姜金龍 , 陳 娣 , 王 瓊 , 黃 浩 , 朱維君 , 郝俊英
2014, 43(10):2305-2310.
摘要:以甲烷為先驅(qū)氣體通過(guò)中頻磁控濺射Ti80Si20靶材在硅和不銹鋼基底上制備TiSi-C:H薄膜,研究了甲烷流量對(duì)薄膜沉積速率、結(jié)構(gòu)、力學(xué)和摩擦學(xué)性能的影響。結(jié)果表明, 甲烷流量對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)、力學(xué)和摩擦學(xué)性能有顯著影響,隨甲烷流量增加薄膜從包含約10 nm晶的錐狀納米晶/非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)向非晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,在低甲烷流量下沉積的薄膜具有高硬度、高應(yīng)力和高磨損率;在高甲烷流量下薄膜硬度和應(yīng)力降低,而摩擦學(xué)性能提高。薄膜力學(xué)和摩擦學(xué)性能的變化被認(rèn)為是隨甲烷流量增加薄膜結(jié)構(gòu)演化的結(jié)果。
韓 濤 , 彭玲玲 , 曹仕秀 , 朱達(dá)川 , 涂銘旌 , 張 進(jìn)
2014, 43(10):2311-2315.
摘要:采用噴霧干燥法制備核殼結(jié)構(gòu)的Al2O3/YAG:Ce熒光粉,所得樣品為立方Y(jié)3Al5O12結(jié)構(gòu),球形顆粒的粒徑為1~8 μm,顯示出比共沉淀法高的內(nèi)部量子效率。核殼結(jié)構(gòu)的Al2O3/YAG:Ce熒光粉的形成機(jī)理為,起始懸浮液包含微米級(jí)的Al2O3和Y3+、Al3+、Ce3+等形成的聚陽(yáng)離子,經(jīng)過(guò)霧化形成小液滴,在溶劑揮發(fā)過(guò)程中,由于聚陽(yáng)離子比微米級(jí)的Al2O3的遷移速度大,在顆粒間的毛細(xì)管力的作用下,自組裝成為聚陽(yáng)離子包裹微米級(jí)的Al2O3的核殼型結(jié)構(gòu),在850~1250 ℃時(shí)焙燒2 h,就得到了核殼型的熒光粉。
王潔瓊 , 楊 森 , 曹子君 , 鄭阿群 , 孫占波 , 宋曉平
2014, 43(10):2316-2320.
摘要:熒光粉的發(fā)光性能對(duì)其形貌非常敏感,特別是熒光粉的尺寸。場(chǎng)發(fā)射顯示器所需的熒光粉應(yīng)是微米級(jí)的球狀,然而可控的微米級(jí)熒光粉受到很少的關(guān)注。因此,本實(shí)驗(yàn)通過(guò)改進(jìn)的共沉淀法制備合成了幾微米的近球型紅色Y2O3:Eu3+熒光粉。該產(chǎn)品在1050 ℃,pH值為5.5時(shí),形貌均勻,粒徑分布為0.9~3.1 μm,且發(fā)光亮度較商用的增加50%以上。結(jié)果表明,通過(guò)改良的共沉淀法可以制備出一種高質(zhì)量的FED熒光粉。
2014, 43(10):2321-2325.
摘要:采用基于密度泛函理論的廣義梯度近似下的平面波贗勢(shì)方法,模擬了Nb3AlN基本性能,如能帶結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性能。模擬結(jié)構(gòu)表明,Nb3AlN與金屬的性能相似,具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。熱容隨溫度的增加和壓強(qiáng)的減小而增加。Grüneisen參數(shù)γ隨溫度的增大而增大,并且隨壓強(qiáng)的增加Grüneisen參數(shù)γ呈非線性減小。德拜溫度受溫度和壓強(qiáng)影響較大,隨溫度的增加而急劇減小,隨壓強(qiáng)增加而迅速增加。通過(guò)模擬吉布斯自由能和溫度的關(guān)系表明,采用合適的工藝可以合成Nb3AlN。
2014, 43(10):2330-2334.
摘要:利用靜電紡絲法制備復(fù)合纖維前軀體,將前軀體燒結(jié)、還原后成功得到了Fe3O4納米管。研究了電紡工藝參數(shù)(PVA濃度、電壓、接收距離)對(duì)復(fù)合纖維前軀體的影響。采用XRD、SEM、TEM等手段對(duì)納米管的物相、形貌進(jìn)行表征,同時(shí)通過(guò)改變燒結(jié)工藝研究了Fe3O4納米管的形成機(jī)理,并且研究了Fe3O4納米管的磁性能。結(jié)果表明:納米管均勻、連續(xù),外徑和內(nèi)徑分別大約為100和50 nm;Fe3O4納米管的磁飽和強(qiáng)度、矯頑力和剩磁強(qiáng)度分別為54.2 A·m2/kg,215×79.6 A/m和12.8 A·m2/kg。
彭 龍 , 涂小強(qiáng) , 李樂(lè)中 , 王 瑞
2014, 43(10):2335-2338.
摘要:研究了以Mo為襯底在Si(100)基片上沉積SmCo7永磁薄膜的高溫磁學(xué)性能。結(jié)果表明,高溫老化處理對(duì)薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和磁性能沒(méi)有顯著影響。根據(jù)趨近飽和定律和薄膜的高溫磁化曲線,獲得了磁晶各向異性常數(shù)K1隨溫度的變化關(guān)系。該關(guān)系說(shuō)明隨著溫度的增加,SmCo晶粒的取向在一定程度上受到了破壞。此外,薄膜磁性能隨溫度的變化關(guān)系適當(dāng),可以滿足在微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)中的應(yīng)用。
蘇 鑫 , 李孟男 , 張愛(ài)平 , 肖 堯 , 許光明
2014, 43(10):2354-2358.
摘要:利用電磁場(chǎng)的影響,生產(chǎn)鑄軋合金板材,主要通過(guò)光學(xué)顯微鏡對(duì)7075合金的微觀形貌和晶體尺寸進(jìn)行研究。結(jié)果表明,同傳統(tǒng)鑄軋板材方式相比,670 ℃下交變振蕩電磁場(chǎng)鑄軋7075板材的枝晶嚴(yán)重被破壞,拉伸,細(xì)化和等軸化。同時(shí),在靜磁場(chǎng)條件下的鑄板微觀組織一定程度上細(xì)化和被拉伸,實(shí)驗(yàn)條件為勵(lì)磁電流100 A。中心偏析帶在直流磁場(chǎng)和交變振蕩磁場(chǎng)條件下明顯減輕,然而后者的影響效果更為突出。在表面和橫截面處,7075板材硬度依次隨著傳統(tǒng)鑄軋、靜磁場(chǎng)鑄軋和交變振蕩磁場(chǎng)鑄軋順序增加。隨著電磁強(qiáng)度增加,板材的強(qiáng)度和性能得到進(jìn)一步改善。無(wú)論板材何處,升高溫度都會(huì)使電磁場(chǎng)作用效果提高。
2014, 43(10):2359-2364.
摘要:合成了4種摻Nd3+的配合物分別是Nd(C2F5COO)3Tfpy,Nd(C3F7COO)3Tfpy,Nd(C2F5COO)2(C6F5COO)Tfpy和Nd(C2F5COO)3Phen,來(lái)研究不同的配體對(duì)配合物發(fā)光性能的影響。通過(guò)紫外吸收譜、紅外光譜和核磁共振H譜表征了配合物的結(jié)構(gòu)。在吸收譜、熒光譜和輻射壽命的基礎(chǔ)上,應(yīng)用Judd-Ofelt理論對(duì)4種配合物進(jìn)行了分析。結(jié)構(gòu)分析表明配體和中心的釹離子均成功配位。JO理論分析得到較小的Ω2表明釹離子和配體是通過(guò)離子鍵的形式配合的。配合物中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)可以顯著地提高釹離子的熒光量子效率。與常用的第二配體Phen相比,Tfpy由于自身較小的對(duì)稱(chēng)性和含較少的H原子而成為更好的中性第二配體。本研究合成的4種配合物都有較大的受激輻射面積,可以作為潛在的液體激光材料。
2014, 43(10):2365-2369.
摘要:利用超音速火焰噴涂技術(shù)在Ni718合金表面制備WC-17Co涂層,然后進(jìn)行150 ℃/10 h,300 ℃/10 h和450 ℃/10 h恒溫?zé)崽幚怼@眉{米壓痕和顯微壓痕的方法研究熱處理過(guò)程對(duì)涂層顯微硬度、彈性模量和斷裂韌性的影響,利用Almen試片曲率法計(jì)算試片中殘余應(yīng)力的變化。結(jié)果表明,150,300和450 ℃的熱處理過(guò)程未對(duì)WC-17Co涂層的組織和結(jié)構(gòu)特征造成顯著地影響;涂層的顯微硬度、彈性模量和斷裂韌性隨熱處理溫度的升高而降低;涂層機(jī)械性能隨溫度升高而降低的變化趨勢(shì)是由涂層殘余壓應(yīng)力的變化特征引起的。
2014, 43(10):2383-2388.
摘要:在gleeble1500力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上,對(duì)Sn-4.5Zn-2Bi-In-P,Sn-9Zn-2.5Bi-In-P,Sn-8Zn-3Bi 3種無(wú)鉛焊料進(jìn)行系列恒溫恒應(yīng)變速率的壓縮試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)系列由3種實(shí)驗(yàn)溫度(20,60,100 ℃)和5種應(yīng)變速率(101,100,10-1,10-2,10-3)正交組成。結(jié)果表明:3種無(wú)鉛焊料的飽和應(yīng)力隨應(yīng)變速率的增加而增加,隨溫度的升高而減?。辉谒袑?shí)驗(yàn)系列中,Sn-8Zn-3Bi合金的飽和應(yīng)力最大,Sn-4.5Zn-2Bi-In-P最?。粦?yīng)用非線性擬合方法分別確定了描述3種無(wú)鉛焊料非彈性率相關(guān)性的Anand粘塑性本構(gòu)方程的9個(gè)材料常數(shù);通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與Anand模型預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,表明Anand模型能有效描述3種新型無(wú)鉛焊料的粘塑性行為,為3種無(wú)鉛焊料焊點(diǎn)的可靠性模擬和失效分析提供模型支持。
趙 倩 , 張興國(guó) , 張環(huán)月 , 鄧 亮 , 郭建設(shè) , 侯曉光 , 房燦峰
2014, 43(10):2389-2394.
摘要:通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究,分析了施加不同勵(lì)磁電流螺旋磁場(chǎng)時(shí)Pb-Sn合金的凝固過(guò)程。結(jié)果表明:隨著勵(lì)磁電流的增加,冷卻速率逐漸降低,熔體內(nèi)的溫度梯度變小,促進(jìn)晶粒等軸化;軸向分力使熔體沿軸向的環(huán)流增強(qiáng),初生β相趨于彌散分布,宏觀偏析基本消除。但大電流產(chǎn)生強(qiáng)烈的攪拌,增加了晶粒之間摩擦與碰撞幾率,晶粒聚集程度提高,強(qiáng)烈的感應(yīng)加熱也延緩熔體的冷卻速度,導(dǎo)致晶粒粗化。在頻率為10 Hz條件下,適宜的勵(lì)磁電流是100~125 A。
王哲君 , 強(qiáng)洪夫 , 王 廣
2014, 43(10):2395-2401.
摘要:對(duì)含動(dòng)態(tài)回復(fù)(DRV)、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶(DRX)的鈦合金熱變形本構(gòu)模型進(jìn)行了研究。其中基于經(jīng)典塑性理論和內(nèi)變量粘塑性統(tǒng)一本構(gòu)理論構(gòu)建模型的思想,在兩者相關(guān)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合材料的變形特性,通過(guò)對(duì)相關(guān)表達(dá)式的具體推導(dǎo),構(gòu)建了相應(yīng)的本構(gòu)模型,模型物理意義清晰。最后將模型應(yīng)用于預(yù)測(cè)新型亞穩(wěn)β鈦合金Ti2448的熱變形流變行為。根據(jù)所建模型得到的預(yù)測(cè)曲線和實(shí)驗(yàn)曲線吻合較好,能夠有效預(yù)測(cè)該合金在熱變形過(guò)程中的流動(dòng)應(yīng)力。本研究所建本構(gòu)模型是有效的,構(gòu)建方法是合理的,能為構(gòu)建亞穩(wěn)β鈦合金熱變形本構(gòu)模型提供一種有效的方法。
楊 偉 , 張燕龍 , 余 歡 , 嚴(yán)青松 , 胡 嘯 , 楊根倉(cāng)
2014, 43(10):2402-2406.
摘要:采用銅模噴鑄方式進(jìn)行了稀土元素添加AZ91鎂合金非平衡凝固實(shí)驗(yàn),對(duì)比研究了稀土元素種類(lèi)(Re=Ce, Er)及含量(0.25%,0.5%,0.75%,1%,質(zhì)量分?jǐn)?shù))對(duì)鎂合金晶粒尺寸、基體成分及相結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。結(jié)果表明,同等含量條件下,Ce元素在α-Mg中的固溶度更低,溶質(zhì)富集程度更明顯,易形成Al11Ce3高熔點(diǎn)化合物相,合金細(xì)化效果比Er更好。隨Ce含量增加,晶粒尺寸不斷減小,β-Mg17Al12共晶相數(shù)量減少,分布趨于彌散。當(dāng)Ce含量大于0.75%時(shí),出現(xiàn)明顯的晶粒粗化現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上,從形核和生長(zhǎng)的角度對(duì)上述細(xì)化機(jī)理進(jìn)行了合理解釋?zhuān)⒗貌顭岱治鰧?shí)驗(yàn)進(jìn)行了有效驗(yàn)證。
譚 英 , 譚幗馨 , 寧成云 , 周 蕾 , 于 鵬 , 王 航 , 陳曉峰
2014, 43(10):2425-2430.
摘要:通過(guò)控制雙氧水/濃硫酸混合氧化液的反應(yīng)配比和反應(yīng)溫度,在醫(yī)用純鈦表面得到具有不同納米形貌的二氧化鈦凝膠層。利用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線光電子能譜(XPS)和接觸角測(cè)定儀對(duì)化學(xué)氧化處理后的鈦表面特性進(jìn)行了表征,并推導(dǎo)了不同納米形貌凝膠層的構(gòu)建機(jī)理。結(jié)果表明,雙氧水/濃硫酸溶液處理是一個(gè)熱力學(xué)控制的化學(xué)溶解與氧化的過(guò)程,隨著濃硫酸含量的增加,溶液中C(H+)增大,凝膠層內(nèi)TiO2的溶解速度大于溶液沉積出二氧化鈦的速度,導(dǎo)致凝膠孔的深度增加最終形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);模擬體液中的礦化實(shí)驗(yàn)表明,化學(xué)氧化處理鈦表面有利于鈣磷鹽的沉積。
蘇春燕 , 陳永亮 , 周大進(jìn) , 王小峰 , 李平原 , 崔雅靜 , 趙 勇
2014, 43(10):2431-2434.
摘要:采用固相反應(yīng)法,制備出一系列 SmCo1-xFexAsO(x = 0,0.05,0.1,0.2)多晶樣品。XRD測(cè)試結(jié)果表明所有樣品均為單相,且具有ZrCuSiAs型四方結(jié)構(gòu),隨著摻雜量的增加,晶格參數(shù)a逐漸減小,c逐漸增加。磁性測(cè)量結(jié)果表明,低摻雜量樣品在5 ~ 300 K之間先后經(jīng)歷了反鐵磁-鐵磁-順磁的磁性轉(zhuǎn)變,低場(chǎng)下的M - T曲線表現(xiàn)出明顯的不可逆性,且隨著摻雜量的增加,反鐵磁轉(zhuǎn)變溫度降低,鐵磁轉(zhuǎn)變溫度向高溫方向移動(dòng),表明樣品的反鐵磁性逐漸被抑制,而鐵磁性逐漸增強(qiáng)。M - H曲線表明,在反鐵磁轉(zhuǎn)變溫度以下,摻雜量x < 0.2的樣品,隨著磁場(chǎng)的增加發(fā)生了由反鐵磁到鐵磁性的變磁性轉(zhuǎn)變,且隨著摻雜量的增加,在同一溫度下的轉(zhuǎn)變磁場(chǎng)變小。在摻雜量x = 0.2時(shí),當(dāng)溫度降低到5 K時(shí)仍沒(méi)有觀察到變磁性轉(zhuǎn)變,在摻雜量x = 0.2附近可能存在變磁性臨界終點(diǎn)。
2014, 43(10):2435-2439.
摘要:采用溶膠-凝膠法合成富鋰正極材料,900 ℃煅燒12 h得到產(chǎn)物L(fēng)i[Li0.2Ni0.15Mn0.55Co0.1-xCrx]O2-yCly。X射線衍射光譜(XRD)測(cè)試表明,材料均具有層狀α-NaFeO2結(jié)構(gòu);掃描電鏡(SEM)觀察材料顆粒均勻,粒徑達(dá)到納米范圍;充放電測(cè)試顯示,Cl-、Cr3+共摻材料在2~4.8 V電壓范圍及0.1 C倍率下,20 ℃時(shí),首次放電比容量達(dá)到239.8 mAh·g-1,首次庫(kù)倫效率為81.2%;55 ℃時(shí),首次放電比容量和首次庫(kù)倫效率分別為308.3 mAh·g-1和92.7%。并且40個(gè)循環(huán)之后在1 C倍率下,材料在20和55 ℃時(shí)放電比容量仍分別達(dá)到173.5和207.7 mAh·g-1。
2014, 43(10):2440-2444.
摘要:針對(duì)鐵鎳電池充電效率低和自放電大的問(wèn)題,采用Li2O-2B2O3 (LBO)?這種氧化物,研究表面修飾不同量LBO(0~1%,質(zhì)量分?jǐn)?shù))的 Fe3O4電極的組織結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能。結(jié)果表明:適當(dāng)?shù)奶砑恿浚ㄈ?.1% LBO)可實(shí)現(xiàn)Fe3O4表面的均勻修飾,且LBO和Fe3O4之間不存在化學(xué)反應(yīng);修飾0.1% LBO的Fe3O4電極相比純Fe3O4電極放電容量增大了54.1 mAh/g,達(dá)到315.2 mAh/g,其充電效率、循環(huán)性能及自放電性能均得到改善;0.1% LBO的Fe3O4電極性能的改善與其電荷轉(zhuǎn)移阻抗減小、析氫過(guò)電位及耐腐蝕性能的提高直接相關(guān)。
蔣 斌 , 周冠瑜 , 戴甲洪 , 夏祥生 , 萬(wàn)元元 , 潘復(fù)生
2014, 43(10):2445-2449.
摘要:研究了含有不同第二相的金屬型鑄造Mg-Ca-Sn鎂合金的顯微組織和力學(xué)性能。結(jié)果表明:在合金中Ca和Sn單獨(dú)存在可以在一定程度抑制鑄態(tài)基體晶粒長(zhǎng)大,Mg2Ca在晶界或枝晶界處連續(xù)分布,Mg2Sn呈顆粒狀在晶界和晶內(nèi)分布。Ca和Sn同時(shí)存在時(shí),有CaMgSn在基體上呈半連續(xù)的點(diǎn)狀或針狀,在凝固過(guò)程中可作為α-Mg的異質(zhì)形核核心,與單獨(dú)添加相比,鎂基體的鑄態(tài)晶粒尺寸顯著細(xì)化。運(yùn)用邊-邊匹配模型分析了CaMgSn化合物與α-Mg之間的異質(zhì)形核晶體學(xué)關(guān)系。晶粒細(xì)化后的Mg-Ca-Sn鎂合金的顯微硬度得到明顯提高。
2014, 43(10):2450-2454.
摘要:采用銅模吸鑄法制備了Cu56.4Zr31.02Ti6.58Al6大塊非晶合金(BMGs),并利用X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)和同步示差掃描量熱儀(DSC)等手段對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)、晶化激活能和晶化機(jī)制進(jìn)行了研究。利用y(a)和z(a)判據(jù)檢測(cè)了不同晶化模型對(duì)于該BMGs初始晶化相晶化過(guò)程的適用性。結(jié)果顯示:該BMGs初晶晶化產(chǎn)物為Cu10Zr7相,Starink-Zahra模型可以很好地描述其晶化機(jī)制。擬合參數(shù)λi不為零,故晶化過(guò)程中軟碰撞作用不可忽視;Avrami指數(shù)n由2.5減小為2.3,其晶化過(guò)程為連續(xù)形核過(guò)程中伴隨著晶核受擴(kuò)散控制的三維方式長(zhǎng)大,且形核速率不斷減小。
2014, 43(10):2455-2458.
摘要:采用DEFORM-3D軟件模擬研究了模具溫度、壓下速度等因素對(duì)半固態(tài)6061鋁合金觸變模鍛過(guò)程。結(jié)果表明:6061合金在650 ℃料溫,400 ℃模溫,50 mm/s壓下速度時(shí)半固態(tài)金屬模鍛成形過(guò)程較為理想;半固態(tài)模鍛件經(jīng)T5處理后,硬度(HV)可達(dá)到2166 MPa,高于常規(guī)低壓鑄件170.5%,模擬結(jié)果與實(shí)際符合很好。
顧艷紅 , 寧成云 , 余遵雄 , 李紅龍 , 熊文名 , 陳玲玲
2014, 43(10):2463-2468.
摘要:研究了微弧氧化過(guò)程中不同電源脈沖頻率下制備的膜層在仿生液中的電化學(xué)腐蝕行為。對(duì)膜層及腐蝕產(chǎn)物的微觀組織,孔隙率,腐蝕形貌及相組成進(jìn)行了分析。采用動(dòng)電位極化曲線(Tafel)和電化學(xué)阻抗譜(EIS)法對(duì)膜層的耐腐蝕性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,脈沖頻率對(duì)AZ31鎂合金微弧氧化膜層的耐蝕性有重要影響,隨著頻率的增加,腐蝕電流密度減小,而電化學(xué)阻抗增大。因此在本研究范圍內(nèi),頻率3000 Hz下制備的微弧氧化膜層具有最強(qiáng)的耐腐蝕性能。
2014, 43(10):2469-2472.
摘要:利用熱模擬壓縮試驗(yàn),研究了2A02鋁合金不同變形條件下的動(dòng)態(tài)軟化機(jī)制及變形后不同固溶制度下的晶粒演變與微結(jié)構(gòu)演化。結(jié)果表明,變形量較低時(shí)(變形量為10%、20%與40%), 2A02鋁合金以加工硬化為主,變形量為60%時(shí),加工硬化與動(dòng)態(tài)軟化機(jī)制交互作用,其中軟化機(jī)制體現(xiàn)為幾何動(dòng)態(tài)再結(jié)晶;進(jìn)一步的光學(xué)顯微鏡與透射電子顯微鏡觀察表明,隨著變形量的增加,鋸齒狀晶界越發(fā)明顯,在外加應(yīng)力和熱激活的作用下,亞晶通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)、合并形成大角度晶粒,誘發(fā)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程。高溫壓縮試驗(yàn)后的固溶過(guò)程中,固溶時(shí)間越長(zhǎng)再結(jié)晶的等軸晶粒內(nèi)部位錯(cuò)密度越低,等軸晶粒尺寸隨固溶時(shí)間的增長(zhǎng)而增大。
2014, 43(10):2473-2478.
摘要:針對(duì)GH3536鎳基高溫合金無(wú)應(yīng)力集中和帶典型應(yīng)力集中圓棒試樣在160,200,240 MPa應(yīng)力條件下的高溫(750 ℃)蠕變性能進(jìn)行了試驗(yàn)和有限元分析,研究了缺口的存在對(duì)材料蠕變性能的影響。采用掃描電鏡分析了試樣斷口的形貌,確定了材料的斷裂機(jī)制。結(jié)果表明:缺口的存在對(duì)GH3536鎳基高溫合金試件的蠕變性能影響較大,其降低了試件的最大蠕變應(yīng)變及在蠕變各個(gè)階段的蠕變速率。缺口對(duì)試件的蠕變壽命存在硬化作用,缺口根部軸向應(yīng)力的再分配和松弛可簡(jiǎn)單認(rèn)為是導(dǎo)致缺口對(duì)該合金蠕變壽命起硬化作用的影響因素。斷口形貌分析表明由于缺口的存在,2種試件的表面形貌雖有不同,但蠕變斷裂機(jī)理都是由微孔洞不斷增大與聚集引起的。
2014, 43(10):2479-2482.
摘要:通過(guò)對(duì)軋制態(tài)AZ31鎂合金板材進(jìn)行多向預(yù)壓縮,運(yùn)用塑性變形的方式,產(chǎn)生了{(lán)102}一次拉伸孿晶和{102}-{102}二次拉伸孿晶,并結(jié)合EBSD表征和XRD分析,對(duì)預(yù)壓縮后材料的拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明,預(yù)壓縮對(duì)鎂合金拉壓不對(duì)稱(chēng)性的降低和強(qiáng)度的提高有明顯效果。交叉預(yù)壓縮之后,由于產(chǎn)生了孿生,材料組織晶粒細(xì)化,使得材料在再變形時(shí),屈服強(qiáng)度和最大強(qiáng)度均明顯增強(qiáng)。產(chǎn)生的拉伸孿晶片層可以有效地改變晶粒的取向,在一定程度上削弱了基面織構(gòu),在{102}一次拉伸孿晶中產(chǎn)生了{(lán)102}-{102}二次拉伸孿晶,二者結(jié)合作用,改善了材料的再變形行為,從而降低了鎂合金板材的拉壓不對(duì)稱(chēng)性。
2014, 43(10):2483-2488.
摘要:采用溶膠-凝膠法在鎢纖維的表面制備Al2O3涂層,用熱分析(TG-DSC)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和電子能譜儀(EDS)等方法研究鎢纖維表面Al2O3涂層在不同干燥工藝、不同PVA添加量和不同煅燒溫度下的組織特征。結(jié)果表明:采用分步干燥工藝可以避免涂層團(tuán)聚和開(kāi)裂;溶膠制備中加入體積分?jǐn)?shù)為5%的聚乙烯醇(PVA)可以提高溶膠穩(wěn)定性,有利于制備均勻且無(wú)裂紋的Al2O3涂層;鎢纖維表面Al2O3涂層制備的最佳煅燒溫度為950 ℃;采用Al2O3涂覆的鎢纖維抗氧化溫度提高了120 ℃,氧化增重減少了約9%。
朱 剛 , 張 暉 , 張旺峰 , 王玉會(huì) , 顏孟奇
2014, 43(10):2492-2496.
摘要:無(wú)縫TA18鈦合金管材的制備通常要經(jīng)歷大變形量的冷軋工藝,不可避免地引入殘余應(yīng)力。本實(shí)驗(yàn)利用X射線殘余應(yīng)力測(cè)試技術(shù),對(duì)不同工藝條件制備的TA18(Ti-3Al-2.5V)合金多種規(guī)格冷軋管材外表面的殘余應(yīng)力進(jìn)行了測(cè)試,并對(duì)比了管材切向殘余應(yīng)力的差別,針對(duì)其差別討論了可能產(chǎn)生的原因。結(jié)果表明,工藝不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致鈦合金管材在切向呈現(xiàn)拉應(yīng)力,而適宜的工藝則在鈦合金管材的切向形成壓應(yīng)力。殘余拉應(yīng)力顯著地降低材料的應(yīng)力腐蝕抗力和疲勞抗力,而殘余壓應(yīng)力卻可以不同程度地提高材料的疲勞壽命。因此,對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出,TA18管材需要穩(wěn)定制備工藝,從而達(dá)到殘余壓應(yīng)力的應(yīng)力狀態(tài),才能擁有更好的服役性能。
2014, 43(10):2502-2506.
摘要:研究不同固溶處理后GH864合金650 ℃裂紋擴(kuò)展速率的變化規(guī)律。結(jié)果表明:隨晶粒尺寸和固溶溫度增加,裂紋擴(kuò)展速率呈先降低后增加的趨勢(shì)。根據(jù)多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到GH864合金晶粒尺寸與裂紋擴(kuò)展速率的關(guān)系式,預(yù)測(cè)GH864合金晶粒尺寸在100 μm左右,抗裂紋擴(kuò)展能力可能存在最佳值。同時(shí)得到GH864合金固溶溫度與裂紋擴(kuò)展速率的關(guān)系式。用不同固溶溫度將裂紋擴(kuò)展速率變化規(guī)律劃分為5個(gè)區(qū)域,低于固溶溫度1080 ℃裂紋擴(kuò)展速率隨固溶溫度增加而降低,1080℃固溶處理后合金的裂紋擴(kuò)展速率最低,高于固溶溫度1080 ℃裂紋擴(kuò)展速率隨固溶溫度增加而增加。精準(zhǔn)控制固溶溫度可得到合適的晶粒尺寸和較好抗裂紋擴(kuò)展能力。
賈海鵬 , 蘇勛家 , 侯根良 , 畢 松 , 郭 鋒 , 劉朝輝 , 程 勇
2014, 43(10):2520-2524.
摘要:以氧化石墨烯(GO)、Fe2(SO4)3和NiSO4為初始反應(yīng)物,利用一步水熱法合成了Gr/NiFe2O4納米復(fù)合材料。采用X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)和拉曼光譜(RS)等分析手段對(duì)Gr/NiFe2O4樣品進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)水熱反應(yīng)GO被還原的同時(shí),納米NiFe2O4成功地負(fù)載到石墨烯上,二者之間存在較強(qiáng)的界面相互作用,而且NiFe2O4納米粒子增加了石墨烯片層間的距離避免了其再次堆垛,實(shí)現(xiàn)了石墨烯與NiFe2O4的良好復(fù)合。初步討論了Gr/NiFe2O4納米復(fù)合材料的形成機(jī)制,Ni2+、Fe3+在GO的含氧基團(tuán)處非均相成核,在水熱條件下不斷長(zhǎng)大,其生長(zhǎng)過(guò)程遵循Ostwald熟化理論,即小尺寸的NiFe2O4粒子由于其較高的表面能而逐漸溶解,被那些尺寸較大的粒子消耗。
張紅霞 , 裴飛飛 , 閆志峰 , 王 凱 , 王文先 , 劉曉晴 , 吳廣賀 , 李詠梅
2014, 43(10):2525-2529.
摘要:采用紅外熱像法測(cè)量AZ31B鎂合金板材在疲勞過(guò)程中表面溫度場(chǎng)的變化,結(jié)果表明,當(dāng)疲勞載荷大于疲勞強(qiáng)度時(shí),鎂合金試樣表面的溫度變化經(jīng)歷5個(gè)階段:溫度上升階段、溫度下降階段、穩(wěn)定階段、斷裂前的溫升階段和斷裂后溫度下降階段。通過(guò)疲勞過(guò)程中鎂合金試樣表面的溫度變化規(guī)律,基于不同的理論提出了2種預(yù)測(cè)疲勞壽命的方法:由試驗(yàn)過(guò)程中試樣表面溫升(?TM)特征確定其疲勞壽命,?TM–Nf曲線擬合結(jié)果表明,?TM=3.89 ℃為溫升極限值,即?TM>3.89 ℃時(shí),試樣會(huì)發(fā)生斷裂,與實(shí)測(cè)疲勞試樣的溫升值(3.68 ℃)相比,誤差為5.7 %;利用能量法提出了鎂合金疲勞壽命的計(jì)算公式,用能量法和傳統(tǒng)試驗(yàn)方法分別繪制S-N曲線,結(jié)果具有很好的一致性,用2種方法分別計(jì)算了循環(huán)次數(shù)為1×107時(shí)的疲勞強(qiáng)度ΔσeΦ=99.3 MPa、ΔσeSN=99.8 MPa,誤差為0.5%。采用紅外熱像法估算疲勞壽命具有簡(jiǎn)單、省時(shí)等優(yōu)勢(shì)。
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