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  • 2016年第45卷第4期文章目次
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    • >材料科學(xué)
    • 熱處理溫度對LaNi3.8Al1Mn0.2合金儲(chǔ)氫性能的影響

      2016, 45(4):821-828.

      摘要 (1647) HTML (138) PDF 664.35 K (1794) 評論 (0) 收藏

      摘要:對熱處理(1173K, 1223K, 1273K, 1323K)前后LaNi3.8Al1.0Mn0.2合金的研究表明,熱處理前后合金均由一個(gè)主相,三種第二相組成。熱處理后第二相后變小,分布更加彌散,第二相中LaNi2變?yōu)長aNi相,晶胞參數(shù)和晶胞體積增加,活化性能變差,但吸放氫平臺壓降低,吸放氫平臺的斜率和滯后變小,合金的吸氫速度顯著變快,吸放氫焓變和吉布斯自由能的絕對值增大,而吸氫量未見明顯變化。隨著熱處理溫度的升高,晶胞參數(shù)和晶胞體積先增大后減小,吸放氫平臺壓先降低后升高,斜率先增大后減小,滯后先減小后增大,而焓變和自由能的絕對值先增加后減小,在1223K分別達(dá)到最大和最小值,而熱處理溫度的升高使活化性能和動(dòng)力學(xué)性能略有提升。

    • SnAgCu無鉛焊點(diǎn)低周疲勞行為研究

      2016, 45(4):829-835.

      摘要 (1896) HTML (149) PDF 0.00 Byte (1205) 評論 (0) 收藏

      摘要:在25℃下利用單軸微力疲勞試驗(yàn)機(jī)對96.5Sn-3Ag-0.5Cu無鉛焊點(diǎn)進(jìn)行不同頻率(1Hz~10Hz)和應(yīng)變范圍(2%~8%)的低周疲勞試驗(yàn)。結(jié)果表明,不同應(yīng)變范圍條件下無鉛焊點(diǎn)的低周疲勞行為符合Coffin-Manson方程。頻率修正的Coffin-Manson方程可以用來描述頻率對無鉛焊點(diǎn)低周疲勞壽命的影響。疲勞裂紋首先在焊點(diǎn)邊緣的釬料與金屬間化合物(IMC)之間的界面處萌生,隨后,裂紋沿近IMC層的釬料內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)展。不同頻率條件下焊點(diǎn)的斷口形貌主要分為三個(gè)特征區(qū)域:裂紋萌生區(qū)、裂紋擴(kuò)展區(qū)和最終斷裂區(qū)。隨著頻率的升高,焊點(diǎn)的斷裂機(jī)制由沿晶斷裂向穿晶斷裂轉(zhuǎn)變。

    • 多楔楔橫軋42CrMo4大型空心長軸類零件分析

      2016, 45(4):836-842.

      摘要 (1596) HTML (163) PDF 453.90 K (1482) 評論 (0) 收藏

      摘要:大型厚壁空心長軸類零件是工業(yè)裝備中的關(guān)鍵零部件,文章采用多楔楔橫軋成形該類零件。首先,推導(dǎo)多楔楔橫軋長軸空心件的側(cè)楔偏轉(zhuǎn)角公式,為多楔楔橫軋模具的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。然后,研究展寬角對單楔楔橫軋厚壁空心件的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)相對于軋制小直徑空心軸,展寬角的選擇范圍可以擴(kuò)大,內(nèi)孔橢圓度也能得到控制。同時(shí)發(fā)現(xiàn)模具的頂面脫空也能控制內(nèi)孔橢圓度。最后,建立雙楔楔橫軋軋制大型厚壁空心長軸類零件的有限元模型,模擬了成形過程,監(jiān)測對稱面的內(nèi)孔橢圓度,有限元計(jì)算的內(nèi)孔橢圓度為4.98%,軋制實(shí)驗(yàn)值為5.56%。表明:雙楔楔橫軋大型厚壁空心長軸類零件是可行的。

    • 不同沉積溫度對納米Ti薄膜微觀結(jié)構(gòu)和殘余應(yīng)力的影響

      2016, 45(4):843-848.

      摘要 (1502) HTML (162) PDF 0.00 Byte (1202) 評論 (0) 收藏

      摘要:本實(shí)驗(yàn)采用納米壓痕技術(shù)利用Suresh模型和Lee模型研究了直流磁控濺射制備薄膜時(shí),不同基底溫度對Ti薄膜內(nèi)部殘余應(yīng)力的影響,并將其計(jì)算結(jié)果與曲率法測試結(jié)果進(jìn)行比較分析。同時(shí)結(jié)合原子力和XRD對薄膜表面形貌和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn):Suresh模型的計(jì)算結(jié)果與曲率法測量結(jié)果更為接近,Lee模型更適合對Ti薄膜中的應(yīng)力大小進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明:金屬Ti薄膜表面晶粒隨基底溫度的增加先增大后減小,薄膜中的殘余應(yīng)力則由壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓚?yīng)力。

    • 壓應(yīng)力對Sm-Fe-B薄膜磁致伸縮性能的影響

      2016, 45(4):849-852.

      摘要 (1425) HTML (142) PDF 0.00 Byte (1461) 評論 (0) 收藏

      摘要:壓應(yīng)力對Sm-Fe-B磁致伸縮性能的改善有重要影響,但是其大小對磁致伸縮特性變化趨勢的研究很少,而且還未見到壓應(yīng)力對磁各向異性影響的報(bào)道。本文利用特制夾具,使玻璃襯底在鍍膜過程中受到不同應(yīng)力作用,鍍膜結(jié)束后,當(dāng)玻璃襯底從夾具取下后,利用其恢復(fù)到原來狀態(tài),可以對稀土Sm-Fe-B薄膜產(chǎn)生壓應(yīng)力作用。通過調(diào)整夾具使襯底具有不同的預(yù)應(yīng)力,可得到受到玻璃襯底不同壓應(yīng)力大小作用的薄膜樣品。利用LK-G150激光微位移傳感器與交變梯度磁強(qiáng)計(jì)(AGM)分別測試薄膜懸臂梁自由端偏轉(zhuǎn)量與磁滯回線,以研究具有不同壓應(yīng)力對薄膜的磁致伸縮性能的影響,并且利用磁力顯微鏡(MFM)測試了薄膜樣品垂直表面的磁疇分布情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:受到壓應(yīng)力作用的薄膜易磁化軸都位于膜面內(nèi),以面內(nèi)各向異性為主,磁疇結(jié)構(gòu)基本分布在面內(nèi)。隨著壓應(yīng)力的增加,易磁化軸由膜面內(nèi)的短軸轉(zhuǎn)向膜面內(nèi)的長軸,這一轉(zhuǎn)變有利于器件的設(shè)計(jì),但是磁疇在垂直膜面方向略有提高,薄膜的低場磁致伸縮性能也隨著壓應(yīng)力的增大而有顯著提高。

    • 碳含量對鹽助燃燒合成法制備的超細(xì)WC粉體形貌、尺寸和相的影響

      2016, 45(4):853-857.

      摘要 (2110) HTML (156) PDF 482.97 K (1580) 評論 (0) 收藏

      摘要:在WO3-Mg-C-Na2CO3體系中,引入NaCl做稀釋劑,通過鹽助燃燒合成法制備了超細(xì)碳化鎢(WC)粉體。利用掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)和X射線衍射(XRD)對產(chǎn)物進(jìn)行分析,研究了碳(C)含量對制備的WC粉體的形貌、尺寸和相的影響。結(jié)果表明:在m=0.125(Na2CO3的摩爾數(shù))基礎(chǔ)上,將原料中碳的摩爾數(shù)從l=2增加到2.25和2.5,浸出前產(chǎn)物由少量大尺寸顆粒及大量小尺寸顆粒組成;浸出后產(chǎn)物是由亞微米小顆粒團(tuán)聚而成,顆粒之間熔化燒結(jié)現(xiàn)象很弱,呈弱團(tuán)聚狀態(tài);浸出產(chǎn)物的粒度分布基本符合正態(tài)分布,尺寸在200~350nm的范圍內(nèi);在l=2.25條件下,合成的產(chǎn)物主要為目標(biāo)產(chǎn)物WC,副產(chǎn)物W2C含量極少。即k=2.0(NaCl的摩爾數(shù)),m=0.125,l=2.25為制備單相WC的工藝條件。

    • 陽極氧化處理對鈦表面粗糙度和親水性的影響

      2016, 45(4):858-862.

      摘要 (1789) HTML (169) PDF 0.00 Byte (2653) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文通過陽極氧化處理技術(shù)在鈦表面制備出具有不同粗糙度和親水性的納米表面。采用掃描電鏡觀察表面特征,原子力顯微鏡檢測表面粗糙度,接觸角儀測量親水性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,表面形貌隨著氧化電壓和時(shí)間的改變有較大變化。在優(yōu)化的電解液和氧化條件下,可以在鈦表面制備規(guī)則排列的納米管陣列。粗糙度隨著氧化時(shí)間的延長而增大,在幾十到幾百納米之間變化,而氧化電壓對粗糙度的影響不大。表面親水性隨著氧化時(shí)間的延長先增加,再降低。鈦表面結(jié)構(gòu)形貌、粗糙度與親水性的變化可用陽極氧化過程中表面發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行解釋。

    • 簡單水熱法合成MnOOH納米棒及應(yīng)用

      2016, 45(4):863-868.

      摘要 (1457) HTML (149) PDF 0.00 Byte (1153) 評論 (0) 收藏

      摘要:在無模板和表面活性劑的條件下,以KMnO4為錳源,N-甲基吡咯烷酮 (NMP) 和水為混合溶劑,通過簡單的水熱法成功地合成了MnOOH單晶納米棒。通過調(diào)節(jié)H2O/NMP的體積比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件合成了長度達(dá)20μm,且橫截面為方形的MnOOH納米棒。用X-射線衍射 (XRD)、掃描電鏡 (SEM)、透射電鏡 (TEM)、高分辨透射電鏡 (HRTEM)和傅立葉變換紅外光譜 (FTIR)對樣品進(jìn)行了表征。用Ostwald熟化理論初步討論了MnOOH納米棒的形成機(jī)理。在此基礎(chǔ)上,通過煅燒MnOOH納米棒獲得了Mn2O3納米棒,與MnOOH納米棒相比,其形貌基本沒有變化。

    • 等離子噴涂Ag-SnO2涂層的微觀結(jié)構(gòu)和性能

      2016, 45(4):869-873.

      摘要 (1466) HTML (143) PDF 0.00 Byte (1148) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用等離子噴涂技術(shù)在銅基體表面制備了Ag-SnO2涂層,應(yīng)用XRD和SEM對涂層的相結(jié)構(gòu)和微觀組織進(jìn)行了表征,通過拉伸和硬度實(shí)驗(yàn)測定了涂層的力學(xué)性能,并采用電弧侵蝕實(shí)驗(yàn)測試了涂層的耐電弧侵蝕性能。結(jié)果表明,所得涂層結(jié)構(gòu)均勻致密,涂層內(nèi)納米級SnO2顆粒均勻分布在銀基體中;涂層的力學(xué)性能和電弧侵蝕性能與塊體合金接近;電弧侵蝕試驗(yàn)后,涂層表面陰極斑點(diǎn)分散,燒蝕輕微,表明所制備的Ag-SnO2涂層具有良好的耐電弧侵蝕特性。

    • 低熔點(diǎn)金屬相變材料的熔點(diǎn)和相變潛熱的理論預(yù)測

      2016, 45(4):874-880.

      摘要 (1933) HTML (179) PDF 695.48 K (1609) 評論 (0) 收藏

      摘要:為根據(jù)實(shí)際需求 “設(shè)計(jì)”金屬相變材料,建立了低熔點(diǎn)合金的熔點(diǎn)和相變潛熱的計(jì)算模型。通過分析二元共晶合金相變中熵及焓等狀態(tài)量的變化特點(diǎn)推導(dǎo)出熔點(diǎn)和相變潛熱預(yù)測模型,并將預(yù)測模型向多元合金進(jìn)行了推廣。利用預(yù)測模型計(jì)算得到15種低熔點(diǎn)合金的熔點(diǎn)和相變潛熱的計(jì)算值,通過與DSC的測試結(jié)果進(jìn)行比較并且對誤差進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn):熔點(diǎn)和相變潛熱的計(jì)算值與測量值具有較好的一致性。并且得出一個(gè)配制金屬相變材料的原則:若想得到相變潛熱較高的合金,則應(yīng)該選取相變潛熱高的元素作為合金組元,并且提高該元素的含量。該預(yù)測模型的優(yōu)點(diǎn)是僅依靠合金元素本身的物理參數(shù)即可較準(zhǔn)確地預(yù)測合金的熔點(diǎn)和相變潛熱,從而避免了大量的實(shí)驗(yàn)。

    • Cmcm空間群斜方SrHfO3的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)理論計(jì)算

      2016, 45(4):881-884.

      摘要 (1435) HTML (152) PDF 0.00 Byte (1428) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用基于密度泛函理論(DFT)框架下廣義梯度近似平面波超軟贗勢法,計(jì)算了Cmcm空間群斜方SrHfO3的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)。計(jì)算得到的Cmcm斜方SrHfO3的平衡晶格常數(shù)均與實(shí)驗(yàn)值相近。同時(shí),計(jì)算得到了Cmcm斜方SrHfO3的能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度和電荷密度,其結(jié)果表明斜方SrHfO3屬于直接帶隙氧化物,Hf和O之間主要是共價(jià)鍵結(jié)合而Sr和O之間主要呈現(xiàn)離子鍵特性。計(jì)算還得到了斜方SrHfO3的復(fù)介電函數(shù)、折射率和消光系數(shù)等,且復(fù)介電函數(shù)的實(shí)部與虛部都與實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近。

    • 直流電沉積法制備納米晶體鎳鍍層及其熱穩(wěn)定性的研究

      2016, 45(4):885-888.

      摘要 (1661) HTML (163) PDF 736.43 K (1736) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用直流電沉積技術(shù),系統(tǒng)分析電流密度和鍍液糖精濃度對納米晶體鎳性能的影響。電流密度在0.5-1.5 A/dm2 范圍內(nèi)時(shí),可調(diào)節(jié)糖精濃度制備出415-603Hv的顯微硬度寬分布的納米晶鍍層。小電流密度0.5 A/dm2 時(shí),隨糖精濃度增大,鍍層(200) 面衍射強(qiáng)度增強(qiáng),結(jié)構(gòu)由(111), (200)雙織構(gòu)向(200)面轉(zhuǎn)變,且鍍層內(nèi)應(yīng)力值降低,增大到1.2g/L時(shí),內(nèi)應(yīng)力降為0MPa。鍍層晶粒尺寸為28~98nm時(shí),直到600℃晶粒才開始長大,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好;晶粒尺寸為10nm時(shí),晶粒在317℃異常長大,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性顯著下降。

    • Sb摻雜Mg2-xZnxSi固溶體的熱電性能

      2016, 45(4):889-892.

      摘要 (1379) HTML (160) PDF 0.00 Byte (1264) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用B2O3助熔劑法結(jié)合SPS技術(shù)制備了Mg2-xZnxSi0.99Sb0.01(0 ≤ x ≤ 0.1)固溶體。測量了300 K - 780 K溫度區(qū)間內(nèi)試樣的電導(dǎo)率、塞貝克系數(shù)和熱導(dǎo)率。發(fā)現(xiàn)晶格熱導(dǎo)率隨Zn取代量的增大而降低。而電導(dǎo)率隨Zn取代量的增大而先降低后增大。討論了影響電導(dǎo)率與晶格熱導(dǎo)率的變化規(guī)律的具體內(nèi)在機(jī)制。所有樣品中x=0.075樣品的功率影子最高,在780 K達(dá)到1.76 mWm-1K-2,比基體Mg2Si0.99Sb0.01高約18%。x=0.1樣品具有最低的晶格熱導(dǎo)率,在770 K達(dá)到2.86 Wm-1K-1。低晶格熱導(dǎo)率使Mg1.9Zn0.1Si0.99Sb0.01具有最高熱電優(yōu)值,在780 K達(dá)到0.37。

    • 反應(yīng)合成制備納米Al2O3-彌散強(qiáng)化銅合金特性研究

      2016, 45(4):893-896.

      摘要 (1603) HTML (146) PDF 0.00 Byte (1469) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用反應(yīng)合成工藝制備了納米Al2O3-彌散強(qiáng)化銅合金,研究結(jié)果表明:銅基體內(nèi)部均勻、彌散分布著直徑大小約為10 nm的納米γ-Al2O3顆粒,納米顆粒與基體間界面清潔,且存在如下的晶體學(xué)位向關(guān)系:(002)Cu // γ-Al2O3,[110]Cu// [011]γ-Al2O3。該工藝制備的合金性能優(yōu)異,室溫抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度可達(dá)570 MPa和475 MPa,抗軟化溫度高于900 ℃,同時(shí)合金的導(dǎo)電率和洛氏硬度值分別為85% IACS和86 HRB。

    • 基于分子動(dòng)力學(xué)的金屬鈦納米切削過程研究

      2016, 45(4):897-900.

      摘要 (1677) HTML (163) PDF 420.85 K (1438) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文采用基于分子動(dòng)力學(xué)的仿真方法建立了金屬鈦納米切削分子動(dòng)力學(xué)模型,選擇了有代表性的切削條件,通過仿真得到瞬間原子位置圖像并對切削過程中材料去除現(xiàn)象、加工表面形成過程、系統(tǒng)勢能和工件溫度等的變化進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)在金屬鈦的納米切削過程中切屑和加工表面是由于晶格能的釋放和位錯(cuò)的不斷延伸擴(kuò)展形成的。已加工表面原子的彈性恢復(fù)和晶格重構(gòu)能夠減緩總勢能和溫度不斷增加的趨勢,并使其伴隨有微小波動(dòng)。

    • >材料工藝
    • 鈦精礦熔鹽電解動(dòng)力學(xué)研究

      2016, 45(4):907-912.

      摘要 (1331) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1170) 評論 (0) 收藏

      摘要:目前利用熔鹽電解的方法直接使用TiO2等氧化物原料來生產(chǎn)金屬鈦或者鈦合金,是國內(nèi)外對鈦及其合金生產(chǎn)的重要研究方向,然而關(guān)于熔鹽電解動(dòng)力學(xué)的研究相對較少。本文對傳統(tǒng)的未反應(yīng)核模型進(jìn)行改進(jìn),研究了不同反應(yīng)溫度下鈦精礦熔鹽電解的動(dòng)力學(xué)過程,發(fā)現(xiàn)鈦精礦熔鹽電解過程的還原速率,受到氧離子在產(chǎn)物層中的擴(kuò)散速率控制,電解反應(yīng)中的內(nèi)擴(kuò)散為整個(gè)電解還原過程的限制性環(huán)節(jié)。提高反應(yīng)溫度,增加孔隙率有利于內(nèi)擴(kuò)散過程。

    • 水熱合成ZnWO4粉體的結(jié)構(gòu)、形貌及其發(fā)光性能

      2016, 45(4):913-917.

      摘要 (2016) HTML (166) PDF 965.89 K (2000) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用水熱法,通過控制焙燒溫度和PEG-1000用量制備了一系列不同發(fā)光強(qiáng)度的ZnWO4熒光粉體,運(yùn)用X射線粉末衍射儀、紅外光譜、掃描電子顯微鏡和熒光分光光度計(jì)等對樣品進(jìn)行了分析和表征。結(jié)果表明:得到的ZnWO4藍(lán)色熒光粉均為黑鎢礦純相;水熱產(chǎn)物為類球形小顆粒,經(jīng)700 ℃焙燒后得邊緣清晰的短棒狀結(jié)構(gòu);添加0.5 g PEG-1000且700 ℃焙燒后所得樣品顆粒仍為短棒狀結(jié)構(gòu),但其顆粒尺寸明顯減小。ZnWO4的發(fā)射光譜由一寬發(fā)射帶組成,峰值位于465 nm處;水熱法制備的ZnWO4粉末經(jīng)過焙燒可以提高熒光粉的結(jié)晶度和發(fā)光性能,最佳焙燒溫度為700 ℃;表面活性劑PEG-1000的添加也使得熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度明顯提高,最佳用量為0.8 g。

    • 鎂合金微弧氧化體系中四硼酸鈉的作用機(jī)理研究

      2016, 45(4):918-922.

      摘要 (2072) HTML (153) PDF 454.79 K (2718) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用掃描電鏡、電化學(xué)工作站等分析手段,探討了鎂合金微弧氧化體系中四硼酸鈉添加對膜層組織結(jié)構(gòu)及耐蝕性的影響規(guī)律,分析了四硼酸鈉在鎂合金微弧氧化膜層形成及生長過程中的作用機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn):微弧放電發(fā)生前,(B4O7)2-與Mg離子結(jié)合于陽極表面形成難溶于水的偏硼酸鎂;隨著四硼酸鈉含量的增加,沉積于陽極表面的偏硼酸鎂結(jié)構(gòu)由3g/L時(shí)的顆粒狀逐步過渡到15g/L的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);這些具有高阻抗特性的偏硼酸鎂沉積層的形成為微弧放電過程的進(jìn)行構(gòu)建出了合適的電場條件;微弧放電發(fā)生后,沉積于陽極表面的偏硼酸鎂通過提高等脈寬恒峰值電流條件下的放電電壓而增強(qiáng)了單脈沖的放電強(qiáng)度,進(jìn)而加快了微弧氧化膜層的生長速度。

    • 近β型TLM鈦合金細(xì)徑薄壁管材力學(xué)行為研究

      2016, 45(4):923-927.

      摘要 (1753) HTML (162) PDF 858.82 K (1930) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用冷軋與中間退火獲得近β型TLM鈦合金細(xì)徑薄壁管材,并通過OM、XRD、SEM及拉伸試驗(yàn)對合金與相/組織相關(guān)的力學(xué)行為進(jìn)行研究。結(jié)果表明:冷軋組織由β相和應(yīng)力誘發(fā)馬氏體(SIMα?)組成,表現(xiàn)出強(qiáng)烈的非線性彈性變形行為;單β相的退火組織具有與應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變相關(guān)的“雙屈服”行為。冷軋組織中的SIMα?相及復(fù)雜的變形亞結(jié)構(gòu)與其非線性彈性行為相關(guān),而并沒有給予塑性明顯的貢獻(xiàn)。盡管退火態(tài)組織經(jīng)冷軋后塑性大幅降低,但兩種組織均為韌性斷裂,表明TLM合金較寬的塑性調(diào)控范圍使其具有深度冷變形加工的潛力。

    • 活性炭-CNT/PEG/硫復(fù)合材料的制備與儲(chǔ)鋰性能研究

      2016, 45(4):928-933.

      摘要 (1807) HTML (162) PDF 741.42 K (2009) 評論 (0) 收藏

      摘要:通過密封加熱熔融的方式制備了添加CNT的活性炭/硫鋰離子電池正極活性材料,并對其進(jìn)行PEG包覆復(fù)合改性,制備了C-CNT/S(PEG)正極復(fù)合材料。X射線衍射(XRD)圖譜顯示復(fù)合材料具有較強(qiáng)的非晶結(jié)構(gòu),且單質(zhì)硫分散在碳材料的微孔之中。掃描電鏡(SEM)顯示CNT均勻分散在復(fù)合材料之中,并形成了三維導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。放電比容量測試顯示CNT的加入提高了復(fù)合材料的放電比容量;PEG包覆的復(fù)合改性材料首次放電比容量高達(dá)1371.1mAh/g,循環(huán)50次后放電比容量為662.8mAh/g。說明添加CNT及PEG包覆復(fù)合改性,使活性炭/硫正極材料的電化學(xué)性能顯著提高。

    • 直流磁場對Mg97Y2Cu1合金凝固組織、結(jié)晶織構(gòu)及力學(xué)性能的影響

      2016, 45(4):934-939.

      摘要 (1773) HTML (148) PDF 408.82 K (2035) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文研究了0~1.2T的直流磁場對長周期結(jié)構(gòu)增強(qiáng)Mg97Y2Cu1合金凝固組織、結(jié)晶織構(gòu)及力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明:直流磁場可以細(xì)化合金的初生相,減少α-Mg基體中Y元素的含量。隨著磁場強(qiáng)度的增加, 面織構(gòu)先加強(qiáng)后減弱,其轉(zhuǎn)折點(diǎn)為0.9T, 面織構(gòu)逐漸增強(qiáng);合金的鑄態(tài)抗拉強(qiáng)度和伸長率總體上逐漸提高,當(dāng)磁場強(qiáng)度為0.9T時(shí),合金的綜合力學(xué)性能最好,其抗拉強(qiáng)度和伸長率較無磁場處理的試樣相比分別提高了96.6%和61.1%。

    • Cu基表面機(jī)械合金化制備W顆粒增強(qiáng)復(fù)合層的研究

      2016, 45(4):940-945.

      摘要 (1646) HTML (151) PDF 380.67 K (1719) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用高能行星球磨機(jī)在純銅基體表面制備了具有一定厚度的W顆粒增強(qiáng)復(fù)合層。采用SEM、EDS、XRD和顯微硬度測試等分析測試技術(shù)分析了不同球磨時(shí)間下得到的復(fù)合層的沉積過程及復(fù)合層的顯微組織及力學(xué)性能,并對復(fù)合層的形成機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)果表明,顆粒增強(qiáng)復(fù)合層的厚度在一定球磨時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大值,之后不再隨著球磨時(shí)間的增加而增加。然而適當(dāng)延長球磨時(shí)間能改善復(fù)合層內(nèi)增強(qiáng)顆粒和基體間的結(jié)合強(qiáng)度,并在一定程度上改善W層的致密度。

    • 含石墨烯IrO2-Ta2O5涂層鈦陽極性能改進(jìn)研究

      2016, 45(4):946-951.

      摘要 (1920) HTML (158) PDF 567.17 K (2703) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用熱分解的方法制備了不同含量石墨烯(graphene)的IrO2-Ta2O5涂層鈦陽極(Ti/IrO2-Ta2O5-G),并運(yùn)用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、能譜儀(EDX)等分析手段和循環(huán)伏安(CV)、陽極極化及電化學(xué)阻抗譜(EIS)等測試方法對陽極的微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明:Ti/IrO2-Ta2O5-G陽極表面凹凸不平,裂紋細(xì)而小,為析氧反應(yīng)提供了更多的活性中心,電化學(xué)活性表面積增大,析氧電催化活性增強(qiáng);加有不同量石墨烯的Ti/IrO2-Ta2O5-G陽極的電化學(xué)性能有一定差別,其中加入0.4 g稬-1石墨烯陽極的電化學(xué)性能提高最明顯。

    • 鋁合金表面抗腐蝕薄膜的制備及性能研究

      2016, 45(4):952-956.

      摘要 (1892) HTML (138) PDF 477.83 K (2368) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文采用分子自組裝法在鋁合金表面制備了3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)膜、KH550/氧化石墨烯(GO)復(fù)合薄膜。借助掃描電子顯微鏡(SEM)、拉曼光譜儀(Raman)和傅立葉紅外光譜儀(FTIR)表征了樣品表面形貌和微結(jié)構(gòu),通過電化學(xué)工作站測試了樣品腐蝕電位和腐蝕電流密度。結(jié)果表明KH550的氨基(-NH2)與GO的羧基(-COOH)發(fā)生縮合反應(yīng),使KH550與GO成功接枝。KH550硅烷膜和KH550/GO復(fù)合薄膜與鋁合金發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),生成了Si-O-Al鍵,增加了薄膜粘附力;同時(shí)兩種薄膜均有效提高了鋁合金抗腐蝕性。

    • 鐵基非晶態(tài)合金涂層表面耐磨損及耐腐蝕性能研究

      2016, 45(4):957-962.

      摘要 (2002) HTML (160) PDF 318.47 K (2289) 評論 (0) 收藏

      摘要:鐵基非晶態(tài)合金憑借優(yōu)異的耐磨和耐腐蝕性能在石油、煤電、鋼鐵和船舶等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文利用超音速火焰噴涂工藝在316不銹鋼基體上制備鐵基非晶態(tài)合金涂層,研究了涂層的磨削性能、涂層磨削表面的耐磨性能和耐腐蝕性能。研究結(jié)果表明三個(gè)磨削參數(shù)中,磨削深度對涂層表面的表面粗糙度及耐腐蝕性能影響最大,進(jìn)給速度次之;而進(jìn)給速度對涂層表面耐磨性能影響最大,磨削深度次之;磨削速度對涂層表面的表面粗糙度、耐磨性能和耐腐蝕性能影響較小。最后,根據(jù)不同的涂層性能要求對磨削參數(shù)組合進(jìn)行優(yōu)化。

    • DCP法W/ZrC金屬陶瓷組成結(jié)構(gòu)的高溫演變研究

      2016, 45(4):963-967.

      摘要 (1717) HTML (152) PDF 476.64 K (1764) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用置換填充工藝制備了W/ZrC金屬陶瓷,研究了其在不同超高溫溫度環(huán)境中的組成結(jié)構(gòu)演變規(guī)律。結(jié)果表明:隨著熱處理溫度的升高,材料的質(zhì)量損失率先增大后減小,在2200 ℃時(shí)有最大值2.05 wt.%,而孔隙率則不斷增大,在2600 ℃時(shí)達(dá)到9.29 vol.%。在材料表面,殘留Cu最先熔化揮發(fā)流失,其次殘留Zr,在2600 ℃時(shí)部分ZrC也分解流失。在材料內(nèi)部,1800 ℃時(shí)未反應(yīng)完的WC相消失,2200 ℃時(shí)殘留Zr-Cu合金相和W2C相消失,2600 ℃時(shí)僅剩下W相和ZrC相,且隨著熱處理溫度的升高,W原子向ZrC基體中的擴(kuò)散增多,導(dǎo)致ZrC點(diǎn)陣常數(shù)逐漸減小,W相由顆粒狀變?yōu)闊o規(guī)則的長條狀,其顆粒數(shù)量和體積含量明顯減少,并形成了大量閉孔。Zr-Cu合金的流失和W原子的擴(kuò)散是引起W/ZrC金屬陶瓷在超高溫環(huán)境中組織結(jié)構(gòu)變化的重要原因。

    • 過量Mg、Si元素對6101電工導(dǎo)線性能影響及機(jī)制探究

      2016, 45(4):968-974.

      摘要 (1934) HTML (154) PDF 467.01 K (1970) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文通過電導(dǎo)率測試、拉伸試驗(yàn)、XRD、顯微組織分析的方法研究了過量Mg、Si元素對6101鋁合金導(dǎo)線強(qiáng)度及導(dǎo)電率的影響。結(jié)果表明: Mg過量超過0.15%的6101合金時(shí)效后,由于Mg在Al基體中有很大的固溶極限,大量的過剩Mg依然存在于基體中,在增加基體畸變程度的同時(shí)還會(huì)降低強(qiáng)化相在基體中的溶解度,使強(qiáng)化相容易從基體中析出并長大粗化,對合金時(shí)效強(qiáng)化的效果和導(dǎo)電率有不利的影響;Si過量0.13%、0.05%的6101合金時(shí)效后,過剩Si原子會(huì)從基體中析出,減小基體的晶格畸變,有利于導(dǎo)電性能的提高;過剩Si的存在可促進(jìn)β″相的析出,增強(qiáng)合金時(shí)效強(qiáng)化效果與速率,且Si過量0.13%合金效果強(qiáng)于Si過量0.05%合金。

    • 鎳基高溫合金中的初生碳化物及其強(qiáng)化作用

      2016, 45(4):975-978.

      摘要 (2057) HTML (154) PDF 493.16 K (2548) 評論 (0) 收藏

      摘要:對K465和K492合金進(jìn)行室溫拉伸、高周疲勞和差熱分析實(shí)驗(yàn),采用掃描電鏡和透射電鏡,觀察和分析鑄態(tài)下K465和K492合金中初生碳化物的形態(tài)、類型及分布,研究鑄態(tài)K465和K492合金組織中初生碳化物對合金強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明,在K465合金中形成MC型初生碳化物,呈骨架狀,對合金室溫強(qiáng)度有利;在K492合金中形成MC型初生碳化物,呈彌散顆粒狀分布。當(dāng)這種初生碳化物顆粒尺寸較大時(shí),降低合金的高周疲勞強(qiáng)度;當(dāng)這種初生碳化物顆粒尺寸較小時(shí),提高合金的高周疲勞強(qiáng)度。

    • 1235超薄雙零鋁箔坯料中Al-Fe-Si第二相粒子在軋制過程中演化行為研究

      2016, 45(4):979-981.

      摘要 (1801) HTML (144) PDF 490.44 K (1899) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用TEM觀察了1235超薄雙零鋁箔坯料中Al-Fe-Si第二相粒子在軋制過程中的演化行為。結(jié)果表明,隨著軋制過程的進(jìn)行,塊狀第二相粒子在軋制剪應(yīng)力的作用下被拉長,同時(shí)在拉長的塊狀第二相粒子周圍富集了許多從基體上脫落的球形小顆粒第二相粒子。導(dǎo)致第二相顆粒、溶解球化的主要原因是擴(kuò)散引起的,高密度的位錯(cuò)及空位等晶體缺陷是第二相粒子回溶的主要通道。

    • 700℃超超臨界鍋爐管用617B合金時(shí)效組織演變

      2016, 45(4):982-989.

      摘要 (2167) HTML (160) PDF 963.29 K (1833) 評論 (0) 收藏

      摘要:電站用合金的高溫長期時(shí)效組織穩(wěn)定性對合金的選材以及電站安全至關(guān)重要,本文詳細(xì)研究了700℃超超臨界鍋爐管用617B合金在720 ℃/10000 h、800 ℃/2000 h和850 ℃/100 h時(shí)效和不同溫度50 h時(shí)效過程中組織穩(wěn)定性及力學(xué)性能變化。研究表明:617B合金在10,000 h長期時(shí)效末期組織穩(wěn)定性較差,γ?相粗化且晶界上有有害相析出;溫度對617B合金的組織穩(wěn)定性影響較大,隨著溫度升高γ?相急劇粗化,晶內(nèi)析出相發(fā)生轉(zhuǎn)變;合金的硬度主要受γ?相析出規(guī)律的影響;720 ℃時(shí)效過程中晶內(nèi)有拉鏈狀析出相,其種類、結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步研究。

    • 復(fù)合添加Si、Nd元素對Mg-11Li-3Al合金組織與力學(xué)性能的影響

      2016, 45(4):990-996.

      摘要 (1998) HTML (144) PDF 592.10 K (2042) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文利用磁懸浮真空高頻感應(yīng)加熱法熔煉高質(zhì)量的鎂鋰合金,通過Si、Nd元素復(fù)合添加來研究其對Mg-11Li-3Al合金組織與力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明:加入Si、Nd元素后,組織中主要生成Mg2Si和Al11Nd3兩種第二相,其中Si的添加能夠促使合金組織中形成篆體形貌的黑色析出物聚集區(qū),而Nd的加入能夠細(xì)化這種黑色棒狀的析出物,并減小晶粒尺寸、潔凈組織。當(dāng)Nd的添加量為1 wt%時(shí)其晶粒細(xì)化的效果最佳。經(jīng)過XRD衍射和EDS能譜分析發(fā)現(xiàn),這種黑色棒狀的析出物為Mg2Si相和Al11Nd3相的結(jié)合體。鑄態(tài)合金的抗拉強(qiáng)度隨著Si含量的增加遞增,最后趨于穩(wěn)定;其塑性并不會(huì)隨某一種或是復(fù)合元素的添加而單調(diào)變化。實(shí)驗(yàn)得到了一種綜合力學(xué)性能最佳的合金Mg-11Li-3Al-1Si-1Nd,其抗拉強(qiáng)度和伸長率分別為212.3 MPa和46.2 %。

    • 活性元素對C/NiAl復(fù)合材料界面潤濕及浸滲組織的影響

      2016, 45(4):997-1002.

      摘要 (1393) HTML (143) PDF 0.00 Byte (1530) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用座滴法研究了真空、1800℃下NiAl在碳、TiC、SiC和ZrC上的潤濕性,并通過鋪展實(shí)驗(yàn)和熔滲實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了NiAl改性C/C復(fù)合材料的活性添加元素及添加量。采用真空熔滲法制備NiAl改性C/C復(fù)合材料,采用X射線衍射和掃描電鏡分析了復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)和滲透機(jī)制。結(jié)果表明,NiAl與碳或SiC的潤濕性較差,與TiC或ZrC的潤濕性很好;添加Ti能改善NiAl和碳的潤濕性,Ti粉含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為15%時(shí),C/C 復(fù)合材料熔滲NiAl的效果最佳,NiAl滲透層的厚度約為0.8~0.9 mm;添加Ti利于C/C復(fù)合材料滲NiAl的主要原因是Ti與C反應(yīng)形成TiC,改善了NiAl在C/C復(fù)合材料中的化學(xué)吸附和物理吸附特性,NiAl通過毛細(xì)管力作用滲入到C/C復(fù)合材料坯體中。

    • 稀土CeO2在6063Al表面Ni基激光熔覆中的作用機(jī)制

      2016, 45(4):1003-1007.

      摘要 (1359) HTML (166) PDF 0.00 Byte (1187) 評論 (0) 收藏

      摘要:摘 要: 利用激光熔覆技術(shù),在6063Al表面制備了添加稀土CeO2的Ni60合金熔覆層,并通過金相顯微鏡、XRD、SEM和EDS等設(shè)備進(jìn)行測試分析,研究稀土CeO2對6063Al表面激光熔覆Ni基熔覆層組織、相結(jié)構(gòu)、成分等微觀結(jié)構(gòu)的影響,探討稀土氧化物CeO2的作用效果和機(jī)制。結(jié)果表明:加入5% CeO2可有效地減少Ni60熔覆層中的裂紋、孔洞,使熔覆層具有較好的組織形貌;5% CeO2 Ni60熔覆層和未加CeO2的Ni60熔覆層主要相結(jié)構(gòu)均為β-NiAl(Cr)和少量的NiAl3、Ni3Al、Al等,添加稀土后β-NiAl相的(110)、(200)、(211) 衍射峰和Al峰的強(qiáng)度有明顯降低,且有明顯的NiAl3相的峰;相比于未添加CeO2的Ni60熔覆層,添加CeO2后的熔覆層元素分布較為均勻,稀釋率降低;加入5% CeO2可使Ni60熔覆層的表層孔隙率大幅降低,細(xì)化作用明顯,晶粒分布較彌散,但對熔覆層底部微觀組織的改善作用不明顯。

    • LaMg2Ni2.7Co2.1Mn2.7Cu1.5 滴涂TiO2復(fù)合電極的制備及電化學(xué)性能

      2016, 45(4):1008-1011.

      摘要 (1446) HTML (160) PDF 726.62 K (1420) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用共沉淀還原擴(kuò)散法制備AB3型儲(chǔ)氫合金LaMg2Ni2.7Co2.1Mn2.7Cu1.5,水熱法制備TiO2光催化劑粉體,表面滴涂法制備TiO2/LaMg2Ni2.7Co2.1Mn2.7Cu1.5光催化劑復(fù)合電極,并用XRD對合金和光催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,在電池測試儀上對復(fù)合電極在有、無光照條件下的電化學(xué)性能進(jìn)行測試。結(jié)果表明,在無光照條件下復(fù)合電極的活化性能和最大放電容量較原合金電極性能有所下降,合金充放電的循環(huán)穩(wěn)定性能有提高。光照條件下,表面滴涂20%的TiO2復(fù)合電極的電化學(xué)性能比無光照時(shí)大幅提高,且最大放電容量比未涂覆的原合金電極提高25 mA?h?g-1。說明TiO2光催化劑通過表面滴涂方式對儲(chǔ)氫合金修飾效果較好。

    • 具備Al2O3原位合成特性的WC復(fù)合粉末設(shè)計(jì)與涂層

      2016, 45(4):1012-1017.

      摘要 (1316) HTML (156) PDF 0.00 Byte (2106) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用球磨法將Al粉添加到亞微米結(jié)構(gòu)WC-12Co粉末中,設(shè)計(jì)并制備了具有Al2O3原位合成特性的納米結(jié)構(gòu)WC-Co-Al粉末。XRD分析顯示球磨10h、30h和50h后的粉末中WC平均晶粒尺寸為93.1nm、39.0nm和44.8nm。超音速火焰(HVOF)噴涂時(shí),WC-Co-Al粉末比球磨前WC-12Co粉末扁平化更好,涂層孔隙率為0.57%,比WC-12Co涂層(1.62%)更低。粉末中的Al元素與氧氣反應(yīng)原位生成了Al2O3硬質(zhì)陶瓷顆粒,有效抑制了WC的氧化脫碳。WC-Co-Al涂層顯微硬度為1298?3HV0.1,比WC-12Co涂層高出約36%,這得益于Al2O3顆粒的增強(qiáng)效應(yīng),WC晶粒納米化和孔隙率降低。

    • 氣霧化過共晶Al-Si合金粉末的形貌、組織和結(jié)構(gòu)

      2016, 45(4):1018-1023.

      摘要 (1460) HTML (160) PDF 0.00 Byte (1580) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用掃描電鏡、差熱分析儀和X射線衍射儀分析粒度對氣霧化過共晶Al-Si合金粉末形貌、組織和結(jié)構(gòu)的影響,并計(jì)算粉末的過冷度和冷卻速度。結(jié)果表明:粉末形貌規(guī)則性隨粒度減小而得到改善,但Si相分布均勻性降低;同時(shí),初晶Si相尺寸逐漸減小,形貌由不規(guī)則狀轉(zhuǎn)為塊狀;共晶Si相由不均勻針狀轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)狀。隨粒度減小,Al基體衍射峰發(fā)生寬化和偏移,同時(shí)熱效應(yīng)前移。過冷度和冷卻速度隨粒度減小而增大,這是導(dǎo)致粉末間組織和結(jié)構(gòu)差異的根本原因。

    • Zr元素對Cu-4Ti合金調(diào)幅分解與非連續(xù)沉淀的影響

      2016, 45(4):1024-1029.

      摘要 (1287) HTML (142) PDF 0.00 Byte (1445) 評論 (0) 收藏

      摘要:Cu-Ti合金熱處理過程中發(fā)生調(diào)幅分解而產(chǎn)生強(qiáng)烈的時(shí)效強(qiáng)化效應(yīng),獲得較高的強(qiáng)度與硬度,但Cu-Ti合金極易過時(shí)效而使強(qiáng)度與硬度下降,需要添加改性元素。本文研究了Zr元素對Cu-4Ti合金調(diào)幅分解與非連續(xù)沉淀的影響,使用光學(xué)顯微及透射電鏡表征了合金固溶及熱處理過程的微觀組織,分析了Zr元素對調(diào)幅分解與非連續(xù)沉淀組織形貌的影響。通過力學(xué)及電學(xué)性能的變化,分析了Zr元素對合金性能的影響。結(jié)果表明:Zr元素阻礙Ti原子的擴(kuò)散,能顯著延緩Cu-4Ti合金調(diào)幅分解的過程,抑制非連續(xù)沉淀的發(fā)生,提高Cu-4Ti-0.1Zr合金在峰值時(shí)效(450℃?h)時(shí)的綜合性能,對電導(dǎo)率的影響小,其抗拉強(qiáng)度為1155MPa,維氏硬度為330,電導(dǎo)率是15.4 IACS%。

    • 紅色熒光粉Ca3Y2Si3O12:Eu3 的制備及發(fā)光特性

      2016, 45(4):1030-1034.

      摘要 (1317) HTML (152) PDF 0.00 Byte (1354) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用高溫固相法合成了紅色熒光粉Ca3Y2Si3O12:Eu3 。研究了Eu3 離子摻雜濃度、助熔劑及Gd3 共摻雜對熒光粉發(fā)光特性的影響。XRD檢測結(jié)果顯示:合成的熒光粉主晶相為Ca3Y2Si3O12,為單斜晶系。熒光光譜分析表明:硅酸鹽熒光粉Ca3Y2Si3O12:Eu3 發(fā)射光譜包含兩個(gè)主發(fā)射峰,峰值分別位于590nm和614nm,歸屬于Eu3 離子從5D0→7F1和7F2的特征躍遷。用614nm最強(qiáng)峰監(jiān)測,得到激發(fā)光譜為一多峰寬帶(200-500nm)。改變Eu3 離子摻雜濃度發(fā)現(xiàn):隨著摻雜量增加,熒光粉發(fā)光強(qiáng)度先增加后降低,最佳摻雜量為20mol%;討論了幾種助熔劑的影響: NaCl、CaF2作為助熔劑,對熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度影響不大,H3BO3作為助熔劑降低熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度,而NH4F能顯著提高熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度;Gd3 可以作為一種很好的共激活劑,敏化Eu3 離子發(fā)光。

    • 含鉺鋁合金顯微組織對疲勞裂紋擴(kuò)展的影響

      2016, 45(4):1035-1039.

      摘要 (1520) HTML (150) PDF 0.00 Byte (1625) 評論 (0) 收藏

      摘要:對含鉺鋁合金板材進(jìn)行了不同的熱處理工藝,分析了各板材的顯微組織結(jié)構(gòu)對疲勞裂紋擴(kuò)展和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:晶粒越細(xì)長,板材的疲勞裂紋擴(kuò)展速率越快;且隨著疲勞裂紋擴(kuò)展速率的降低,裂紋寬度增加且裂紋路徑曲折;稀土元素Er 的加入,在合金中形成Al3(Er,Zr)第二相粒子,其強(qiáng)烈地釘扎位錯(cuò),阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),以減少位錯(cuò)在晶界處的聚集產(chǎn)生的應(yīng)力集中,降低板材的疲勞裂紋擴(kuò)展速率。

    • 固溶溫度對Al-11.7Zn-2.2Mg-2.0Cu-0.12Zr鋁合金組織及性能的影響

      2016, 45(4):1040-1044.

      摘要 (1346) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1395) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用拉伸試驗(yàn)機(jī)、金相顯微鏡、XRD、SEM以及EMPA等手段對合金總含量超過15 wt.%的新型超高強(qiáng)鋁合金不同固溶溫度處理后的組織與性能變化規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:晶內(nèi)的固溶度隨溫度升高逐漸增加,在474℃時(shí)基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),此時(shí),約有99 wt.%的Zn、Mg以及75 wt.%的Cu溶入晶內(nèi),其余的合金元素富集在晶界第二相內(nèi),此時(shí)第二相主要由含Cu的T相構(gòu)成;合金最佳固溶溫度為474℃,此時(shí)合金的抗拉強(qiáng)度為688 MPa、延伸率為8 %;溫度為476℃時(shí),合金局部區(qū)域出現(xiàn)輕微過燒,導(dǎo)致延伸率迅速降低;斷口分析顯示,隨固溶溫度的提高,再結(jié)晶程度增加,晶界第二相數(shù)量減少,合金的拉伸斷口由較低溫度時(shí)的沿晶+穿晶混合斷口轉(zhuǎn)變?yōu)檩^高溫度時(shí)的沿晶斷口為主。

    • Mg17 Al12、Al2Ca、Al2Nd、Al2Er金屬間化合物穩(wěn)定性與電子結(jié)構(gòu)的第一性原理研究

      2016, 45(4):1045-1050.

      摘要 (1373) HTML (154) PDF 0.00 Byte (1606) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用基于密度泛函理論的Castep程序軟件包,優(yōu)化了Mg17Al12、Al2Nd、Al2Er及Al2Ca相晶胞結(jié)構(gòu),計(jì)算了化合物的形成熱、結(jié)合能和態(tài)密度等,分析了化合物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與其電子結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系。結(jié)果表明:四種化合物的形成熱和結(jié)合能均為負(fù)值,且化合物的合金化能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)弱順序依次為Al2Er、Al2Nd、Al2Ca、Mg17Al12。態(tài)密度結(jié)果表明: Al2Er和Al2Nd具有較強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要原因是(1)在費(fèi)米面低能級區(qū)Al(3p)軌道分別與Nd(4f)、(5d)和 Er(4f)、(5d)軌道價(jià)電子發(fā)生強(qiáng)烈雜化作用;(2)Al2Nd和Al2Er成鍵電子數(shù)較多;(3)這兩種化合物的電子參與成鍵能力較大。電荷密度結(jié)果表明:Mg17Al12、Al2Ca、Al2Nd、Al2Er中均存在金屬鍵、離子鍵、共價(jià)鍵,四種化合物中Al2Er、Al2Nd共價(jià)鍵較強(qiáng),Al2Ca離子鍵最強(qiáng),Mg17Al12中以較強(qiáng)的金屬鍵為主。

    • 一種新型鈮合金的高溫變形行為研究

      2016, 45(4):1051-1054.

      摘要 (1270) HTML (151) PDF 0.00 Byte (1545) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了研究一種新型鈮合金的鍛造性能,利用Gleeble-3500試驗(yàn)機(jī)對該材料在1000~1200℃下的熱變形行為進(jìn)行了熱壓縮模擬。結(jié)果表明:合金的流變應(yīng)力大小對變形溫度和應(yīng)變速率非常敏感,流變應(yīng)力隨變形溫度升高而降低,隨應(yīng)變速率提高而增大;合金的高溫變形遵行冪函數(shù)方程,應(yīng)力指數(shù)n約為12.03,相應(yīng)的激活能Q為577.63KJ/mol,并回歸出了反映鍛造熱力學(xué)參數(shù)對材料成形性能影響的本構(gòu)方程。

    • Mg-6Al-5Zn-xCa(x=4,5,6,7)-5Gd合金的顯微組織和力學(xué)性能

      2016, 45(4):1055-1060.

      摘要 (1152) HTML (144) PDF 0.00 Byte (1161) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文研究了不同高含Ca量的Mg-6Al-5Zn-xCa(x=4,5,6,7)-5Gd合金鑄態(tài)以及熱處理后的顯微組織和力學(xué)性能。結(jié)果表明,鑄態(tài)時(shí),隨著含Ca量的增加,連續(xù)分布于晶界處的第二相β-Mg25(Al, Zn)37.5逐漸變細(xì),呈顆粒狀的Al2Gd相和塊狀的CaZn5相部分溶解,以更加圓潤的小顆粒狀相和小塊狀相分布在組織中,其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度先升高后降低,伸長率下降;固溶處理后,大部分β-Mg25(Al, Zn)37.5相逐漸溶入合金基體中,合金的強(qiáng)度和伸長率均顯著增加,隨著含Ca量的增加,固溶組織中分布更多的顆粒狀相和塊狀相,其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度先升高后降低,伸長率變化不大;固溶+時(shí)效處理后,產(chǎn)生時(shí)效強(qiáng)化,時(shí)效12h后合金硬度達(dá)到峰值,隨時(shí)效時(shí)間延長,硬度稍有降低,然后趨于平緩,說明合金有較優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。斷口分析表明,隨著含Ca量的增加和熱處理方式的不同,合金的斷裂機(jī)制有從脆性斷裂向韌性斷裂轉(zhuǎn)變的趨勢。當(dāng)含Ca量為6wt%時(shí),合金鑄態(tài)斷口形貌中有明顯韌窩存在,熱處理后,其斷口形貌中韌窩數(shù)量增多,大小一致,分布趨于均勻。實(shí)驗(yàn)合金以Mg-6Al-5Zn-6Ca-5Gd合金經(jīng)390℃/8h固溶+200℃/12h時(shí)效處理后的力學(xué)性能最佳。

    • Ti-35Nb-7Zr-10CPP生物復(fù)合材料的微觀組織演變與力學(xué)性能研究

      2016, 45(4):1061-1066.

      摘要 (1375) HTML (173) PDF 0.00 Byte (1223) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備了Ti-35Nb-7Zr-10CPP生物復(fù)合材料,研究了不同燒結(jié)溫度(950-1150 ℃)對復(fù)合材料致密度、微觀組織演變與力學(xué)性能的影響及機(jī)理。結(jié)果表明,復(fù)合材料主要由β-Ti相基體、少量殘留α-Ti相及CaTiO3、Ti2O、CaO、CaZrO3、TixPy等金屬-陶瓷相組成;隨著燒結(jié)溫度升高,復(fù)合材料中殘留α-Ti相逐漸減少,而金屬-陶瓷相逐漸增多;復(fù)合材料的壓縮彈性模量與抗壓強(qiáng)度隨燒結(jié)溫度升高呈增大趨勢,但是當(dāng)燒結(jié)溫度超過1050 ℃時(shí),由于金屬與陶瓷的劇烈反應(yīng)導(dǎo)致金屬-陶瓷相迅速增多,從而使得壓縮彈性模量值快速增大。因此,當(dāng)燒結(jié)溫度在1000-1050 ℃范圍時(shí),復(fù)合材料獲得了較好的綜合力學(xué)性能,其壓縮彈性模量為42-45 GPa、抗壓強(qiáng)度為1240-1330 MPa;同時(shí),在模擬人工體液中浸泡7天后,復(fù)合材料表面能夠獲得一層致密的類骨磷灰石層,顯示了良好的生物活性。

    • 不同殼層厚度Au@SiO2的表面增強(qiáng)拉曼效應(yīng)

      2016, 45(4):1067-1071.

      摘要 (1429) HTML (142) PDF 0.00 Byte (1512) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文通過電偶置換反應(yīng)制備了尺寸在30~35nm的結(jié)晶性良好的Au納米顆粒,并成功在其表面包覆了不同厚度的SiO2殼層,利用TEM、HRTEM和UV-Vis對樣品的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征,并以羅丹明6G(R6G)為探針分子,對Au@SiO2復(fù)合粒子的表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)效應(yīng)進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示,相對于Au納米顆粒,Au@SiO2復(fù)合粒子顯著提高了拉曼信號的質(zhì)量和檢測的靈敏度,且SiO2殼層厚度對其SRES效應(yīng)影響顯著,殼層厚度為2nm的復(fù)合粒子對R6G分子的檢測極限可達(dá)10-7mol/L。

    • SiC顆粒表面Mo涂層的制備與分析

      2016, 45(4):1072-1077.

      摘要 (1309) HTML (162) PDF 0.00 Byte (1208) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用磁控濺射法在碳化硅(SiC)顆粒表面成功制備了金屬鉬(Mo)涂層,分析了Mo涂層的成分和形貌;為了改善初始涂層成分和形貌,對鍍Mo改性SiC復(fù)合粉體進(jìn)行了不同工藝的結(jié)晶化熱處理,重點(diǎn)研究了熱處理對SiC顆粒表面Mo涂層形貌和成分的影響。結(jié)果表明,磁控濺射法能夠在SiC顆粒表面沉積Mo涂層,隨磁控濺射時(shí)間的延長,SiC顆粒表面Mo涂層的粗糙度增大,但磁控濺射后SiC顆粒表面Mo涂層為非晶態(tài)。熱處理能夠有效改善SiC顆粒表面Mo涂層的成分、形貌及結(jié)晶狀態(tài),在600℃——1200℃之間結(jié)晶化熱處理過程中,隨熱處理溫度的升高,SiC顆粒表面Mo涂層形貌主要經(jīng)歷了以下四個(gè)階段變化:涂層初步致密化——Mo的結(jié)晶致密化——Mo涂層顆粒的聚集長大——Mo與SiC之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng);相應(yīng)的Mo原子的存在狀態(tài)也經(jīng)歷了如下變化:非晶態(tài)的Mo原子——結(jié)晶Mo原子——二鉬化碳和硅化鉬。其中800℃——900℃之間為最佳熱處理溫度,此時(shí)Mo涂層致密均勻包覆完整。SiC表面連續(xù)均勻致密的Mo涂層,有利于改善SiC顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料中基體與增強(qiáng)體之間的界面結(jié)合并控制不利界面反應(yīng),有利于復(fù)合材料綜合性能的提高,必將擴(kuò)大SiC顆粒作為增強(qiáng)體的應(yīng)用范圍。

    • TC6鈦合金動(dòng)態(tài)壓縮變形中“應(yīng)力塌陷”的形成原因

      2016, 45(4):1078-1081.

      摘要 (1476) HTML (145) PDF 527.09 K (1673) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用分離式Hopkinson Bar技術(shù)和一種新型的中斷動(dòng)態(tài)試驗(yàn)方法對TC6鈦合金進(jìn)行了動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn),通過光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡分析了TC6鈦合金變形到不同應(yīng)變量時(shí)所產(chǎn)生絕熱剪切帶的微觀形貌,通過與宏觀力學(xué)響應(yīng)相對應(yīng),研究了TC6鈦合金在動(dòng)態(tài)壓縮變形中,絕熱剪切帶的形成過程及造成應(yīng)力快速下降的原因。結(jié)果表明:在高應(yīng)變率下,材料絕熱剪切帶的形成是一個(gè)由萌生、擴(kuò)展、完全發(fā)展組成的過程;在應(yīng)變率為2.5×103s-1的動(dòng)態(tài)壓縮過程中,“應(yīng)力塌陷”現(xiàn)象是由于材料內(nèi)產(chǎn)生了大于一定尺寸的微裂紋所致。

    • 原位自生TiAl3增強(qiáng)Al基復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)及形成機(jī)理研究

      2016, 45(4):1082-1087.

      摘要 (1271) HTML (167) PDF 0.00 Byte (1546) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用冷噴涂技術(shù)沉積Ti-80Al(wt.%)復(fù)合涂層,通過熱處理獲得了原位自生TiAl3金屬間化合物顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料涂層。采用SEM、EDS和XRD等分析了冷噴涂Ti/Al復(fù)合涂層在不同熱處理溫度下的組織結(jié)構(gòu)演變規(guī)律及Ti、Al粒子間原位擴(kuò)散反應(yīng)過程,并對TiAl3金屬間化合物的形成機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)果表明,冷噴涂Ti/Al復(fù)合涂層組織致密,其相結(jié)構(gòu)與噴涂粉末完全相同,450℃熱處理后涂層局部區(qū)域發(fā)生Ti、Al間的固態(tài)擴(kuò)散反應(yīng),并在Ti、Al粒子界面原位形成TiAl3金屬間化合物,隨著熱處理溫度升高,TiAl3金屬間化合物的含量顯著增加,600℃熱處理后,Ti/Al復(fù)合涂層中的Ti粒子全部轉(zhuǎn)變?yōu)門iAl3金屬間化合物,獲得原位自生TiAl3顆粒增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料.

    • >評述
    • 三元硼化物AlMgB14超硬材料的研究進(jìn)展

      2016, 45(4):1088-1092.

      摘要 (1843) HTML (154) PDF 725.69 K (2794) 評論 (0) 收藏

      摘要:AlMgB14超硬材料具有高硬度、低密度、低摩擦系數(shù)、高熱穩(wěn)定性和良好的熱電性能,可以應(yīng)用于耐磨、切削裝備、微器件和微電子機(jī)械裝置的保護(hù)涂層等領(lǐng)域。我們介紹了目前制備AlMgB14超硬材料的幾種方法,詳細(xì)介紹了我們通過分步反應(yīng)法在常壓條件下合成AlMgB14超硬材料。首先,在手套箱中按一定比例均勻混合Mg粉,Al粉,B粉和不同含量的Ti粉,在850 ℃密閉氬氣條件下燒結(jié)2小時(shí),得到Al和Ti摻雜的MgB2塊體;第二步在真空條件下1050 ℃下燒結(jié)半小時(shí)得到目標(biāo)產(chǎn)物AlMgB14-TiB2。對燒結(jié)后的樣品進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)、超導(dǎo)電性和相組成等分析檢測,結(jié)果顯示AlMgB14晶粒細(xì)小,在晶界處有均勻細(xì)小的TiB2顆粒彌散分布。介紹了AlMgB14塊體和薄膜的研究現(xiàn)狀,論述了AlMgB14超硬材料未來的研究重點(diǎn)。

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