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  • 2023年第52卷第10期文章目次
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    • >鈦合金
    • TB9鈦合金棒材組織遺傳效應(yīng)與性能

      2023, 52(10):3382-3386. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20221000

      摘要 (625) HTML (153) PDF 1.91 M (1239) 評論 (0) 收藏

      摘要:以TB9鈦合金為研究對象,對比分析了TB9鑄錠不同部位在熱加工過程中的組織差異,揭示了TB9鈦合金棒材的組織遺傳效應(yīng)及其對性能的影響。結(jié)果表明,TB9鈦合金鑄錠可以分為底部沿軸向的柱狀晶區(qū),芯部的等軸晶區(qū),邊部與軸向呈45°的柱狀晶區(qū)。其中鑄錠底部的柱狀晶具有較強的<100>織構(gòu),在隨后的鍛造和熱軋過程中,<100>織構(gòu)的柱狀晶難以破碎,具有很強的遺傳性,致使最終棒材尾部殘留粗大的柱狀晶結(jié)構(gòu),時效后抗拉強度僅為987 MPa。鑄錠芯部等軸晶區(qū)沒有明顯的擇優(yōu)取向,最終制備的棒材晶粒細小,組織均勻,棒材的性能優(yōu)良,抗拉強度可達1290 MPa。

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    • 摻雜HfO2對鈦合金微弧氧化膜層特性的影響

      2023, 52(10):3452-3460. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20230065

      摘要 (364) HTML (0) PDF 5.78 M (1143) 評論 (0) 收藏

      摘要:在電解液中添加HfO2對Ti-6Al-4V鈦合金進行微弧氧化處理,通過表征微弧氧化膜表、截面形貌,膜層成分及電化學(xué)行為,并測量膜層厚度、硬度、粗糙度等參數(shù)來研究添加HfO2對鈦合金微弧氧化膜層特性的影響。結(jié)果表明:添加HfO2后,微弧氧化膜層主要成分是Al2TiO5、TiO2和γ-Al2O3。較合適濃度的HfO2能促進成膜反應(yīng),改善微弧氧化膜的微觀結(jié)構(gòu),提高膜層的厚度、硬度并降低表面粗糙度,且膜層試樣具有雙層膜結(jié)構(gòu),膜層試樣的耐腐蝕性能好于原基體。HfO2濃度為3.0g/L時所獲得的微弧氧化膜層綜合性能最佳。

    • 熱處理及預(yù)拉伸對TC4-0.55Fe合金組織和力學(xué)性能的影響

      2023, 52(10):3485-3494. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220759

      摘要 (482) HTML (0) PDF 1.66 M (1191) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文研究了具有雙態(tài)組織的鈦合金Ti-6Al-4V-0.55Fe(TC4-0.55Fe)在不同熱處理制度(固溶時效、雙重退火)和引入預(yù)拉伸對微觀組織及力學(xué)性能的影響,并分析了合金顯微組織與力學(xué)性能之間的聯(lián)系。通過對雙態(tài)組織的 TC4-0.55Fe采用固溶時效和雙重退火熱處理后微觀組織和力學(xué)性能進行比較,發(fā)現(xiàn)兩種熱處理方式下隨著時效和低溫退火溫度升高合金中微米級的片層α相厚度均逐漸增大、強度降低、塑性提高。固溶時效熱處理下隨著時效溫度的升高合金屈服強度從530℃的873MPa下降到590℃的862MPa,而延伸率提高3.2%。雙重退火熱處理試樣的屈服強度隨著低溫退火溫度的升高逐步降低,但是延伸率相比于固溶時效有了很大提高,最好可達到23.6%。由于普通熱處理對鈦合金強度提升不明顯,時效和低溫退火溫度均為590℃時,雙重退火試樣塑性更優(yōu)于固溶時效,所以選擇該試樣引入預(yù)拉伸強化,對其在固溶和低溫退火中間進行預(yù)拉伸。引入預(yù)拉伸后,晶粒發(fā)生了明顯的變形,進行時效強化后合金組織無沉淀區(qū)(PFZ)中析出大量細小的二次α相(αs),引入預(yù)拉伸后進行時效可以在提升鈦合金屈服強度的同時只降低極少的塑性,其中預(yù)拉伸形變1%的試樣等軸晶含量最高,強度較引入預(yù)拉伸前提高68MPa,延伸率僅下降4%,力學(xué)性能最優(yōu)。通過本文研究可知,TC4-0.55Fe鈦合金在經(jīng)過固溶處理后繼續(xù)進行預(yù)拉伸和時效處理,可以有效提升合金的綜合力學(xué)性能。

    • 重復(fù)納米切削對γ-TiAl合金表面質(zhì)量及亞表面損傷的影響

      2023, 52(10):3507-3514. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220764

      摘要 (320) HTML (0) PDF 915.41 K (1233) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文運用分子動力學(xué)方法對單晶γ-TiAl合金重復(fù)納米切削過程進行了模擬,研究了重復(fù)納米切削過程中的切削力和微觀組織缺陷演化,分析了已加工表面的粗糙度和殘余應(yīng)力,討論了重復(fù)納米切削和單次切削之間的差異。結(jié)果表明:重復(fù)納米切削伴隨著位錯的形成和湮滅,第二次切削過程中的位錯線長度波動小于第一次切削,切削狀態(tài)更穩(wěn)定;加工初始階段的切削力迅速增大,隨后切削力進入穩(wěn)定加工階段。同時發(fā)現(xiàn),第二次切削的切削力小于第一次切削的切削力;二次切削后,殘余應(yīng)力分布更加均勻,且刀具的二次擠壓作用使得加工表面層殘余壓應(yīng)力增大;二次切削加工可以提高表面質(zhì)量和降低亞表面損傷,而殘余壓應(yīng)力的增大及加工所需能量的增加降低了已加工表面的可塑性,使得第三次切削加工對二者沒有明顯改善。

    • 基于響應(yīng)面法的Ti2AlNb基合金工藝參數(shù)優(yōu)化研究

      2023, 52(10):3581-3589. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220789

      摘要 (279) HTML (0) PDF 1.47 M (1155) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文采用Gleeble-3500熱模擬試驗機對Ti2AlNb基合金進行了變形溫度為650-850℃、應(yīng)變速率0.001-1s-1的壓縮實驗,研究其熱變形行為,獲得Ti2AlNb基合金最優(yōu)工藝參數(shù)范圍。首先分析Ti2AlNb基合金的流變應(yīng)力曲線,并計算熱變形激活能Q、lnZ和功率耗散因子η,從而建立以熱變形激活能Q、lnZ和功率耗散因子η的二階響應(yīng)面模型,再通過多目標(biāo)可視化優(yōu)化得出Ti2AlNb基合金優(yōu)化后的最佳區(qū)域,并結(jié)合微觀組織圖驗證。結(jié)果表明Ti2AlNb基合金隨變形溫度升高和應(yīng)變速率減小流變應(yīng)力隨之減少;建立的響應(yīng)面模型具有較高精度,可以用于工藝參數(shù)的優(yōu)化與分析;多目標(biāo)可視化優(yōu)化結(jié)果得出Ti2AlNb基合金優(yōu)化后的最佳區(qū)域是變形溫度750-850℃、應(yīng)變速率0.01-0.03s-1。

    • 增材制造Ti-6Al-4V點陣材料的研究進展

      2023, 52(10):3630-3639. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20230146

      摘要 (729) HTML (0) PDF 17.71 M (1436) 評論 (0) 收藏

      摘要:增材制造技術(shù)成形Ti-6Al-4V點陣材料具有高強度、低密度、生物相容性好的性能特點,在航空航天、生物醫(yī)療、海洋等領(lǐng)域具有極大應(yīng)用潛力。本文概述了近年來增材制造Ti-6Al-4V點陣材料的研究進展,重點對選區(qū)激光熔化(SLM)和電子束選區(qū)熔化(SEBM)技術(shù)成形點陣材料的力學(xué)性能、失效行為、微觀組織進行分析與總結(jié)。研究發(fā)現(xiàn),SLM和SEBM技術(shù)均可獲得保留原始結(jié)構(gòu)特征的點陣材料,且增材制造骨骼型Diamond 極小曲面Ti-6Al-4V點陣材料抗壓強度可達到411.71 MPa,屈服強度達到317.48 MPa,強度可與鎂合金相媲美;點陣材料失效行為主要有45°剪切斷裂以及水平斷裂,剪切斷裂型點陣材料強度較高,在承載方面具有獨特優(yōu)勢,而呈水平方向斷裂的點陣材料多為梯度型點陣材料,其應(yīng)力應(yīng)變曲線波動范圍較小,在能量吸收能力方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢;熱處理可有效消除增材制造過程中帶來的殘余應(yīng)力、降低粗糙度、轉(zhuǎn)變亞穩(wěn)、針狀α"馬氏體為α+β相,進而增加點陣材料的塑性,且不降低甚至提高部分Ti-6Al-4V點陣材料的強度。最后,對增材制造Ti-6Al-4V點陣材料的現(xiàn)存弊端以及未來發(fā)展趨勢進行了展望。

    • >鋁合金
    • 7075鋁合金表面HVOF噴涂WC-12Co顆粒的沉積行為

      2023, 52(10):3345-3354. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20230389

      摘要 (389) HTML (207) PDF 1.95 M (1270) 評論 (0) 收藏

      摘要:在拋光的7075鋁基體上采用HVOF(超音速火焰噴涂)沉積了WC-12Co顆粒,用SEM、EDS和納米壓痕硬度儀對沉積物的顯微組織、成分和硬度進行了分析。研究了未融顆粒、未完全熔融顆粒和熔融顆粒這3種不同熔融狀態(tài)下6種顆粒的沉積行為,發(fā)現(xiàn)不同類型的顆粒均對基體有沖擊,使其發(fā)生變形或有一定的撕裂。未熔融顆粒沉積時,高速沖擊鋁基體使其發(fā)生擠壓變形,顆粒反彈后,基體遺留擠壓坑。除了反彈的未熔融顆粒,未完全熔融顆粒和熔融顆粒的沉積物與原始粉末相比,沉積物的表面形貌和橫截面形貌與原始粉末不同,沉積物表面有一定的熔化特征,這是顆粒在HVOF焰流中受熱溫度較高使其有一定的熔融;高溫高速的顆粒沖撞基體后,沉積物橫截面更為致密,它們與基體之間存在冶金結(jié)合,形成了一個互熔區(qū),表明沉積物撞擊基體時溫度高于鋁的熔點,將鋁融化并擠壓進顆粒中。顆粒沉積后,在基體表面上形成一層厚度約為5 μm的硬化層,該層的硬度呈梯度變化,近表面處硬度為3420 MPa,是基體(2200 MPa)硬度的1.56倍。硬度的增加源于兩個因素:高溫高速顆粒的噴丸作用,及顆粒擠壓基體塑形變形的加工硬化。

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    • 采用冷脹形工藝降低2219鋁合金環(huán)的淬火殘余應(yīng)力

      2023, 52(10):3355-3362. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220955

      摘要 (388) HTML (0) PDF 1.94 M (1173) 評論 (0) 收藏

      摘要:通過固溶時效工藝可以顯著提升2219鋁合金的力學(xué)性能,但在淬火過程中會產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力,對其尺寸穩(wěn)定性、疲勞強度、應(yīng)力腐蝕等性能產(chǎn)生不利影響。為降低2219鋁合金環(huán)件的淬火殘余應(yīng)力,在淬火和人工時效之間引入冷脹形工藝。首先,采用有限元法模擬分析了2219鋁合金環(huán)淬火、冷脹形后殘余應(yīng)力的數(shù)值及分布規(guī)律。其次,采用鉆孔法測量了環(huán)在淬火、人工時效和固溶-冷脹形-人工時效后的殘余應(yīng)力。研究了冷脹形工藝參數(shù)對殘余應(yīng)力數(shù)值和均勻性的影響。結(jié)果表明,引入冷脹形工藝可以使2219鋁合金環(huán)件淬火殘余應(yīng)力降低85%以上。

    • 形變熱處理對2A12鋁合金微觀組織、織構(gòu)及性能的影響

      2023, 52(10):3363-3373. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20230057

      摘要 (367) HTML (0) PDF 3.27 M (1175) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用掃描電鏡顯微觀察(含能譜分析)和電子背散射衍射技術(shù)(Electron Backscatter Diffraction, EBSD)等分析方法研究了不同形變熱處理制度對2A12鋁合金板材的微觀組織、織構(gòu)及性能的影響。結(jié)果表明:2A12鋁合金經(jīng)形變熱處理后,晶粒沿軋制方向拉長,晶粒尺寸減小。隨著形變熱處理反復(fù)次數(shù)的增加,亞晶界比例降低,2°?15°的小角度晶界比例提高,大角度晶界比例先增后減,此時的退火過程由回復(fù)多邊化主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)樵俳Y(jié)晶主導(dǎo),再結(jié)晶程度提高。單步形變熱處理樣品因形變量較小,大小晶界和亞晶界比例較為接近。與退火制度相同的小變形樣品相比,大形變熱處理樣品亞晶減少,大角度和小角度晶界增加,再結(jié)晶程度提高。形變量較大時,將存在Brass→R-Cu和m-Brass→Goss→R-Goss→Cube、T和P→Near rotated Cube和{102}<201>的織構(gòu)演變路徑。單步小變形退火時,路徑將改變?yōu)椋篟-Cu和m-Brass→Goss→R-Cube。隨著變形量的增加,2A12鋁合金的強度和硬度增加,韌性和塑性降低。

    • 攪拌摩擦通道擠壓制備碳納米管增強7075鋁基復(fù)合材料

      2023, 52(10):3424-3432. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.E20220040

      摘要 (217) HTML (74) PDF 2.30 M (1145) 評論 (0) 收藏

      摘要:攪拌摩擦通道擠壓是作者基于攪拌摩擦焊接和等通道轉(zhuǎn)角擠壓提出的一種固相狀態(tài)制備金屬基復(fù)合材料的新方法。采用攪拌摩擦通道擠壓方法,通過添加不同體積分?jǐn)?shù)的碳納米管(CNTs)(0%、2%和4%),制備了碳納米管增強7075鋁合金基復(fù)合材料(CNTs/Al-7075)。通過光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡觀察并分析了CNTs在Al-7075基體中的分布特征,以及復(fù)合材料的細晶組織和第二相顆粒特征。采用固溶和時效處理改善CNTs/Al-7075復(fù)合材料的組織和力學(xué)性能。結(jié)果表明,采用攪拌摩擦通道擠壓方法可以制備CNTs分布均勻的CNTs/Al-7075復(fù)合材料,實現(xiàn)7075鋁合金基體晶粒細化,通過引入CNTs增強相可獲得更為細小的晶粒組織。隨著CNTs體積分?jǐn)?shù)增加,CNTs/Al-7075復(fù)合材料的晶粒更加細化。固溶和時效處理改善了攪拌摩擦通道擠壓制備的7075鋁合金和CNTs/Al-7075復(fù)合材料的第二相析出行為,使材料的顯微硬度得到提高。CNTs/Al-7075復(fù)合材料的強化機制綜合了細晶強化、位錯強化、載荷傳遞和第二相強化,其中以第二相強化為主。

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    • 焊接溫度對5A06鋁合金SPS釬焊接頭組織和性能的影響

      2023, 52(10):3461-3469. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220755

      摘要 (263) HTML (0) PDF 273.30 M (1496) 評論 (0) 收藏

      摘要:5A06鋁合金具有中高強度,優(yōu)良的腐蝕穩(wěn)定性以及良好的導(dǎo)熱和機械加工性能,在雷達液冷組件和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)件等精密制造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本文采用Al-20Cu-5Si-2Ni釬料,通過放電等離子燒結(jié)技術(shù)實現(xiàn)5A06鋁合金SPS釬焊,研究了焊接溫度對連接接頭組織和性能的影響。當(dāng)焊接溫度為510~530℃,壓力為4MPa,保溫時間為10min時,接頭抗拉強度隨溫度上升而增大,最大接頭強度為152MPa,斷口呈現(xiàn)韌性斷裂特征,韌窩細小均勻。在低溫釬料、焊接壓力、脈沖電場和短時保溫的綜合作用下,SPS釬縫變窄,晶粒細小,脆性相分散,界面發(fā)生快速元素擴散,微觀焊合率提高,形成的細小Mg2Si和Si顆粒能夠顯著提升接頭力學(xué)性能。

    • Yb微合金化對Al-Zn-Mg-Cu合金顯微組織和性能的影響

      2023, 52(10):3556-3562. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220783

      摘要 (242) HTML (0) PDF 2.02 M (1066) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用熔煉鑄造結(jié)合熱擠壓變形等工藝制備了Al-Zn-Mg-Cu和Al-Zn-Mg-Cu-Yb兩種合金。利用金相顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡對組織結(jié)構(gòu)觀察及差熱分析儀、拉伸試驗機和電化學(xué)工作站對性能檢測,研究了稀土Yb微合金化對Al-Zn-Mg-Cu合金組織和性能的影響。結(jié)果表明:Yb的添加能夠明顯細化晶粒,顯微硬度和抗拉強度分別由125.6 HV、562.9 MPa提高至154.9 HV、616.3 MPa,拉伸斷裂形式也由沿晶和韌窩共存的混合型斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆捻g窩型斷裂。然而基體中Al8Cu4Yb粗大相的析出及晶界處η相的連續(xù)分布,對合金耐腐蝕性能不利。

    • >材料科學(xué)
    • U-Nb合金低溫分解機制的相場法研究

      2023, 52(10):3374-3381. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20230112

      摘要 (213) HTML (66) PDF 2.09 M (1067) 評論 (0) 收藏

      摘要:低溫時效處理導(dǎo)致U-Nb合金的力學(xué)性能發(fā)生顯著改變,利用相場法研究了性能變化對應(yīng)的微觀組織演化。結(jié)果表明,在較高溫度可能發(fā)生調(diào)幅分解,但必須滿足其熱力學(xué)條件,而且也僅出現(xiàn)在初期。發(fā)生普通型析出的范圍可能更廣,因為合金成分接近于發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的臨界成分,時效對應(yīng)的母相無論是類高溫立方相還是類低溫正交相,穩(wěn)定核胚和母相之間的Nb含量差異都可以相當(dāng)小。當(dāng)相界面的遷移率較大而擴散率較低時,處于長大階段的析出物的Nb含量明顯不同于平衡態(tài)成分。因此,U-Nb合金的低溫時效硬化效應(yīng)可能是由相分解引起的Nb再分配所導(dǎo)致。

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    • 電積鈷板微觀組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能對比

      2023, 52(10):3387-3398. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20230121

      摘要 (217) HTML (70) PDF 5.60 M (984) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究了3種電積鈷板的微觀組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能之間的差異,采用X射線衍射儀和掃描電子顯微鏡分析了3種電積鈷板的擇優(yōu)取向、晶體結(jié)構(gòu)和微觀組織形貌;并分析了3種電積鈷板的強度、硬度和韌性。結(jié)果表明:3種電積鈷板均是密排六方結(jié)構(gòu)(hcp)的純鈷相,晶粒取向隨機。A-Co板沉積層均勻致密、孔洞較少,而B-Co板和C-Co板的沉積層較為分散且存在大量的孔洞。同時A-Co板表面的平均晶粒尺寸最小,沉積層晶粒大小分布均勻,B-Co板表面的平均晶粒尺寸最大,沉積層晶粒大小分布不均勻。3種電積鈷板截面的始極片都是柱狀晶結(jié)構(gòu),且始極片兩側(cè)的生長方式不同。由力學(xué)性能分析發(fā)現(xiàn)A-Co板的抗拉強度和硬度均高于其它2種鈷板,但是韌性較差。綜上所述,A-Co板的品質(zhì)要明顯優(yōu)于B-Co板和C-Co板的品質(zhì)。

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    • 不同壓力下CrB的晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)及力學(xué)性質(zhì)的第一性原理研究

      2023, 52(10):3399-3409. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20230105

      摘要 (316) HTML (53) PDF 1.44 M (988) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于密度泛函理論第一性原理的方法,使用CALYPSO對CrB進行晶體進行結(jié)構(gòu)搜索,并對搜索出的結(jié)構(gòu)進行了電子結(jié)構(gòu)的分析及力學(xué)性質(zhì)的預(yù)測。結(jié)果表明,采用1倍分子式搜索出的2種結(jié)構(gòu)中,α-CrB相為立方結(jié)構(gòu),空間群為Fm-3m(No. 225),β-CrB相為四方結(jié)構(gòu),空間群為P4/mmm(No. 123)。當(dāng)壓強超過90 GPa時,CrB將會發(fā)生結(jié)構(gòu)相變,由α-CrB相轉(zhuǎn)變?yōu)?i>β-CrB相。聲子譜的計算結(jié)果及力學(xué)穩(wěn)定性的判據(jù)結(jié)果表明,α-CrB相及β-CrB相均具有動力學(xué)及力學(xué)穩(wěn)定性。β-CrB相晶體中,B原子的s軌道、p軌道及Cr原子的d軌道發(fā)生雜化,形成共價鍵及離子鍵;α-CrB相晶體,Cr的d軌道和B的p軌道發(fā)生軌道雜化,形成了離子鍵。β-CrB相中態(tài)密度能量范圍分布較大且峰值相對較低,能帶色散較強,原子軌道相互作用較強。隨著壓力的增加,α-CrB相的硬度值逐漸升高,在90 GPa時達到最大值28 GPa,并且韌性和硬度的匹配程度最好,即此時材料的綜合力學(xué)性能是最好的。當(dāng)壓力超過90 GPa發(fā)生相變后,β-CrB相的硬度值明顯降低,低至9.3 GPa,此時B/G值增加至3.9,表現(xiàn)出明顯的韌性特征。α-CrB相晶體雖然原子間作用力較低且體積模量較小,但是由于晶體內(nèi)部原子之間形成了化學(xué)鍵網(wǎng)絡(luò),體積模量的各向異性相對較低,這是其具有較高硬度的主要原因。

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    • Co-Sn單相合金深過冷凝固時Co3Sn2 相生長形貌的演變機制

      2023, 52(10):3410-3416. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20230069

      摘要 (131) HTML (58) PDF 1.59 M (963) 評論 (0) 收藏

      摘要:開展了(Co60Sn40)100-xNbx (x=0,0.4,0.6,0.8,at%)單相合金的深過冷凝固實驗,研究了Co3Sn2相生長形貌的演變機制。結(jié)果表明,在小過冷度下,Co3Sn2相在x=0,0.4以海藻狀的模式進行生長,隨著添加的Nb含量增加至0.6at%,其生長形貌轉(zhuǎn)變?yōu)闃渲?,并?i>x=0.8進一步轉(zhuǎn)變?yōu)榉中魏T寰?,這主要是由于界面能各向異性和動力學(xué)各向異性的變化。隨著過冷度的增加,(Co60Sn40)99.4Nb0.6合金中Co3Sn2相生長形貌在過冷度大于28 K時從樹枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)榉中魏T?,?dāng)過冷度高于143 K時轉(zhuǎn)變?yōu)槊芗T?。少量的Nb添加在小過冷度和中間過冷度時能提高Co3Sn2相的生長速度,但是在大過冷度下會顯著降低生長速度。Co3Sn2相生長速度隨過冷度變化規(guī)律的轉(zhuǎn)變對應(yīng)其生長形貌從分形海藻向密集海藻的轉(zhuǎn)變。

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    • 碳酸氫銨沉淀法制備球形氧化鈧

      2023, 52(10):3417-3423. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20230046

      摘要 (141) HTML (52) PDF 3.41 M (960) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究了碳酸氫銨沉淀法制備球形氧化鈧粉的方法。在溶液中以ScCl3·XH2O為前驅(qū)體制備含鈧的碳酸鹽。研究了反應(yīng)溫度、沉淀劑量和攪拌速度對鈧回收率的影響。通過粉末X射線衍射和激光粒子測定表征了pH值對含鈧碳酸鹽晶體結(jié)構(gòu)和粒徑的影響。結(jié)果表明,隨著反應(yīng)pH值的增大,含鈧碳酸鹽的結(jié)構(gòu)由非晶結(jié)構(gòu)變?yōu)榻Y(jié)晶結(jié)構(gòu),初始變化pH值約為6時,氧化鈧的晶體結(jié)構(gòu)為立方結(jié)構(gòu)。同時,在一定條件下,可以獲得3.756?103.8 μm尺寸的鈧沉積物顆粒。當(dāng)pH值為7時,鈧的D50為6.634 μm。含鈧碳酸鹽被用作制備氧化鈧的前體。TG-DTA結(jié)果表明,碳酸鹽的分解溫度趨于600 ℃左右。基于XRD和IR分析,可以得出,當(dāng)煅燒溫度為1000 ℃時,獲得相對純凈的氧化鈧粉體材料。同時,采用激光粒度分析儀、BET和SEM-EDS對所得氧化鈧粉末進行表征。球形氧化鈧粉末的微晶尺寸小于10 μm,表面積約為373.952 m2/g。微觀結(jié)構(gòu)非常均勻,呈球形結(jié)構(gòu)。

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    • >材料工藝
    • 基于數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)的SLM-IN718細觀表面裂紋擴展機制

      2023, 52(10):3433-3441. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20230296

      摘要 (391) HTML (0) PDF 45.91 M (1288) 評論 (0) 收藏

      摘要:開展了室溫下不同應(yīng)力比(R = 0.1及R = -1)的原位疲勞試驗,并結(jié)合數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)(DIC)分析了選區(qū)激光熔化IN718鎳基高溫合金(SLM-IN718)的細觀超高周表面裂紋擴展機制。結(jié)果表明:首先,DIC分析表明SLM-IN718受載時裂紋尖端出現(xiàn)了類似于蝴蝶形的塑性應(yīng)變區(qū),這與采用Von Mises屈服準(zhǔn)則相一致;其次,分析裂尖前方應(yīng)變場特征、位移場特征,確定SLM-IN718存在裂紋閉合效應(yīng),并對其裂紋閉合效應(yīng)進行評估,對SLM-IN718而言,R = 0.1與R = 0條件下載荷分別達到最大載荷的53%與29%時裂紋張開;此外,建立了慮及裂紋閉合效應(yīng)的裂尖塑性區(qū)尺寸評估模型,計算值與實測值一致性較好;最后,結(jié)合DIC分析結(jié)果探討了SLM-IN718低應(yīng)力條件下的表面裂紋擴展機制。

    • MAR-M247合金高溫斷裂機制的原位研究

      2023, 52(10):3442-3451. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220797

      摘要 (524) HTML (0) PDF 58.81 M (1236) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用原位高溫拉伸臺在掃描電鏡中研究了鎳基鑄造高溫合金MAR-M247在室溫、400 ℃與760 ℃拉伸過程中的動態(tài)組織演變和斷裂機制。原位測試結(jié)果表明,在室溫到760 ℃范圍內(nèi),MAR-M247合金的屈服強度與抗拉強度隨溫度的升高略有下降,拉伸塑性略有提高。室溫原位拉伸過程中,并沒有出現(xiàn)滑移帶;400 ℃與760 ℃的原位拉伸,只在樣品斷口附近存在少量的滑移帶。隨拉伸溫度的提高,合金的斷裂機制并無明顯變化,均表現(xiàn)為韌性穿晶斷裂。合金的微裂紋主要來源于變形過程中碳化物的破裂,晶內(nèi)與晶界都存在因碳化物破裂而形成的微裂紋。

    • 含類金剛石薄膜的鎂鋁合金振膜的制備及其聲學(xué)特性研究

      2023, 52(10):3470-3478. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220757

      摘要 (280) HTML (0) PDF 56.86 M (1270) 評論 (0) 收藏

      摘要:本研究通過脈沖等離子體增強化學(xué)氣相沉積技術(shù),在鎂鋁合金振膜上沉積類金剛石(Diamond-like carbon, DLC)薄膜。利用SEM、RAMAN和AFM表征了不同沉積工藝的DLC薄膜的形態(tài)和組成結(jié)構(gòu),測試了含DLC膜層的鎂鋁合金復(fù)合振膜的力學(xué)性能,相比鎂鋁合金振膜基底,DLC薄膜使得復(fù)合振膜在表面粗糙度、硬度和彈性模量方面有較多改善。通過研究含DLC薄膜的鎂鋁合金復(fù)合振膜的頻率響應(yīng)曲線和諧波失真等聲學(xué)性能,復(fù)合振膜提升了頻響上限,賦予了揚聲器高保真性。采用含DLC膜層的鎂鋁合金復(fù)合振膜制成的音響設(shè)備,具有良好的音色自然度、聲場表現(xiàn)度、人聲表現(xiàn)度和整體評價度,能夠有效提高人類主觀聽音效果。

    • 超細球形銀銅合金粉末的激光霧化制備工藝研究

      2023, 52(10):3479-3484. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220582

      摘要 (272) HTML (0) PDF 984.40 K (1107) 評論 (0) 收藏

      摘要:銀銅合金粉末兼具銀粉和銅粉的優(yōu)勢,在電子制造、催化和醫(yī)療領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。采用脈沖激光刻蝕銀銅共晶合金靶材方法制備了粉末樣品,采用掃描電鏡、X射線能譜儀和差熱分析等測試手段研究了粉末樣品的粒徑、外貌、成分和微觀組織。結(jié)果表明,脈沖激光刻蝕制備的銀銅合金粉末的粒徑集中分布范圍為1 ~ 6 μm。粉末顆粒呈球形、表面光滑。粉末顆粒的平均銀含量接近靶材,在剖面上成分均勻、含銀量波動小于3 at%。粉末的微觀組織為富銀相和富銅相。粉末和靶材的開始熔化溫度分別為773℃和779.5℃。兩者熔化溫度區(qū)間相近,但前者的溫度區(qū)間相比后者向低溫發(fā)生了偏移,推測是由于粉末顆粒中存在亞穩(wěn)組織所導(dǎo)致的。研究結(jié)果為高性能超細球形銀銅合金粉末的制備提供了一種可行途徑。

    • 潤滑對熱擠壓核級Zr-4合金顯微組織的影響

      2023, 52(10):3495-3506. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220762

      摘要 (167) HTML (0) PDF 2.98 M (974) 評論 (0) 收藏

      摘要:核級鋯合金作為水冷核反應(yīng)堆的核心結(jié)構(gòu)材料,多采用熱擠壓工藝加工。然而,在高溫、高壓等惡劣的熱擠壓環(huán)境下,潤滑層極易失效,導(dǎo)致成品件出現(xiàn)缺陷甚至報廢。作為擠壓過程中至關(guān)重要的一環(huán),關(guān)于潤滑對鋯合金擠壓件內(nèi)部組織和性能的影響,目前尚沒有過系統(tǒng)的報道。本研究對涂覆二硫化鉬潤滑劑的Zr-4合金在620 ℃、680 ℃和740 ℃下進行熱擠壓,并使用電子背散射衍射技術(shù)對擠壓件縱向截面進行顯微組織表征。分析發(fā)現(xiàn)涂層在680 ℃下具有最佳的潤滑效果,能夠促進鋯合金內(nèi)部柱面滑移和錐面滑移的開動,內(nèi)部晶粒變形均勻,呈現(xiàn)出顯著的<01-10>//ED擠壓絲織構(gòu)。研究結(jié)果對改進鋯合金擠壓潤滑工藝、優(yōu)化擠壓件的組織和性能有一定指導(dǎo)作用。

    • 混雜增強(CNTs+TiB2)/Cu復(fù)合材料制備與性能

      2023, 52(10):3515-3521. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220586

      摘要 (314) HTML (0) PDF 924.92 K (1025) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文以碳納米管(CNTs)和TiB2顆粒作為增強相,首先利用球磨、表面吸附和熱壓燒結(jié)相結(jié)合技術(shù)制備具有層疊結(jié)構(gòu)的CNTs/Cu復(fù)合材料,改善了CNTs在銅基復(fù)合材料中易團聚問題。CNTs/Cu復(fù)合材料的致密度和導(dǎo)電率隨CNTs含量增加而降低,抗拉強度和伸長率隨CNTs含量增加先升高后降低,當(dāng)含量為0.1 wt.%時綜合性能最優(yōu),致密度、導(dǎo)電率和抗拉強度分別為97.57%、91.2 %IACS和252 MPa。而球磨后熱壓燒結(jié)的1 wt.% TiB2/Cu復(fù)合材料致密度、導(dǎo)電率和抗拉強度分別為97.61%、58.3 %IACS和436 MPa。在此基礎(chǔ)上,將TiB2顆粒原位引入到具有層疊結(jié)構(gòu)的CNTs/Cu復(fù)合材料,制備獲得混雜增強(CNTs+TiB2)/Cu復(fù)合材料。相比單一CNTs(或TiB2)增強銅基復(fù)合材料,(CNTs+TiB2)/Cu復(fù)合材料的強度提升顯著。其中,(0.1 wt.% CNTs+1 wt.% TiB2)/Cu復(fù)合材料的導(dǎo)電率和抗拉強度分別為56.4 %IACS和531 MPa,相比1 wt.% TiB2/Cu,其導(dǎo)電率僅降低3.3%,而抗拉強度則升高21.8%。這主要歸因于片層間CNTs可起承擔(dān)和傳遞載荷作用,同時片層間彌散分布的TiB2顆粒可以釘扎位錯,兩種強化機制共同作用使(CNTs+TiB2)/Cu復(fù)合材料的抗拉強度顯著提升。

    • 熱處理對GH4169脈沖TIG焊接接頭組織和性能的影響

      2023, 52(10):3522-3529. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220767

      摘要 (177) HTML (0) PDF 26.16 M (1176) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用脈沖TIG焊制備GH4169合金焊接接頭,并采用4種熱處理工藝對焊接接頭進行熱處理,對比不同熱處理工藝對GH4169合金焊接接頭組織和性能的影響。結(jié)果表明,焊接接頭經(jīng)過4種熱處理工藝后,部分相發(fā)生溶解,接頭常溫和高溫抗拉強度皆得到提高,接頭硬度皆顯著提高,但熱處理后接頭塑性顯著降低。其中經(jīng)過1020℃固溶處理+雙級時效后的接頭焊縫中Laves相發(fā)生部分溶解,且經(jīng)該熱處理工藝后其接頭常溫和高溫抗拉強度提高幅度皆達到最大。

    • 納米銀導(dǎo)電墨水的制備及其在高精度柔性電路打印中的應(yīng)用研究

      2023, 52(10):3530-3538. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220600

      摘要 (512) HTML (0) PDF 46.85 M (1276) 評論 (0) 收藏

      摘要:分別以銀納米顆粒和銀納米線為導(dǎo)電組份,以BYK-333為表面助劑,以乙二醇為溶劑制備出兩類噴墨打印型導(dǎo)電墨水,采用MICROPLTTER Ⅱ型微納米沉積系統(tǒng)在柔性透明基底上打印了導(dǎo)電線路,研究了打印工藝、熱燒結(jié)固化、封裝等對兩種打印電路的導(dǎo)電性、耐候性和擾度等性能的影響。結(jié)果表明,打印機噴頭口徑和墨水與基底接觸角是決定導(dǎo)電電路線寬精度的關(guān)鍵因素,熱燒結(jié)處理可以提高銀納米顆粒柔性電路的導(dǎo)電性,在160℃燒結(jié)30 min時,電阻率下降到16.4 μΩ.cm,在空氣中放置90天后保持導(dǎo)電性能不變,1000次彎折后電阻率上升12.4%;隨著打印次數(shù)增加,銀納米線打印電路的導(dǎo)電性不斷增加,打印9次得到的打印直線單位電阻為88.9 Ω/cm,而隨著燒結(jié)溫度和時間的增加電路導(dǎo)電性下降,PDMS封裝可以極大地提高打印電路的穩(wěn)定性,在空氣中放置90天并彎折1000次后導(dǎo)電性能保持不變,表明基于銀納米材料導(dǎo)電墨水及微納米沉積系統(tǒng)可以實現(xiàn)高性能和高精度柔性電路的穩(wěn)定打印。

    • Mg67Zn28Ca5合金激光表面非晶化處理及其生物腐蝕性能研究

      2023, 52(10):3539-3546. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220776

      摘要 (149) HTML (0) PDF 1.43 M (954) 評論 (0) 收藏

      摘要:Mg-Zn-Ca合金因其較好的力學(xué)性能、良好的生物相容性和優(yōu)異的可降解性,有望在人體骨組織植入材料得到推廣應(yīng)用,但由于鎂合金耐生物腐蝕性能較差,限制了其臨床的進一步應(yīng)用。通過激光表面非晶化處理對共晶成分的Mg67Zn28Ca5合金進行了表面改性,研究了激光掃描速度對Mg67Zn28Ca5 合金表面非晶復(fù)合涂層的顯微組織和相組成的影響;測試了合金表面改性前后在人工模擬體液中的生物腐蝕行為。研究結(jié)果表明,經(jīng)激光表面非晶化處理后樣品表面主要由大量的非晶和極少量的晶態(tài)物質(zhì)組成。隨著激光掃描速度的增大,合金表面形成的非晶相越多。晶相的形成主要是受到后續(xù)激光加工的熱影響而產(chǎn)生熱激活,部分非晶相發(fā)生了形核長大。與鑄態(tài)鎂合金相比,非晶復(fù)合涂層在人工模擬體液中的腐蝕電位正向偏移了0.16 V,腐蝕電流密度下降了約13倍。合金表面少量晶相的存在,使之成為表面腐蝕的活性通道,對合金表面的腐蝕性能產(chǎn)生輕微的影響。通過激光表面改性處理,可有效改善Mg67Zn28Ca5合金的耐生物腐蝕性能,在生物醫(yī)用植入方面展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

    • 中粗WC含量對Ni-Co粗晶硬質(zhì)合金微觀組織及性能的影響

      2023, 52(10):3547-3555. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220781

      摘要 (228) HTML (0) PDF 5.31 M (926) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究了中粗WC含量對Ni-Co粗晶硬質(zhì)合金微觀組織與晶粒分布的影響,進而討論了晶粒分布對硬質(zhì)合金力學(xué)性能的影響。通過金相分析了中粗WC含量對硬質(zhì)合金晶粒度與鄰接度的影響,并利用截線法研究了微觀組織的晶粒的分布規(guī)律;研究了晶粒度與晶粒分布對磁力、密度及其它力學(xué)性能的影響。結(jié)果顯示,中粗WC晶粒可均勻分布在粗晶WC周圍阻礙粗晶與粘結(jié)相接觸,抑制了粗晶粒的快速粗化,降低了合金平均晶粒度與平均自由程,使晶粒分布逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡p峰分布;在壓力燒結(jié)下所有合金的相對密度均在99.5%以上,通過對矯頑磁力的測試分析,驗證了微觀組織中晶粒雙峰分布的準(zhǔn)確性;平均晶粒度的降低使合金硬度逐漸增加、斷裂韌性逐漸降低;微觀組織中超粗晶粒逐漸減少,有利于硬質(zhì)合金抗彎強度與耐磨性的提高。在Ni-Co粗晶硬質(zhì)合金中加入部分中粗WC顆粒有利于減少晶粒粗化進而提高耐磨性,加入30%中粗WC顆粒時綜合性能最好。

    • 噴霧造粒預(yù)合金化W-Ni-Fe三元合金粉末及射頻熱等離子體致密球化研究

      2023, 52(10):3563-3570. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220785

      摘要 (256) HTML (0) PDF 6.70 M (892) 評論 (0) 收藏

      摘要:球形致密化的鎢基(W-Ni-Fe)合金粉末對增材制造等粉末成形構(gòu)件的強度等物理性能的提升具有重要意義。采用噴霧造粒和射頻熱等離子體高溫致密球化處理的方式研究了W-Ni-Fe粉末經(jīng)噴霧造粒后射頻熱等離子體處理對其合金粉末的形貌、孔隙等的作用效果。研究表明,經(jīng)噴霧造粒后所形成的96W-2.5Ni-1.5Fe三元合金粉末顯微組織結(jié)構(gòu)疏松,內(nèi)部中空洞較多且表面粗糙;射頻熱等離子體對噴霧造粒粉進行處理后其綜合性能提高,球形粉表面孔洞及疏松現(xiàn)象有所緩解,但仍有部分顆粒表面與內(nèi)部存在微孔,且致密球化后的W晶粒之間Ni、Fe相含有較高含量的W元素。

    • Ga1-XTiXSb(X= 0.25, 0.50, 0.75)電學(xué)、磁學(xué)及光學(xué)性質(zhì)的第一性原理研究

      2023, 52(10):3571-3580. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220787

      摘要 (214) HTML (0) PDF 1.52 M (984) 評論 (0) 收藏

      摘要:直接帶隙半導(dǎo)體銻化鎵(GaSb)憑借其優(yōu)異的性能在光纖通信、光電器件等領(lǐng)域具有應(yīng)用價值。為了探索GaSb在光電器件中及新的自旋電子學(xué)材料的潛在應(yīng)用,采用第一性原理計算了不同Ti摻雜濃度的GaSb(Ga1-xTixSb,其中X為Ti原子的摻雜濃度百分比)的電學(xué)、磁學(xué)及光學(xué)性質(zhì)。計算結(jié)果表明:Ga1-xTixSb的能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度在費米能級附近產(chǎn)生自旋劈裂并形成凈磁矩,使Ga1-xTixSb(X=0.25, 0.50, 0.75)分別表現(xiàn)為半金屬鐵磁體、稀磁半導(dǎo)體、磁性金屬。Ga1-xTixSb優(yōu)化后晶格常數(shù)變大;Ga1-xTixSb的折射率、反射率、吸收系數(shù)發(fā)生紅移且在中遠紅外波段光吸收系數(shù)高于GaSb;Ga1-xTixSb隨著Ti摻雜濃度的增加對中遠紅外波段光子的吸收效果變得更好。計算結(jié)果為拓展GaSb基半導(dǎo)體材料在紅外探測器、紅外半導(dǎo)體激光器等領(lǐng)域的應(yīng)用以及新的自旋電子學(xué)材料的發(fā)現(xiàn)提供理論參考。

    • 彎曲形變及熱處理對純鎳N6焊縫晶界特征分布及腐蝕行為的影響

      2023, 52(10):3590-3599. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220790

      摘要 (216) HTML (0) PDF 20.96 M (1210) 評論 (0) 收藏

      摘要:對純鎳N6等離子弧焊縫進行“U”形彎曲形變及熱處理加工,借助電子背散射衍射(EBSD)和取向成像顯微技術(shù)(OIM)對比分析Non-GBE、GBE樣品晶界特征分布(GBCD)及對腐蝕行為的影響。結(jié)果表明:焊縫經(jīng)“U”形彎曲形變+900℃退火10min后,低ΣCSL晶界比例提高到54.1%,并形成具有Σ3n取向關(guān)系的大尺寸晶粒團簇;退火過程中再結(jié)晶形核點增加,晶粒尺寸下降到146 um。GBE樣品耐蝕性高于Non-GBE樣品,GBE樣品(0.2113 A·m-2)自腐蝕電流密小于Non-GBE樣品(0.8138 A·m-2),且GBE樣品的容抗弧半徑、阻抗模值|Z|、相位角θ均大于對應(yīng)Non-GBE樣品。兩種樣品表面均發(fā)生了點蝕,腐蝕行為概括為:腐蝕初期,C1-破壞樣品表面局部區(qū)域鈍化膜形成點蝕坑。隨浸泡時間延長,陽極金屬附近Ni2+濃度達到飽和或過飽和狀態(tài),Ni2+與膜層中結(jié)合水反應(yīng)生成Ni(OH)2,部分Ni(OH)2脫水分解為NiO,組成的腐蝕產(chǎn)物膜沉積在樣品表面,阻止Cl-穿過腐蝕產(chǎn)物滲透到樣品表面,點蝕受到控制。

    • W-4Re-0.27HfC合金的1500~1700℃拉伸蠕變性能及損傷機理

      2023, 52(10):3600-3607. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220773

      摘要 (277) HTML (0) PDF 1.44 M (1055) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文研究了粉末冶金制備的W-4Re-0.27HfC合金的拉伸蠕變行為,測試環(huán)境為真空,蠕變溫度為1500~1700℃,蠕變應(yīng)力為40~60MPa。采用SEM、EBSD和TEM觀察其微觀組織,表征晶粒尺寸和位錯等組織在蠕變過程中的演變規(guī)律。結(jié)果表明,W-4Re-0.27HfC合金的穩(wěn)態(tài)蠕變速率范圍為1′10-7~5′10-6,較純鎢(W)低兩個數(shù)量級。W-4Re-0.27HfC合金抗蠕變性能優(yōu)于純W主要原因是彌散分布的HfC顆粒釘扎位錯和Re取代W原子產(chǎn)生晶格畸變阻礙位錯運動,降低位錯遷移率。蠕變溫度為1500℃時,W-4Re-0.27HfC的蠕變機制以位錯滑移為主,伴隨有晶界滑動。隨著溫度升高,位錯攀移成為主要蠕變機制。HfC顆粒塞積位錯,導(dǎo)致HfC/基體界面結(jié)合變差,HfC顆粒剝落出現(xiàn)孔洞,合金蠕變性能下降。

    • Pd/CeCoOx催化劑上Pd組分分散性改進及其NGVs尾氣凈化性能

      2023, 52(10):3608-3616. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220780

      摘要 (283) HTML (0) PDF 1.01 M (1017) 評論 (0) 收藏

      摘要:近年來,天然氣汽車(NGVs)尾氣凈化三效催化劑的研究主要集中在具有高分散性的負(fù)載型貴金屬催化劑。本文利用金屬有機骨架(MOFs)模板法制備了納米結(jié)構(gòu)的CeCoOx復(fù)合氧化物作為載體,并與傳統(tǒng)溶膠-凝膠法(SG)制備的鈰鈷氧化物比較,探究了貴金屬Pd在兩種催化劑載體上的分散狀態(tài)及其對催化性能的影響。結(jié)果表明,以CeCo-MOFs材料為前驅(qū)體衍生制備的Pd/CeCoOx(M)催化劑其CO、NO、CH4三效催化性能相比溶膠-凝膠法制備的相同組成Pd/CeCoOx(SG)催化劑低了約100 ℃左右,具有更低的低溫活性。以CeCo-MOFs為前驅(qū)體衍生制備的鈰鈷復(fù)合氧化物晶體粒子更小,晶相結(jié)構(gòu)均勻,具有更大的比表面積,促進了Pd組分分散狀態(tài)的提高,也豐富了催化劑的氧空位和結(jié)構(gòu)缺陷,顯著提高了催化劑的低溫三效催化性能。利用MOFs前驅(qū)體熱分解得到的復(fù)合氧化物可以作為三效催化貴金屬活性組分分散的良好材料。

    • >評述
    • 激光增材制造高溫合金復(fù)合材料研究進展

      2023, 52(10):3617-3629. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220775

      摘要 (583) HTML (0) PDF 15.83 M (1241) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文對增材制造技術(shù)在高溫合金復(fù)合材料中的研究進行了系統(tǒng)全面地梳理歸納,綜述了增材制造高溫合金復(fù)合材料的粉末混合、冶金過程以及強化機制,并且在增材制造高溫合金復(fù)合材料顯微組織、缺陷及其性能方面進行詳細對比分析研究。在此基礎(chǔ)上,分析了增材制造高溫合金復(fù)合材料研究現(xiàn)狀及進展,并且對高溫合金復(fù)合材料新增強相設(shè)計、增強相添加方式及其對蠕變疲勞性能的影響機制等的研究進行了展望,本文將有利于對增材制造高溫合金復(fù)合材料的研究和發(fā)展提供參考。

    • 低熱應(yīng)變鎂合金研究綜述

      2023, 52(10):3640-3646. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220729

      摘要 (376) HTML (0) PDF 1.94 M (1159) 評論 (0) 收藏

      摘要:鎂和鎂基合金是重要的輕量化金屬材料,廣泛應(yīng)用于汽車、通訊、航空等領(lǐng)域。由于鎂合金熱膨脹系數(shù)較高,當(dāng)應(yīng)用于精密器件時易導(dǎo)致組裝精密度降低、力學(xué)性能下降等問題。因此需要研發(fā)低熱應(yīng)變鎂基材料,以滿足此類應(yīng)用的要求。本文對降低鎂合金熱膨脹系數(shù)的原理及方法進行綜述,歸納比較了合金化、復(fù)合材料和特殊加工工藝等調(diào)整鎂合金熱膨脹系數(shù)的主要方法的原理,總結(jié)出高熔點元素合金化、高硬度顆粒摻雜、低熱膨脹系數(shù)纖維摻雜以及熱處理結(jié)合擠壓加工方法等降低鎂合金熱膨脹系數(shù)的有效方法,并對未來該領(lǐng)域的研究趨勢進行了展望。

    • 可逆潤濕型智能油水分離材料

      2023, 52(10):3647-3660. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220748

      摘要 (411) HTML (0) PDF 52.26 M (1206) 評論 (0) 收藏

      摘要:溢油事故的頻繁發(fā)生以及工業(yè)含油污水的違規(guī)排放不僅造成了資源浪費,而且嚴(yán)重破壞了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。可逆潤濕型智能油水分離材料具有在親水性和疏水性之間的循環(huán)切換特性,可以靈活處理各種油水混合物,表現(xiàn)出優(yōu)異的油水分離能力。本文介紹了表面潤濕現(xiàn)象及可切換潤濕性機理,并根據(jù)材料所受外部刺激的不同,綜述了pH響應(yīng)型、溫度響應(yīng)型、光響應(yīng)型及氣體響應(yīng)型等智能油水分離材料的研究進展。最后,提出了該研究領(lǐng)域目前存在的主要問題和面臨的挑戰(zhàn),并對該領(lǐng)域未來的發(fā)展方向進行了展望

    • 應(yīng)用鉛鉍共晶合金冷卻劑面臨挑戰(zhàn)及解決方案

      2023, 52(10):3661-3672. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20220753

      摘要 (381) HTML (0) PDF 988.02 K (1244) 評論 (0) 收藏

      摘要:鉛鉍共晶(LBE)合金具有化學(xué)活性低、熱特性杰出、耐輻照等優(yōu)秀特質(zhì),在核領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,是第四代核能系統(tǒng)鉛冷快堆(LFR)冷卻劑的首選材料。然而,高溫、高流速、高密度的液態(tài)LBE會對核電材料造成嚴(yán)重腐蝕,威脅其服役安全。因此,全面認(rèn)識與分析應(yīng)用LBE所面臨的挑戰(zhàn),對于解決LBE與結(jié)構(gòu)材料相容性的關(guān)鍵科學(xué)和實際工程問題,以及核能的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文簡介了LBE冷卻劑的特點,系統(tǒng)地論述了近年來關(guān)于LBE腐蝕機理、影響因素的研究現(xiàn)狀,針對目前3種主要解決方案的基本原理、防護機制及國內(nèi)外最新研究進展進行了較為全面地分析。最后,總結(jié)了目前研究中存在的主要問題與不足,并展望了未來發(fā)展前景。

    • >研究快報
    • g-C3N4-Cd2SnO4復(fù)合材料的制備及其氣敏性能

      2023, 52(10):3673-3679. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20230073

      摘要 (234) HTML (0) PDF 1.32 M (890) 評論 (0) 收藏

      摘要:摘 要:采用水熱-煅燒法制備了Cd2SnO4,并使用超聲混合法制備一系列不同質(zhì)量比例的g-C3N4-Cd2SnO4復(fù)合材料。通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、X射線光電子能譜(XPS)等方法對g-C3N4-Cd2SnO4復(fù)合材料進行了表征,研究了不同比例的g-C3N4-Cd2SnO4復(fù)合材料的氣敏性能。氣敏性能研究結(jié)果表明:當(dāng)g-C3N4的加入量為2.5 wt%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時,g-C3N4-Cd2SnO4復(fù)合材料對于異丙醇氣體的靈敏度最高,在170℃的最佳工作溫度下,對100 μL/L的異丙醇氣體的靈敏度可達117,與純Cd2SnO4的靈敏度1.4相比提高了78倍,最低檢測限為0.1 μL/L。

    • Cu添加對La0.7Ce0.3Fe11.54-xCuxMn0.16Si1.3合金及其氫化物磁性能的影響

      2023, 52(10):3680-3684. DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20230130

      摘要 (191) HTML (0) PDF 1.19 M (963) 評論 (0) 收藏

      摘要:La(Fe, Si)13系合金是具有一級相變大磁熱效應(yīng)的磁制冷合金,被認(rèn)為是極具應(yīng)用前景的磁熱效應(yīng)材料之一。本文采用高頻感應(yīng)懸浮爐制備了添加不同Cu元素比例的La0.7Ce0.3Fe11.54-xCuxMn0.16Si1.3(x=0, 0.05, 0.1, 0.15)合金。并利用粉末XRD衍射儀,掃描電鏡(SEM)對合金的相組成、微觀組織結(jié)構(gòu)進行了研究,采用多功能振動樣品磁強計VersaLab對合金的磁性能進行了分析。添加Cu元素后,合金的居里溫度提高,但氫化后添加Cu的合金居里溫度反而偏低。隨著Cu元素提高磁熱性能下降,但La0.7Ce0.3Fe11.44Cu0.1Mn0.16Si1.3H1.68合金的最大等溫磁熵變?nèi)愿哌_8.5 J/kg.K(0 ~ 2 T),相對制冷能力RCP提高(118 J/kg),磁滯明顯降低。

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