2014, 43(3):530-534.
摘要:在采用低溫共沉淀-水熱-煅燒法合成鋰離子電池Fe-Ni-Mn體系正極材料Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6的基礎上,對合成的材料Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6進行V2O5的包覆改性研究,以提高材料Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6的首次放電比容量和循環(huán)性能。用XRD、SEM、TEM、ICP光譜和恒流充放電測試研究包覆材料的結構和電化學性能。結果表明,V2O5包覆并沒有改變材料的晶體結構,只存在于材料的表面,與未包覆的材料相比,V2O5包覆后的材料具有更好的首次放電容量和容量保持率。50周循環(huán)后,添加質量分數(shù)3%V2O5樣品Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6的放電比容量可以維持在200.3 mAh/g,大于未添加V2O5樣品Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6的194.0 mAh/g。CV測試表明,包覆層的存在有效抑制了材料層狀結構的轉變及電極與電解液的負反應
2014, 43(3):540-543.
摘要:通過三點彎曲斷裂和卸載試驗對含B2相TiAl金屬間化合物的韌化機理進行研究,通過雙缺口四點彎曲試驗確定解理斷裂的臨界事件。通過掃描電子顯微鏡和能譜分析觀察斷口形貌和裂紋擴展路徑。結果表明:(1) 3PB試驗的載荷位移曲線為線性關系,B2相對裂紋的起裂無影響;(2) 塊狀B2相對裂紋的擴展有一定的阻礙作用,裂紋遇到B2相停止或繞過B2相繼續(xù)擴展;(3) 解理斷裂的臨界事件為沿缺口根部開裂裂紋的擴展,穿層斷裂對臨界事件起著重要的作用;(4) 這種材料的韌化機理包括:塊狀B2相韌化,裂紋偏轉,穿層斷裂和剪切韌帶韌化
劉勝林 , 馬秋花 , 呂 珩 , 鄭雪萍 , 馮 鑫 , 肖 果 , 鄭嬌嬌
2014, 43(3):544-547.
摘要:通過PCT設備和SEM分析方法主要分析了CeO2對LiAlH4放氫性能的影響。結果顯示,摻雜 CeO2明顯縮短了LiAlH4的氫分解時間。在所有的試樣中,摻雜2 mol% CeO2的試樣開始放氫時間最早。有關放氫量的研究發(fā)現(xiàn),摻雜1 mol% CeO2的試樣具有最大的放氫量。并且隨著摻雜量從1 mol%到5 mol%增加,試樣的總放氫量表現(xiàn)出一個下降趨勢。進一步有關微觀結構的研究發(fā)現(xiàn),摻雜CeO2沒有引起LiAlH4微觀結構的變化,所有的試樣都顯示出一種絮狀結構
陳 靜 , 張 瑞 , 張 強 , 楊杰窮 , 黃衛(wèi)東
2014, 43(3):548-552.
摘要:研究了激光立體成形Ti60合金的缺陷及微觀組織對于性能的影響。結果表明, 激光功率對于激光成形試樣的微觀組織有明顯的影響,大激光功率會形成魏氏組織,小功率則會形成網籃組織。魏氏組織的持久性能顯著的低于網籃組織,其表現(xiàn)為脆性沿晶斷裂, 而網籃組織則為韌性斷裂。同時冶金缺陷也會影響其持久性能。采用氣霧化法制備的粉末(粉末B)作為成形粉末在成形過程中會形成氣孔 ,而采用旋轉電極法制備的粉末(粉末A)則無氣孔產生。相較于無氣孔的試樣(采用粉末A制備的試樣),當存在氣孔(采用粉末B制備的試樣)時其高溫持久性能會由100 h降至25 h
2014, 43(3):563-566.
摘要:在室溫條件下,以NiCl2·6H2O, NH3·H2O和NaOH為原料,通過滴加氫氧化鈉溶液到[Ni(NH3)6]2+配合物離子溶液中,經氫氧根離子取代氨分子與鎳離子結合,實現(xiàn)可控合成氫氧化鎳納米晶粒。采用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR),綜合熱分析(TGA-DTG)儀,X射線衍射(XRD)儀和掃描電子顯微鏡(SEM)等測試技術對實驗樣品性質進行分析。結果表明:氨-堿均勻沉淀技術制備的樣品為β-Ni(OH)2,平均粒徑約為100 nm,且β-Ni(OH)2含有較多的鎳成分和很少的層間離子,有利于提高β-Ni(OH)2的電化學性質
何力軍 , 許德美 , 胡 楠 , 李婷婷 , 鐘景明 , 羅 民
2014, 43(3):567-569.
摘要:基于鈹(Be)沖擊制粉顆粒的形貌特征,建立了一個描述Be粉顆粒尺寸分布的物理模型,該模型僅含一個物理意義明確的參數(shù)。模型中考慮了2種重要的內在影響機制:具有不同初始動能的顆粒在完成沖擊后的存在狀態(tài)應該遵從Maxwell-Boltzmann分布,即大顆粒具有高的能量,狀態(tài)不穩(wěn)定,在沖擊過程中容易碎成小顆粒,這一影響可以用顆粒尺寸的負指數(shù)函數(shù)來描述;獲得低表面能的傾向又使得顆粒盡可能具有大的體積,這一影響可以用顆粒尺寸的立方函數(shù)來描述。實際的顆粒尺寸分布是這2種影響競爭的結果。計算結果與實驗數(shù)據(jù)符合得很好
2014, 43(3):570-574.
摘要:研究了Mg-2Y-xZn (x = 1, 2, 3 at%)合金在鑄態(tài)、退火態(tài)和擠壓態(tài)的顯微組織與力學性能。結果表明:隨著合金中Zn含量的增加,合金顯微組織中第二相依次為18R-LPSO相、(LPSO + W)混合物和W相。在退火過程中,層片狀的14H-LPSO結構析出并沿塊狀18R-LPSO結構向基體中生長,W相由鑄態(tài)時彎曲的條紋狀轉變?yōu)轭w粒狀。經過擠壓變形后,LPSO結構和W相均沿擠壓方向排列,合金性能得到大幅度提高,其中Mg-2Y-1Zn合金具有最好的室溫力學性能,抗拉強度為320 MPa,延伸率達到11.2%
2014, 43(3):575-578.
摘要:研究了催化物體系Co2B/稀土氧化物對NaBH4 放氫性能的影響。結果顯示,摻雜Co-B/CeO2 和Co2B/Sm2O3明顯增加了NaBH4的放氫量,在所有的摻雜試樣中,摻雜 Co2B:CeO2 比例為1:1混合催化劑的試樣具有最大放氫量274 mL。然而,摻雜混合催化劑試樣放氫速率的研究顯示,摻雜系統(tǒng)混合催化劑使得NaBH4的放氫速率明顯下降。此外,摻雜試樣的微觀結構研究顯示,與摻雜Co2B的試樣相比,摻雜混合催化劑試樣的微觀結構更加松散。Co2B/CeO2催化劑的研究發(fā)現(xiàn),多孔狀的微觀結構對提高NaBH4放氫量是有益的,但是,對 Co2B/La2O3和 Co2B/Sm2O3 等催化劑的研究結果顯示,微觀結構中的多孔結構與NaBH4放氫量沒有直接關系
2014, 43(3):595-600.
摘要:采用基于第一性原理的密度泛函理論計算了硼化鈦的穩(wěn)定性、電子結構、彈性模量、各項異性參數(shù)和低溫熱容等。計算結果表明,硼化鈦的成鍵包含金屬、共價和離子鍵,Ti2B的金屬性最強,而TiB2的共價性最明顯;其中TiB_與TiB_分別為熱力學與力學失穩(wěn)結構,而TiB2的穩(wěn)定性最佳,TiB2的體模量、剪切模量和楊氏模量分別為251.4,260.1和564.6 GPa,顯著高于其他硼化鈦。B/G值表明,TiB2的韌性差,從而限制了其作為切削工具或耐磨部件的應用。因此,認為要獲得良好的韌性與耐磨性,應設計制備TiB2基復合材料
2014, 43(3):621-626.
摘要:利用非平衡磁控濺射技術分別在鎂合金基體上制備了以Al、Zr、W為過渡層的類石墨鍍層。使用透射電子顯微鏡(TEM)對鍍層的截面微觀結構及相組成進行分析;使用劃痕儀與摩擦磨損機測試鍍層的膜基結合強度和摩擦性能。結果表明,鎂基體-鋁過渡層界面形成了鎂和β-Mg17Al12相混合的合金相分層界面;鎂基體-鋯過渡底層界面形成了較好的局部連續(xù)界面;鎂基體-鎢過渡底層界面為鎢粒子對鎂合金基體注入形成約20 nm的鎂-鎢團簇混合界面層。鎂基體表面鋁、鋯、鎢摻雜碳鍍層的膜基結合力分別為10.2、11.0、4.8 N。摻雜碳鍍層工作層成分及結合力的不同,導致鍍層耐磨減摩性能差異較大:摻鋁碳鍍層有較小摩擦系數(shù),在0.1~0.18之間,且耐磨性較好,在球-盤實驗結束后鍍層依然沒有失效;摻鋯碳鍍層大約在1600 s失效,摩擦系數(shù)急劇增大,失效前的摩擦系數(shù)在0.08~0.18之間,具有良好的減磨耐磨效果;摻鎢碳鍍層從一開始摩擦系數(shù)就急劇增加,在250 s左右完全失效,出現(xiàn)大面積剝落,在3種鍍層中耐磨減摩效果最差
2014, 43(3):627-630.
摘要:采用電弧噴涂技術和自主研發(fā)的合金絲材在Q345基體上制備出Zn-22Al-Mg-RE合金涂層。通過SEM、銅加速乙酸鹽霧試驗、XRD和極化曲線來比較純鋅涂層和Zn-22Al-Mg-RE合金涂層的微觀結構及耐蝕性能。結果表明,Zn-22Al-Mg-RE合金涂層相比于純鋅涂層結合強度提高了40%,在銅加速乙酸鹽霧試驗中出現(xiàn)第一銹點的時間延長1倍以上。電化學實驗結果也表明合金涂層具備更優(yōu)異的耐蝕性能。研究認為,Zn-22Al-Mg-RE合金涂層腐蝕產物中出現(xiàn)大量穩(wěn)定致密的Zn6Al2(OH)16CO3·4H2O物相,是耐蝕性能提高的主要原因之一
陳玉紅 , 高合登 , 楊 亮 , 張梅玲 , 張材榮 , 康 龍 , 羅永春
2014, 43(3):631-635.
摘要:采用密度泛函理論B3LYP方法,在6-311+G(d, p)基組水平上研究了Mg(NH2)2與MgH2的放氫反應機理,優(yōu)化了反應過程中反應物、中間體、過渡態(tài)和產物的幾何構型。為了獲得更精確的能量信息,用QCISD/6-311+G(d,p)方法計算了各駐點的單點能,并對總能量進行了零點能矯正。頻率分析結果和內稟反應坐標(IRC)分析結果證實了中間體和過渡態(tài)的正確性,確認了反應過程。結果分析表明,通道第1步氫取代a反應→第2步氫取代f反應→Mg3N2的異構反應的控制步驟活化能最低,是該反應的主要通道
2014, 43(3):636-640.
摘要:選擇鑄態(tài)和擠壓態(tài)AZ61鎂合金,采用SEM、XRD和電化學測試等分析手段,研究在120 ℃和1.8 MPa的NaCl氣氛中鎂合金的腐蝕形貌和腐蝕機理。結果表明,在NaCl氣氛、溫度、壓力和合金組織狀態(tài)等多因素耦合作用下,由于β相重新分布以及晶粒尺寸變小,使得擠壓態(tài)AZ61鎂合金的腐蝕速率大于鑄態(tài)的腐蝕速率,但腐蝕產物均以Mg(OH)2為主。較高的溫度與NaCl氣氛共同作用是加快鎂合金腐蝕的主要原因
2014, 43(3):650-654.
摘要:在充有高純氮氣的石英管中對具有NaZn13型相結構的LaFe11.58Si1.42化合物進行了氮化處理,并對氮化樣品的晶體結構和磁熱效應做了系統(tǒng)研究。結果表明,對LaFe11.58Si1.42樣品進行氮化處理時,壓強是一個非常重要的參數(shù)。在氮化壓強較低的條件下,可以通過提高氮化溫度使樣品氮化效果明顯。間隙原子氮的進入導致樣品晶胞體積膨脹,居里溫度升高。樣品的Arrott曲線表明,磁轉變由一級相變逐漸變?yōu)槎壪嘧?。吸氮使樣品的磁熵變減小
2014, 43(3):660-664.
摘要:研究了Mn、Ce對再生Al-Si合金富鐵相的影響。分別采用光學顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)和能譜儀(EDX) 對試樣組織進行形貌觀察分析和生成相進行成分分析,利用差分掃描量熱儀(DSC)研究相轉變溫度。結果表明,當Mn的含量為1% (質量分數(shù)) 時,合金組織出現(xiàn)了初生α-Fe相,同時添加0.1%Ce (質量分數(shù))時,能夠有效促進初生α-Fe相形核與長大
2014, 43(3):665-670.
摘要:采用基于密度泛函理論的贗勢平面波法,研究了Ni、Co、Cr元素對Fe3Si金屬間化合物結構穩(wěn)定性、彈性性能和電子結構。合金形成熱和結合能的計算結果顯示,F(xiàn)e3Si-Ni具有最強的合金化形成能力,且結構最穩(wěn)定。力學常數(shù)的計算結果表明,Ni和Cr的加入可提高化合物的塑性和延性,而Co可提高其硬度,其中Fe3Si-Ni的塑性最好,F(xiàn)e3Si-Co的熱穩(wěn)定性最好。態(tài)密度和布居分析的計算結果表明,F(xiàn)e3Si-Ni結構最穩(wěn)定且塑性最佳的原因主要在于其體系的Fermi能級最接近于贗能隙的底部,F(xiàn)e—Ni鍵布居數(shù)最大,合金化后體系的金屬性增強最明顯
2014, 43(3):682-685.
摘要:為了研究爆炸焊接參數(shù)對鋯鋼復合板界面波的影響,對鋯鋼進行了小傾角法爆炸焊接,在不同碰撞速度和碰撞角條件下,得到了連續(xù)變化的界面波。通過對界面波進行金相顯微觀察,測量了不同位置界面波的波長和波高。采用SPH無網格方法對小傾角法爆炸焊接過程進行了數(shù)值模擬,計算出了不同位置的碰撞速度、碰撞角、比壓強。研究表明,碰撞速度和碰撞角是影響界面波形的關鍵參數(shù),當碰撞速度為493 m/s,碰撞角為9.8°時,開始產生界面波。隨著碰撞速度和碰撞角的增加,界面波波長逐漸增加,比波長先減小后增加
2014, 43(3):686-691.
摘要:基于Ashby的規(guī)則正立方體單胞模型,研究了輕質泡沫金屬材料的拓撲構型(孔隙率和孔徑大?。ζ錈醾鲗阅艿挠绊?。利用最小熱阻法推導了開孔泡沫金屬氣固兩相的等效熱傳導系數(shù)的表達式,并首次采用簡化的積分方法,得到了等效熱傳導系數(shù)的近似解析解。應用ABAQUS有限元分析軟件模擬了開孔泡沫金屬橫斷面的熱流密度分布和穩(wěn)態(tài)熱傳導Fourier定律,分析了不同孔隙率和孔徑大小開孔泡沫材料的熱傳導性能。結果表明,多孔泡沫金屬的熱傳導系數(shù)隨著孔隙率的增大而線性減小,且當孔隙率保持恒定時,熱傳導系數(shù)與孔徑的大小無關。理論分析和數(shù)值模擬結果吻合較好。研究結果對多孔金屬的工程應用具有重要的參考價值
鄭開宏 , 高義民 , 李燁飛 , 湯姝莉 , 史芳杰 , 孫 良
2014, 43(3):698-702.
摘要:以鑄造碳化鎢顆粒(Cast Tungsten Carbide Particle,CTCP)與還原鐵粉為原料,采用松裝燒結工藝制備具有蜂巢狀結構的多孔陶瓷預制體;通過鑄滲法制備了CTCP/Cr26鐵基表層復合材料;采用掃描電鏡、X射線衍射儀、電子探針等手段分析了預制體和復合材料的顯微組織。結果表明:高溫燒結過程中還原鐵粉中的Fe與CTCP中的W2C發(fā)生反應,在CTCP表面形成了燒結殼層,殼層內側的物相組成為WC+Fe3W3C,殼層外側的物相是Fe3W3C;殼層相互連接使預制體具有較高強度,鑄滲過程中高強度的預制體能夠抵抗高溫液態(tài)金屬的熱沖擊,從而保證了復合材料中預制體的蜂巢狀結構;制備的復合材料中CTCp與金屬基體的界面形成明顯的過渡層,過渡層的物相組成為WC+Fe3W3C,過渡層的形成是燒結殼層在高溫金屬液中發(fā)生溶解與析出的結果
2014, 43(3):703-706.
摘要:低壓鑄造是生產優(yōu)質復雜鎂合金構件的首選方法之一,但是在應用于大型構件成形時往往受到裝備技術的限制。本文從裝備機械部分、控制系統(tǒng)以及保護氣體混氣系統(tǒng)等方面進行了鎂合金低壓鑄造裝備技術的研發(fā)。研制的鑄造裝備熔化量為1000 kg鎂合金液,最大單件澆注質量可達850 kg?;鞖庀到y(tǒng)可實現(xiàn)干燥空氣、SF6及CO2保護氣體的在線式比例混合,并能實現(xiàn)對鑄造過程中鎂合金液的有效阻燃保護。此外,模糊PID復合控制算法和數(shù)字式組合閥的應用,使控制系統(tǒng)具有很高的壓差控制精度
周 宇 , 胡 靜 , 楊 剛 , 楊 屹 , 盧 東 , 杜安康
2014, 43(3):712-716.
摘要:為研究電場作用下升溫速度對TC4鈦合金高溫壓縮變形顯微組織的影響,利用Gleeble-1500D熱-力學模擬機對原始晶粒尺寸為8和20 μm的TC4鈦合金小圓柱體試樣,分別以不同的升溫速度加熱至700 ℃進行了壓縮實驗。結果表明:電流作用下的高溫壓縮變形后,8 μm的TC4鈦合金晶粒更細小,等軸性較變形前好;等軸α相增多,片層β相減少;等軸α相和片層β相的分布更均勻。20 μm的TC4鈦合金在大電流和小電流作用下α相和β相中都出現(xiàn)了蜂窩狀結構,且小電流作用下的蜂窩狀結構比大電流作用下的蜂窩狀結構明顯。同等晶粒度下,電流越大,微觀組織越均勻、晶粒越細小,等軸性越好
2014, 43(3):722-726.
摘要:采用化學鍍工藝在p型(100)單晶硅表面制備了2種Ni-Co-P鍍層,對比分析其顯微結構和性能。結果表明:Ni48Co46P6鍍層為非晶和納米晶混合結構,表面均勻分布著直徑0.2 ~ 3.5 μm的球狀團簇。而Ni22Co74P4鍍層為單相密排六方結構,含有強烈的(0002)晶面擇優(yōu)取向,表面由納米級梭狀團簇和微米級苞狀團簇混合而成。在3.5% NaCl溶液中,2種鍍層均表現(xiàn)出活化-鈍化-過鈍化的腐蝕行為,其中Ni48Co46P6鍍層的耐蝕性能較好。而在1.0% H2SO4溶液中,2種鍍層的耐蝕性能均大幅下降。與Ni48Co46P6鍍層相比,Ni22Co74P4鍍層的室溫電阻率略有降低,飽和磁化強度和矯頑力顯著升高
2014, 43(3):733-736.
摘要:探索了機械合金化-放電等離子體燒結-熱等靜壓(MA-SPS-HIP)技術制備V-4Cr-4Ti-1.8YH2合金的工藝流程,并對其在1000~1200 ℃下真空退火后的性能進行了測試。XRD和SEM分析表明,球磨50 h以上基本上可以達到機械合金化的目的。材料的拉伸測試表明V-4Cr-4Ti-1.8YH2合金有良好的力學性能,并且在退火溫度為1100 ℃真空退火后綜合力學性能達到最佳。合金材料微觀組織分析表明,V合金的晶粒尺寸大多在0.5 μm以下,YH2在燒結過程中轉變成了Y2O3,以小于50 nm的粒子彌散分布在基相之中
嚴 夢 , 李 毅 , 方寶英 , 梁 倩 , 丁 杰 , 王 鋒 , 覃 源 , 佟國香 , 王曉華 , 陳少娟 , 陳建坤 , 鄭鴻柱 , 袁文瑞
2014, 43(3):737-742.
摘要:為了得到相變溫度低且變色性能優(yōu)越的光學材料,使其能夠廣泛應用于智能窗領域,對周期結構VO2納米點陣的相變和光學特性展開了研究。用修正的Sellmeier色散模型結合二維點陣周期結構的等效折射率計算了VO2納米點陣在不同占空比下的反射率和透射率。利用多孔氧化鋁模板掩膜濺射法,先在玻璃上制備釩金屬納米點陣,再經熱氧化工藝制備出VO2納米點陣,測試其表面形貌、組分結構、紅外反射和透射譜線。結果表明,占空比為0.83的納米點陣其相變溫度有效降低至43 ℃,在1700 nm處透射率改變量達到29%,表現(xiàn)出良好的變色特性,且透射率整體高于VO2薄膜。說明通過制備較佳占空比的納米點陣可以有效降低材料的相變溫度,提升材料的熱致變色性能
2014, 43(3):743-746.
摘要:采用尿素-NaBr-KBr-甲酰胺-ZnCl2離子液體作為鍍液在釹鐵硼磁體表面電鍍鋅,包括基體前處理工藝和鍍后處理工藝,考察了添加劑、供電方式等對鍍層形貌和耐腐蝕性的影響,通過中性鹽霧試驗、SEM、XRD等對鍍層進行測試表征。結果表明:在電流密度1 A/dm2,溫度30 ℃,電鍍時間20 min磁力攪拌條件下,當添加劑的量為10 mL·L-1時采用脈沖電鍍電源實施電鍍,得到的鍍層光亮致密均勻,耐腐性能好。此方法為釹鐵硼磁體電鍍鋅提供了一種新思路
2014, 43(3):752-756.
摘要:先采用二氧化錳氧化-鹽酸蒸餾提取煤煙塵中的鍺,經提純后制備得到高純二氧化鍺,同時煤煙塵中的鎵在蒸餾過程中充分溶解到了鍺蒸餾殘渣液中,過濾后鎵和蒸餾后殘留的鍺進入到了蒸餾殘液中,調節(jié)蒸餾殘液的酸度至5.6 mol/L,采用磷酸三丁酯的260# 溶劑油溶液對鎵進行萃取,蒸餾殘液中的少量鍺亦被同時萃取進入到有機相中,用氫氧化鈉溶液進行反萃取,反萃取完后調節(jié)pH至6.5~6.7,升溫至85~95 ℃水解,得到氫氧化鎵沉淀和二氧化鍺沉淀,經過濾烘干后得到含鍺鎵精礦。鍺的蒸餾回收率可達到92.37 %以上,殘液中鍺的萃取率可達到86.18 %以上;鎵的鹽酸浸出率可達81.23 %以上,鎵的磷酸三丁酯萃取率可達98.81 %以上,反萃取率可達99.11 %以上,中和沉淀直收率可達93.20 %以上;工藝方法具有工藝流程簡短、設備簡單、過程易于控制,所用生產輔料較少,是一種從煤煙塵中綜合回收鍺和鎵的高效且經濟的方法
2014, 43(3):757-761.
摘要:TiAl金屬間化合物以其低的密度、高的比強度和比模量,具有較好的抗氧化性能以及優(yōu)異的抗疲勞性能成為一種新型輕質高溫結構材料,在航空航天工業(yè)和汽車等民用工業(yè)領域引起了廣泛的關注。本研究著重介紹了TiAl金屬間化合物的幾種制備方法及其應用,并展望了TiAl金屬間化合物的發(fā)展前景
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