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  • 2017年第46卷第8期文章目次
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    • >材料科學(xué)
    • 基于楊氏模量可控多孔鈦微觀組織和力學(xué)性能的研究

      2017, 46(8):2041-2048.

      摘要 (1686) HTML (172) PDF 0.00 Byte (1310) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:人體植入物的楊氏模量在減少因植入物楊氏模量遠(yuǎn)大于骨組織而帶來(lái)的應(yīng)力屏蔽,提高植入物器件在人體的服役壽命具有十分重要的作用。本文采用一種新型的鈦網(wǎng)層疊燒結(jié)法制備多孔鈦,研究多孔鈦的微觀孔形貌,壓縮變形特點(diǎn)和具有可控性的多孔鈦孔隙率、孔徑大小和孔分布對(duì)多孔鈦微觀組織及力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明:這種方法制備的多孔鈦在微觀結(jié)構(gòu)上具有不同方向有不同的微觀孔形貌,因而使多孔鈦具有異性;軸向壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線表明多孔鈦具有平穩(wěn)、光滑的彈性和塑性變形行為;當(dāng)增加孔隙率,或相同孔隙率下,減小孔名義尺寸,改變孔分布由規(guī)則到錯(cuò)排時(shí),均能降低多孔鈦的彈性模量。因此,通過(guò)調(diào)控多孔鈦的這些結(jié)構(gòu)參數(shù),可使其具有與不同骨組織相匹配的力學(xué)性能和利于骨組織長(zhǎng)入的孔徑尺寸。這種與骨組織適配的力學(xué)性能和孔結(jié)構(gòu),在提高植入物器件的服役壽命具有很大的潛力。

    • 鑄態(tài)Mg-Li-Al-xSi合金微觀組織和力學(xué)性能

      2017, 46(8):2055-2059.

      摘要 (1527) HTML (178) PDF 0.00 Byte (1673) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文通過(guò)真空熔煉爐在氬氣保護(hù)下制備了Mg-9Li-3Al-xSi(x=0,0.1,0.5,1.0 wt%)合金。實(shí)驗(yàn)使用光學(xué)顯微鏡(OM),掃描電子顯微鏡(SEM),力學(xué)性能測(cè)試和X射線衍射(XRD)研究合金的微觀組織和力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:鑄態(tài)Mg-9Li-3Al合金組織中主要由α-Mg、β-Li、Mg17Al12相組成。加入Si后,合金中出現(xiàn)了新相Mg2Si,晶粒得到了明顯細(xì)化;當(dāng)合金中的Si含量過(guò)高時(shí),α-Mg相粗化,且會(huì)在相界處出現(xiàn)塊狀和漢字狀的Mg2Si相。合金的強(qiáng)度隨著Si含量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),合金的延伸率隨著Si含量的增加呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。當(dāng)合金中Si含量為0.1%時(shí),抗拉強(qiáng)度達(dá)到最大值182.5MPa,延伸率為12.1%,相比未添加Si的Mg-9Li-3Al合金,抗拉強(qiáng)度提高了59.6%。

    • Dy對(duì)Pr2Fe17合金微波吸收特性的影響

      2017, 46(8):2060-2064.

      摘要 (1631) HTML (165) PDF 836.85 K (2078) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用電弧熔煉及高能球磨工藝制備出 DyxPr2-xFe17 (x =0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4) 合金微粉,借助XRD、SEM、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀等儀器分別對(duì)合金微粉的結(jié)構(gòu)、形貌、磁性能及其微波吸收性能進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn), 隨著Dy含量的增加,DyxPr2-xFe17微粉的飽和磁化強(qiáng)度降低。DyxPr2-xFe17合金的最小反射峰頻率隨Dy含量的增加往高頻方向移動(dòng),最小反射損耗呈先增大后減小的變化趨勢(shì);其中Dy0.3Pr1.7Fe17合金具有最好的吸波效果,在最佳匹配厚度2.5 mm下,Dy0.3Pr1.7Fe17合金的最小反射損耗在5.04 GHz處達(dá)到-42.38 dB左右,反射損耗小于-10 dB的頻帶寬度達(dá)到了1.20 GHz。

    • 單晶和多重欒晶納米鈀的可見(jiàn)光簡(jiǎn)易合成及其光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)

      2017, 46(8):2065-2069.

      摘要 (1670) HTML (161) PDF 0.00 Byte (1567) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以氯化鈀(PdCl2)為金屬前驅(qū)體,利用簡(jiǎn)易可見(jiàn)光輔助法制備具有單晶和多重孿晶結(jié)構(gòu)的鈀納米顆粒。結(jié)果表明,不同納米結(jié)構(gòu)的形成取決于還原速率的控制。與多重孿晶結(jié)構(gòu)的鈀納米顆粒不同,單晶鈀納米粒子在可見(jiàn)光區(qū)域表現(xiàn)了表面等離子共振吸收峰。納米鈀粒子的電化學(xué)性質(zhì)也采用循環(huán)伏安法進(jìn)行了研究。通過(guò)比較單晶和多重孿晶鈀納米粒子氧化過(guò)程的電化學(xué)參數(shù),表明多重孿晶鈀納米粒子對(duì)乙醇有較好的電催化活性和抗中毒能力。

    • 微量稀土對(duì)Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金力學(xué)性能與腐蝕性能的影響

      2017, 46(8):2070-2075.

      摘要 (1544) HTML (186) PDF 0.00 Byte (1380) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)、顯微硬度和電導(dǎo)率測(cè)試、晶間腐蝕和剝落腐蝕試驗(yàn)、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡等分析方法,研究微量稀土對(duì)7085鋁合金(Al-7.5Zn-1.5Mg-1.4Cu-0.15Zr)力學(xué)性能和腐蝕性能的影響。研究結(jié)果表明,與未添加稀土的合金相比,添加微量稀土使合金組織細(xì)化,時(shí)效后強(qiáng)度、硬度提高,電導(dǎo)率略有降低。同時(shí),合金的耐腐蝕性大大提高,其中抗晶間腐蝕性能由四級(jí)提高為二級(jí)、48 h下的剝落腐蝕性能由EB提高為PA、反映應(yīng)力腐蝕性能的ISSRT值由65%提高到96%。

    • 顯微組織對(duì)一種新型高強(qiáng)β鈦合金力學(xué)性能的影響

      2017, 46(8):2076-2079.

      摘要 (1846) HTML (168) PDF 747.98 K (2175) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文研究了兩種不同顯微組織對(duì)一種新型Ti-Al-Cr-Mo-W系高強(qiáng)、高韌β鈦合金的性能的影響。研究結(jié)果表明,相變點(diǎn)之下固溶時(shí)效處理得到的含有等軸或短棒狀初生α、細(xì)小片層次生α的混合組織的強(qiáng)度超過(guò)1400MPa ,斷裂韌性達(dá)到50.7 Mpa.m1/2.,該性能表明合金與同類高強(qiáng)鈦合金相比具有更優(yōu)異的強(qiáng)-韌性匹配。β區(qū)固溶緩冷處理得到的魏氏組織相比于混合組織具有較低的強(qiáng)度和較高的韌性。

    • Ti/Al固相擴(kuò)散反應(yīng)行為表征及動(dòng)力學(xué)研究

      2017, 46(8):2080-2086.

      摘要 (1798) HTML (173) PDF 611.81 K (2092) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本研究在Ti和Al均過(guò)量時(shí),表征了Ti/Al在520℃~630℃范圍內(nèi)不同時(shí)間下的固相擴(kuò)散反應(yīng)行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)試樣退火46小時(shí)后,Ti/Al界面的反應(yīng)產(chǎn)物為單一相TiAl3,而且TiAl3/Al界面上的TiAl3生長(zhǎng)速度比Ti/TiAl3界面上的TiAl3生長(zhǎng)速度快。此外,本研究建立了TiAl3生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型,Ti/Al擴(kuò)散反應(yīng)激活能為170.1 kJ/mol,動(dòng)力學(xué)指數(shù)為n=0.5,TiAl3生長(zhǎng)隨時(shí)間呈拋物線規(guī)律增長(zhǎng),利用Ti/Al復(fù)合粉末體作為試驗(yàn)材料,證明了所建立的TiAl3生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方程的正確性。

    • 熱處理對(duì)TC21鈦合金顯微組織的影響

      2017, 46(8):2087-2092.

      摘要 (1934) HTML (190) PDF 481.02 K (2192) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:對(duì)TC21鈦合金進(jìn)行雙重固溶+時(shí)效熱處理,研究固溶冷卻速率、溫度對(duì)合金顯微組織的影響。研究表明,初生α相形貌主要受一次高溫固溶溫度控制,高溫固溶冷卻速率對(duì)次生α相含量及長(zhǎng)寬比有顯著的影響。高的固溶冷卻速率可以保留更多的亞穩(wěn)定β相,從而在時(shí)效過(guò)程析出更多細(xì)小的次生α相,導(dǎo)致強(qiáng)度增加,塑性及韌性下降。二次低溫固溶溫度對(duì)合金后續(xù)的時(shí)效響應(yīng)有顯著的影響,高的固溶溫度可以保留更多的β相,促使更多細(xì)小的轉(zhuǎn)變?chǔ)料嘣跁r(shí)效中析出;低的固溶熱處理溫度導(dǎo)致固溶殘余β相相含量減小,時(shí)效敏感性降低。時(shí)效過(guò)程導(dǎo)致殘余β相的分解,特別是大塊亞穩(wěn)定β相區(qū)。

    • 激光熔覆納米La2O3添加鎳基合金涂層的耐磨與顯微組織研究

      2017, 46(8):2092-2096.

      摘要 (1434) HTML (141) PDF 0.00 Byte (1806) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本研究以激光工藝制備了添加納米La2O3初料的鎳基涂層。激光熔覆之前,高能球磨機(jī)充分混合的Ni60A和La2O3粉床預(yù)置于基體30CrMnSiNi2A表面。La偏聚于枝晶間從而限制了二次枝晶的成長(zhǎng)和熟化。顯微組織得到了細(xì)化。由于更高的La富集,涂層上表面顯微組織細(xì)化更為顯著,這一現(xiàn)象的上述解釋得到EPMA結(jié)果佐證。同時(shí)EPMA結(jié)果說(shuō)明Fe稀釋會(huì)造成涂層硬度降低。熔覆涂層經(jīng)過(guò)RE顯微組織細(xì)化和凈化,硬度、耐磨性均相對(duì)基體金屬顯著提升,而涂層中裂紋和孔隙均未出現(xiàn)。Ni60A-La涂層的摩擦系數(shù)曲線COF明顯低于基體和Ni60A涂層,Ni60A-La磨擦體積損失率分別少于基體和Ni60A涂層數(shù)值的1/10和1/5,顯微硬度值是基體4倍。

    • 等離子噴涂TiC/ZrO2復(fù)相涂層的抗燒蝕性能研究

      2017, 46(8):2097-2101.

      摘要 (1417) HTML (177) PDF 0.00 Byte (1795) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)TiC涂層在高溫?zé)g過(guò)程中氧化生成熔融TiO2。當(dāng)溫度高于2000℃時(shí),熔融TiO2的厚度隨之增加,這將進(jìn)一步導(dǎo)致涂層結(jié)合強(qiáng)度降低,本文采用等離子噴涂方法制備了不同ZrO2添加量的TiC/ZrO2復(fù)相涂層,以提高涂層的抗沖刷性能。分別利用XRD、SEM和EDS對(duì)燒蝕前后材料的相結(jié)構(gòu)、微觀形貌和成分進(jìn)行了分析,探討了添加高熔點(diǎn)相ZrO2的復(fù)合涂層的抗燒蝕機(jī)理。結(jié)果表明:TiC/ZrO2復(fù)相涂層展現(xiàn)出更好的抗燒蝕性能,2000℃下的質(zhì)量燒蝕率僅為1.5×10-4 g.cm-2.s-1。燒蝕過(guò)程中產(chǎn)生的ZrO2層可以阻止內(nèi)部TiC的進(jìn)一步氧化,并且可以在一定程度上降低氧乙炔焰對(duì)涂層的產(chǎn)生的剪切力,以提高涂層的康沖刷性能。

    • 擠壓態(tài)ZM61-Sn合金的顯微組織及高溫力學(xué)性能

      2017, 46(8):2102-2107.

      摘要 (1463) HTML (153) PDF 0.00 Byte (1507) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用金相顯微鏡(OM)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和高溫拉伸對(duì)擠壓態(tài)ZM61-xSn(x=2, 4, 8 wt. %)合金的顯微組織,高溫力學(xué)性能和斷裂機(jī)制進(jìn)行了研究。結(jié)果表明添加Sn 元素可有效細(xì)化合金組織且細(xì)化效果隨Sn 含量的增加而增強(qiáng)。擠壓態(tài)ZM61-xSn(x=2, 4, 8 wt. %)合金的平均晶粒尺寸分別為11, 8和4 μm。隨 Sn 含量的增加,合金的力學(xué)性能先升高后降低。 在所有的實(shí)驗(yàn)合金中ZM61-4Sn合金的強(qiáng)度最高,當(dāng)在180 ℃下進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí),其極限抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別為216和173 MPa。合金的延伸率隨Sn 含量的增加而增加,當(dāng)拉伸溫度為300 ℃時(shí),ZM61-xSn(x=2, 4, 8wt. %)合金的延伸率分別為183.8%, 235.8% 和258.6%。ZM61-4Sn合金具有最好的強(qiáng)度和塑性的結(jié)合。試樣最后的斷裂主要由局部縮頸引起以及試樣的主要斷裂機(jī)制為顯微孔洞的聚集。當(dāng)在260和300 ℃下拉伸時(shí),合金發(fā)生了不完全的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。

    • Ti3AlC2材料的反應(yīng)合成及其燒結(jié)行為

      2017, 46(8):2108-2113.

      摘要 (1811) HTML (164) PDF 530.94 K (2171) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以Ti,Al和TiC為原材料,用無(wú)壓煅燒合成法制備三元化合物Ti3AlC2。詳細(xì)討論了煅燒溫度和鋁含量對(duì)多晶Ti3AlC2純度的影響。利用X射線衍射儀、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡和場(chǎng)發(fā)射透射電鏡研究了粉末材料的組織結(jié)構(gòu)、晶粒大小、層板厚度和選區(qū)電子衍射花樣。結(jié)果表明1300℃是合成Ti3AlC2粉末的最佳煅燒溫度,1:1.2:2是Ti/Al/TiC原材料的最佳摩爾比。用熱壓法制備了不同燒結(jié)溫度下的Ti3AlC2塊體試樣,在1300℃熱壓制備的Ti3AlC2塊體的相對(duì)密度可達(dá)99.9%,其維氏硬度和三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度分別為5.7 GPa和630 MPa。通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃面電鏡觀察材料的斷口形貌,進(jìn)一步分析了Ti3AlC2塊體材料的強(qiáng)化機(jī)理。

    • Cu含量對(duì)鈦鎳基非晶復(fù)合材料的組織和力學(xué)性能的影響

      2017, 46(8):2114-2118.

      摘要 (2026) HTML (217) PDF 0.00 Byte (1411) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用銅模吸鑄法成功制備Cu含量不同但直徑相同的TiNi基非晶復(fù)合材料試樣(Ti0.5Ni0.5)100-XCuX,研究Cu含量在(X=0,10,15,20,25,30,35,40)情況下對(duì)TiNi基非晶復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,在銅的含量x=20時(shí),合金斷裂強(qiáng)度和塑性應(yīng)變都很高,此時(shí)合金具有最優(yōu)良的綜合性能。隨著x值的增大,(Ti0.5Ni0.5)100-XCuX合金的非晶形成能力呈現(xiàn)一個(gè)從上升、降低再到上升的波形變化,但總體呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。Cu元素在TiNi基復(fù)合材料中的適量添加(x=25左右時(shí))可以提高Ti基非晶材料的塑性,但添加量較多(x>30)時(shí),既不能提高合金的非晶形成能力又不能提高合金的強(qiáng)度。在x=15時(shí),合金有最高的斷裂強(qiáng)度2440MPa,達(dá)到了1471MPa的較高的屈服強(qiáng)度值,且其產(chǎn)生了17.15%塑性應(yīng)變,在X=25時(shí),合金塑性應(yīng)變有所提高,塑性變形達(dá)到了21.35%。

    • 超高重力場(chǎng)燃燒合成TiB2基陶/304不銹鋼疊層復(fù)合材料

      2017, 46(8):2119-2122.

      摘要 (1923) HTML (163) PDF 589.76 K (1892) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用超高重力場(chǎng)燃燒合成技術(shù),通過(guò)陶瓷和不銹鋼之間的熔化連接與原子互擴(kuò)散,制備出界面具有化學(xué)成分梯度特征的TiB2基陶瓷/1Cr18Ni9Ti不銹鋼復(fù)合材料。因超高重力場(chǎng)燃燒合成工藝具有“爆燃”的特性以及超高重力場(chǎng)所形成的高溫真空環(huán)境,使得不銹鋼表面發(fā)生部分熔化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了陶瓷/不銹鋼的熔化連接。經(jīng)XRD、FESEM 及EDS 分析發(fā)現(xiàn),接頭界面連接良好,并因原子的強(qiáng)烈互擴(kuò)散在界面過(guò)渡區(qū)形成了三維網(wǎng)絡(luò)陶瓷/金屬梯度復(fù)合結(jié)構(gòu)。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn),維氏硬度值與陶瓷基體至不銹鋼基底測(cè)試距離的關(guān)系曲線呈近似拋物特征。同時(shí),復(fù)合材料的界面剪切強(qiáng)度達(dá)到325±25 MPa,其界面斷裂模式是由TiB2片晶沿晶斷裂和Fe-Ni-Cr合金相延性斷裂的混合模式組成。

    • 一種鎳基高溫合金蠕變過(guò)程中碳、硼化物的演變行為及結(jié)構(gòu)表征

      2017, 46(8):2123-2129.

      摘要 (1491) HTML (186) PDF 0.00 Byte (1425) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:C、B作為鎳基高溫合金中常見(jiàn)的晶界強(qiáng)化元素,易與合金中其他元素結(jié)合形成碳化物和硼化物,從而影響高溫合金的力學(xué)性能。本文研究了一種鎳基鑄造高溫合金蠕變過(guò)程中碳化物和硼化物的演變行為,通過(guò)分析不同條件下的蠕變機(jī)理,并對(duì)比分析蠕變前后合金中碳、硼化物的形態(tài)、分布、晶體結(jié)構(gòu),來(lái)研究不同蠕變溫度和應(yīng)力條件對(duì)碳、硼化物析出和演變行為的影響,并揭示碳、硼化物對(duì)鎳基高溫合金不同條件下蠕變性能的影響。

    • 690合金腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展研究

      2017, 46(8):2130-2136.

      摘要 (1524) HTML (167) PDF 0.00 Byte (1494) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:基于DCPD方法測(cè)量了690合金在室溫空氣、325℃空氣和325℃除氧超純水中的疲勞裂紋擴(kuò)展速率。試驗(yàn)結(jié)果采用Priddle模型進(jìn)行擬合分析,得到690合金在三種條件下的疲勞裂紋擴(kuò)展的門檻應(yīng)力強(qiáng)度因子幅值△Kth和失穩(wěn)斷裂應(yīng)力強(qiáng)度因子Kc。結(jié)果表明,高溫水環(huán)境下,疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展加快,這可以用滑移-溶解機(jī)理很好的解釋;高溫下,材料強(qiáng)度下降,△Kth和Kc也下降,高溫加速了材料的疲勞斷裂。SEM斷口形貌表明,空氣中的疲勞斷口均觀察到明顯的滑移臺(tái)階,疲勞破壞形式為穿晶斷裂;高溫水下的疲勞斷口則同時(shí)出現(xiàn)穿晶和沿晶特征,為混合型斷口特征。

    • 基于APT對(duì)鎳基高溫合金納米結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分研究

      2017, 46(8):2137-2143.

      摘要 (1612) HTML (171) PDF 0.00 Byte (1450) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:在鎳基高溫合金的研究中,原子探針層析技術(shù)(APT)可以提供獨(dú)特定量的高質(zhì)量信息,本文采用原子探針設(shè)備LEAP 4000X Si對(duì)鎳基高溫合金的納米結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分進(jìn)行研究,主要包括以下四個(gè)方面的內(nèi)容:γ''相納米結(jié)構(gòu)(形貌、尺寸、數(shù)量密度和體積分?jǐn)?shù))、微量難熔金屬元素相分配(元素原子濃度和分配系數(shù))、γ/γ''共格界面(界面寬度和元素界面偏聚)及原子簇聚和有序化(局部徑向分布函數(shù))。

    • G3合金在高溫高H2S/CO2環(huán)境下臨界點(diǎn)蝕溫度研究

      2017, 46(8):2144-2148.

      摘要 (1406) HTML (168) PDF 0.00 Byte (1485) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用恒電位極化和EIS技術(shù)研究G3合金在高溫高H2S/CO2分壓環(huán)境下的臨界點(diǎn)蝕溫度。結(jié)果表明,利用恒電位極化技術(shù)測(cè)試G3合金在高溫高H2S/CO2分壓環(huán)境下的臨界點(diǎn)蝕溫度為58.5℃,而利用EIS方法測(cè)試得到G3合金在模擬環(huán)境下的臨界點(diǎn)蝕溫度在50-60℃之間,分別利用恒電位極化和EIS方法測(cè)試所得G3合金在模擬環(huán)境下的的臨界點(diǎn)蝕溫度基本一致。

    • 擠壓態(tài)MB350鎂合金的高溫拉伸變形行為

      2017, 46(8):2149-2155.

      摘要 (1512) HTML (164) PDF 0.00 Byte (1353) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究了熱擠壓態(tài)Mg-3Al-3Zn-1Ti-0.6RE鎂合金的高溫拉伸變形行為和微觀組織演變,分析了該合金在溫度為623K-723K,應(yīng)變速率為1x10-4s-1-1x10-2s-1條件下的流變應(yīng)力隨溫度和應(yīng)變速率的變化,歸納了溫度、應(yīng)變速率與流變應(yīng)力的關(guān)系。研究結(jié)果表明:溫度和應(yīng)變速率是影響流變應(yīng)力的主要因素,在變形過(guò)程中,流變應(yīng)力隨變形溫度的升高和應(yīng)變速率的降低而減小。在本實(shí)驗(yàn)條件下,該合金的變形本構(gòu)方程可用雙曲正弦函數(shù) 來(lái)描述,應(yīng)力指數(shù)n=3.286,激活能Q=238kJ/mol,表明該合金的高溫塑性變形機(jī)制主要是位錯(cuò)滑移和攀移。

    • LiN2H3BH3和LiNH2BH3儲(chǔ)氫材料的第一性原理研究

      2017, 46(8):2156-2162.

      摘要 (1561) HTML (179) PDF 0.00 Byte (1343) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文運(yùn)用基于密度泛函理論框架下的第一性原理方法, 研究了儲(chǔ)氫材料LiN2H3BH3的高溫相(簡(jiǎn)稱α-LiHB), 低溫相(簡(jiǎn)稱β-LiHB)和LiNH2BH3(簡(jiǎn)稱LiAB)的晶體結(jié)構(gòu), 能帶結(jié)構(gòu), 態(tài)密度以及化學(xué)鍵性質(zhì). 氫原子解離能的計(jì)算表明與Li+相連的Hδ (N1)在初始析氫階段起主導(dǎo)作用, 低溫β-LiHB較高溫α-LiHB更易于析氫. 然后, 通過(guò)Dmol3計(jì)算的HOMO和LUMO圖表明α-LiHB可能析氫途徑為H-N1…B和H-N2…B, 而β-LiHB 和LiAB僅有H-N1…B途徑. HOMO-LUMO的能隙大小表明LiAB, α-LiHB和β-LiHBH的化學(xué)穩(wěn)定性為: LiAB>α-LiHB>β-LiHB. 以上所有研究都為實(shí)驗(yàn)合成的多相LiHB提供了一定的理論基礎(chǔ).

    • 納米鋁涂層制備及其對(duì)沉積態(tài)鈾薄膜的防護(hù)性能研究

      2017, 46(8):2163-2168.

      摘要 (1684) HTML (155) PDF 737.64 K (1666) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為探索沉積態(tài)貧鈾(DU)薄膜更有效的防護(hù)層新材料與更薄的防護(hù)層制備技術(shù),開(kāi)展了納米Al涂層的磁控濺射制備技術(shù)研究,制備了Al與DU單層、Al/DU/Al三層薄膜樣品并開(kāi)展了納米Al防護(hù)層Al/DU/Al樣品大氣環(huán)境下72h的防氧化性能研究。利用掃描電鏡(SEM)觀察樣品表面形貌,X射線光電子能譜儀(XPS)測(cè)量樣品元素組成與價(jià)態(tài)變化,X射線衍射(XRD)測(cè)量樣品物相組成與變化。結(jié)果表明:厚度大于10nm即可生成連續(xù)的Al涂層,Al涂層晶粒隨著厚度增加呈現(xiàn)長(zhǎng)大的趨勢(shì);30nm厚Al防護(hù)涂層有效阻止了DU薄膜大氣環(huán)境的氧化:72h內(nèi),DU層O含量沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的變化。

    • 標(biāo)準(zhǔn)鹽霧環(huán)境下鈾鈦合金的腐蝕行為研究

      2017, 46(8):2169-2174.

      摘要 (1696) HTML (178) PDF 778.89 K (2007) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用激光共聚焦顯微鏡(LSCM)、掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線光電子能譜(XPS)技術(shù)研究了標(biāo)準(zhǔn)鹽霧環(huán)境下鈾鈦合金的表面腐蝕行為。結(jié)果表明,在標(biāo)準(zhǔn)鹽霧條件下,鈾鈦合金表面發(fā)生不均勻腐蝕,腐蝕程度主要受附著的液膜厚度和暴露時(shí)間影響。鈾鈦合金早期以點(diǎn)蝕為主,液膜越厚腐蝕越嚴(yán)重。隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng),腐蝕加劇,形成局域性的腐蝕,并出現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物的開(kāi)裂。對(duì)鈾鈦合金兩種典型腐蝕區(qū)域U4f譜的深度剖析表明,黑色區(qū)域的物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)為U3O8/UO2+x/UO2/U,而黃色區(qū)域的物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)為UO2 x/UO2/U。

    • 不同GFA鋯基非晶的內(nèi)耗行為

      2017, 46(8):2175-2180.

      摘要 (1745) HTML (163) PDF 0.00 Byte (1309) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:自大塊非晶合金問(wèn)世以來(lái),非晶形成能力(glass forming ability, GFA)一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn),提高GFA,克服非晶合金在尺寸上的限制,以及GFA的表征是研究者努力追求的主要目標(biāo)之一。本文利用內(nèi)耗法研究了五種不同GFA的鋯基非晶(分別為Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5、Zr55Al10Ni5Cu30、Zr45Cu45Ag5Al5、Zr65Al7.5Ni10Cu17.5、Zr57Ti5Al10Cu20Ni8) 的力學(xué)行為,探索了內(nèi)耗與GFA之間的關(guān)系。內(nèi)耗溫度曲線結(jié)果表明,GFA越大,非晶試樣所產(chǎn)生的內(nèi)耗峰值越高,且通過(guò)計(jì)算過(guò)冷液相區(qū)的激活能與從內(nèi)耗的物理意義相聯(lián)系,提出了一個(gè)表征同種體系GFA的新參數(shù)—內(nèi)耗峰峰值。此外根據(jù)內(nèi)耗頻率曲線考察了不同GFA的鋯基非晶的力學(xué)弛豫行為,GFA越大,其在過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)原子失穩(wěn)的數(shù)量越多,力學(xué)弛豫時(shí)間越短。

    • NaAl(NH2)4的熱解過(guò)程研究

      2017, 46(8):2181-2184.

      摘要 (1758) HTML (163) PDF 0.00 Byte (1440) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文旨在研究Al-N-H潛在儲(chǔ)氫體系,通過(guò)NaAl(NH2)4的熱解過(guò)程研究分析該物質(zhì)作為儲(chǔ)氫材料的可行性。首先,實(shí)驗(yàn)通過(guò)NaAlH4與液氨反應(yīng)成功制備出 NaAl(NH2)4,并利用XRD與FT-IR對(duì)其進(jìn)行了表征。其次,通過(guò)熱分析、XRD、FT-IR以及對(duì)制備樣品不同溫度熱處理產(chǎn)物物相分析等方式對(duì)NaAl(NH2)4的熱解過(guò)程進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:NaAl(NH2)4在68℃時(shí)開(kāi)始緩慢發(fā)生分解放出NH3,250℃時(shí)熱解基本完成,共放出約2倍摩爾量的NH3。中間產(chǎn)物NaAl(NH)2為非晶態(tài),并在113.8 ℃左右發(fā)生分解。NaAl(NH2)4中[NH2]? - Al鍵,N-H鍵均為共價(jià)鍵,熱解過(guò)程,[NH2]? -Al鍵先行斷裂從而生成NH3,NaAl(NH2)4最終熱解產(chǎn)物為NaNH2、AlN并伴隨NH3的生成。

    • W合金化對(duì)RuAl抗氧化性能影響的計(jì)算研究

      2017, 46(8):2185-2189.

      摘要 (1353) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1255) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:基于密度泛函理論的第一性原理,建立Al2O3和RuO2晶胞模型,計(jì)算了RuAl合金氧化物Al2O3和RuO2的氧化能,結(jié)果顯示:Al2O3的氧化能為-11.43eV,RuO2的氧化能為-2.28eV,Al2O3比RuO2的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更穩(wěn)定。通過(guò)態(tài)密度、Bander電荷密度等分析,發(fā)現(xiàn)W合金化提高RuAl抗氧化性能的根本原因是:由于W對(duì)O的吸附作用,使W周圍的Al-O和Ru-O成鍵強(qiáng)度降低,Al2O3和RuO2的氧化能減少,從而降低其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。其中,Al2O3結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低更加明顯。同時(shí),W合金化可降低RuAl合金體系基體內(nèi)部的Al2O3結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,阻礙生成內(nèi)氧化過(guò)程的生成條件,減少了垂直于表層界面的Al2O3的形成,促使表層界面的橫向方向上Al2O3氧化層的成長(zhǎng),形成連續(xù)性致密的Al2O3氧化層,提高RuAl抗氧化性。

    • >材料工藝
    • 工藝參數(shù)對(duì)Micro-FAST制備多孔NiTi合金的影響

      2017, 46(8):2190-2196.

      摘要 (1325) HTML (160) PDF 0.00 Byte (1208) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:多孔NiTi合金由于其良好的生物相容性以及獨(dú)特的力學(xué)性能在生物醫(yī)用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文采用Micro-FAST技術(shù)成功制備出多孔NiTi合金,燒結(jié)時(shí)間短,成本低,節(jié)能環(huán)保。研究結(jié)果表明,隨著燒結(jié)溫度的升高,試樣的孔隙度先減小后增加,再略微減小,有害相NiTi2和Ni3Ti減少,趨于形成NiTi單相。當(dāng)燒結(jié)溫度為1100℃時(shí),試樣孔隙分布均勻,隨著燒結(jié)保溫時(shí)間的延長(zhǎng),燒結(jié)試樣孔隙度高達(dá)32.2%,孔徑范圍在100μm左右,符合人體骨組織植入物的要求。

    • 快速熱處理溫度對(duì)納米結(jié)構(gòu)二氧化釩薄膜相變特性的影響

      2017, 46(8):2197-2202.

      摘要 (1580) HTML (160) PDF 0.00 Byte (1519) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用射頻磁控濺射方法在單晶硅基底表面制備了單一相納米結(jié)構(gòu)二氧化釩 (VO2) 薄膜,相變幅度超過(guò)2個(gè)量級(jí),利用快速熱處理設(shè)備對(duì)VO2薄膜進(jìn)行熱處理,研究氮?dú)夥障驴焖贌崽幚頊囟葘?duì)VO2相變特性的影響。通過(guò)x射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、高精度透射電子顯微鏡和四探針測(cè)試儀對(duì)熱處理前后薄膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、表面形貌和電學(xué)相變特性分別進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,快速熱處理狀態(tài)下,溫度為300℃時(shí),VO2薄膜的電阻相變幅度由200倍增加到277倍,但是當(dāng)溫度超過(guò)350℃后,相變性能迅速變差,相變幅度由2個(gè)量級(jí)降低為小于1個(gè)量級(jí),當(dāng)溫度超過(guò)500 ℃時(shí),相變特性消失;溫度升高的過(guò)程中,單斜VO2(011)結(jié)晶結(jié)構(gòu)逐漸消失,薄膜的成分轉(zhuǎn)變?yōu)閂4O7;快速熱處理過(guò)程中薄膜內(nèi)的顆粒尺寸保持不變。研究結(jié)果將有助于增強(qiáng)對(duì)VO2薄膜在溫度差異大、變化速度快環(huán)境中的特性進(jìn)行分析與應(yīng)用。

    • 鋁合金雙絲VP-GTAW增材構(gòu)件組織和性能

      2017, 46(8):2203-2207.

      摘要 (1185) HTML (156) PDF 0.00 Byte (1377) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以Al-6.3Cu+Al-5Mg為填絲材料進(jìn)行鋁合金雙絲VP-GTAW增材制造試驗(yàn)。結(jié)果表明,采用雙絲VP-GTAW制備試樣可提高成形效率,且成形穩(wěn)定;通過(guò)調(diào)節(jié)兩種絲材的送絲速度可以獲得不同主要合金元素含量的Al-Cu-Mg合金,合金組織主要由柱狀晶和等軸枝晶組成,且呈非均勻分布特征,調(diào)節(jié)主要合金元素含量可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁合金試樣性能的控制。原始狀態(tài)下鋁合金試樣的顯微硬度為90-100HV,抗拉、屈服強(qiáng)度分別可達(dá)286MPa和183MPa,但塑性較差,僅為4.5%。

    • 脈沖電流對(duì)再制造毛坯裂紋尖端組織及性能的影響

      2017, 46(8):2208-2213.

      摘要 (1253) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1207) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:裂紋在交變載荷作用下會(huì)不斷擴(kuò)展造成失效,引起災(zāi)難性的破壞。本文以再制造為目標(biāo),利用高能脈沖電流沖擊裝置對(duì)含有單邊裂紋的316奧氏體不銹鋼進(jìn)行脈沖電流處理。采用金相顯微鏡、X-射線衍射儀、電子背散射衍射(EBSD)、透射電子顯微鏡(TEM)等表征手段,研究高密度脈沖電流對(duì)裂紋尖端區(qū)域微觀組織與結(jié)構(gòu)的影響,分析裂紋尖端組織加熱熔化及熱處理時(shí)的組織演變過(guò)程。結(jié)果表明:脈沖電流處理后,裂紋尖端組織發(fā)生了明顯細(xì)化并出現(xiàn)組織梯度,包括柱狀晶區(qū)、再結(jié)晶區(qū)及基體區(qū)。脈沖電流的快速加熱和快速冷卻、高速電子風(fēng)的產(chǎn)生、電致塑性等作用降低了再結(jié)晶或相變時(shí)的熱力學(xué)屏障,提高了形核率,抑制了晶粒長(zhǎng)大過(guò)程,獲得了比原始晶粒尺寸小的再結(jié)晶晶粒,材料的力學(xué)性能得到提高。

    • Ti-Zr-Cu-Ni-Co-Mo釬料的特性及其釬焊γ-TiAl接頭的研究

      2017, 46(8):2214-2219.

      摘要 (1665) HTML (158) PDF 758.25 K (1765) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用SEM、EDS、XRD、TEM、DSC等對(duì)晶態(tài)和快速凝固Ti-25.65Zr-13.3Cu-12.35Ni-3Co-2Mo釬料的顯微組織、熔化特性及相應(yīng)釬焊γ-TiAl接頭的界面顯微組織進(jìn)行了分析,并檢測(cè)了釬焊接頭的抗拉強(qiáng)度。結(jié)果表明:快速凝固Ti-Zr-Cu-Ni-Co-Mo釬料呈非晶態(tài),其熔化區(qū)間比相應(yīng)晶態(tài)的明顯窄,且在γ-TiAl表面具有良好的潤(rùn)濕鋪展性能。晶態(tài)和非晶態(tài)兩種釬料的釬焊接頭均包含界面反應(yīng)層Ⅰ和中心釬焊層Ⅱ;當(dāng)釬焊時(shí)間為10min、釬焊溫度為925℃~1050℃時(shí),隨釬焊溫度的升高,兩種釬料的接頭的抗拉強(qiáng)度均先增大后減小,且非晶釬料釬焊接頭具有更高的抗拉強(qiáng)度。采用非晶釬料經(jīng)1000℃釬焊10min獲得的接頭的抗拉強(qiáng)度最大,為302MPa。

    • 高應(yīng)變速率軋制對(duì)Mg-4Zn合金組織及性能的影響

      2017, 46(8):2220-2226.

      摘要 (1777) HTML (177) PDF 0.00 Byte (1333) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、浸泡質(zhì)量損失和拉伸測(cè)試等手段研究了高應(yīng)變速率軋制對(duì)Mg-4Zn合金微觀組織、力學(xué)性能及耐腐蝕性能的影響。結(jié)果表明:固溶處理后進(jìn)行高應(yīng)變速率軋制,Mg-4Zn合金發(fā)生了均勻的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,平均晶粒尺寸為4 μm,力學(xué)性能明顯改善,抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別為285 MPa、180 MPa和27.4%。固溶態(tài)、軋制態(tài)合金由于第二相含量及尺寸明顯小于鑄態(tài),腐蝕方式為較均勻的絲狀腐蝕,耐蝕性大大提高。Hank’s溶液中浸泡15 d實(shí)驗(yàn)表明,軋制態(tài)耐蝕性最佳,平均腐蝕速率為0.25 mg/cm2?d,約為鑄態(tài)的1/5;其剩余抗拉強(qiáng)度最高為215 MPa,遠(yuǎn)高于鑄態(tài)和固溶態(tài)。

    • 轉(zhuǎn)變?chǔ)聟^(qū)體積分?jǐn)?shù)對(duì)雙態(tài)組織TC4鈦合金動(dòng)態(tài)壓縮性能及其絕熱剪切敏感性的影響規(guī)律

      2017, 46(8):2227-2233.

      摘要 (1608) HTML (159) PDF 464.24 K (1934) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文研究了固溶溫度對(duì)雙態(tài)組織TC4鈦合金中轉(zhuǎn)變?chǔ)聟^(qū)體積分?jǐn)?shù)的影響,并利用分離式霍普金森壓桿,進(jìn)一步研究了轉(zhuǎn)變?chǔ)聟^(qū)體積分?jǐn)?shù)對(duì)雙態(tài)組織TC4鈦合金動(dòng)態(tài)壓縮性能及其絕熱剪切敏感性的影響。結(jié)果表明:隨著固溶溫度的升高,轉(zhuǎn)變?chǔ)聟^(qū)的體積分?jǐn)?shù)隨之增加;在動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)條件下,雙態(tài)組織TC4鈦合金的動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度隨著轉(zhuǎn)變?chǔ)聟^(qū)體積分?jǐn)?shù)的增加,呈現(xiàn)出先升高后降低的規(guī)律,且在轉(zhuǎn)變?chǔ)聟^(qū)體積分?jǐn)?shù)為80.7%時(shí)出現(xiàn)最大值,而塑性應(yīng)變則隨著轉(zhuǎn)變?chǔ)聟^(qū)體積分?jǐn)?shù)的增加,呈現(xiàn)出依次降低的規(guī)律;在強(qiáng)迫剪切實(shí)驗(yàn)條件下,雙態(tài)組織TC4鈦合金的絕熱剪切敏感性隨著轉(zhuǎn)變?chǔ)聟^(qū)體積分?jǐn)?shù)的增加,呈現(xiàn)出先降低后升高的規(guī)律,且在轉(zhuǎn)變?chǔ)聟^(qū)體積分?jǐn)?shù)為80.7%時(shí)出現(xiàn)最低值;且各雙態(tài)組織TC4鈦合金均隨著撞擊桿初速的提高,其絕熱剪切敏感性增加。

    • 鑄造態(tài)鈦合金力學(xué)性能及抗彈性能研究

      2017, 46(8):2234-2239.

      摘要 (1506) HTML (169) PDF 0.00 Byte (1355) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:摘要:以鑄造態(tài)鈦合金β20C、TC4、TA15和TA18為研究對(duì)象,開(kāi)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(yàn)、基于分離式Hopkinson Bar技術(shù)的動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)和室溫條件下的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮和準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)。并對(duì)鑄造態(tài)鈦合金β20C、 TC4、TA15和TA18抗彈性能的影響因素進(jìn)行了對(duì)比與分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn):鑄造態(tài)鈦合金β20C的A3鋼背板具有最小殘余穿深值4.7mm,分別比鑄造態(tài)鈦合金TC4、TA15和TA18低22%、37%和23%,且β20C的質(zhì)量防護(hù)系數(shù)也相應(yīng)有最大值2.61,表明β20C具有最佳抗彈性能;鑄造態(tài)鈦合金β20C的動(dòng)態(tài)壓縮強(qiáng)度、準(zhǔn)靜態(tài)抗壓強(qiáng)度、準(zhǔn)靜態(tài)拉伸屈服強(qiáng)度和準(zhǔn)靜態(tài)抗拉強(qiáng)度值分別達(dá)1578MPa、1474 MPa、1052 MPa和1101MPa,各強(qiáng)度值在四種鈦合金中均是最高的,表明動(dòng)態(tài)強(qiáng)度及準(zhǔn)靜態(tài)強(qiáng)度對(duì)鑄造態(tài)鈦合金的抗彈性能的影響是決定性的;四種鑄造態(tài)鈦合金的沖擊吸收功、動(dòng)態(tài)塑性、臨界斷裂應(yīng)變和斷后伸長(zhǎng)率則與抗彈性能呈現(xiàn)出一定的波動(dòng)關(guān)系,表明沖擊吸收功、動(dòng)態(tài)塑性和準(zhǔn)靜態(tài)塑性對(duì)抗彈性能的影響是非決定性的;鑄造態(tài)鈦合金β20C靶板正面出現(xiàn)了尺寸為10×12mm的開(kāi)坑現(xiàn)象,在四種鑄造態(tài)鈦合金中是最明顯的,同時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的剪切沖塞破環(huán)現(xiàn)象。

    • Ti-6Al-4V鈦合金組織對(duì)其室溫吸氫行為影響的研究

      2017, 46(8):2240-2243.

      摘要 (1552) HTML (179) PDF 0.00 Byte (1576) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文采用電解充氫的方法研究了具有不同組織形貌的Ti-6Al-4V鈦合金的室溫吸氫能力的差異及其形成原因。研究表明,Ti-6Al-4V鈦合金組織形貌不同,其室溫吸氫能力也有明顯的不同。雙態(tài)組織的室溫吸氫能力最弱,而魏氏組織的室溫吸氫能力最強(qiáng)。β相的形貌、數(shù)量、連續(xù)性等組織特征對(duì)其吸氫能力影響很大,而α相的組織特征對(duì)其吸氫能力影響相對(duì)較小。雙態(tài)組織的Ti-6Al-4V鈦合金應(yīng)該具有更好的抗氫脆效果。

    • 高嶺土表面鍍覆Co-P層及其微波吸收性能研究

      2017, 46(8):2244-2248.

      摘要 (1179) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1277) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:選用產(chǎn)于茂名和蘇州的天然高嶺土為原料,通過(guò)前處理和化學(xué)鍍工藝制備了高嶺土復(fù)合物MK/Co-P和SK/Co-P,對(duì)比分析其顯微結(jié)構(gòu)、磁性和微波吸收性能。結(jié)果表明:Co-P鍍層均為單相密排六方結(jié)構(gòu),在MK/Co-P中均勻沉積在高嶺土片層表面,Co和P含量分別為36.62 wt.%和4.41 wt.%。而在SK/Co-P中鍍層對(duì)高嶺土微米級(jí)團(tuán)簇包覆完整,Co和P含量顯著下降。與SK/Co-P相比,MK/Co-P的飽和磁化強(qiáng)度和矯頑力較高,介電常數(shù)和磁導(dǎo)率大幅上升,其匹配厚度在2.0 ~ 3.0 mm的有效吸波頻帶(RL ≤ -20 dB)覆蓋4.7 ~ 8.2 GHz,反射損耗最大值為-27.32 dB,應(yīng)用前景較好。

    • 涂層導(dǎo)體用Ni-5at.%W長(zhǎng)帶制備研究

      2017, 46(8):2249-2253.

      摘要 (1744) HTML (163) PDF 857.03 K (1746) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用壓延輔助雙軸織構(gòu)基板制備路線成功軋制出長(zhǎng)度大于100m、厚度約為66μm的Ni-5at.%W(Ni5W)合金長(zhǎng)帶,從中截取10m長(zhǎng)帶在自制的卷到卷熱處理系統(tǒng)中進(jìn)行再結(jié)晶動(dòng)態(tài)退火處理。XRD織構(gòu)分析顯示,整條長(zhǎng)帶退火前的軋制織構(gòu)含量平均值為63.8%(≤10°),動(dòng)態(tài)退火長(zhǎng)帶面內(nèi)和面外織構(gòu)的半高寬平均值分別為7.2°和6.1°。EBSD分析發(fā)現(xiàn),基帶立方織構(gòu)含量為98.7%(≤10°),小角晶界含量為87.7%(≤10°)。長(zhǎng)帶軋制過(guò)程中變更軋機(jī)時(shí)增加首道次壓下量可以有效改善軋制過(guò)程中帶材斷裂的情況。此工藝可以制備出符合YBCO超導(dǎo)層需求的、具有高立方織構(gòu)含量和均勻性的Ni5W合金長(zhǎng)帶。

    • 超細(xì)結(jié)構(gòu)WC-η涂層的制備及其耐熔鋅腐蝕性能

      2017, 46(8):2254-2259.

      摘要 (1359) HTML (163) PDF 0.00 Byte (1279) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以鎢氧化物、鈷氧化物和炭黑為原料,采用創(chuàng)新的原位反應(yīng)技術(shù)快速合成超細(xì)WC-η復(fù)合粉,在優(yōu)化的工藝條件下制備復(fù)合粉中只含有WC和Co6W6C相,粉末平均粒徑為260nm。復(fù)合粉經(jīng)團(tuán)聚造粒制備得到具有高致密性和良好流動(dòng)性的熱噴涂粉末,以此粉末作為喂料利用超音速火焰噴涂技術(shù)制備得到超細(xì)結(jié)構(gòu)的WC基涂層,其平均顯微硬度達(dá)到(1406±34)HV0.3,孔隙率僅為0.3%。熔融鋅腐蝕結(jié)果表明,制備的超細(xì)結(jié)構(gòu)WC基涂層具有良好的耐熔鋅腐蝕性能,其腐蝕機(jī)制主要是鋅液沿微裂紋擴(kuò)散導(dǎo)致涂層自表層向內(nèi)部出現(xiàn)緩慢的溶解腐蝕,并逐漸形成貫穿性裂紋而引起涂層材料的大塊剝落。

    • 新型鈮基高溫合金熱處理組織性能研究

      2017, 46(8):2260-2265.

      摘要 (2490) HTML (161) PDF 0.00 Byte (1788) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:摘 要:研究了熱處理對(duì)一種HRS定向凝固技術(shù)制備Nb/Nb5Si3原位復(fù)合材料組織和性能的影響。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和電子探針(EPMA)等分析手段對(duì)熱處理過(guò)程中組織演變進(jìn)行了分析:鑄態(tài)合金主要由Nbss、γ-(Nb,Ti)5Si3、β-(Nb,Ti)5Si3以及初生碳化物組成;熱處理后,鑄態(tài)組織中部分β-(Nb,Ti)5Si3向α-(Nb,Ti)5Si3轉(zhuǎn)變以及二次碳化物析出,同時(shí)硅化物相逐漸溶解或破碎成小塊并發(fā)生球化;1150℃時(shí)效可促進(jìn)(Nb,Ti)5Si3向(Ti,Nb)5Si3轉(zhuǎn)變。熱處理后,合金壓縮以及室溫拉伸強(qiáng)度提高,而1000℃拉伸強(qiáng)度變化不明顯;溫度對(duì)斷裂方式有明顯影響,低溫下為脆性解理斷裂,高溫下為韌性斷裂。

    • TC4鈦合金表面激光合金化Ti-Al-Nb涂層的研究

      2017, 46(8):2266-2270.

      摘要 (1658) HTML (164) PDF 824.33 K (1896) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以鈦鋁鈮單質(zhì)元素球磨混合粉末為原料,采用激光合金化技術(shù)在TC4鈦合金表面成功制備出Ti-Al-Nb合金涂層。分析了涂層的物相組成、組織形貌及成分、顯微硬度,并利用YG6球?qū)δ?lái)測(cè)試涂層在干摩擦條件下的摩擦磨損性能。結(jié)果表明:在激光功率P=1.8 kW,掃描速度V=5 mm/s,光斑直徑D=2 mm下制備的涂層整體均勻致密、無(wú)裂紋,與TC4基體呈良好的冶金結(jié)合;涂層組織主要由Ti3Al、AlNb2、α-Ti三種物相組成;Ti-Al-Nb涂層的顯微硬度值沿層深方向呈平緩的梯度分布,平均硬度為597 HV,比TC4基體(360 HV)提高了66%;涂層平均摩擦系數(shù)為0.45,比TC4鈦合金(0.33)降低了27%;涂層的磨損體積為0.044 mm3,耐磨性是鈦合金基體(0.13 mm3)的2.95倍。

    • 粉末冶金制備TNZS基生物材料的組織與彈性模量

      2017, 46(8):2271-2277.

      摘要 (1784) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1466) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用高能球磨48h制備Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn(TNZS)、5wt.%TiO2/TNZS及5wt.%HA/ TNZS混合粉末并進(jìn)行冷壓燒結(jié),研究了三種混合粉末的形貌、物相以及冷壓燒結(jié)后三種TNZS基生物材料的組織、成分、相組成、孔隙特征及彈性模量。高能球磨48h的三種混合粉末都發(fā)生機(jī)械合金化;燒結(jié)后TNZS相組成為α-Ti和β-Ti,TiO2/TNZS相組成為α-Ti、β-Ti、金紅石TiO2和銳鈦礦TiO2,HA/TNZS相組成除α-Ti、β-Ti、HA外,還有Ti2O、CaTiO3、CaO和TixPy新相生成;三者孔隙率分別為2.466%、5.030%和13.027%;三者彈性模量分別為64.00 GPa、103.93 GPa和119.43 GPa。

    • 表面等離子Mo合金化提高Ti-5Zr-3Sn-5Mo-15Nb耐磨性的研究

      2017, 46(8):2278-2282.

      摘要 (1335) HTML (161) PDF 0.00 Byte (1113) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用等離子合金化技術(shù)在Ti-5Zr-3Sn-5Mo-15Nb (TLM)表面制備含鉬改性層,對(duì)改性層組織、成分分布和顯微硬度進(jìn)行分析,并測(cè)量去離子水在滲鉬試樣表面的接觸角,同時(shí)研究在模擬人工體液中改性層的摩擦磨損行為。結(jié)果顯示:所制備的鉬改性層均勻致密,厚度約為12 μm,主要由Mo相組成。與TLM基體相比,滲鉬后試樣表面硬度顯著增加。由于改性后Mo合金層的形成和表面粗糙度增加,使接觸角降低,進(jìn)而提高了表面潤(rùn)濕性。鉬合金化后的TLM具有較低的摩擦系數(shù),耐磨能力較未處理的合金提高約50倍,表現(xiàn)出良好的摩擦磨損性能。

    • 鍍鎳層對(duì)鉭合金微弧氧化層抗熱沖擊性能的影響

      2017, 46(8):2283-2287.

      摘要 (1521) HTML (142) PDF 0.00 Byte (1330) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:在鉭合金微弧氧化陶瓷層表面電鍍鎳,分析了陶瓷層和鍍鎳層的形貌、成分組成及陶瓷層與鍍鎳層的結(jié)合情況,研究了陶瓷層與熔融鎳接觸時(shí)鍍鎳層對(duì)其抗熱沖擊性能的影響。結(jié)果表明:采用微弧氧化技術(shù)在鉭合金表面制備的陶瓷層主要成分為Ta2O5,厚度可達(dá)30~35μm;采用PVD結(jié)合電鍍的方法在陶瓷層表面制備的鎳鍍層厚度為20~30μm,且鍍鎳層表面致密,鍍鎳層與陶瓷層結(jié)合連續(xù)緊密;沒(méi)有鍍鎳層的鉭合金試樣在澆鑄過(guò)程中受到熔融鎳的熱沖擊后表面陶瓷層會(huì)開(kāi)裂失效,導(dǎo)致基體被熔解;有鎳鍍層的鉭合金試樣在受到熔融鎳的熱沖擊后表面陶瓷層連續(xù)完整,鍍鎳層可以有效地防止陶瓷層開(kāi)裂,顯著提高陶瓷層的抗熱沖擊性能。

    • 鎳含量對(duì)Co-8.8Al-9.8W基合金時(shí)效組織演變與γ′相溶解行為的影響

      2017, 46(8):2288-2293.

      摘要 (1105) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1247) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了研究鎳含量對(duì)Co-Al-W基高溫合金時(shí)效組織演變及γ′強(qiáng)化相溶解行為的影響,運(yùn)用SEM、XRD等對(duì)時(shí)效處理后合金的γ′相微觀組織形貌演變、微觀組織結(jié)構(gòu)、γ′相強(qiáng)化相轉(zhuǎn)變溫度和顯微硬度進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,Ni含量增加,γ′相溶解溫度出現(xiàn)不同程度的提高,γ′相的體積分?jǐn)?shù)逐漸增加。但合金固相線溫度和γ′相的形貌保持未發(fā)生明顯變化。當(dāng)Co-8.8Al-9.8W合金中鎳含量達(dá)到25%(at.%)時(shí),γ′強(qiáng)化相的溶解溫度達(dá)到了1100℃。四種合金經(jīng)900℃/50h熱處理后,基體均為典型的γ/γ′兩相組織。合金經(jīng)900℃/100h熱處理后,Ni含量增加,γ′相的體積分?jǐn)?shù)均出現(xiàn)不同程度的降低,且γ′相發(fā)生了明顯的粗化。對(duì)四種合金900 ℃, 50 h 和 100 h的顯微硬度測(cè)量結(jié)果表明,當(dāng)Ni含量由5%升高至15%時(shí),其顯微硬度升高;但Ni含量進(jìn)一步增加,合金的顯微硬度卻降低。隨著合金的時(shí)效處理時(shí)間由50h延長(zhǎng)至100h,導(dǎo)致Co-8.8Al-9.8W基合金的顯微硬度降低。

    • SnO2-Sb2O3-RuO2/Ti電極制備及其性能研究

      2017, 46(8):2294-2299.

      摘要 (1613) HTML (170) PDF 0.00 Byte (1452) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用熱分解法制備了SnO2-Sb2O3-RuO2/Ti電極,并將其用于莧菜紅模擬染料廢水處理。實(shí)驗(yàn)表明電極制備的最佳條件為:燒結(jié)溫度為500℃,涂層數(shù)為6層,n(Sn):n(Sb):n(Ru)=10:1:1。通過(guò)XRD、SEM和CV對(duì)電極表面形貌、表面微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果表明:SnO2-Sb2O3-RuO2/Ti電極表面晶體為四方金紅石結(jié)構(gòu)且晶型單一;表面晶粒細(xì)小平整,晶粒間結(jié)合緊密;具有較好的電催化活性和較長(zhǎng)的強(qiáng)化試驗(yàn)壽命。

    • 含B高導(dǎo)電Al-Si合金顯微組織的觀察與分析

      2017, 46(8):2300-2305.

      摘要 (1328) HTML (147) PDF 0.00 Byte (1328) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:通過(guò)電導(dǎo)率測(cè)量、金相觀察、掃描電鏡分析、透射電鏡分析、X射線衍射分析和電子探針微量分析,研究了B的添加對(duì)鑄造Al-Si合金晶格常數(shù)、晶粒尺寸和導(dǎo)電性能的影響。研究結(jié)果表明:當(dāng)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.02%時(shí),Al基體內(nèi)各雜質(zhì)元素Ti、Cr、Mn、V均以硼化物的形式從Al基體內(nèi)析出,Al基體內(nèi)的晶格畸變程度明顯降低,電導(dǎo)率提高了6.06%;當(dāng)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.02%時(shí),B與Ti作用形成TiB2,TiB2促進(jìn)Al3Ti相的形成,TiB2和Al3Ti共同促進(jìn)晶粒細(xì)化,晶界增多,電子散射幾率增加,同時(shí)過(guò)量的B固溶在Al基體內(nèi),電導(dǎo)率下降了2.55%;當(dāng)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%時(shí),在保證合金的抗拉強(qiáng)度不降低的同時(shí),合金的電導(dǎo)率達(dá)到最好,為33.00%IACS。

    • CeO2對(duì)鋁合金表面激光增材制造組織及耐蝕性影響

      2017, 46(8):2306-2312.

      摘要 (1322) HTML (148) PDF 0.00 Byte (1367) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用激光增材制造技術(shù),在6063Al基體表面制備了添加不同含量CeO2的Ni60合金層,并通過(guò)金相顯微鏡、XRD、SEM和電化學(xué)腐蝕測(cè)試儀等設(shè)備進(jìn)行了分析和測(cè)試,研究稀土CeO2對(duì)6063Al表面激光增材制造鎳基合金層與基體結(jié)合界面處的組織結(jié)構(gòu)及耐腐蝕性能的影響。結(jié)果表明,在表面形貌上,4%~5% CeO2的合金層形貌最好,CeO2含量低于3%時(shí)難以獲得表面良好的合金層,CeO2含量在5%~10%時(shí),合金層表面氣孔、脫落等缺陷較少;在截面形貌上,合金層中CeO2含量在0%~2%時(shí)易出現(xiàn)裂紋,含量在5%~10%時(shí)主要缺陷為氣孔,4% CeO2+Ni60合金層中無(wú)明顯氣孔和裂紋,具有相對(duì)較好的截面形貌;添加4% CeO2可以改善Ni60合金層的組織結(jié)構(gòu),促進(jìn)合金層的晶粒細(xì)化和組織分布均勻;添加不同含量CeO2可以改善鋁合金表面Ni60合金層的組織形貌,較佳的稀土添加量是4% CeO2;在1mol/L H2SO4中,CeO2 Ni60合金層的耐腐蝕性能是Ni60合金層的4.25倍;在3.5% NaCl溶液中,CeO2 Ni60合金層耐腐蝕性能是Ni60合金層的1.4倍;在1mol/L NaOH溶液中,CeO2 Ni60合金層的耐腐蝕性是Ni60合金層的1.43倍。

    • Ti40合金的超高溫氧化行為研究

      2017, 46(8):2313-2317.

      摘要 (1463) HTML (162) PDF 579.19 K (1940) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:對(duì)Ti40合金進(jìn)行1000℃~1500℃的超高溫氧化實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用SEM、OM、XRD和EDS分析氧化表面以及氧化表面到基體的組織和元素的變化。結(jié)果表明Ti40合金在1000℃~1500℃氧化過(guò)程中,氧化表層分別經(jīng)歷了V2O5的熔化蒸發(fā)、TiO2晶粒的長(zhǎng)大,以及表面氧化層由于TiO2的生長(zhǎng)應(yīng)力而導(dǎo)致的開(kāi)裂剝落的過(guò)程。當(dāng)氧化層脫落后,原有的氧化次表層推至氧化表面,形成和基體結(jié)合良好,具有較好保護(hù)作用的TiO2和Cr2O3混和氧化層。同時(shí),在氧化層和基體界面依然穩(wěn)定存在V、Cr元素的富集層。TiO2、Cr2O3混和氧化層和V、Cr元素的富集層使得氧化表層脫落后合金依然具有良好的抗O元素?cái)U(kuò)散能力。

    • 陽(yáng)極氧化制備10μm長(zhǎng)高比表面積的TiO2納米管

      2017, 46(8):2318-2321.

      摘要 (1107) HTML (156) PDF 0.00 Byte (1167) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為制備更長(zhǎng)的TiO2納米管,在 0.5(wt)%NaF+甘油溶液中,20V直流電壓下,分別在0℃,20℃和40℃的溫度下對(duì)Ti片進(jìn)行陽(yáng)極氧化7h。SEM結(jié)果表明:得到的TiO2納米管長(zhǎng)度分別為1.034μm、2.601μm和5.152μm;pH值測(cè)試結(jié)果表明:溫度升高,溶液擴(kuò)散系數(shù)增大,試樣附近H+擴(kuò)散加快,試樣附近pH值減少速度慢.在40℃的0.5(wt)%NaF+甘油溶液中對(duì)Ti片進(jìn)行陽(yáng)極氧化12h,TiO2納米管長(zhǎng)度超過(guò)了10μm。

    • Ru-Ni-YSZ多維陽(yáng)極在直接乙醇SOFC的應(yīng)用研究

      2017, 46(8):2322-2326.

      摘要 (1242) HTML (159) PDF 0.00 Byte (1272) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:Ni-YSZ陽(yáng)極在SOFC中使用最為廣泛,但該陽(yáng)極材料使用碳?xì)浠衔餅槿剂洗嬖诜e碳問(wèn)題。采用浸漬-自置換法,以RuCl3為添加劑,丙酮為表面活性劑,在陽(yáng)極支撐SOFC的Ni -YSZ陽(yáng)極上表面制備納米R(shí)u功能層,并制備Ru-Ni-YSZ||YSZ||Pd-Ag單電池。通過(guò)SEM\TEM\XRD對(duì)電極進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)Ru在Ni-YSZ陽(yáng)極表面以及內(nèi)部可以形成多維納米花狀催化層。通過(guò)測(cè)試不同沉積量、和不同溫度下納米R(shí)u層其對(duì)單電池的電性能的影響。在750oC時(shí),以乙醇為燃料, Ru沉積量為0.6wt.% 的燃料電池性能達(dá)到最高264 mWcm-2。燃料電池的電池性能在700,750,800oC時(shí),分別達(dá)到200、261和304mW /cm2。在開(kāi)路電壓條件下,電池的運(yùn)行15h,沒(méi)有出現(xiàn)下降和積碳現(xiàn)象。

    • >評(píng)述
    • 多孔LiFePO4正極材料的研究進(jìn)展

      2017, 46(8):2327-2344.

      摘要 (1502) HTML (161) PDF 0.00 Byte (1406) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:鋰離子電池是高效、清潔的儲(chǔ)能裝置,在便攜式電子產(chǎn)品、儲(chǔ)能設(shè)施和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,對(duì)于緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染具有重要意義。橄欖石型LiFePO4是最有前途的鋰離子電池正極材料之一。然而,相對(duì)低的本征電子電導(dǎo)率與鋰離子擴(kuò)散速率限制了LiFePO4倍率性能的發(fā)揮,阻礙其在動(dòng)力鋰離子電池領(lǐng)域的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。納米化是一種能有效改善LiFePO4倍率性能的方法,但納米粒子存在表面能高,易團(tuán)聚結(jié)塊,性能衰減較快等問(wèn)題。近些年的研究表明,三維多孔結(jié)構(gòu)的LiFePO4兼具納米與微米級(jí)活性材料的優(yōu)點(diǎn),是LiFePO4正極材料的研究熱點(diǎn)和重要的發(fā)展方向。本文從合成方法、形貌結(jié)構(gòu)、電化學(xué)性能以及結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系等方面系統(tǒng)總結(jié)多孔LiFePO4材料的研究進(jìn)展,并展望其發(fā)展前景。

    • >材料科學(xué)
    • 載體中ZrO2/Al2O3比對(duì)Pt/ZrO2-Al2O3催化劑性能的影響

      2017, 46(8):2049-2054.

      摘要 (1390) HTML (163) PDF 0.00 Byte (1813) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:相比汽油車而言,柴油車具有高效、低油耗的優(yōu)勢(shì)已得到廣泛應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)以ZrO2作為改性劑,探究了ZrO2與Al2O3的質(zhì)量比對(duì)催化劑的影響。研究結(jié)果表明:隨著ZrO2的加入,Pt粒子先減小后增大;Pt粒子與載體的交互作用先增大后減小?;钚詫?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明,ZrO2的最佳添加量為40 wt%,CO和C3H6完全氧化溫度分別降低20 oC 、25 oC。貴金屬在催化劑的分散度以及貴金屬與載體的相互作用隨著ZrO2與Al2O3質(zhì)量比的變化而變化。Pt粒子越小,其與載體的交互作用越強(qiáng),這表明催化劑性能越強(qiáng)。

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