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  • 2021年第50卷第12期文章目次
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    • >材料科學(xué)
    • 采用動(dòng)態(tài)圖像分析技術(shù)對(duì)高溫合金粉末形狀定量表征

      2021, 50(12):4193-4200. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200742

      摘要 (779) HTML (326) PDF 2.45 M (1198) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)和動(dòng)態(tài)圖像分析(DIA)技術(shù),選用8個(gè)形狀參數(shù)對(duì)高溫合金粉末形狀進(jìn)行了定性及定量表征。結(jié)果表明,Krumbein球形度(SPHT_K),長(zhǎng)寬比(AR),緊湊度(Compct)和Krumbein圓潤(rùn)度(RDNS_C)對(duì)高溫合金粉末形狀具有顯著的區(qū)分度,可以作為粉末形狀表征的關(guān)鍵參數(shù)使用。此外,發(fā)現(xiàn)圓度(C)、球形度(SPHT)、SPHT_K三者之間的區(qū)分度依次增加,尤其是SPHT_K的區(qū)分度最高。通過對(duì)比8個(gè)形狀表征參數(shù)的區(qū)分度差異,發(fā)現(xiàn)C、SPHT,凹凸度(Conv_A)和堅(jiān)固性(Solid)的區(qū)分度并不顯著。最終,將SPHT_K,AR,Compct和RDNS_C 4個(gè)參數(shù)組合用于定量表征高溫合金粉末顆粒形狀變化,為霧化參數(shù)的有效調(diào)整提供粉末形狀的定量表征依據(jù),促進(jìn)增材制造和先進(jìn)粉末冶金技術(shù)的研發(fā)。

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    • 粉末冶金高鎢合金鋼熱變形行為與加工圖

      2021, 50(12):4201-4208. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200733

      摘要 (507) HTML (265) PDF 7.08 M (1002) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:在溫度為900~1100 ℃、應(yīng)變速率為0.001~1 s-1的變形條件下,利用Gleeble熱模擬試驗(yàn)機(jī)研究了粉末冶金工藝制備的新型高鎢合金鋼的熱變形行為。結(jié)果表明:高鎢合金鋼的流變應(yīng)力隨應(yīng)變率的降低和變形溫度的升高而降低。構(gòu)建高鎢合金鋼的Arrhenius雙曲正弦函數(shù)本構(gòu)方程及熱加工圖,得到高溫變形激活能為377 kJ/mol,最佳變形工藝參數(shù)區(qū)間為1000~1100 ℃/0.001~0.01 s-1。高溫變形過程中,試樣中有富鎢μ相析出,在變形鼓脹區(qū)有微孔洞與微裂紋產(chǎn)生,數(shù)量隨變形應(yīng)變率的升高和溫度的降低而增加,裂紋沿析出相萌生并擴(kuò)展。同時(shí)μ相的析出提高了合金鋼的高溫強(qiáng)度。

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    • 轉(zhuǎn)速對(duì)鋁/鎂攪拌摩擦焊接頭金屬間化合物及低熔點(diǎn)共晶的影響

      2021, 50(12):4209-4217. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.E20200047

      摘要 (390) HTML (295) PDF 12.83 M (1114) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究了轉(zhuǎn)速對(duì)鋁/鎂攪拌摩擦焊接頭金屬間化合物和低熔點(diǎn)共晶的影響,并用電子背散射衍射表征了鋁側(cè)和鎂側(cè)界面微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,當(dāng)采用375 r/min的低轉(zhuǎn)速時(shí),鎂側(cè)界面上部出現(xiàn)由Mg固溶體和Al12Mg17相組成的共晶層,平均厚度為38.83 μm。在鎂側(cè)界面上部還發(fā)現(xiàn)一層厚度為12.3 μm的連續(xù)柱狀A(yù)l3Mg2層,垂直于Al3Mg2層與共晶層的邊界。在鎂側(cè)界面的中部和底部,只有Al3Mg2層和Al12Mg17層,其厚度沿厚度方向從上到下依次減小。此外,鋁側(cè)和鎂側(cè)界面的Al3Mg2層具有較高的平均晶粒取向差,這為鋁和鎂原子間的擴(kuò)散提供了一條途徑。當(dāng)轉(zhuǎn)速為600 r/min時(shí),Mg固溶體與Al12Mg17相組成的共晶層沿厚度方向分布在鎂側(cè)界面上,共晶層厚度較低轉(zhuǎn)速(375 r/min)時(shí)顯著增加。鎂側(cè)界面上部的Al3Mg2層和共晶層的平均厚度分別為32.89和68.92 μm。最后,由轉(zhuǎn)速引起的應(yīng)變速率對(duì)金屬間化合物的生長(zhǎng)起著重要作用。

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    • 鈦鋁復(fù)合板熱加工圖及熱軋實(shí)驗(yàn)

      2021, 50(12):4218-4223. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200700

      摘要 (474) HTML (226) PDF 5.20 M (1082) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行高溫等溫壓縮實(shí)驗(yàn),研究了爆炸焊接鈦鋁復(fù)合板在變形溫度為300~500 ℃、應(yīng)變速率為0.1~10 s-1條件下的熱變形行為,利用動(dòng)態(tài)材料模型構(gòu)建了鈦鋁復(fù)合板熱加工圖,并基于熱加工圖進(jìn)行了鈦鋁復(fù)合板熱軋工藝驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:鈦鋁復(fù)合板屬于正應(yīng)變速率敏感材料;在熱加工圖中變形溫度為420~460 ℃、應(yīng)變速率為1.6~6.3 s-1時(shí),功率耗散效率達(dá)到0.64~0.72,該區(qū)域?qū)?yīng)的工藝參數(shù)適合進(jìn)行鈦鋁復(fù)合板熱軋;熱軋后實(shí)驗(yàn)板材界面結(jié)合良好,具有良好的力學(xué)性能和鈑金成形性能。鈦鋁復(fù)合板在熱軋過程中的變形機(jī)制為:變形抗力低、流動(dòng)快的鋁層在自身發(fā)生塑性變形的同時(shí)牽引著鈦層一起發(fā)生塑性變形,其中鋁層是熱變形,鈦層為冷變形。

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    • 高壓時(shí)效處理對(duì)Cu-51.15W-0.24Cr合金組織和性能的影響

      2021, 50(12):4224-4229. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.E20200051

      摘要 (394) HTML (247) PDF 2.30 M (936) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)Cu-W合金的強(qiáng)度和導(dǎo)熱導(dǎo)電性偏低問題,對(duì)Cu48.61W51.15Cr0.24合金進(jìn)行了高壓時(shí)效處理,并對(duì)比了高壓時(shí)效處理和常壓時(shí)效處理后合金的微觀組織,硬度,熱導(dǎo)率以及導(dǎo)電率。結(jié)果表明:高壓時(shí)效處理能增大Cu48.61W51.15Cr0.24合金的致密度,使組織中析出的Cr相更加彌散細(xì)小,改善合金的硬度及導(dǎo)熱導(dǎo)電性能。該合金經(jīng)960 ℃/1 h固溶后,再在3 GPa壓力下500 ℃時(shí)效1 h處理可獲得較高的硬度、熱擴(kuò)散系數(shù)及較低的電阻率,其值分別為1540 MPa、0.5236 cm2·s-1和4.458×10-8 Ω·m,較相同工藝常壓時(shí)效處理后的硬度和熱擴(kuò)散系數(shù)分別增加了17.56%和10.74%,而電阻率卻降低了4.85%。因此,高壓時(shí)效處理是提高Cu-51.15W-0.24Cr合金力學(xué)性能、降低電阻率的有效途徑。

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    • 晶界添加Ho63.3Fe36.7 對(duì)NdFeB再生磁體組織與性能的影響

      2021, 50(12):4230-4235. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200697

      摘要 (436) HTML (273) PDF 2.44 M (1054) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用一種高效、綠色的物理方法對(duì)NdFeB廢舊磁體表面進(jìn)行清理并回收利用。通過晶界添加低熔點(diǎn)Ho63.3Fe36.7合金制備NdFeB再生磁體。在未添加Ho63.3Fe36.7的磁體中,沒有足夠的富Nd相隔離Nd2Fe14B相,從而導(dǎo)致磁體性能較差;隨著Ho63.3Fe36.7合金的加入,晶界相變得清晰且連續(xù)。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%Ho63.3Fe36.7添加量下,釹鐵硼再生磁體獲得最佳磁性能[(BH)max+Hcj=1756.07]。此時(shí)矯頑力增加123 kA/m(約提高9.1%),磁體的最大能積由290.94 kJ/m3下降到281.07 kJ/m3,而剩磁少量下降。通過對(duì)再生磁體顯微組織和成分的分析可知,磁體晶界處形成了(Nd, Pr, Ho)2Fe14B殼層,這能夠提高磁體的矯頑力。而X射線衍射分析表明,磁體I(006)/I(105)的衍射峰強(qiáng)度比從0.92提高到1.32。這說明磁體取向度提高,可以減弱對(duì)剩磁的影響,從而使得再生磁體在保持剩磁的同時(shí)提高磁體的矯頑力。

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    • TC4鈦合金活性激光焊焊縫成形及組織性能

      2021, 50(12):4236-4244. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200699

      摘要 (579) HTML (274) PDF 8.38 M (1027) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:選取CaF2、NaF和Na2SiF6作為活性劑對(duì)TC4鈦合金進(jìn)行活性激光焊接,在焊接過程中利用高速攝像機(jī)采集焊件上方的光致等離子體圖像,焊后借助光學(xué)顯微鏡測(cè)量焊縫熔深和熔寬,利用EBSD觀察分析焊縫顯微組織,采用能譜儀測(cè)試焊縫元素組成,測(cè)試接頭硬度和抗拉強(qiáng)度。結(jié)果表明,由于活性劑改變了焊件表面狀態(tài)和壓縮光致等離子體面積從而提高了激光吸收率,這使得焊縫熔化區(qū)面積增加;活性劑均可以使未熔透焊縫的熔深增加,正面熔寬減小,熔透焊縫正面熔寬減小,中部和背面熔寬均增加,3種活性劑中Na2SiF6對(duì)TC4鈦合金激光焊焊縫成形的影響最明顯;活性劑對(duì)焊縫下部顯微組織影響不大,涂敷CaF2和NaF后,焊縫上部β柱狀晶的生長(zhǎng)方向與未涂敷焊縫β柱狀晶生長(zhǎng)方向都指向焊縫表面,涂敷Na2SiF6焊縫上部β柱狀晶的生長(zhǎng)方向指向焊縫中心。涂覆CaF2焊縫針狀馬氏體α′形態(tài)變化不明顯,涂敷NaF的針狀馬氏體α′變得稍細(xì),而涂敷Na2SiF6的針狀馬氏體α′變得短且細(xì),較涂敷CaF2和NaF的焊縫變化最明顯。涂敷Na2SiF6的接頭抗拉強(qiáng)度提高約12.5%,從改善焊縫成形和提高接頭力學(xué)性能考慮,Na2SiF6可作為TC4鈦合金激光焊的首選活性劑。

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    • V含量對(duì)等原子比NiTi形狀記憶合金微觀組織、相變行為和顯微硬度的影響

      2021, 50(12):4245-4250. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.E20210015

      摘要 (471) HTML (269) PDF 2.41 M (1276) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、差示掃描量熱儀和顯微硬度計(jì)等測(cè)試手段,研究了V含量對(duì)等原子比NiTi形狀記憶合金微觀組織、相變行為和顯微硬度的影響規(guī)律。結(jié)果表明:當(dāng)V含量為0.5at%時(shí),具有等軸晶組織的NiTiV形狀記憶合金包含B19' 和 Ti2Ni相;當(dāng)V 含量大于0.5at%時(shí),NiTiV形狀記憶合金形成B19'相、Ti2Ni相和V的富集相,并且隨著V含量增加,V的富集相越來越多聚集于晶界。進(jìn)一步分析表明,Ni49.75Ti49.75V0.5和Ni49.25Ti49.25V1.5 形狀記憶合金發(fā)生了B2?B19'的一級(jí)相變,而Ni48.75Ti48.75V2.5和Ni48.25Ti48.25V3.5形狀記憶合金發(fā)生了B2?R?B19'的二級(jí)相變,盡管降溫過程中同時(shí)發(fā)生了部分的R相變與B19'馬氏體相變。隨著V含量增加,相變溫度隨著V含量增加逐漸降低,其主要原因是Ni/Ti比例的增加。此外,隨著V含量增加,合金的顯微硬度值呈現(xiàn)先降低然后幾乎保持不變的變化規(guī)律。

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    • 銅管連續(xù)擠壓焊縫形成過程的組織和性能演變

      2021, 50(12):4251-4255. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200730

      摘要 (392) HTML (261) PDF 5.92 M (1172) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用光學(xué)顯微鏡(OM),掃描電鏡(SEM),透射電鏡(TEM)和萬能電子拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)矩形不等壁厚銅管連續(xù)擠壓焊縫的形成過程進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:銅管連續(xù)擠壓焊縫由2條細(xì)晶帶匯合而成,晶粒尺寸在13.1~53.4 μm之間,隨著擠壓的進(jìn)行,細(xì)小晶粒逐漸長(zhǎng)大到與基體晶粒尺寸相同,分布在100~200 μm之間,經(jīng)過模具的壓縮區(qū)后,發(fā)生二次晶粒細(xì)化,焊合界面上的微孔消失;擠壓焊合過程中發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,通過位錯(cuò)遷移突破兩股金屬之間的界面,形成新的晶粒;沿金屬的流動(dòng)方向,焊縫結(jié)合強(qiáng)度不斷提高,由初始匯合區(qū)的63 MPa升高到模具出口處的212 MPa,達(dá)到無焊縫區(qū)域抗拉強(qiáng)度的98.1%;焊縫斷口內(nèi)的韌窩數(shù)量逐漸增多、尺寸增大,延伸率由0.5%升高到35%,達(dá)到無焊縫區(qū)域的70%。

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    • 制備方法對(duì)低溫NH3-SCR催化劑Mn-La結(jié)構(gòu)與性能的影響

      2021, 50(12):4256-4264. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200743

      摘要 (357) HTML (266) PDF 4.07 M (1011) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用固相反應(yīng)法、共沉淀法制備了Mn-La復(fù)合氧化物催化劑,考察了制備方法對(duì)催化劑脫硝性能及抗SO2/H2O性能的影響。并通過XRD、BET、H2-TPR、NH3-TPD、XPS等手段對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)特性進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,La摻雜降低了MnOx的結(jié)晶度,增大了催化劑的比表面積和孔體積。Mn-O-La鍵合作用促進(jìn)了錳在催化劑表面的分散,而高分散的錳更容易被還原,催化劑的還原溫度向低溫方向遷移,氧化還原能力得到提高。摻雜La之后,催化劑表面Br?nsted酸和總酸量增加,同時(shí)Mn4+和表面化學(xué)吸附氧的濃度也得到提高。因此,La摻雜有利于促進(jìn)催化劑的脫硝活性。反應(yīng)評(píng)價(jià)結(jié)果表明,共沉淀法制備的MnLa-CPM催化劑表現(xiàn)出最佳的脫硝效率,在80 ℃時(shí)脫硝效率接近100%。在H2O和SO2存在的條件下,MnLa-CPM催化劑的脫硝效率仍能達(dá)到80%,表現(xiàn)出了較好的抗硫水性能。

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    • ---水體系酸性溶液中釩的提取熱力學(xué)分析

      2021, 50(12):4265-4271. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.E20200046

      摘要 (354) HTML (255) PDF 4.28 M (911) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)含釩酸浸液中釩的有效提取問題,研究了298 K時(shí)磷-硫-釩-水溶液酸性體系中釩的提取熱力學(xué)分析過程。結(jié)果表明,在 P(V)-V(V)-H2O酸性溶液體系中,pH=1~4時(shí)VO2+首先轉(zhuǎn)變?yōu)榱租C雜多酸陰離子,pH=4~7時(shí)磷釩雜多酸陰離子轉(zhuǎn)變?yōu)橥嗨彡庪x子;在S(VI)-V(V)-H2O酸性溶液體系中,pH=0~1時(shí)釩主要以VO2+和 VO2SO4-形式存在,pH=2~6時(shí)釩逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橥嗨彡庪x子;在P(V)-S(VI)-V(V)-H2O酸性溶液體系中,pH=1~3 時(shí)VO2+和 VO2SO4-逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱租C雜多酸陰離子,當(dāng)pΗ=2時(shí)ΣPV14(所有磷釩雜多酸陰離子之和)的摩爾分?jǐn)?shù)最大為88.55%;pH=4~6 時(shí),磷釩雜多酸陰離子消失并逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橥嗨彡庪x子,當(dāng)pΗ=5時(shí)ΣV10(所有同多酸陰離子之和)的摩爾分?jǐn)?shù)最大為100.00%。

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    • 不同碳/氮比的Ti(C x , N1- x )基金屬陶瓷的顯微組織與性能

      2021, 50(12):4272-4281. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.E20200048

      摘要 (339) HTML (296) PDF 18.30 M (1009) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:Ti(Cx,N1-x)基金屬陶瓷是用不同碳氮比制造的。研究了碳/氮比對(duì)芯-環(huán)結(jié)構(gòu)和金屬陶瓷性能的影響。結(jié)果表明,由于孔太多, Ti(C0.5,N0.5)基金屬陶瓷的性能較差。隨著碳/氮比的增加,白核/灰環(huán)的形成率降低,并且微觀結(jié)構(gòu)的均勻性增強(qiáng)。因此,基于 Ti(C0.7,N0.3)的金屬陶瓷顯示出優(yōu)異的力學(xué)性能,但有少量的孔隙和較低的相對(duì)密度。與Ti(C0.7,N0.3)基金屬陶瓷相比,TiC基金屬陶瓷在沒有N元素的情況下具有較高的相對(duì)密度且無孔隙,但其晶粒較粗大。為了獲得細(xì)晶粒和高密度的顯微組織,將0.25%Cr3C2-0.75%VC(質(zhì)量分?jǐn)?shù))引入到TiC基金屬陶瓷中,獲得了優(yōu)異的硬度、橫向斷裂強(qiáng)度和韌性。另外,在Ti(C0.7,N0.3)基金屬陶瓷中也添加了0.25%Cr3C2-0.75%VC,但其力學(xué)性能低于Ti(C0.7,N0.3)的金屬陶瓷,這是因?yàn)榧?xì)顆粒和反應(yīng)顆粒與Ti(C,N)發(fā)生了急性固溶反應(yīng)。研究了基于不同C/N比的Ti(Cx,N1-x)基金屬陶瓷的切削性能和摩擦性能。結(jié)果表明,具有0.25%Cr2C3-0.75%VC的TiC基金屬陶瓷在室溫下的摩擦系數(shù)最低,為0.15,在1000 r/min的高速切削過程中,使用壽命最長(zhǎng)。

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    • Gd添加量對(duì)Zn-1.2Cu-1.2Mg鋅合金組織和性能的影響

      2021, 50(12):4282-4287. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200714

      摘要 (485) HTML (236) PDF 2.87 M (1009) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究了Zn-1.2Cu-1.2Mg-xGd(x=0,0.1,0.25,0.5,質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)鋅合金微觀組織、在模擬體液中的腐蝕行為和力學(xué)性能。結(jié)果表明,鋅合金組織主要由Zn固溶體和Mg2Zn11金屬間化合物組成。當(dāng)Gd添加量為0.5%時(shí),形成了GdZn12化合物。鋅合金的硬度隨Gd添加量的增加而增加,在0.5% Gd添加量時(shí),硬度達(dá)到最大值為1530 MPa。在0.25% Gd添加量時(shí)鋅合金具有高的抗拉伸強(qiáng)度,而在0.1% Gd添加量時(shí)鋅合金具有最低的腐蝕速率。

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    • 鎳基高溫合金GH202高溫氧化后的微觀組織演變

      2021, 50(12):4288-4295. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20210393

      摘要 (559) HTML (299) PDF 19.62 M (1267) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究了鎳基高溫合金GH202在800~1100 ℃高溫氧化后晶粒、碳化物和強(qiáng)化相的演變過程。采用透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡和電子背散射衍射對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:鎳基高溫合金的硬度隨氧化溫度的升高而降低,1100 ℃氧化100 h后,硬度降低了43.5%。800和900 ℃氧化后晶粒生長(zhǎng)速度較慢,而經(jīng)900 ℃氧化后晶界碳化物析出顯著增加。在1000和1100 ℃氧化后,晶粒尺寸明顯增大。氧化過程中晶界遷移是由晶界兩側(cè)自由能差決定,溫度越高,晶界向曲率中心遷移越快,大量細(xì)小晶粒被吞并形成了大晶粒。大塊狀碳化物(MC)分解成大量的碳原子,與Cr原子結(jié)合形成少量的富Cr顆粒狀M23C6。在900 ℃氧化150 h后,M23C6演化為富Ti的M6C。隨著氧化溫度的升高,碳化物在γ相中回熔。在800、900和1000 ℃氧化后,γ′相逐漸長(zhǎng)大,在1100 ℃氧化100 h后,完全溶解于γ相。

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    • 等軸和片層組織Ti-55511合金熱軋及退火過程中的組織演變及力學(xué)性能

      2021, 50(12):4296-4305. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200752

      摘要 (476) HTML (272) PDF 11.91 M (1111) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:鍛態(tài)Ti-55511合金經(jīng)過不同的熱處理工藝,獲得等軸和片層2種初始組織。采用SEM、EBSD、TEM和拉伸試驗(yàn)研究了等軸和片層Ti-55511合金在熱軋和退火過程中的組織演變和力學(xué)性能。結(jié)果表明:經(jīng)750 ℃軋制,等軸組織中的α相輕微變形,β相發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶;而片層組織中的α相幾乎平行分布,有些部分破碎,β相僅產(chǎn)生動(dòng)態(tài)回復(fù)。等軸組織中的α相織構(gòu)強(qiáng)度略有增加,片層組織中α相織構(gòu)強(qiáng)度顯著增加;而等軸和片層組織中β相織構(gòu)強(qiáng)度均降低。同時(shí),等軸組織力學(xué)性能各向異性很小,片層組織各向異性明顯。600 ℃退火后,片層組織的αβ相織構(gòu)強(qiáng)度均降低,力學(xué)性能的各向異性顯著降低。

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    • 燒結(jié)NdFeB表面銅-石墨烯復(fù)合膜的制備與表征

      2021, 50(12):4306-4313. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20210377

      摘要 (384) HTML (310) PDF 5.86 M (1059) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用電沉積銅-石墨烯(Cu-GR)復(fù)合膜的方法對(duì)稀土永磁NdFeB材料進(jìn)行包覆以提高其耐腐蝕性。對(duì)Cu-GR膜層的微觀結(jié)構(gòu)、水接觸角和表面顯微硬度等方面進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,隨著電沉積液中石墨烯的添加量從0 g·L-1增加到0.9 g·L-1,膜層的疏水性和硬度隨之提高。通過SEM/EDS和XPS表征,驗(yàn)證了石墨烯在Cu-GR膜層中的均勻分散以及Cu-GR復(fù)合材料的組成。利用動(dòng)電位極化曲線和電化學(xué)阻抗譜(EIS)研究了Cu-GR復(fù)合鍍層的電化學(xué)性能。結(jié)果表明,石墨烯的加入使膜層的電化學(xué)性能更加穩(wěn)定、耐蝕性得到提高。當(dāng)電沉積液中石墨烯添加濃度為0.3 g·L-1時(shí),獲得的Cu-GR復(fù)合包覆層在NdFeB基體上表現(xiàn)出最優(yōu)的綜合保護(hù)效果。

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    • ZL201鋁合金副車架鑄件的工藝仿真及數(shù)值模擬

      2021, 50(12):4314-4318. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200723

      摘要 (411) HTML (256) PDF 6.98 M (953) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了探討鑄造過程中ZL201鋁合金副車架鑄件微觀組織的演變歷程,基于有限元理論,對(duì)ZL201副車架鑄件的鑄造工藝和微觀結(jié)構(gòu)的變化過程進(jìn)行了分析,采用XRD和OM表征了ZL201鋁合金的相組成和金相組織。采用有限元法模擬了ZL201副車架的鑄造工藝以及熱力學(xué)方法計(jì)算了ZL201的相組成。結(jié)果表明,在C45澆鑄模具溫度為250 ℃,壓力為0.4 MPa,鑄造溫度為750 ℃的條件下,ZL201副車架鑄件填充率為98%,澆鑄時(shí)間為10 s;經(jīng)過熱處理后,θ相(Al2Cu)溶解在鋁基體中形成固溶體強(qiáng)化相,晶粒尺寸增大。

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    • 工藝參數(shù)對(duì)低pH2.0~2.5檸檬酸水溶液電沉積錸銥基合金薄膜特征影響

      2021, 50(12):4319-4326. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200769

      摘要 (429) HTML (272) PDF 3.29 M (1137) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究了在低pH值2.0~2.5的檸檬酸水溶液中恒電流電沉積富Re+Ir的Re-Ir-Ni合金薄膜特征,以及鍍液溫度、鍍液pH、電流密度和鍍液化學(xué)組成對(duì)薄膜表面形貌、化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)的影響。采用環(huán)境掃描電子顯微鏡、X射線能譜儀和X射線衍射儀分別對(duì)合金薄膜的形貌、成分和物相進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:在電流密度為60 mA·cm-2、pH為2.0時(shí),獲得致密光亮的Re-Ir合金薄膜。在pH=2.5時(shí),提高鍍液溫度可獲得質(zhì)量良好的合金薄膜,而pH=2.0時(shí),則相反。在鍍液溫度60~70 ℃、pH=2.0時(shí),沉積的合金薄膜由非晶相組成;在鍍液溫度80 ℃時(shí),薄膜由ReO3相組成。在電流密度為60 mA·cm-2、pH值從2.0增加到2.5時(shí),合金薄膜的晶形結(jié)構(gòu)由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)和非晶態(tài)的混合結(jié)構(gòu)。結(jié)晶相為hcp-Ir0.4Re0.6和hcp-Ni。

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    • 動(dòng)態(tài)沖擊條件下Ti-15Mo時(shí)效鈦合金的變形機(jī)制

      2021, 50(12):4327-4333. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20210488

      摘要 (740) HTML (177) PDF 1.04 M (1381) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:通過固溶時(shí)效處理Ti-15Mo合金獲得片層組織,采用分離式霍普金森壓桿(SHPB)研究應(yīng)變速率對(duì)變形機(jī)制產(chǎn)生的影響,結(jié)合絕熱溫升、顯微組織和硬度分析表明:由于位錯(cuò)與第二相的相互作用,導(dǎo)致流變應(yīng)力曲線發(fā)生波動(dòng)。提高應(yīng)變速率,一方面造成應(yīng)變速率強(qiáng)化;另一方面促進(jìn)絕熱升溫軟化。合金溫度達(dá)到379K時(shí),熱軟化效應(yīng)超過應(yīng)變硬化效應(yīng),變形方式由均勻塑性變形變?yōu)榻^熱剪切變形。絕熱剪切帶的寬度隨切應(yīng)變的增加而增大,通過亞晶旋轉(zhuǎn)再結(jié)晶機(jī)制產(chǎn)生等軸晶粒。再結(jié)晶的界面強(qiáng)化導(dǎo)致組織硬度由高到低為:混合組織>條狀組織>基體組織。時(shí)效處理抑制應(yīng)力誘發(fā)孿生(TWIP)效應(yīng),造成合金較低的應(yīng)變硬化能力,劣化材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。

    • TA2鈦金屬柱殼外爆絕熱剪切碎裂及微觀組織演化

      2021, 50(12):4334-4341. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20210007

      摘要 (605) HTML (159) PDF 1.56 M (1118) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:柱殼外爆斷裂存在多種斷裂模式的競(jìng)爭(zhēng)與耦合,其控制及影響因素一直是人們關(guān)注的。本文對(duì)絕熱剪切敏感TA2工業(yè)純鈦柱殼在不同爆壓下開展碎裂實(shí)驗(yàn),通過對(duì)軟回收碎片的宏觀、微觀分析,探討金屬柱殼爆炸膨脹斷裂模式及機(jī)制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:(1)不同爆壓下,TA2工業(yè)純鈦柱殼外爆碎裂雖然均為剪切斷裂模式,但其斷裂機(jī)理不同;在較低爆壓作用下,發(fā)生微孔洞演化、連接的剪切斷裂;而在較高爆壓下,為多重絕熱剪切控制的斷裂機(jī)制。(2)在爆炸作用下,TA2鈦柱殼高速變形、斷裂過程發(fā)生α→β動(dòng)態(tài)相變,隨后在稀疏波作用下快速冷卻,試樣內(nèi)表面組織轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ㄈ∠虻陌鍡l馬氏體,晶粒明顯大于原始尺寸。因此,對(duì)于柱殼外爆碎裂特性及機(jī)理分析,須考慮材料在爆轟波作用下金屬材料的動(dòng)態(tài)相變的影響,研究為柱殼斷裂存在多種斷裂模式及碎裂分析提供了參考。

    • 粉床型電子束3D打印純鎢及W-Nb合金的顯微組織及開裂機(jī)制

      2021, 50(12):4342-4347. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200948

      摘要 (636) HTML (170) PDF 826.27 K (1057) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用粉床型電子束3D打印技術(shù)制備了純鎢及固溶強(qiáng)化型W-Nb合金,對(duì)兩種鎢基材料的顯微組織和裂紋缺陷進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn):二者均沿逐層累積的方向形成柱狀晶,Nb元素的加入使柱狀晶的平均尺寸由109.78μm降至25.10μm。純鎢并未發(fā)生明顯的開裂現(xiàn)象,但是W-Nb合金內(nèi)部存在少量沿晶界分布的微裂紋。從熱應(yīng)力累積和凝固過程兩個(gè)方面分析了鎢基材料開裂的原因,粉床型電子束3D打印過程包含了熔池的快速凝固-快速冷卻-高溫保溫幾個(gè)階段,過程中純鎢及W-Nb合金均發(fā)生了回復(fù)與再結(jié)晶,使成形過程中累積的熱應(yīng)力得到一定的釋放,緩解了熱應(yīng)力累積引起的開裂現(xiàn)象。W-Nb合金的開裂主要是由于凝固過程中液態(tài)金屬無法短時(shí)間內(nèi)在枝晶間進(jìn)行充分流動(dòng)補(bǔ)縮,形成大量沿晶界分布的納米微縮孔,在微小的應(yīng)力作用下就會(huì)造成合金沿晶界開裂。

    • 鈦合金J-C動(dòng)態(tài)本構(gòu)參數(shù)高精度分析及抗彈性能研究

      2021, 50(12):4348-4356. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20210695

      摘要 (758) HTML (163) PDF 608.82 K (1401) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:高速?zèng)_擊下金屬材料動(dòng)態(tài)力學(xué)行為和變形局域化即絕熱剪切變形的研究對(duì)材料在沖擊環(huán)境下科學(xué)應(yīng)用具有重要的意義。針對(duì)工程材料在大應(yīng)變、高應(yīng)變率和高溫環(huán)境等應(yīng)用條件,J-C本構(gòu)方程是一種有效的處理手段。本文利用 “材料J-C本構(gòu)參數(shù)及損傷模型參數(shù)測(cè)定系統(tǒng)”軟件,通過聚類全局優(yōu)化法獲得一種近α型鈦合金材料的J-C動(dòng)態(tài)本構(gòu)參數(shù),規(guī)避了傳統(tǒng)測(cè)定方法計(jì)算量大、方法復(fù)雜,且無法體現(xiàn)參數(shù)關(guān)聯(lián)性等缺點(diǎn);通過鈦合金靶板的抗彈性能測(cè)試,利用J-C本構(gòu)參數(shù),采用商業(yè)動(dòng)力學(xué)計(jì)算軟件AUTODYN對(duì)槍擊試驗(yàn)完成了模擬,模擬的各項(xiàng)結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合度高,驗(yàn)證了J-C動(dòng)態(tài)參數(shù)的準(zhǔn)確度和精確性;通過彈孔顯微組織分析可知在裂紋的末端可以觀察到絕熱剪切帶,證明裂紋的萌生是由絕熱剪切帶引起,表明高速?zèng)_擊動(dòng)態(tài)環(huán)境下的失效模式主要為絕熱剪切。

    • 高溫合金單晶鑄件中形狀因素對(duì)雀斑缺陷的影響

      2021, 50(12):4357-4364. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200965

      摘要 (551) HTML (159) PDF 809.76 K (1173) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:通過對(duì)單晶高溫合金鑄件中雀斑缺陷的觀察研究,發(fā)現(xiàn)鑄件橫截面和縱截面的形狀都對(duì)雀斑的形成產(chǎn)生很大的影響。鑄件橫截面形狀的影響表現(xiàn)為棱角和曲率效應(yīng),即雀斑容易出現(xiàn)在外凸形的棱角(夾角<180°)和曲面(曲率為正)上,而不會(huì)出現(xiàn)在內(nèi)凹形的棱角(夾角>180°)和曲面(曲率為負(fù))。其原因在于糊狀區(qū)液體流動(dòng)的附壁效應(yīng)會(huì)在鑄件外凸和內(nèi)凹部位分別發(fā)生疊加和發(fā)散,從而分別促進(jìn)和減弱雀斑的生成傾向。另外,鑄件縱截面形狀變化對(duì)雀斑的影響表現(xiàn)為收擴(kuò)效應(yīng),即沿凝固方向呈收縮型和擴(kuò)張型的的外表面對(duì)雀斑的影響完全相反,分別起到強(qiáng)烈的促進(jìn)和抑制作用。研究結(jié)果表明,上述的鑄件形狀因素對(duì)雀斑的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了凝固條件的影響。

    • 泡沫鋁填充金屬波紋夾芯梁彎曲破壞模式研究

      2021, 50(12):4365-4371. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200991

      摘要 (539) HTML (148) PDF 1.02 M (1235) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了提高金屬波紋結(jié)構(gòu)的承載效率,充分發(fā)揮泡沫鋁在能量吸收方面的優(yōu)勢(shì),本文設(shè)計(jì)了泡沫鋁填充金屬波紋三明治夾芯梁。針對(duì)波紋結(jié)構(gòu)各向異性的特點(diǎn),本文對(duì)其橫向和縱向兩個(gè)方向在三點(diǎn)彎曲載荷作用下的力學(xué)響應(yīng)及破壞模式進(jìn)行了試驗(yàn)研究。研究表明,泡沫鋁的填充可以有效改變金屬波紋夾芯梁的彎曲破壞模式,其彎曲剛度和峰值載荷均得到了大幅提升。和橫向彎曲相比,金屬波紋夾芯梁在縱向彎曲時(shí)具有更強(qiáng)的承載能力,且泡沫鋁填充的增強(qiáng)效果更加顯著。縱向彎曲時(shí)載荷在達(dá)到峰值后并不會(huì)突然下降而是呈現(xiàn)出很長(zhǎng)的平臺(tái)區(qū),表現(xiàn)出更強(qiáng)的后屈曲承載能力。

    • 大面積EBSD方法對(duì)電解鎳板的研究

      2021, 50(12):4372-4380. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20210004

      摘要 (589) HTML (113) PDF 1.79 M (1097) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文利用大面積EBSD拼接技術(shù),對(duì)電解鎳板在生長(zhǎng)方向上的晶粒形貌及尺寸、擇優(yōu)取向、晶界特征分布等隨著沉積的變化進(jìn)行了研究,并通過SEM觀察鎳板的微觀形貌。結(jié)果表明:鎳晶粒隨著沉積的進(jìn)行由細(xì)小的等軸晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮闹鶢罹В叽绯饰⒓{米級(jí);晶體取向在沉積初始沒有強(qiáng)的擇優(yōu)取向,最終轉(zhuǎn)變?yōu)?001>取向;沉積初期,在大角度晶界占比80%以上,隨著沉積進(jìn)行,大小晶界的比例在沉積層不同位置出現(xiàn)差異;鎳沉積層中大量相鄰晶粒間以∑3、∑9、∑27孿晶界為界,其中∑3晶界頻率達(dá)到65%以上。在始極片不同表面形成的鎳沉積層長(zhǎng)大方式不同,細(xì)晶粒表面按照形核長(zhǎng)大方式生長(zhǎng),在自由生長(zhǎng)的表面鎳原子直接并入晶格,沒有經(jīng)歷形核過程。

    • Ti20Zr20Hf20Cu20Be20高熵非晶合金應(yīng)力弛豫行為研究

      2021, 50(12):4381-4387. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200949

      摘要 (665) HTML (160) PDF 963.29 K (1082) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:高熵非晶合金力學(xué)弛豫行為的研究,對(duì)于理解玻璃轉(zhuǎn)變、塑性變形、弛豫機(jī)理等科學(xué)問題和拓展其工程應(yīng)用極為關(guān)鍵。本文采用應(yīng)力分析方法對(duì)Ti20Zr20Hf20Cu20Be20高熵非晶合金條帶進(jìn)行了研究,旨在揭示高熵非晶合金應(yīng)力弛豫行為。通過分析其在恒定應(yīng)變下較寬時(shí)間窗口和溫度窗口內(nèi)的應(yīng)力衰減過程,發(fā)現(xiàn)在低于Tg的玻璃態(tài)下,高熵非晶合金中存在著弛豫解耦現(xiàn)象,分別是慢弛豫和快弛豫過程。其中慢弛豫呈現(xiàn)擴(kuò)展指數(shù)衰減模式,弛豫時(shí)間存在對(duì)溫度的Arrhenius動(dòng)力學(xué)依賴關(guān)系,與長(zhǎng)程原子重排運(yùn)動(dòng)有關(guān),快弛豫過程對(duì)應(yīng)于微觀局部?jī)?nèi)應(yīng)力的逐步消散過程。不論該高熵非晶合金變形處于彈性階段還是發(fā)生了屈服,應(yīng)力弛豫過程受應(yīng)變的影響都較小。本研究揭示了高熵非晶合金中新的弛豫解耦現(xiàn)象和與之相關(guān)的獨(dú)特動(dòng)力學(xué)機(jī)制,拓寬了我們對(duì)高熵非晶合金弛豫動(dòng)力學(xué)過程以及其本征特性的認(rèn)知。

    • 2060-T8E30鋁鋰合金的熱變形行為及本構(gòu)模型研究

      2021, 50(12):4388-4394. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200936

      摘要 (774) HTML (164) PDF 1.14 M (1228) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用Sans CMT4104型電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行等溫恒應(yīng)變速率熱拉伸試驗(yàn),研究了2060-T8E30鋁鋰合金在變形溫度425~500 ℃、應(yīng)變速率0.001~0.1 s-1條件下的熱變形行為。結(jié)果表明:2060-T8E30鋁鋰合金在熱變形過程中,隨著溫度的升高和應(yīng)變速率的降低,其峰值應(yīng)力降低。合金的平均變形激活能為240.502 kJ/mol,平均應(yīng)變速率敏感指數(shù)為0.28?;跓崂煸囼?yàn)的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線,建立了具有應(yīng)變補(bǔ)償?shù)腁rrhenius本構(gòu)方程,模型的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值平均相對(duì)誤差5.89%,模型的精確度較好。

    • AZ31B鎂合金矯直過程中熱力耦合模型下中性層偏移規(guī)律分析

      2021, 50(12):4395-4401. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20210003

      摘要 (712) HTML (154) PDF 962.59 K (1212) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了提高鎂合金板材的矯直精度,需要對(duì)鎂板的中性層偏移規(guī)律進(jìn)行分析。在室溫下,鎂合金的塑性較差且拉壓不對(duì)稱性也較大。并且鎂板在室溫下矯直時(shí),壓下量的控制不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致板材的矯直效果受到嚴(yán)重影響,因此,鎂板常采用溫矯的方法來提高矯直精度而且溫度是影響鎂板拉壓不對(duì)稱性的重要因素。本文基于CaBa2004拉壓不對(duì)稱性屈服準(zhǔn)則,利用彈塑性力學(xué)的基本理論,推導(dǎo)了AZ31B鎂板在矯直過程中中性層偏移量計(jì)算公式,運(yùn)用ABAQUS有限元建立了熱力耦合矯直模型,得出了不同溫度下的中性層偏移規(guī)律,并利用實(shí)驗(yàn),對(duì)中性層偏移理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

    • >材料工藝
    • 介孔氮化鈦粉體還原氮化演變過程及電化學(xué)性能

      2021, 50(12):4402-4409. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20210371

      摘要 (761) HTML (158) PDF 1010.70 K (1147) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以乙醇為氧供體,以TiCl4為鈦源,以P123為造孔劑,用非水解溶膠凝膠法結(jié)合氨氣還原氮化法制備出介孔TiN粉體,將其作為電極材料制備扣式電容。利用XRD、SEM、EDS、BET和XPS等組分結(jié)構(gòu)表征手段和CV、GDC和EIS等電化學(xué)測(cè)試手段研究了還原氮化溫度對(duì)粉體的物相、孔結(jié)構(gòu)以及電化學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著還原氮化溫度升高,粉體中TiO2被逐步還原TiO再被氮化為TiN,Ti-O鍵逐漸被Ti-N鍵合所部分取代,且其物相純度增加,顆粒尺寸增大,粉體中介孔孔徑則先增大后減小。當(dāng)還原氮化溫度為800℃時(shí)粉體比表面積為41 m2/g,孔道結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),平均孔徑為24nm,這有利于離子傳輸,電化學(xué)性能提高。此時(shí),樣品中內(nèi)在阻抗較小為0.9 Ω,在電流密度為20 mA/g時(shí),比電容為130 F/g,且在50 mA/g下經(jīng)歷1000次循環(huán)之后還能保持初始比電容的近90%。

    • 多尺度層狀組織結(jié)構(gòu)TC21鈦合金及其對(duì)力學(xué)性能的影響研究

      2021, 50(12):4410-4417. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200971

      摘要 (744) HTML (153) PDF 1.14 M (1170) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文選用典型的高強(qiáng)韌TC21鈦合金,利用基于偽調(diào)幅分解機(jī)制的“Step quenching”熱處理工藝調(diào)控和優(yōu)化多尺度層狀組織結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能。利用 SEM、TEM 等研究多尺度層狀組織結(jié)構(gòu)的微觀組織形貌、斷口表面形貌、橫截面裂紋擴(kuò)展形貌等特征。結(jié)果表明等溫淬火溫度對(duì)α相析出行為和合金力學(xué)性能有強(qiáng)烈影響。將試樣在930℃ 固溶1h,分別在0℃-600℃ 溫度范圍等溫保溫2小時(shí)后水冷到室溫,次生α相的寬度逐漸增加,硬度先增加后稍有降低,在400℃保溫的硬度達(dá)到最高值;將試樣從880℃-960℃固溶1h,并在400℃等溫保溫2h后水冷至室溫,分別獲得粗片層組織、多尺度層狀組織和細(xì)片層組織,合金的硬度和強(qiáng)度隨固溶溫度升高依次增加。然而,多尺度片層組織表現(xiàn)出優(yōu)異的抗裂紋擴(kuò)展能力,其斷裂韌度高達(dá)104MPa?m1/2,顯著高于粗片層組織(67MPa?m1/2)和細(xì)片層組織(33MPa?m1/2),機(jī)制分析結(jié)果表明這歸因于滑移難以穿過相界面、曲折的裂紋擴(kuò)展路徑和裂紋偏轉(zhuǎn)等特性。

    • Ni含量對(duì)鎳鈦合金的力學(xué)和摩擦學(xué)性能的影響

      2021, 50(12):4418-4428. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200977

      摘要 (939) HTML (161) PDF 6.33 M (1448) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文通過機(jī)械合金化和放電等離子燒結(jié)法(SPS)在1000 ℃制備具有不同Ni含量的鎳鈦合金,采用顯微硬度儀研究不同Ni含量NiTi合金的顯微硬度變化規(guī)律,通過摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)和萬能試驗(yàn)機(jī)研究NiTi合金室溫摩擦學(xué)性能和力學(xué)性能,采用三維白光輪廓儀掃描磨痕形貌并計(jì)算NiTi合金的磨損體積和磨損率,采用掃描電子顯微鏡研究磨損表面形貌。結(jié)果表明:通過球磨和SPS制備的NiTi合金組織均勻,在鎳含量低于50 wt. %時(shí),顯微組織中只有NiTi相和NiTi2相,鎳含量高于50 wt. %時(shí),顯微組織中只有NiTi相和Ni3Ti相。Ni含量為50 wt. %時(shí)可以顯著提高NiTi合金的顯微硬度,隨著鎳含量增加NiTi合金的抗壓強(qiáng)度降低,Ni含量為55 wt. %時(shí)可以顯著改善NiTi合金的摩擦學(xué)性能,其主要磨損機(jī)理是磨粒磨損和疲勞磨損。

    • 缺陷對(duì)選區(qū)激光熔化Ti6Al4V合金高周疲勞性能的影響

      2021, 50(12):4429-4436. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200998

      摘要 (695) HTML (156) PDF 3.12 M (1097) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:明確缺陷對(duì)選區(qū)激光熔化Ti6Al4V合金的疲勞性能影響規(guī)律是突破該材料工程應(yīng)用瓶頸的關(guān)鍵問題。在缺陷無法避免的工藝背景下,借助于金相顯微鏡、電子背散射衍射技術(shù)、X射線三維成像系統(tǒng)、疲勞試驗(yàn)機(jī)、掃描電子顯微鏡及激光共聚焦顯微鏡,開展了該材料的組織和缺陷表征,高周疲勞性能及失效機(jī)制的研究工作。結(jié)果表明,該合金的微觀組織表現(xiàn)出增材制造材料獨(dú)特的工藝特征;材料的致密度為99.99%,整體缺陷尺寸小于60 μm;材料的疲勞極限為398 MPa,斷裂試樣均在未熔合缺陷處形成疲勞裂紋,且循環(huán)周次低于106 cycles。而缺陷處有效應(yīng)力強(qiáng)度因子大多分布于短裂紋疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值之上,這決定了該材料的循環(huán)壽命較低的特點(diǎn),后續(xù)引入K-T模型建立了關(guān)于該材料安全服役的評(píng)價(jià)方法。

    • 90Nb-10Zr合金在500 ℃過熱蒸汽中的腐蝕行為

      2021, 50(12):4437-4444. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20201003

      摘要 (608) HTML (158) PDF 1.19 M (1214) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為深入研究鋯合金中β-Nb第二相粒子在500 ℃、10.3 MPa過熱蒸汽中的腐蝕行為,利用真空非自耗電弧爐熔煉了β-Nb第二相合金90Nb-10Zr,在靜態(tài)高壓釜中進(jìn)行500 ℃、10.3 MPa過熱蒸汽腐蝕實(shí)驗(yàn),利用XRD、SEM和TEM分析了氧化膜的顯微組織。結(jié)果表明,90Nb-10Zr合金腐蝕1 h時(shí),外表面與腐蝕介質(zhì)直接接觸被氧化成單斜結(jié)構(gòu)的Nb2O5。腐蝕7 h時(shí),由于腐蝕介質(zhì)中的氧化性物質(zhì)需向內(nèi)擴(kuò)散才會(huì)發(fā)生進(jìn)一步腐蝕,90Nb-10Zr合金表面的氧化膜為雙層結(jié)構(gòu):外層為單斜結(jié)構(gòu)的Nb2O5,內(nèi)層為四方結(jié)構(gòu)的NbO2;在本研究中沒有檢測(cè)到Zr單獨(dú)的氧化物。這一氧化過程可以合理解釋含Nb鋯合金在過熱蒸汽中的腐蝕行為與Nb含量的關(guān)系。

    • B含量對(duì)Fe90-xPt10Bx液態(tài)急冷合金組織結(jié)構(gòu)和磁性能的影響

      2021, 50(12):4445-4449. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20210011

      摘要 (588) HTML (161) PDF 1007.03 K (967) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本工作研究了低Pt含量的Fe90-xPt10Bx (x=15~40,原子分?jǐn)?shù),%)系液態(tài)急冷合金熱處理前后的組織結(jié)構(gòu)和磁性能。結(jié)果表明,x由15增加至25~30可提高合金的非晶形成能力,急冷合金由非晶+fcc-FePt復(fù)相組織轉(zhuǎn)變?yōu)閱我环蔷B(tài)結(jié)構(gòu);當(dāng)x進(jìn)一步增加至35和40時(shí),合金分別由fcc-FePt+Fe2B+FeB和L10-FePt+FeB納米復(fù)相組織構(gòu)成。經(jīng)適當(dāng)熱處理后,x=15~20的合金具有fcc-FePt+Fe2B復(fù)相組織而呈軟磁性;x=25~40的合金形成了由有序面心四方結(jié)構(gòu)的永磁L10-FePt相和軟磁Fe2B/FeB組成的納米復(fù)相組織,顯示出永磁特性,其中x=30的合金經(jīng)823 K熱處理900 s后具有最佳的永磁性能,矯頑力、剩磁和最大磁能積分別為173.2 kA/m,1.20 T和88.3 kJ/m3,其優(yōu)異的永磁性能源于分布均勻、平均晶粒尺寸約為15 nm的永磁L10-FePt相和軟磁Fe2B相間的交換耦合作用。

    • 空氣反應(yīng)釬焊ZrO2與GH3536接頭組織與力學(xué)性能

      2021, 50(12):4450-4456. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20201008

      摘要 (564) HTML (170) PDF 1.33 M (1127) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用Al2TiO5顆粒增強(qiáng)的Ag-CuO-Al2TiO5復(fù)合釬料,在釬焊溫度為1050 ℃保溫30 min工藝參數(shù)下,對(duì)ZrO2陶瓷與GH3536合金進(jìn)行了空氣反應(yīng)釬焊(RAB),分析了釬焊接頭的界面結(jié)構(gòu)及其形成機(jī)制;同時(shí)研究了接頭在800 ℃氧化不同時(shí)間的組織演變規(guī)律及其對(duì)連接性能的影響。結(jié)果表明,釬焊過程中Al2TiO5顆粒分解產(chǎn)生Al2O3和TiO2,TiO2與ZrO2陶瓷反應(yīng)生成ZrTiO4相。GH3536側(cè)金屬元素發(fā)生氧化形成尖晶石層,并分別與釬縫中的Al2O3、CuO反應(yīng),在釬縫中生成細(xì)密分布的NiAl2O4相及緊鄰尖晶石層的團(tuán)塊狀NiCuO2相。ZrO2/GH3536接頭高溫氧化1000 h后,釬縫中NiAl2O4呈團(tuán)塊狀分布,Cr2O3薄層保持穩(wěn)定;尖晶石層內(nèi)部元素均勻化,厚度有明顯增加。接頭強(qiáng)度隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)先降低后穩(wěn)定在20 MPa。

    • 射頻等離子體球化鎢粉的選區(qū)激光熔化成形研究

      2021, 50(12):4457-4464. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20210278

      摘要 (649) HTML (157) PDF 739.55 K (1206) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以不規(guī)則的鎢粉為原材料,采用射頻等離子體球化技術(shù)制備了球形鎢粉,重點(diǎn)研究了選區(qū)激光熔化制造純鎢零件,系統(tǒng)研究了工藝參數(shù)(激光功率、掃描速度)對(duì)制備的純鎢樣品致密化、顯微組織、顯微硬度和壓縮性能的影響,從而反饋指導(dǎo)鎢粉球化工藝參數(shù)的優(yōu)化。結(jié)果表明:球化后鎢粉形狀規(guī)則且球化率高于98%,鎢粉的振實(shí)密度和松裝密度增大,流動(dòng)性增強(qiáng)。同時(shí)球化后的鎢粉具有良好的選區(qū)激光熔化適用性,打印樣品件的致密度在84%-95.6%之間。研究發(fā)現(xiàn),隨 激光功率的增大,打印件的致密度、顯微硬度和抗壓強(qiáng)度呈先上升后下降的趨勢(shì),裂紋和孔洞減少。隨著掃描速度的增大,打印件的致密度和硬度降低,裂紋增多。因此探究合適的打印參數(shù)對(duì)鎢粉的選區(qū)激光熔化成形有著重要意義。

    • Fe對(duì)Zr-xFe合金顯微結(jié)構(gòu)及在400 ℃/10.3 MPa過熱蒸汽中腐蝕行為的影響

      2021, 50(12):4465-4475. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200937

      摘要 (555) HTML (153) PDF 1.60 M (1123) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:通過在純鋯中添加不同含量的Fe,制備出系列Zr-xFe(x=0.05,0.2,1.0,wt.%)合金,并在400 ℃/10.3 MPa過熱蒸汽條件下開展了不同時(shí)間的高壓釜腐蝕實(shí)驗(yàn),利用掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡觀察分析了合金基體和氧化膜的顯微結(jié)構(gòu),研究了Fe元素對(duì)Zr-xFe合金顯微結(jié)構(gòu)及腐蝕行為的影響。結(jié)果表明,純鋯中添加0.05 wt.%的Fe即可細(xì)化α-Zr晶粒,但隨Fe含量增加,α-Zr晶粒尺寸變化不明顯。Zr-xFe合金中大部分Fe以Zr3Fe第二相的形式析出,隨Fe含量增加,第二相結(jié)構(gòu)保持不變,但第二相尺寸增加。Fe能有效促進(jìn)Zr-xFe合金氧化膜中柱狀晶的生長(zhǎng)并延緩柱狀晶向等軸晶的演化,進(jìn)而改善Zr-xFe合金的耐腐蝕性能。隨Fe含量增加,Zr-xFe合金的耐腐蝕性能提高。應(yīng)力是Zr-1.0Fe合金氧化膜/基體(O/M)界面形成亞氧化物過渡帶的主要原因,亞氧化物過渡帶的形成一定程度上緩解了O/M界面附近金屬基體和氧化膜中的應(yīng)力,阻礙了氧化膜柱狀晶向等軸晶的演變,從而減弱了鋯合金的腐蝕。

    • 納米碳材料增強(qiáng)鉛基陽極在鋅電積中的電化學(xué)行為

      2021, 50(12):4476-4485. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200938

      摘要 (604) HTML (157) PDF 961.84 K (1159) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:鋅電積作為濕法煉鋅的重要環(huán)節(jié),其陽極析氧電位對(duì)于節(jié)能降耗和提高產(chǎn)品質(zhì)量極為重要。基于納米碳材料的析氧催化活性,本文分別研究了典型的0維、1維和2維等6種碳納米材料作為催化增強(qiáng)相制備鉛基復(fù)合陽極,并在模擬鋅電積條件下通過循環(huán)伏安曲線、陽極極化、交流阻抗測(cè)試以及耐蝕測(cè)試比較了復(fù)合陽極的電化學(xué)行為。納米碳材料作為增強(qiáng)相摻雜金屬鉛形成的金屬基復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的析氧電催化活性,其在500A/m2恒電流極化條件下,穩(wěn)定電位較純鉛低96mV以上。2維碳材料電化學(xué)催化性能不如0維碳材料,1維材料性能最佳,1維材料表面修飾官能團(tuán)或者負(fù)載功能顆粒后,電催化性能有顯著提升。

    • 熱電Bi2Te3/Bi2Se3納米“彈簧”材料的電化學(xué)組裝

      2021, 50(12):4486-4492. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200946

      摘要 (533) HTML (158) PDF 913.57 K (1260) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了探索制備具有高熱電優(yōu)值的一維納米材料,采用脈沖電化學(xué)技術(shù)制備了一種熱電Bi2Te3/Bi2Se3多層納米線材料。對(duì)電沉積過程的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,電沉積過程中體系電阻不斷增大,隨著電沉積的不斷進(jìn)行,體系電阻增大幅度越來越小。對(duì)電沉積產(chǎn)物進(jìn)行退火處理,然后溶解掉模板,進(jìn)行XRD測(cè)試,結(jié)果表明,所制備的產(chǎn)物是Bi2Te3/Bi2Se3,同時(shí),有很多“衛(wèi)星峰”出現(xiàn)在衍射圖上,表明所制備的材料具有超晶格結(jié)構(gòu)。運(yùn)用FE-SEM、TEM對(duì)產(chǎn)物形貌進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),所制備的材料是像“彈簧”一樣形狀的Bi2Te3/Bi2Se3多層納米線。通過對(duì)脈沖時(shí)間的調(diào)節(jié),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多層納米線周期的調(diào)制。

    • 稀土鑭對(duì)Al-0.6Mg-0.7Si-0.2Mn汽車板材機(jī)械及腐蝕性能的影響

      2021, 50(12):4493-4501. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200947

      摘要 (584) HTML (166) PDF 1.42 M (1148) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用SEM、OM、拉伸試驗(yàn)(常溫/高溫)、彎曲試驗(yàn)和晶間腐蝕試驗(yàn)等測(cè)試方法,對(duì)添加不同含量稀土元素鑭的Al-Mg-Si-Mn合金組織、機(jī)械性能及耐腐蝕性能等進(jìn)行研究,分析稀土元素鑭對(duì)合金機(jī)械和腐蝕性能的影響。結(jié)果表明,隨La元素的添加,合金的鑄態(tài)組織逐漸細(xì)化,第二相形貌得到了改善,同時(shí)減薄了該合金型材粗晶區(qū)厚度,提高了Al-Mg-Si-Mn合金的機(jī)械性能和耐腐蝕性能。當(dāng)La添加量為0.2 wt.%時(shí),晶粒細(xì)化效果最好,型材粗晶區(qū)最?。籐a含量大于0.2 wt.%時(shí),過量的La形成的初生相與合金晶粒細(xì)化劑中的Ti相互作用,減少了異質(zhì)形核核心的數(shù)量,導(dǎo)致晶粒粗化現(xiàn)象,惡化合金的機(jī)械性能和耐腐蝕性能。

    • 激光燒結(jié)制備CrFeNiAlSiCux多孔高熵合金組織與性能

      2021, 50(12):4502-4508. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200956

      摘要 (623) HTML (178) PDF 1.23 M (1160) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:在Cr、Fe、Ni、Al、Si純粉末中添加非等摩爾比的Cu元素混合后壓制成坯,采用激光自蔓延燒結(jié)制備CrFeNiAlSiCux(x=0-1.2)高熵合金。通過OM、XRD、SEM和EDS、維氏顯微硬度計(jì)、磨粒磨損機(jī)及電化學(xué)工作站進(jìn)行表征,分析物相結(jié)構(gòu)、顯微組織、密度和孔隙率、硬度、耐磨及耐蝕性能。結(jié)果表明:合金中BCC和FCC兩相共存,隨著Cu元素添加,F(xiàn)CC相增多,但BCC相仍多于FCC相,合金是典型樹枝晶組織并伴有許多菊花狀的組織,菊花狀組織主要含有Cr、Fe、Si、Ni元素,枝晶間組織主要含有Cu元素。CrFeNiAlSiCu0.4綜合性能最佳,顯微硬度最大,為908.68 HV,單位面積磨損量最小,為48 mg·cm-2,腐蝕電流最小,為0.4100 μA/cm-2,腐蝕電位最大,為-149.264 mV。

    • 液相滲硅法和原位反應(yīng)法制備硅化石墨及性能研究

      2021, 50(12):4509-4515. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200972

      摘要 (712) HTML (149) PDF 1.12 M (1303) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:分別采用液相滲硅法和原位反應(yīng)法制備了硅化石墨,討論了石墨基體密度和滲硅方法對(duì)硅化石墨力學(xué)性能和摩擦性能的影響。結(jié)果表明:兩種方法都能明顯提升石墨的抗彎強(qiáng)度,液相滲硅法制得的硅化石墨表面有一層濃度梯度分布的SiC層,石墨基體的耐磨性能得到明顯改善。綜合力學(xué)性能和摩擦性能考慮,選擇低密度的石墨通過石墨化處理并采用液相滲硅法可以制備得到性能更優(yōu)的硅化石墨。

    • 少量添加稀土元素Nd和Er對(duì)擠壓態(tài)Mg-6.0Zn-0.5Mn鎂合金干摩擦磨損性能的影響

      2021, 50(12):4516-4524. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200975

      摘要 (696) HTML (166) PDF 1.87 M (1160) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用掃描電子顯微鏡、能譜儀、透射電鏡、硬度計(jì)、3D輪廓儀和UMT-3型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)研究了復(fù)合添加微量Nd和Er元素對(duì)Mg-6.0Zn-0.5Mn干摩擦磨損性能的影響。結(jié)果表明,添加微量Nd和Er元素后,晶界處種類和數(shù)量更多的金屬間化合物會(huì)阻礙晶界的遷移和滑移,基體中動(dòng)態(tài)析出的β_1^"相密度增大且平均長(zhǎng)度減小,更多的動(dòng)態(tài)析出相以及彌散分布的金屬間化合物提高了使基體的硬度,降低了磨損量。Mg-6.0Zn-0.5Mn合金在5N低載荷下的磨損機(jī)制以磨粒磨損為主,并伴有氧化磨損;當(dāng)載荷增大至20N,磨粒磨損明顯減弱,氧化磨損程度增大。復(fù)合添加微量Nd和Er后,Mg-6.0Zn-0.5Mn-0.6Nd-0.3Er合金在低載荷下(5N)的磨損機(jī)制以磨粒磨損為主,伴有氧化磨損和黏附磨損;由于耐磨性提高,當(dāng)載荷增大至20N,磨損機(jī)制仍以磨粒磨損為主,黏附磨損程度有所減弱,并伴有氧化磨損。

    • Al-Ni摻雜改性LiMn2O4正極材料合成及電化學(xué)性能

      2021, 50(12):4525-4533. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200990

      摘要 (581) HTML (167) PDF 834.45 K (1138) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用固相燃燒法快速合成了單晶多面體LiAl0.08Ni0.03Mn1.89O4 (LANMO)鋰離子電池正極材料,其單晶顆粒暴露面包含{111}、{110}和{100}晶面。研究結(jié)果表明,LANMO材料為單相尖晶石型結(jié)構(gòu),屬于Fd3m空間群,結(jié)晶性好,顆粒尺寸200-300 nm。在1 C和5 C倍率下LANMO的初始放電比容量分別為110.6和96 mAh·g-1,循環(huán)1000次后容量保持率都達(dá)到70%以上;在高溫(55 ℃)1 C條件下,LANMO材料也具有114.2 mAh·g-1初始放電比容量,表現(xiàn)出優(yōu)良的電化學(xué)性能。動(dòng)力學(xué)性能測(cè)試表明,LANMO樣品有較高的Li+離子擴(kuò)散系數(shù)1.58×10-11 cm2·s-1和較低的表觀活化能23.89 kJ?mol-1。Al-Ni協(xié)同改性提高了單晶多面體尖晶石型LiMn2O4材料的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,有效抑制了Jahn-Teller效應(yīng)及降低Mn溶解和增加Li+擴(kuò)散通道,增大了Li+擴(kuò)散速率和電極可逆性,提升了其倍率性能和循環(huán)壽命。

    • 強(qiáng)磁場(chǎng)輔助合成FePtCu納米粒子及其有序結(jié)構(gòu)調(diào)控

      2021, 50(12):4534-4538. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20201002

      摘要 (575) HTML (145) PDF 1.51 M (1137) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:強(qiáng)磁場(chǎng)能夠?qū)⒏叩拇呕芰繜o接觸地傳遞到材料的原子尺度,改變材料的熱力學(xué)狀態(tài),影響原子和分子的排列、匹配、遷移等行為,因此本研究將強(qiáng)磁場(chǎng)引入到濕化學(xué)法中,合成高有序度的FePtCu納米粒子。研究表明:磁場(chǎng)下制備的FePtCu納米粒子呈球形,形貌、尺寸均一,分散度較好。隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度增加,FePtCu納米粒子的尺寸增加,有序度(s)和矯頑力逐漸提高。在6 T強(qiáng)磁場(chǎng)下,獲得了尺寸約為11 nm,s為0.8985的L10-FePtCu納米粒子。強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)粒子的磁化作用造成晶格應(yīng)變,導(dǎo)致空位或缺陷形成,從而有效加速Fe和Pt原子的有序擴(kuò)散,促進(jìn)了FePt納米粒子的無序-有序轉(zhuǎn)化。強(qiáng)磁場(chǎng)輔助可實(shí)現(xiàn)對(duì)有序結(jié)構(gòu)的調(diào)控,該方法為直接制備L10結(jié)構(gòu)納米材料提供了一種新思路。關(guān)鍵詞:強(qiáng)磁場(chǎng);濕化學(xué)法;FePtCu;納米粒子;有序結(jié)構(gòu)

    • >評(píng)述
    • HVOF碳化鎢金屬陶瓷涂層對(duì)基體疲勞性能影響的研究現(xiàn)狀

      2021, 50(12):4539-4552. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20210656

      摘要 (750) HTML (141) PDF 1.05 M (1145) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:由超音速火焰噴涂(HVOF)制備的碳化鎢金屬陶瓷涂層,具有接近完全致密、結(jié)合強(qiáng)度高、硬度高等優(yōu)勢(shì)。本文綜述了金屬表面HVOF碳化鎢金屬陶瓷涂層疲勞壽命影響的研究現(xiàn)狀,并分析了產(chǎn)生疲勞裂紋的原因,影響疲勞壽命的原因有涂層與基體的性能差異、噴砂引入的缺陷、殘余應(yīng)力及涂層制備工藝等的影響。改進(jìn)措施有涂層設(shè)計(jì)、基體不做噴砂或噴丸替代噴砂等改變前處理工藝、獲得或提高涂層壓應(yīng)力、減少碳化物的分解、合理的工藝參數(shù)(如高的速度)、合適的涂層厚度、選用高含量粘結(jié)物的碳化鎢金屬陶瓷粉末、合適的涂層后處理方法等措施。

    • 閥金屬化合物在高比容鋁電解電容器中的研究進(jìn)展

      2021, 50(12):4553-4570. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200985

      摘要 (744) HTML (155) PDF 1.57 M (1234) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了適應(yīng)近年來電子產(chǎn)品功能化和小型化的發(fā)展趨勢(shì),鋁電解電容器正向著小型化、大容量的方向發(fā)展,制備高比容陽極箔的技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效途徑之一。本文系統(tǒng)介紹了制備高比容鋁電解電容器用陽極箔表面閥金屬化合物薄膜的沉積技術(shù),從不同沉積技術(shù)制備出薄膜質(zhì)量的角度,闡述了各種沉積技術(shù)在制備鋁電解電容器用陽極箔時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn);并分析了通過復(fù)合閥金屬化合物薄膜的方法來提高陽極箔電性能的研究進(jìn)展,探討了高比容鋁電解電容器用陽極箔制備技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)。

    • 活性Al制氫技術(shù)的發(fā)展及展望

      2021, 50(12):4571-4586. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20200983

      摘要 (948) HTML (179) PDF 1.36 M (1226) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:氫能是理想的能源載體,活性金屬分解水制氫具有固態(tài)含能、現(xiàn)場(chǎng)制氫、按需供氫,且對(duì)水質(zhì)要求低等特點(diǎn)。本文從Al/H2O反應(yīng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩方面綜述了鋁合金活化的共性問題;從影響Al/H2O反應(yīng)的內(nèi)因和外因等因素歸納了活性鋁工程化的可行途徑。采用多元合金化和合適的制備工藝是活化鋁的有效途徑;活性鋁制氫技術(shù)工程化應(yīng)用的潛力與突破是極端環(huán)境。此外,指出Al/H2O自發(fā)反應(yīng)的預(yù)判性研究、可持續(xù)反應(yīng)的定量性研究、產(chǎn)業(yè)化中產(chǎn)物的循環(huán)再利用問題等是活性Al制氫技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的方向。最終實(shí)現(xiàn)成本低廉、環(huán)境友好、安全可靠的活性鋁分解水制氫技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。

    • >研究快報(bào)
    • Cu含量對(duì)新型AlNiZrCoYSi高熵非晶合金非晶形成能力與耐腐蝕性能的影響

      2021, 50(12):4587-4591. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20210175

      摘要 (681) HTML (154) PDF 346.73 K (1070) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用高真空電弧熔煉噴射成形技術(shù)制備了一種新型Al17.5Ni20Zr17.5Co20Y20Si5高熵非晶合金條帶,并研究了Cu元素的添加及含量變化對(duì)Al17.5Ni20Zr17.5Co20Y20Si5高熵非晶合金耐腐蝕性能的影響。利用X射線衍射儀(XRD)、差示掃描量熱儀(DSC)、顯微硬度計(jì)分別研究了合金材料的非晶形成能力與硬度;通過極化曲線(Tafel)和Nyquist圖等電化學(xué)方法考察了高熵非晶合金室溫下在3.5 wt.% NaCl水溶液中的耐腐蝕性能。結(jié)果表明:四種(AlNiZrCo)75-xCuxY20Si5(x=0, 10, 14, 15)近等原子比高熵非晶合金均呈現(xiàn)典型的非晶態(tài)衍射峰,Cu含量對(duì)AlNiZrCoYSi高熵非晶合金的非晶形成能力影響不大,但會(huì)降低合金的抗腐蝕性能,且上述合金的維氏顯微硬度均超過470 HV0.1。其中,Al17.5Ni20Zr17.5Co20Y20Si5高熵非晶合金的耐腐蝕性能最佳,其自腐蝕電位(Ecorr)為-0.248 V,自腐蝕電流密度(icorr)為1.63 μA/cm2,極化電阻(Rp)為24.56 kΩ.cm2,該材料在解決嚴(yán)苛海洋環(huán)境下防腐耐磨問題具有較大的應(yīng)用潛力。

    • 基于紫外光輻照法制備CuSe/ZnSe核殼結(jié)構(gòu)納米粒子

      2021, 50(12):4592-4596. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20210216

      摘要 (564) HTML (143) PDF 702.47 K (1124) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文成功制備出以CuSe為核心、ZnSe為殼層,具有核殼結(jié)構(gòu)的CuSe/ZnSe納米粒子。首先采用回流冷凝法制備出CuSe納米粒子(NPs)。然后,采用一種簡(jiǎn)單、快速的光化學(xué)方法即紫外光輻照法,室溫下在CuSe NPs外包覆ZnSe殼層,最終得到CuSe/ZnSe核殼結(jié)構(gòu)納米粒子。利用X射線衍射(XRD)、能量色散譜儀(EDS)、透射電鏡(TEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)和光致發(fā)光光譜(PL)對(duì)合成的CuSe/ZnSe核殼NPs進(jìn)行了表征。結(jié)果分析表明,合成的CuSe納米粒子具有六方相結(jié)構(gòu),粒徑平均大小在12 nm。制備出的CuSe/ZnSe納米粒子的核殼結(jié)構(gòu)清晰,生長(zhǎng)的ZnSe殼層為立方閃鋅礦結(jié)構(gòu),粒徑大小約為15~45 nm。通過ZnSe殼層的包覆使CuSe在475 nm處產(chǎn)生藍(lán)光發(fā)射,同時(shí)熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。

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