2015, 44(11):2612-2617.
摘要:為了研究不同粒度TiB2對Ag-TiB2復(fù)合材料電弧侵蝕行為的影響,通過機械球磨和粉末冶金的方法制備不同粒度的TiB2增強Ag-4%TiB2(質(zhì)量分?jǐn)?shù))復(fù)合材料。對Ag-4%TiB2復(fù)合材料的組織進行了分析,定量分析了TiB2的分布。用TDR240A單晶爐改裝的設(shè)備進行真空電弧侵蝕實驗,采用掃描電子顯微鏡(SEM)表征了電弧侵蝕后試樣表面形貌,測量了電弧侵蝕前后的質(zhì)量損失,采用TDS-2014雙通道數(shù)字示波器記錄了每次電弧的持續(xù)時間,并且對電弧侵蝕機理進行了討論。結(jié)果顯示,隨著TiB2顆粒粒度的減小,TiB2顆粒在Ag基體分布更均勻,Ag-4%TiB2觸頭材料表現(xiàn)出小的質(zhì)量損失,短的電弧持續(xù)時間,大的侵蝕區(qū)域以及淺的侵蝕坑。說明了細小TiB2顆粒更能有效改善Ag-4%TiB2觸頭材料的耐電弧侵蝕性能。
2015, 44(11):2623-2627.
摘要:研究了電子束快速成形TI6AL4V和Ti45Al7Nb合金混合粉末的特點,得到了成分均勻的Ti22Al3.5Nb2V合金。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、電子探針等手段,研究了成形試樣的內(nèi)部組織,并測試了不同組織區(qū)域的顯微硬度。結(jié)果表明:TI6AL4V和Ti45Al7Nb合金混合粉末在電子束成形后,成分均勻,組織具有沉積態(tài)特征,包括板條馬氏體區(qū)和α2+β兩相區(qū),板條馬氏體區(qū)位于成形零件頂部10個熔覆層厚度,在成形過程中,受再熱循環(huán)的影響,已凝固形成的馬氏體不斷分解形成α2+β兩相區(qū),α2為短棒狀,β分布于α2相之間,在成形件底部,部分α2相發(fā)生等軸化。顯微硬度測試結(jié)果顯示,馬氏體區(qū)硬度明顯高于α2+β兩相區(qū)。拉伸結(jié)果顯示,抗拉伸強度為1214.3 MPa,延伸率達到18%。
2015, 44(11):2628-2632.
摘要:利用Y2O3或CeO2納米顆粒替代部分Al2O3粉作為填充劑,在Ni基體上, 于600 ℃低溫滲鋁10 h,制備了2種稀土氧化物改性的低溫滲鋁涂層。作為對比,采用相同的工藝在Ni基體上利用純Al2O3粉制備了普通滲鋁涂層。1000 ℃下恒溫氧化結(jié)果表明:Y2O3通過抑制q-Al2O3的長大提高涂層的抗氧化性能,而CeO2則通過促進q-Al2O3向a-Al2O3的相變明顯提高其抗氧化性能。文中對Y2O3或CeO2是如何影響滲鋁涂層的氧化性能進行了分析。
2015, 44(11):2633-2636.
摘要:利用葡萄糖和酒石酸鉀鈉雙還原劑,通過化學(xué)還原法制備銀包鋁鎂合金粉。實驗過程中,主鹽為銀氨溶液,通過不同的添加速度加入還原液中,得到了微觀形貌不同的復(fù)合粉體,對復(fù)合粉進行微結(jié)構(gòu)分析,確定了以 2~3 mL/min 較小的速度添加主鹽能夠得到包覆效果良好的復(fù)合粉體,其電阻率達到了5.13×10-6 Ω·m;微結(jié)構(gòu)分析銀鍍層沉積過程表明還原的銀顆粒首先沿合金粉體的晶界處形核沉積,并作為之后反應(yīng)的催化形核中心,促進銀的還原沉積,鍍層不斷平鋪生長最后得到完整均勻的鍍銀層。
2015, 44(11):2651-2655.
摘要:研究了含有LPSO相和I相的高阻尼Mg-Zn-Y合金。通過光學(xué)顯微鏡(OP)和SEM電鏡觀察了高阻尼Mg80Y4Zn16 (at%)合金的顯微組織。此外,差熱分析(DTA)用來分析其相變。對不同固溶時間 (3, 6, 9 h) 的組織演變和阻尼特性進行了詳細研究。結(jié)果表明, Mg80Y4Zn16合金相的主要成分是α-Mg, Mg12ZnY, Mg3Zn6Y及 Mg10ZnY2相,首次報道了該合金中I相和LPSO相共存。該合金的平均阻尼值是0.03,這表明其為高阻尼合金; 阻尼是應(yīng)變振幅依賴型。對合金的高阻尼機制也進行了詳細地討論。
楊 輝 , 朱世富 , 趙北君 , 何知宇 , 陳寶軍 , 吳圣靈 , 吳敬堯 , 孫 寧
2015, 44(11):2665-2669.
摘要:利用毛細管中的差熱分析研究了磷硅鎘晶體的熱力學(xué)性質(zhì),得到了磷硅鎘的熔點和凝固點分別為1139和1126 ℃,過冷度為13 ℃。根據(jù)差熱分析結(jié)果,對晶體生長爐以及溫場分布進行了優(yōu)化,采用改進的布里奇曼法生長得到了直徑15 mm,長40 mm的無開裂磷硅鎘晶體。利用X射線衍射,能譜以及紅外分光光度計對晶體進行了表征。發(fā)現(xiàn)了(112)解理面,能譜測試表明晶體符合化學(xué)計量配比,在7000~1500 cm-1紅外透光范圍內(nèi)紅外透過率達到55%。所有表征手段顯示得到的晶體結(jié)構(gòu)完整,光學(xué)性能良好,可用于器件的制作。
2015, 44(11):2692-2697.
摘要:半導(dǎo)體納米線作為一種潛在的表面增強拉曼光譜(SERS)基底材料正受到廣泛的關(guān)注。本文采用金作為催化劑,通過等離子體增強化學(xué)氣相沉積系統(tǒng),以氣-液-固生長機制制備一種直徑可控的針尖狀硅納米線?;诤辖鹨旱慰刂乒杓{米線形貌的事實,通過設(shè)計調(diào)節(jié)合金催化劑的尺寸,制備了針尖狀硅納米線。所制備硅納米線形貌通過SEM清晰可見,為針尖狀。TEM和XRD分析表明,硅納米線為同軸結(jié)構(gòu),單晶硅核包覆非晶SiO2殼層。作為SERS活性基底,通過伽伐尼置換在納米線表面沉積活性Ag顆粒,同等條件下對R6G的檢測顯示,針尖狀硅納米線基底其增強因子是柱狀硅納米線的十多倍。由此預(yù)測,這種針尖狀的硅納米線可應(yīng)用于新型傳感器、環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)療診斷等領(lǐng)域。此外,這種針尖硅納米線的制備方法也可以用作制備其他的針尖狀納米線,例如同族的鍺針尖納米線等等。
2015, 44(11):2698-2701.
摘要:理論研究了電場驅(qū)動的石墨烯系統(tǒng)中等離激元誘導(dǎo)的光電導(dǎo)特性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)德魯?shù)虏糠种鲗?dǎo)光電導(dǎo)的低頻區(qū)而等離激元誘導(dǎo)產(chǎn)生一個相對較小但是在高頻區(qū)可以觀察到的光電導(dǎo)。德魯?shù)虏糠趾偷入x激元誘導(dǎo)部分都位于太赫茲光頻譜區(qū)。德魯?shù)虏糠蛛S著入射光頻的增加而單調(diào)的減小,而等離激元誘導(dǎo)的部分由于等離激元和光的耦合在大約位于1太赫茲處有一個吸收峰。此外發(fā)現(xiàn)等離激元誘導(dǎo)光電導(dǎo)與驅(qū)動電場以及由門電壓調(diào)節(jié)的電子濃度有很強的依賴關(guān)系。結(jié)果顯示,石墨烯中的光電導(dǎo)不僅可以通過門電壓來調(diào)控,而且可以通過驅(qū)動電場得到進一步的調(diào)節(jié)。這些理論結(jié)果有助于更深入的理解石墨烯的太赫茲等離激元以及光電子學(xué)特性。
2015, 44(11):2702-2706.
摘要:提出利用氦滲透法優(yōu)化LiFePO4材料的結(jié)晶生長過程,達到提高材料電化學(xué)性能的目的。采用磁控濺射法制備含氦LiFePO4薄膜電極,利用掃描電鏡觀察樣品的微觀形貌,發(fā)現(xiàn)樣品表面與截面皆呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)。用X射線衍射儀分析含氦LiFePO4薄膜電極的晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,氦滲入薄膜后顯著增強了材料在29.81o的衍射峰強度,而此處正對應(yīng)了鋰離子在LiFePO4材料中的擴散路徑([010] 方向)。這表明含氦LiFePO4薄膜中存在有利于材料脫鋰/嵌鋰的結(jié)晶擇優(yōu)生長取向,會導(dǎo)致薄膜電極電化學(xué)性能的提高。
楊延寧 , 張志勇 , 閆軍鋒 , 劉巧平 , 張富春 , 李偉霞
2015, 44(11):2711-2715.
摘要:采用水熱法制備出菊花狀的ZnO納米線簇,然后利用電泳法將之移植到金屬Ti片上,形成均勻的、一定厚度的ZnO納米薄膜,最后經(jīng)真空熱處理形成ZnO場發(fā)射陰極樣品。利用X射線衍射儀(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)對沉積前后的ZnO納米線簇做了特性鑒定和微結(jié)構(gòu)的表征。對熱處理后的陰極樣品做了場發(fā)射特性測試,發(fā)現(xiàn)菊花狀納米ZnO呈現(xiàn)出較低的開啟電場2.0 V/μm和較低的閾值電場5.5 V/mm,在場強達到7.5 V/mm時,場發(fā)射電流密度為200 mA/cm2,適當(dāng)?shù)卦黾油繉雍穸瓤捎行岣邎霭l(fā)射電流密度及其穩(wěn)定性,最后探討了菊花狀納米ZnO的場發(fā)射機理。
馮培忠 , 蘇 健 , 周亞國 , 王建忠 , 葛 淵 , 劉章生 , 王曉虹
2015, 44(11):2721-2727.
摘要:以Ti和Al 2種粉末為原料,采用粉末壓制-無壓燒結(jié)技術(shù)制備了TiAl多孔材料,并對其宏觀形貌、相組成、孔結(jié)構(gòu)、反應(yīng)機制和孔隙形成機理進行了分析。結(jié)果表明:Ti-Al粉末壓坯在燒結(jié)過程中發(fā)生了明顯的體積膨脹,多孔材料的總孔隙率為49.88%~57.53%,開孔率為47.60%~56.15%。多孔材料主要由連續(xù)的顆粒骨架、骨架之間的大孔隙和骨架內(nèi)部的小孔隙構(gòu)成,孔隙主要來自粉末壓坯顆粒之間存在的原始大孔隙、無壓燒結(jié)過程中先熔化的Al顆粒在毛細作用下發(fā)生流動形成的原位大孔隙和析出過程在Ti-Al產(chǎn)物顆粒之間形成的小孔隙。Ti-Al多孔材料主要由TiAl3單相構(gòu)成,無壓燒結(jié)過程中Ti-Al之間發(fā)生了熱爆反應(yīng)。
2015, 44(11):2728-2732.
摘要:采用分離式霍普金森壓桿和終點彈道實驗裝置,研究了α+β區(qū)和β區(qū)鍛造的TC21鈦合金的動態(tài)力學(xué)性能和抗彈性能。結(jié)果表明:在動態(tài)壓縮試驗條件下,α+β區(qū)鍛造的TC21鈦合金較之β區(qū)鍛造的TC21鈦合金具有更高的動態(tài)強度,而β區(qū)鍛造的TC21鈦合金的臨界斷裂應(yīng)變更大,具有更好的動態(tài)塑性變形能力;在12.7 mm穿甲彈侵徹條件下,無論是α+β區(qū)還是β區(qū)鍛造的TC21鈦合金靶板的抗彈性能均與TC4鈦合金靶板的抗彈性能相近,這可能是由于TC21鈦合金和TC4鈦合金靶板都易于發(fā)生絕熱剪切破壞所導(dǎo)致。α+β區(qū)鍛造的雙態(tài)組織靶板的損傷模式為塑性擴孔導(dǎo)致的背部崩落破壞模式,β區(qū)鍛造的片層組織靶板的損傷模式為脆性破碎模式;2種組織靶板的失效破壞均為絕熱剪切帶和其誘發(fā)的裂紋所導(dǎo)致。
高瑞華 , 范群波 , 王富恥 , 張毅鵬 , 霍利瑞 , 裴傳虎
2015, 44(11):2733-2736.
摘要:采用分離式Hopkinson Bar技術(shù)針對不同熱處理制度的TC6、ATI425以及TC3鈦合金Φ5 mm×5 mm圓柱形標(biāo)樣進行了動態(tài)壓縮實驗,測定得到了試樣在3000 s-1高應(yīng)變率條件下的動態(tài)強度、動態(tài)塑性及沖擊吸收功;同時開展了以鈦合金為面板、A3鋼為背板的復(fù)合裝甲抗彈性能試驗,分析了鈦合金動態(tài)力學(xué)性能與其抗彈性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明:鈦合金面板的抗彈性能與其動態(tài)強度和動態(tài)塑性均密切相關(guān);鈦合金的動態(tài)強度對材料抗彈性能的影響比動態(tài)塑性更加顯著,其抗彈性能主要取決于動態(tài)強度;同時,表征鈦合金動態(tài)力學(xué)性能優(yōu)劣的沖擊吸收功不能直接反映鈦合金的抗彈能力;較大區(qū)域的正面開坑和較小的剪切充塞可以明顯提高鈦合金面板的抗彈性能。
2015, 44(11):2737-2741.
摘要:利用基于密度泛函理論的第一性原理方法研究了金屬元素Mo摻雜對TiAl合金體系力學(xué)性能的影響。根據(jù)計算得到的不同濃度摻雜體系的晶格常數(shù)、彈性常數(shù)、體彈模量及剪切模量發(fā)現(xiàn),Mo摻雜能較好地改善TiAl合金的延性。從Mo摻雜后TiAl體系的分波電子態(tài)密度和電荷密度圖,發(fā)現(xiàn)Ti原子的s、p、d電子均與鄰近的Mo原子發(fā)生強烈的s-s、p-p、d-d電子相互作用,有效地束縛了合金中Ti和Al原子的遷移,有助于提高合金的穩(wěn)定性和強度。
劉江林 , 曾衛(wèi)東 , 謝英杰 , 舒 瀅 , 楊建朝
2015, 44(11):2742-2746.
摘要:通過TC4-DT鈦合金在1181~1341 K,0.01~10 s-1條件下熱模擬壓縮試驗,得到其在不同條件下高溫變形真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線。采用回歸分析和多項式擬合建立了應(yīng)變補償高溫變形本構(gòu)方程。結(jié)果表明:各變形條件下的流變應(yīng)力曲線均呈現(xiàn)應(yīng)變硬化和流動軟化,低溫高應(yīng)變速率特征更明顯。當(dāng)應(yīng)變速率低于1 s-1時,預(yù)測值與實驗值吻合程度較高,相關(guān)系數(shù)和平均相對誤差絕對值分別為0.9952 和5.78%,此修正模型可作為TC4-DT鈦合金高溫變形本構(gòu)方程。
齊 雷 , 靳玉春 , 趙宇宏 , 侯 華 , 楊曉敏 , 韓培德
2015, 44(11):2751-2756.
摘要:采用基于第一性原理的平面波贗勢方法,研究了壓力對γ'-Ni3Pt電子結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。本研究在0~50 GPa壓力范圍內(nèi)每隔5 GPa對γ'-Ni3Pt進行一次加壓計算。計算結(jié)果表明:0 GPa壓力下的平衡晶格常數(shù)與他人的實驗研究和理論計算結(jié)果十分一致;不同壓力下的總態(tài)密度和分波態(tài)密度表明化合物表現(xiàn)出金屬特性,且隨著壓力的增大,體系穩(wěn)定性先增強后減弱;此外,根據(jù)Voigt-Reuss-Hill(VRH)法計算了Ni3Pt的體積模量(B)、剪切模量(G)、楊氏模量(E)和泊松比(υ),發(fā)現(xiàn)隨著壓力的增大,Ni3Pt晶體的硬度提高,延性和塑性增強。研究表明,壓力對Ni3Pt電子結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響很大。
劉志勇 , 張 娜 , 宋桂林 , 楊 楓 , 安義鵬 , 黎文峰 , 常方高
2015, 44(11):2757-2761.
摘要:采用放電等離子體燒結(jié)的方法制備了外層為Cu60Ni40合金,芯層為Ni9W合金的Cu基復(fù)合坯錠,結(jié)合傳統(tǒng)的RABiTS路線成功獲得了無鐵磁性、高強度、強立方織構(gòu)的Cu60Ni40-Ni9W-Cu60Ni40復(fù)合基帶。利用EBSD技術(shù)對復(fù)合基帶軋制織構(gòu)及再結(jié)晶退火后的微取向特征進行了分析表征。測試結(jié)果表明:大變形量冷軋后復(fù)合基帶表面形成了典型的銅型軋制織構(gòu),在截面方向上織構(gòu)呈現(xiàn)梯度分布的特征,在再結(jié)晶退火后該復(fù)合基帶表面立方織構(gòu)含量達到了97.6%(<10o),并發(fā)現(xiàn),在再結(jié)晶過程中立方織構(gòu)優(yōu)先在外層材料中形核、長大,并逐漸吞并周圍的非立方晶粒。對其力學(xué)性能表征發(fā)現(xiàn):該復(fù)合基帶在室溫下的屈服強度為170 MPa,達到了商業(yè)化Ni5W合金基帶的水平。
2015, 44(11):2762-2767.
摘要:對Al-40%Cu(質(zhì)量分?jǐn)?shù))過共晶合金在2、10和100 μm/s速率下進行定向凝固實驗,觀察了不同速率下的組織形態(tài),并分析造成組織形態(tài)差異是由于各相之間的競爭生長所致;采用X射線衍射技術(shù)對過共晶合金中Al2Cu相進行宏觀極圖測試并計算其取向分布函數(shù)(ODF),同時采用EBSD技術(shù)對定向凝固樣品進行微觀取向測試。結(jié)果表明:當(dāng)定向凝固速率為2 μm/s時合金組織為全共晶組織(Al/Al2Cu),其中的Al2Cu相取向集中在(001)方向;隨著凝固速率增加到10 μm/s時,Al2Cu相優(yōu)先共晶相生長形成初生Al2Cu相枝晶組織,具有小平面相生長特征,其取向主要集中在(001)方向;當(dāng)凝固速率達到100 μm/s時,Al2Cu相枝晶為非小平面特征的復(fù)雜枝晶形貌,其取向集中在(100),(110)和(001)等方向;且Al2Cu相枝晶沿著平行于定向凝固熱流方向生長。XRD宏觀取向結(jié)果表明,取向更為集中的定向凝固組織在相對較低的抽拉速率下可以得到很好地控制。
2015, 44(11):2775-2781.
摘要:采用基于密度泛函理論的CASTEP程序包,計算了Mg-Al-Sn-Y合金中Mg17Al12,Mg2Sn和Al2Y相的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電子結(jié)構(gòu)和彈性性能等。合金形成熱ΔH和結(jié)合能Ecoh的計算結(jié)果表明,Al2Y相具有最強的合金化能力與體系結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。電子結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果解釋了這3種金屬間化合物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性機制和脆性本質(zhì)。計算出了Mg17Al12,Mg2Sn和Al2Y三相的3個獨立的彈性常數(shù),并進一步得出了體模量、剪切模量、楊氏模量、泊松比等。分析表明Mg17Al12,Mg2Sn和Al2Y三相均為脆性相,其中Al2Y最脆且最硬。
2015, 44(11):2788-2792.
摘要:用RDL-50型拉伸蠕變試驗機進行改裝后的實驗裝置研究了鑄態(tài)AgInCd合金在溫度300~400 ℃及應(yīng)力范圍12~24 MPa內(nèi)的壓縮蠕變行為,分析了穩(wěn)態(tài)速率與溫度和應(yīng)力的關(guān)系,計算了應(yīng)力指數(shù)(n)和蠕變激活能(Qa),并結(jié)合蠕變后樣品在透射電子顯微鏡下的微觀形貌及位錯組態(tài),探討了合金的壓縮蠕變機制。結(jié)果表明:隨溫度和應(yīng)力水平的升高,合金的穩(wěn)態(tài)蠕變速率增加。相比較指數(shù)關(guān)系,蠕變速率與應(yīng)力之間更符合冪函數(shù)關(guān)系。300、350和400 ℃條件下,合金的蠕變應(yīng)力指數(shù)n分別為3.31、4.09和5.77;12、18和 24 MPa條件下,合金的蠕變激活能Qa分別為68.1、103.7和131.6 kJ/mol。微觀形貌以層錯為主,孿生為300 ℃的主要蠕變機制,位錯攀移生成位錯墻為400 ℃的主要蠕變機制。
2015, 44(11):2798-2802.
摘要:為了描述由納晶基體和粗晶顆粒組成的納晶雙峰材料的斷裂韌性,通過建立一個粘聚力模型來研究納晶雙峰材料的臨界應(yīng)力強度因子KIC(表征材料斷裂韌性)。考慮到納晶雙峰材料的一個典型情況:裂紋位于2個納晶顆粒的交界面處,裂紋尖端與粗晶粒的晶界相交,假設(shè)粘聚區(qū)的尺寸等于納晶顆粒的尺寸d。裂紋的鈍化和擴展過程受位錯和粘聚力的共同影響,刃型位錯是從粘聚力裂紋的尖端發(fā)射,該過程對裂紋產(chǎn)生屏蔽效應(yīng)。模型計算結(jié)果顯示:當(dāng)粗晶顆粒尺寸D確定時,KIC隨著納晶材料晶粒尺寸d的增大而增大;當(dāng)納晶材料晶粒尺寸d確定時,KIC隨著粗晶材料晶粒尺寸D的增大而增大;相對于納晶顆粒的尺寸,斷裂韌性對粗晶晶粒的尺寸更加敏感。
范學(xué)燚 , 王 亮 , 杜志強 , 蘇彥慶 , 駱良順 , 張建兵 , 許紀(jì)剛 , 徐達鳴 , 郭景杰 , 傅恒志
2015, 44(11):2803-2807.
摘要:通過使用ansoft軟件對筒形薄壁件在不同勵磁電流的行波磁場作用下的電磁力進行了分析,進一步研究了行波磁場的勵磁電流對合金充型能力以及鑄件外表面縮陷的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):行波磁場影響合金充型能力的同時也影響了鑄件凝固表面質(zhì)量;隨著勵磁電流強度的增加,合金充型能力成平方倍的提高,同時也成平方倍的增加了鑄件表面縮陷發(fā)生的幾率;相同勵磁電流強度下,勵磁電流頻率對合金充型能力存在最優(yōu)值;勵磁電流頻率在1000 Hz以下變化時,隨著勵磁電流頻率的降低鑄件表面縮陷發(fā)生的可能性不斷減小。
2015, 44(11):2808-2811.
摘要:使用粒度約為3 μm的導(dǎo)電陶瓷TiB2顆粒作為銅基復(fù)合材料的增強相,在酸性硫酸銅溶液中用電鑄方法制備TiB2/Cu電火花加工用工具電極。用掃描電鏡和金相顯微鏡觀察其組織結(jié)構(gòu),用維氏硬度計測量硬度,用中性鹽霧試驗測量其耐腐蝕性,用電火花加工脆硬材料衡量其抗電蝕性。結(jié)果表明:電鑄Cu與TiB2/Cu晶粒平均直徑分別為30,10 μm,硬度分別為984,1235 MPa,腐蝕失重分別為47.8,40.3 mg;TiB2顆粒的加入可顯著細化晶粒,提高硬度、耐腐蝕性和抗電蝕性。
杜景紅 , 嚴(yán)繼康 , 張家敏 , 劉意春 , 甘國友 , 易健宏
2015, 44(11):2821-2825.
摘要:采用化學(xué)沉淀法制備La3+摻雜TiO2粉體,并用正交實驗方法對制備工藝進行優(yōu)化,通過SEM、XRD、XPS和UV-Vis對TiO2粉體的形貌、結(jié)構(gòu)、光吸收性能進行了表征。結(jié)果表明:煅燒溫度和La3+摻雜量對TiO2粉體光吸收性能具有顯著影響;不同煅燒溫度得到的La3+摻雜TiO2均以銳鈦礦結(jié)構(gòu)為主;升高煅燒溫度可以增強La3+摻雜TiO2在紫外光波段的吸光強度; La3+摻雜可以改善TiO2粉體的團聚,減小TiO2的禁帶寬度,同時導(dǎo)致TiO2表面吸附一定數(shù)量的羥基。最優(yōu)的制備條件為:煅燒溫度800 ℃,La3+摻雜量0.6%(摩爾分?jǐn)?shù)),反應(yīng)溫度為90 ℃,反應(yīng)液pH值為8,此條件下獲得的TiO2粉體可見光性能最優(yōu)。
2015, 44(11):2831-2835.
摘要:利用銅模吸鑄法制備了(Cu0.46Zr0.44Al0.08Dy0.02)100-xFex (x=0, 1, 3, 5, 7) 非晶合金,利用X射線衍射儀(XRD)、同步熱分析儀(DSC)、透射電鏡(TEM)、萬能試驗機和掃描電鏡(SEM)研究了Fe元素添加對Cu基非晶合金結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:Fe元素的適量添加有利于改善Cu46Zr44.Al8Dy2塊體非晶合金的結(jié)構(gòu),當(dāng)添加原子分?jǐn)?shù)為1%和3%Fe時,合金為完全非晶結(jié)構(gòu),并且出現(xiàn)富Fe相和富Cu相兩相分離。Fe元素的適量添加有利于提高Cu46Zr44Al8Dy2合金的強度和塑性,當(dāng)添加3%Fe時,塊體非晶合金的抗壓強度σf和塑性εp分別達到1835 MPa和0.5%。
2015, 44(11):2836-2841.
摘要:與粉末冶金法(PM)制備的常規(guī)尺寸合金對比,研究了通過熱壓液相還原法(LPR)和機械合金化法(MA)合成的Cu-50Ag合金粉末制備的塊體納米晶Cu-50Ag合金在酸性溶液中的腐蝕行為。結(jié)果表明:在Na2SO4溶液中加入H2SO4后,3種合金的腐蝕速度均加快。隨著H2SO4濃度的增加,PMCu-50Ag和LPRCu-50Ag合金的腐蝕速度均未發(fā)生明顯變化,而MACu-50Ag合金的腐蝕速度則加快。在Na2SO4溶液中,3種合金均未出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象,隨著H2SO4的加入,合金出現(xiàn)了鈍化現(xiàn)象。3種合金的腐蝕速率按PMCu-50Ag,LPRCu-50Ag和MACu-50Ag合金的順序增加,其中LPRCu-50Ag合金的腐蝕速度略大于PMCu-50Ag合金,但明顯小于MACu-50Ag合金。
祁 星 , 宋仁國 , 祁文娟 , 金驥戎 , 孫 斌 , 王 超 , 李 海
2015, 44(11):2852-2856.
摘要:采用金相顯微鏡、慢應(yīng)變速率拉伸試驗(SSRT)、定氫儀、透射電鏡等研究了7050鋁合金在EXCO溶液中的腐蝕與氫脆行為及其對合金拉伸性能的影響。結(jié)果表明:隨著合金在溶液中浸泡時間的延長,腐蝕特征由點蝕向剝蝕發(fā)展,并且有氫脆效應(yīng)產(chǎn)生。腐蝕和氫脆共同作用大大降低了合金的拉伸性能。通過去除腐蝕層后繼續(xù)拉伸定量分析了氫脆影響下合金的剩余強度和延伸率,當(dāng)浸泡時間達64 h時,氫脆使合金的剩余強度和延伸率分別降至68.2%和60.2%。
李 斌 , 楊 昭 , 楊續(xù)躍 , 李紹康 , 許德英
2015, 44(11):2857-2861.
摘要:通過電導(dǎo)率測量、金相觀察、掃描電鏡分析和X射線衍射分析,研究了Si含量、Cu含量和熱處理工藝對Al-Si系鑄造合金晶格常數(shù)和電性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:Si和Cu元素的添加會減小合金的電導(dǎo)率;當(dāng)Si含量超過固溶極限后,Si含量的變化對晶格畸變程度影響不大,合金的電導(dǎo)率受Si相的體積百分?jǐn)?shù)控制;而Cu在固溶極限內(nèi)時,隨其含量的增加,晶格畸變程度增大,合金的電導(dǎo)率可根據(jù)鋁基體晶格常數(shù)的偏離量來評估;經(jīng)過450 ℃,5 h+250,2 h熱處理工藝,晶格畸變程度明顯降低,合金的電導(dǎo)率有明顯提高,增幅最高可達32%。
程曉農(nóng) , 羅 銳 , 李冬升 , 戴起勛 , 徐桂芳 , 高 佩 , 邱 宇 , 劉 瑜 , 王植棟
2015, 44(11):2862-2867.
摘要:在2 mm厚800H合金鎢極氬弧焊試驗的基礎(chǔ)上,研究焊接接頭的微觀組織和析出相成分,并分析焊接接頭的力學(xué)性能和抗晶間腐蝕性能,觀察拉伸斷口和晶間腐蝕試樣的形貌。結(jié)果表明:焊縫組織為柱狀晶和等軸晶,熱影響區(qū)晶粒明顯長大,焊接接頭中有少量的TiN和富Cr相(Fe,Cr)23C6析出相存在;母材、熱影響區(qū)和焊縫的HV硬度分別為1730、1526和1590 MPa;室溫抗拉強度和延伸率分別為565.0 MPa、31.8%,均超過ASME標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于800H合金規(guī)定值(450.0 MPa和30.0%),拉伸斷裂為韌性斷裂;焊接接頭高溫(650 ℃)抗拉強度和延伸率分別為394.5 MPa、15.5%,其斷口是混合型斷口;較接頭組織,母材腐蝕更為嚴(yán)重,表面晶界開裂并伴有少量且尺寸較小的腐蝕坑,基體中TiN缺陷處易引起點蝕。
2015, 44(11):2868-2872.
摘要:研究了有機-無機籠形硅氧烷齊聚物(POSS)對Sn基無鉛釬料晶須生長行為的影響。分別采用純Sn和Sn3.0Ag0.5Cu(SAC305)作為基體,加入3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的POSS硅三醇制備復(fù)合釬料。樣品在–45~85 ℃的高低溫循環(huán)條件下進行晶須生長加速實驗,并觀察樣品表面及界面顯微組織的演變。結(jié)果表明,POSS可在加速條件下穩(wěn)定釬料基體,同時通過提高釬料的強度和硬度,來緩解釬料在熱循環(huán)應(yīng)力作用下產(chǎn)生的塑性形變,進而有效抑制2種釬料的晶須生長。
2015, 44(11):2877-2881.
摘要:在Na5P3O10+NaOH+Na2EDTA體系下,采用恒壓模式對氫化鋯進行微弧氧化處理獲得連續(xù)、致密且裂紋、孔洞等缺陷較少的ZrO2陶瓷層。通過掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)及能譜(EDS)儀,分析了陶瓷層的表面形貌、截面形貌、相結(jié)構(gòu)及元素分布。通過真空脫氫實驗及XRD分析對陶瓷層的阻氫性能進行評價。結(jié)果表明:氫化鋯表面ZrO2陶瓷膜厚度約為78 μm,陶瓷層由過渡層、致密層和疏松層構(gòu)成;ZrH1.8 表面微弧氧化陶瓷層主要由M-ZrO2、T-ZrO2及C-ZrO2構(gòu)成,主要為M-ZrO2,約90%; 微弧氧化陶瓷層氫滲透降低因子(PRF)高達11.7,具有優(yōu)越的阻氫效果。
2015, 44(11):2882-2886.
摘要:采用乙醇/水混合溶劑熱法,制備以粉煤灰空心微球為基底的TiO2納米棒復(fù)合材料,研究了不同制備條件下納米棒的形貌特點,分析其生長過程。結(jié)果表明:TiO2納米棒為金紅石相,其形貌和尺寸與乙醇溶劑、鈦源濃度、反應(yīng)時間密切相關(guān),適量的乙醇溶劑,使納米棒結(jié)晶效果變好,四方棒狀形貌明顯,隨著鈦源濃度和反應(yīng)時間的增加,TiO2納米棒尺寸增大;TiO2納米棒復(fù)合材料對羅丹明B具有較好的光催化降解效果。
2015, 44(11):2887-2896.
摘要:以國外Inconel 690成品管的顯微組織為參照對象,對國產(chǎn)GH690合金管材在不同工藝條件下的固溶處理與TT處理工藝進行了研究;采用OM、SEM和TEM等表征手段分析了工藝參數(shù)對其晶粒度、晶界碳化物形貌和貧Cr區(qū)的影響。結(jié)果表明:國產(chǎn)GH690合金管在固溶處理過程中,隨著固溶溫度的提高,尺寸較大晶粒所占比例逐漸升高,長大激活能為265 kJ/mol。當(dāng)固溶溫度超過1100 ℃時,保溫時間對晶粒尺寸影響顯著。國產(chǎn)GH690合金管析出細小半連續(xù)晶界碳化物的TT處理工藝參數(shù)為680 ℃/10~20 h,715 ℃/10~20 h,750 ℃/5~15 h。經(jīng)1090~1110 ℃/5 min固溶處理以及715 ℃/10 h或15 h的TT處理后,國產(chǎn)GH690合金管晶粒尺寸分布、晶界碳化物形貌特征和貧Cr區(qū)演化特征與國外Inconel 690成品管非常相似;而其TiN顆粒數(shù)量和尺寸明顯少于和小于后者,貧Cr區(qū)的最低Cr濃度高于后者。通過對顯微組織特征的綜合評價,表明國產(chǎn)GH690合金管的顯微組織總體優(yōu)于國外Inconel 690成品管。同時,兼顧實際生產(chǎn)中的成本問題,提出國產(chǎn)GH690合金管熱處理工藝優(yōu)化的建議。
2015, 44(11):2907-2912.
摘要:采用原子層沉積(ALD)的方法,選擇四二乙基氨基鉿(TDEAH)和水作為反應(yīng)前驅(qū)體,在p型(100)單晶硅襯底上制備了HfO2高介電質(zhì)薄膜。系統(tǒng)研究了前驅(qū)體流量、反應(yīng)氣壓、反應(yīng)溫度等工藝參數(shù)對HfO2薄膜生長質(zhì)量的影響。通過工藝調(diào)控,發(fā)現(xiàn)存在兩種薄膜生長模式:類CVD(化學(xué)氣相沉積)生長模式和ALD生長模式。發(fā)現(xiàn)薄膜的生長模式主要依賴于制備工藝參量:脈沖參量M和沖洗參量Q,通過優(yōu)化工藝參數(shù),可實現(xiàn)薄膜生長由類CVD生長模式向ALD生長模式的轉(zhuǎn)變,并獲得了0.1 nm/周次的最優(yōu)薄膜生長速率。同時,薄膜微結(jié)構(gòu)與表面形貌的表征結(jié)果表明:薄膜的非晶晶態(tài)轉(zhuǎn)變受溫度和膜厚兩個因素共同控制。
景蔚萱 , 齊 含 , 成妍妍 , 蔣莊德 , 陳路加 , 周 帆 , 王 兵
2015, 44(11):2918-2922.
摘要:以硅基底和光纖纖芯陣列為定位夾具,手工排列熔凝法得到的Au微球,獲得3×3 Au微球陣列;在Au微球表面先用水浴法合成ZnO納米線、后固定葡萄糖氧化酶,得到球形跨尺度陣列葡萄糖酶電極。對球形跨尺度結(jié)構(gòu)的表面形貌、葡萄糖氧化酶的固定效果、酶電極的電化學(xué)性能進行了定量表征。球形跨尺度結(jié)構(gòu)陣列葡萄糖傳感器的線性范圍為0~2.5 mmol/L、靈敏度為17.24 μA·(mmol/L)-1·cm-2、最低檢出限為3.44 μmol/L、Michaelis-Menten常數(shù)為1.85 mmol/L。
2015, 44(11):2923-2926.
摘要:應(yīng)用磁光光譜技術(shù),測量并研究了溶解在四氫呋喃(tetrahydrofuran,THF)中Ir(ppy)3分子的磷光發(fā)射特性隨溫度和磁場的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)在2.2 K時可見光波段Ir(ppy)3有兩個磷光發(fā)射峰,分別位于547.70和515.18 nm。這是由系統(tǒng)的金屬到配位體電荷轉(zhuǎn)移態(tài)(3MLCT)中兩個激發(fā)態(tài)到基態(tài)的光躍遷引起。改變溫度可以改變?nèi)貞B(tài)中亞能級Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ上的電子分布,使得磷光發(fā)射峰的強度在10 K時發(fā)生反轉(zhuǎn),并且光譜發(fā)射強度在20~300 K間隨溫度增加而減弱。在強磁場作用下,Ir(ppy)3在2.2 K溫度下的磷光發(fā)射強度隨磁場強度增大而增強。外加磁場能改變3MLCT態(tài)的三個亞能級上的電子躍遷幾率,從而能增加磷光發(fā)射強度。
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