壓4道次后,合金的室溫抗拉強(qiáng)度由154.8 MPa增加到270 MPa,伸長(zhǎng)率由4.5%增加到17.5%。擠壓6道次后,合金的伸長(zhǎng)率進(jìn)一步增加到21%,而抗拉強(qiáng)度卻下降至261 MPa;合金的高溫蠕變壽命由鑄態(tài)20 h延長(zhǎng)到203 h,穩(wěn)態(tài)蠕變速率下降了約1個(gè)數(shù)量級(jí),這主要是因?yàn)榧?xì)小顆粒狀Mg2Si相有效阻止了晶界滑移。
金利華 , 盧亞鋒 , 馮建情 , 于澤銘 , 王 耀 , 李成山
2013, 42(6):1274-1277.
摘要:通過(guò)采用化學(xué)溶液沉積制備超導(dǎo)薄膜研究低溫?zé)峤夂透邷鼐Щg附加熱處理過(guò)程,并比較這一過(guò)程對(duì)超導(dǎo)層成相、織構(gòu)以及性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),中間熱處理過(guò)程對(duì)超導(dǎo)層的織構(gòu)有一定影響,合適的附加熱處理過(guò)程有利于改善晶粒生長(zhǎng)取向。當(dāng)中間熱處理溫度為400 ℃時(shí),超導(dǎo)層性能最佳(Jc=2.4 MA/cm2)。
單 迪 , 王慶陽(yáng) , 劉國(guó)慶 , 熊曉梅 , 李金山 , 閆 果 , 周 廉
2013, 42(6):1278-1281.
摘要:通過(guò)分步反應(yīng)法,利用晶態(tài)B粉和無(wú)定形B粉分別與Mg粉反應(yīng)制備了MgB2超導(dǎo)體。其中分步反應(yīng)法的第1步采用不同狀態(tài)的B粉與Mg粉按原子比Mg:B=1:4混合,對(duì)于摻雜的樣品另加5%,8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的SiC,采用900 ℃,30 min或800 ℃,1 h進(jìn)行高溫?zé)崽幚?。?步是補(bǔ)充Mg粉,使Mg:B=1:2,均混的粉末經(jīng)裝管拉拔后進(jìn)行第2步750 ℃,2.5 h熱處理。通過(guò)XRD、SEM研究樣品的相組成、微觀結(jié)構(gòu)。采用標(biāo)準(zhǔn)四引線法測(cè)定了樣品的I-V曲線。結(jié)果表明:晶態(tài)B粉與Mg粉可在第1步的熱處理過(guò)程中生成大量低反應(yīng)活性的MgB4。從微結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)晶態(tài)B粉制備的樣品具有更好的晶粒連通性,從而也得到了更穩(wěn)定的I-V關(guān)系曲線。
2013, 42(6):1282-1286.
摘要:采用EO20PO70EO20(P123)作為模板劑,通過(guò)溶膠-凝膠-程序升溫溶劑熱一步法并經(jīng)不同時(shí)間微波輻射處理,制備了一系列納米復(fù)合材料Ag/TiO2。采用XRD、XPS、TEM、N2吸附-脫附測(cè)定和SEM-EDS等測(cè)試手段對(duì)其組成、結(jié)構(gòu)及形貌等進(jìn)行表征。結(jié)果顯示,微波輻射5 min制備的Ag/TiO2晶型結(jié)構(gòu)最佳,該產(chǎn)物中Ag以單質(zhì)形式存在,其比表面積可達(dá)100.64 m2·g-1,平均孔徑約為6.9 nm。與未經(jīng)微波輻射樣品相比,其顆粒細(xì)小、結(jié)構(gòu)規(guī)則、分布均勻、無(wú)明顯團(tuán)聚現(xiàn)象。以甲基橙為模型分子,考察經(jīng)不同時(shí)間微波輻射處理的納米復(fù)合材料Ag/TiO2的紫外光催化活性。結(jié)果表明,在微波功率為200 W,微波時(shí)間為5 min時(shí)獲得的Ag/TiO2的催化活性最高,循環(huán)使用3次后降解率仍能達(dá)到80%以上。
2013, 42(6):1287-1290.
摘要:采用電弧熔煉制備LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex(x=0~0.4)儲(chǔ)氫合金,借助XRD、SEM等分析LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex合金的晶體結(jié)構(gòu)和相組成,并研究合金的電化學(xué)性能。結(jié)果表明:合金主要由LaNi5單相組成,當(dāng)x≥0.1時(shí),在LaNi5主相上分布著些許灰色的第二相。隨著LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex(x=0~0.4)合金中Fe的加入量增加,合金最大放電容量由295.4 mAh/g(x=0)降低到278.2 mAh/g(x=0.4),活化次數(shù)也由10次增加到18次。同時(shí)合金200次循環(huán)后的容量保持率卻由66.85%(x=0)提高到93.33%(x=0.4)。
2013, 42(6):1291-1294.
摘要:以不規(guī)則形狀的大顆粒TiH2粉末為原料,采用射頻等離子球化處理技術(shù)制備出微細(xì)球形Ti粉。采用掃描電子顯微鏡、X射線衍射和激光粒度分析測(cè)試方法對(duì)粉末形貌、物相和粒度進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明:大顆粒的TiH2粉末的脫氫分解、爆碎和球化處理在等離子體中一步完成,得到微細(xì)球形粉末。其相組成主要為Ti和殘余TiH相;球形粉末在1.3×10-4 Pa真空條件下,經(jīng)750 ℃、2 h脫氫處理后得到單相球形Ti粉。顆粒平均粒徑由原來(lái)的100~150 μm減小至20~50 μm,球化率可達(dá)到100%。隨著加料速率的增加,粉末的球化率降低。采用射頻等離子體處理TiH2粉是制備微細(xì)球形鈦粉的一種新方法。
2013, 42(6):1295-1299.
摘要:采用先燒結(jié)后球磨的方法制備SnCo1-xYx/C (x=0,0.03,0.1,0.3,0.5)納米晶負(fù)極材料,考察了Y添加量對(duì)材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。結(jié)構(gòu)分析表明,SnCo/C是由CoSn相和炭黑組成,對(duì)于SnCo1-xYx/C,當(dāng)x=0.03時(shí),出現(xiàn)了CoSn2相,當(dāng)Y含量較高時(shí),出現(xiàn)了Sn和Y2O3,CoSn與CoSn2相以納米晶尺度均勻分布在顆粒中。少量Y固溶于CoSn和CoSn2相以及存在于它們的晶界或相界,其余大部分Y與O形成Y2O3分布在顆粒邊緣。電化學(xué)分析表明,隨著Y含量的增加,SnCo1-xYx/C的首次放電容量和循環(huán)性能都呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。當(dāng)x=0.1時(shí),放電容量接近最大值,為378 mA·h/g,循環(huán)性能達(dá)到最大值,50次循環(huán)后容量保持率為87.6%。
2013, 42(6):1300-1305.
摘要:以Mg-3.13Nd-0.16Zn-0.41Zr(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%, JDBM)鎂合金為研究對(duì)象,研究擠壓態(tài)JDBM的細(xì)胞毒性和腐蝕性能。通過(guò)熱擠壓工藝制備出心血管支架用鎂合金微管,并觀察其組織。采用激光切割、電化學(xué)拋光等工藝制備出心血管支架,測(cè)試支架表面粗糙度和徑向支撐力。結(jié)果表明,JDBM鎂合金對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞無(wú)毒性,具有理想的耐蝕性能和腐蝕方式;制備出的心血管支架的徑向支撐力超過(guò)正常成年人血管收縮壓的4倍,滿足心血管支架對(duì)力學(xué)性能的要求。
杜少鵬 , 趙晨威 , 羅炳成 , 邢 輝 , 金克新 , 陳長(zhǎng)樂(lè)
2013, 42(6):1306-1309.
摘要:利用磁控濺射法在Si(110)基片上制備了Zn0.95-xLixMn0.05O (x=0, 0.05)薄膜,研究了Li摻雜對(duì)Mn-ZnO薄膜結(jié)構(gòu)、電學(xué)和磁學(xué)性能的影響。XRD結(jié)果表明,樣品薄膜具有高度的c軸擇優(yōu)取向,并且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他雜相。AFM表明,Li摻入Mn-ZnO使得薄膜顆粒均勻、質(zhì)地致密?;魻枩y(cè)試表明,Li摻入Mn-ZnO使載流子濃度增加,然而沒(méi)有改變其n型導(dǎo)電類型。磁性測(cè)試表明,Li摻入Mn-ZnO使得室溫鐵磁性增強(qiáng),可由束縛極化極子(BMP)模型解釋。
2013, 42(6):1310-1315.
摘要:采用X 射線衍射儀、金相顯微鏡和掃描電鏡,研究了Ag-Sn-La合金粉末的氧化組織。結(jié)果表明:Ag-Sn-La系合金粉末氧化后主要由Ag、SnO2和La2Sn2O7 3種相組成;合金元素含量不同,Ag-Sn-La合金粉末具有不同的氧化動(dòng)力學(xué)特征、氧化組織和氧化機(jī)制。Ag-5.2Sn-3.4La合金粉末的起始氧化溫度為350 ℃,氧化速度較快,元素La和Sn發(fā)生原位氧化,但柱狀晶上La的快速優(yōu)先氧化使得合金內(nèi)部出現(xiàn)條狀的氧化物;Ag-6.87Sn-1.28La合金粉末從加熱一開始便發(fā)生緩慢氧化,在300 ℃以后開始快速氧化,元素La和Sn發(fā)生原位氧化,原位生成的氧化物顆粒彌散分布在銀基體上;Ag-9.26Sn-0.44La合金粉末的起始氧化溫度為567 ℃且氧化速度較慢,元素La發(fā)生原位氧化,而部分Sn在濃度梯度的驅(qū)動(dòng)下向外擴(kuò)散,生成的氧化錫顆粒主要分布在粉末邊界,而La的氧化物則彌散分布在銀基體上。
穆丹寧 , 楊長(zhǎng)林 , 魏曉偉 , 劉 峰
2013, 42(6):1316-1320.
摘要:綜述了FeCo基晶態(tài)、非晶態(tài)以及納米晶合金的成分特點(diǎn)、組織性能、發(fā)展現(xiàn)狀、應(yīng)用前景及制備技術(shù)等。并展望了FeCo基軟磁材料的發(fā)展趨勢(shì)。
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