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摘要:多孔鈦合金的設(shè)計(jì)與力學(xué)性能是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。通過SLM技術(shù)設(shè)計(jì)并制造了2種均質(zhì)和梯度的Gyroid極小曲面單胞結(jié)構(gòu)，通過對其進(jìn)行靜態(tài)壓縮試驗(yàn)和拉伸試驗(yàn)并與傳統(tǒng)的桁架類單胞結(jié)構(gòu)做對比，建立了5種不同點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮模型。通過Hypermesh與ABAQUS聯(lián)合仿真的方式，對它們進(jìn)行了網(wǎng)格劃分與分析計(jì)算，通過應(yīng)力應(yīng)變云圖、塑性應(yīng)變云圖以及壓縮實(shí)驗(yàn)過程的觀察，綜合分析了空心立方、G7、bcc、均質(zhì)Gyroid和梯度Gyroid 5種多孔結(jié)構(gòu)失效形式和變形機(jī)制，將仿真得出的應(yīng)力應(yīng)變曲線與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)該仿真方法可以較好預(yù)測出不同多孔結(jié)構(gòu)的最大抗壓強(qiáng)度。壓縮和拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明，Gyroid點(diǎn)陣材料的最大抗拉性能遠(yuǎn)高于桁架類結(jié)構(gòu)，抗壓性能也更優(yōu)越。其中，G梯度結(jié)構(gòu)的綜合力學(xué)性能最優(yōu)。

摘要:TiAl合金因具有低密度、高比強(qiáng)度、高溫抗氧化性等性能成為航空航天等領(lǐng)域最具潛力的高溫輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料之一，但其具有本質(zhì)脆性，在成型過程中易引入微裂紋、孔洞等缺陷，嚴(yán)重影響了其力學(xué)性能。超音速微粒轟擊是新型表面改性技術(shù)之一，利用該技術(shù)研究了不同孿晶界數(shù)量和位置對TiAl合金力學(xué)性能和變形行為的影響。結(jié)果表明：不同孿晶界數(shù)量模型的屈服強(qiáng)度隨孿晶界數(shù)量的增大而降低；孿晶界位置距模型上表面越近，材料屈服強(qiáng)度越低；隨著孿晶界數(shù)量的增加，孿晶對位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙越明顯，模型轟擊后表面的塑性變形程度也越大，材料更易發(fā)生斷裂；孿晶距離材料上表面越近，孿晶對位錯(cuò)生長的抑制越明顯，進(jìn)而影響材料強(qiáng)度；模型變形失效是位錯(cuò)與位錯(cuò)、位錯(cuò)與孿晶及其它缺陷共同作用的結(jié)果。

摘要:以TC4鈦合金擴(kuò)散連接區(qū)為研究對象，在變形溫度920，950，980，1010 ℃及應(yīng)變速率0.01，0.1，1，10 s-1的條件下進(jìn)行熱變形試驗(yàn)，研究了變形溫度和應(yīng)變速率對TC4鈦合金擴(kuò)散連接區(qū)流變應(yīng)力和微觀組織的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：TC4鈦合金擴(kuò)散連接區(qū)在高溫下具有明顯的動(dòng)態(tài)軟化特征，流變應(yīng)力隨變形溫度的升高而降低，隨變形速率的提高而增大；高溫變形后擴(kuò)散連接界面消失，隨變形溫度的增加，等軸α相的體積分?jǐn)?shù)減少，同時(shí)伴有短棒狀和板條狀的次生α相出現(xiàn)，且次生α相的體積分?jǐn)?shù)隨應(yīng)變速率增加逐漸降低；當(dāng)變形溫度達(dá)到1010 ℃時(shí)，出現(xiàn)馬氏體α′相；以雙曲正弦形式修正的Arrhenius方程為基礎(chǔ)，建立了TC4鈦合金擴(kuò)散連接區(qū)雙曲正弦本構(gòu)方程以及熱加工圖，確定TC4鈦合金擴(kuò)散連接區(qū)的最佳變形溫度為920~950 ℃，變形速率為0.01~0.1 s-1。

摘要:為揭示固溶溫度(850 ℃,920 ℃,960 ℃)對TC4鈦合金微觀組織和動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)性能的影響,采用XRD、SEM和EBSD方法對材料晶體結(jié)構(gòu)、微觀組織和晶粒取向等特征進(jìn)行分析,選取分離式霍普金森拉桿(SHTB)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了材料的動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)性能測試,構(gòu)建了Johnson-Cook(J-C)本構(gòu)模型,開展了動(dòng)態(tài)拉伸斷口形貌分析。結(jié)果表明：隨固溶溫度升高,材料中α/α′含量升高,初生α相含量降低,針狀α′含量升高,晶粒尺寸減小且擇優(yōu)取向強(qiáng)度增大；TC4鈦合金具有明顯的應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng),隨固溶溫度升高,材料屈服強(qiáng)度和維氏硬度逐漸增大,斷裂延伸率降低；動(dòng)態(tài)拉伸斷口整體表現(xiàn)為韌性斷裂,隨固溶溫度升高,材料塑性降低,固溶溫度960 ℃時(shí),試樣韌性斷裂特征不顯著。本文結(jié)論可為TC4鈦合金力學(xué)性能調(diào)控及抗沖擊設(shè)計(jì)提供方法和數(shù)據(jù)支撐。

摘要:采用Ti-25.65Zr-13.3Cu-12.35Ni-3Co-2Mo(wt.%)非晶箔帶釬料在900 ℃~1020 ℃/10 min工藝下真空釬焊連接TC4和TNM合金,并系統(tǒng)研究了TC4/TNM釬焊接頭的界面組織和形成機(jī)理以及釬焊溫度對界面組織和剪切強(qiáng)度的影響規(guī)律。結(jié)果表明：釬焊溫度900～980 ℃時(shí)接頭的組織為TC4/細(xì)小網(wǎng)籃狀(α+β)-Ti/γ-(Ti,Zr)2(Cu,Ni) + α-Ti/Ti3Al/TNM,隨釬焊溫度升高,釬縫中硬脆的γ相減少、韌性的α-Ti增加。釬焊溫度1000 ℃和1020 ℃時(shí),接頭的界面反應(yīng)層由三層演變成兩層且對應(yīng)的物相分別是韌性差的粗針狀(α+β)-Ti和Ti3Al,粗針狀(α+β)-Ti隨溫度升高進(jìn)一步粗化。釬焊接頭剪切強(qiáng)度隨溫度升高先增加后減小,釬焊溫度980 ℃時(shí)剪切強(qiáng)度達(dá)到最大值494.83 MPa。剪切測試的釬焊接頭均脆性斷裂于TNM側(cè)的釬縫中。

摘要:對比研究了網(wǎng)籃組織TC25G鈦合金棒材在不同變形量下的組織演變及其550℃熱暴露和蠕變性能變化。結(jié)果表明：隨變形量的增加，合金熱暴露后拉伸塑性逐漸增加，而高溫抗蠕變性逐漸減弱，兩種性能在變形量100%時(shí)達(dá)到良好匹配，均可滿足工程應(yīng)用要求。變形量的增加對應(yīng)顯微組織中片層α相的球化過程，在片層α相充分球化前，顯微組織中多層級結(jié)構(gòu)的界面強(qiáng)化效應(yīng)使得合金具有良好的高溫抗蠕變性；而α相充分球化后，等軸組織為主的顯微組織使得合金具有較好的塑性。隨變形量的增加，熱暴露后拉伸斷口韌窩尺寸逐漸變得細(xì)小均勻，且韌窩深度增加，表明合金熱暴露后塑性提升。納米顯微硬度測試結(jié)果表明，合金中初生α相的顯微硬度高于β轉(zhuǎn)變組織，通過固溶溫度調(diào)整合金中α相的含量和分布，可提升抗蠕變性，但其效果不及變形量的調(diào)控顯著；為獲得最佳的高溫強(qiáng)塑性匹配，可通過控制片層α相球化程度來實(shí)現(xiàn)。

摘要:采用多場耦合重熔工藝仿真軟件MeltFlow-VAR建立的數(shù)值模型，研究了工業(yè)化大規(guī)格TC6合金在不同冷卻條件下的溫度場和Cr元素偏析行為，并通過制備Ф640mm規(guī)格TC6合金鑄錠進(jìn)行驗(yàn)證。模擬結(jié)果表明：增大鑄錠和坩堝間的換熱后，鑄錠熔池和糊狀區(qū)深度變淺，整體呈現(xiàn)自下而上的順序凝固，Cr元素偏析范圍及整錠極差減小。結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明：采用壁厚減薄的異形坩堝加強(qiáng)冷卻后，凝固組織轉(zhuǎn)變?yōu)槿鶢罹?，有利于減輕偏析，得到成分均勻性較高的鑄錠。

摘要:研究了不同準(zhǔn)β熱處理工藝對TC4-DT鈦合金顯微組織和力學(xué)性能的影響，并對顯微組織、力學(xué)性能斷口形貌進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明隨著固溶溫度從Tβ+10℃升高到Tβ+25℃，合金初生片狀α相長寬比變大，次生α相含量升高，塑性下降，抗拉強(qiáng)度升高。冷卻速率的下降對于初生片狀α相有粗化效果，降低初生片狀α相的長寬比，對應(yīng)的抗拉強(qiáng)度升高，塑性降低。固溶時(shí)間的延長，初生片狀α相寬度變大，長寬比下降，次生片狀α相長寬比變大。TC4-DT鈦合金拉伸斷口存在大小不一的韌窩，隨固溶溫度的升高和時(shí)效時(shí)間的延長，試樣拉伸斷口韌窩的尺寸均有不同程度的變大，同時(shí)出現(xiàn)了少量的撕裂棱，試樣的斷裂機(jī)制為以韌性斷裂為主并伴有準(zhǔn)解理斷裂。

摘要:采用拉伸、壓縮的試驗(yàn)方法,結(jié)合Schmid因子計(jì)算和晶體塑性模擬計(jì)算研究了TA2純鈦在不同應(yīng)力(拉應(yīng)力、壓應(yīng)力)狀態(tài)下織構(gòu)的演化機(jī)制。結(jié)果表明：在拉伸變形過程中,較大的應(yīng)變量也難以使織構(gòu)發(fā)生顯著變化,相對而言,壓縮變形過程中織構(gòu)變化較為顯著。在不同應(yīng)變路徑下,變形初期啟動(dòng)的變形方式有一定的差異。在不同應(yīng)變量下,隨著變形程度的增加,發(fā)生基面滑移或錐面滑移或{10 2}拉伸孿生的晶粒數(shù)變多是導(dǎo)致了形成不同織構(gòu)的主要原因。

摘要:通過添加稀土Yb2O3提高TC4鈦合金激光焊縫的超塑性變形能力，改善接頭的超塑性變形均勻性。研究結(jié)果表明，Yb2O3的加入能夠降低焊縫超塑性變形流變應(yīng)力，提高延伸率，增加接頭變形均勻系數(shù)值。隨著Yb2O3含量增加，焊縫縱向峰值流變應(yīng)力和延伸率均先降低再升高，在6%時(shí)峰值流變應(yīng)力最低為11.9MPa；延伸率最高為592.3 %，此時(shí)焊縫區(qū)域組織等軸化程度最高，焊縫的超塑性最好。橫向變形時(shí)隨著Yb2O3含量的增加，接頭變形均勻系數(shù)K值呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，含量為6 wt.%時(shí)的試樣K值取到最大值為0.209。

摘要:通過向包埋滲鋁劑中添加Y₂O₃粉末在純Nb基體表面制備了Y改性的滲鋁涂層,研究了Y對涂層微觀組織和生長機(jī)制的影響。結(jié)果表明,Y對涂層的相組成和NbAl₃相的晶粒形態(tài)均無明顯影響。隨包埋劑中Y₂O₃添加量的增加,涂層表面的Y含量升高。Y改性后,涂層的生長機(jī)制由受Al原子的沿晶擴(kuò)散控制轉(zhuǎn)變?yōu)槭蹵l原子的晶內(nèi)擴(kuò)散控制,降低了涂層的生長速率,并使NbAl₃相的柱狀晶區(qū)形成了<010>//ND和<110>//ND的兩種絲織構(gòu)。

摘要:生物污損是威脅海工材料安全高效服役的重要因素，因此開發(fā)環(huán)保、成本低廉的防污材料非常必要。本文通過一步熱分解法分別在450 ℃和750 ℃制備α-MoO3粉末材料，即S450和S750。采用X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、紅外光譜（FTIR）對樣品進(jìn)行表征。結(jié)果顯示，450 ℃和750 ℃獲得的α-MoO3分別表現(xiàn)為納米級板狀結(jié)構(gòu)和微米級長板狀結(jié)構(gòu)。利用平板計(jì)數(shù)法評價(jià)兩種材料在無光條件下對銅綠假單胞菌（P. aeruginosa）的抗菌性能。結(jié)果顯示，S450和S750在濃度為0.25，0.5，0.75，和1 mg/ml時(shí)，其抗菌率分別為27.3%，99%，100%，100%和16.1%，30.1%，52.3%，73.6%。表明兩個(gè)條件下獲得的α-MoO3在無光條件下均表現(xiàn)出良好的抗菌性能，并且溶液pH值隨α-MoO3樣品濃度的升高而降低，Mo離子溶出量隨α-MoO3樣品濃度的升高而增加。α-MoO3在無光條件下的抗菌活性源于H3O+和Mo離子溶出的協(xié)同作用影響。與S750相比，S450表現(xiàn)出更高的抗菌率，這可能源于S450在溶液中具有更高的溶解度，因而導(dǎo)致更多的H3O+和Mo離子溶出。

摘要:提出一種在金剛石表面制備Ti涂層的新方法，將感應(yīng)加熱到一定溫度的Ti棒，在電磁屏蔽保護(hù)下的聚晶金剛石表面以旋轉(zhuǎn)擠壓的方式進(jìn)行摩擦涂覆，實(shí)現(xiàn)了金剛石表面的金屬化。通過紅外測溫儀測試聚晶金剛石表面溫度，利用掃描電子顯微鏡觀察Ti涂層的界面形貌、內(nèi)表面形貌以及聚晶金剛石/硬質(zhì)合金之間的界面形貌，采用X射線衍射儀檢測Ti涂層內(nèi)表面物相組成，通過能譜分析儀對Ti涂層界面和內(nèi)表面進(jìn)行元素分析。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):高溫Ti棒與聚晶金剛石表面進(jìn)行摩擦涂覆，在聚晶金剛石與Ti涂層界面處發(fā)生了C、Ti元素的相互擴(kuò)散，且在界面處產(chǎn)生有點(diǎn)狀碳化物TiC。將聚晶金剛石置于具有電磁屏蔽的裝置中，可有效避免聚晶金剛石/硬質(zhì)合金界面處的熱損傷。Ti涂層的形成過程可分為三個(gè)階段:新鮮表面相互接觸、初始擴(kuò)散、擴(kuò)散帶形成。本文提出的感應(yīng)加熱摩擦法工藝簡便，能夠顯著提高涂覆效率，可以有效避免金剛石熱損傷。

摘要:采用擴(kuò)散共滲方法在TiAl合金表面制備了Si-Co-Y滲層,分析了滲層的組織結(jié)構(gòu)、形成機(jī)理及其在950 ℃時(shí)的抗氧化性能。所制備的Si-Co-Y滲層組織致密,呈多層結(jié)構(gòu)：主要由TiSi₂表層,TiSi₂+Ti₅Si₄+Ti₅Si₃混合組成的外層,Ti₅Si₃中間層和TiAl₂內(nèi)層組成；滲層生長過程由Si的向內(nèi)擴(kuò)散控制,且遵循先沉積Si后沉積Co的有序過程。氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Si-Co-Y滲層具有良好的高溫抗氧化性能,在950 ℃氧化100 h后表面形成了由SiO₂, TiO₂和Al₂O₃組成的保護(hù)性氧化膜；該氧化膜的生長遵循拋物線規(guī)律,氧化增重的拋物線速率常數(shù)約為6.3×10_-2 ^mg₂^/cm₄ ^h_1/2^,較基體合金低約一個(gè)數(shù)量級。

摘要:在第三代單晶高溫合金DD90上制備熱障涂層,采用超音速火焰噴涂(HVOF)制備NiCrAlY+NiCoCrAlTaY雙層結(jié)構(gòu)的粘結(jié)層,大氣等離子噴涂(APS)制備YSZ和MSZ/YSZ結(jié)構(gòu)的陶瓷層。在1150℃抗氧化試驗(yàn)中,YSZ涂層增重量明顯高于MSZ涂層。在1200℃熱循環(huán)250次后,兩種涂層沒有發(fā)生明顯相變,MSZ涂層抗燒結(jié)性更優(yōu)異。兩種涂層TGO 主要由Al₂O₃及少量尖晶石結(jié)構(gòu)的混合氧化物組成。雙層粘結(jié)層減少了Al元素向基材的擴(kuò)散,而Cr元素由于濃度梯度擴(kuò)散導(dǎo)致拓?fù)涿芏?TCP)相的析出及二次反應(yīng)區(qū)(SRZ)深度的增加。

摘要:界面優(yōu)化是提高鋁基復(fù)合材料最為有效的手段。通過化學(xué)鍍工藝成功制備0.2 μm厚Ni-Co-P合金鍍層修飾的玄武巖纖維，并通過真空熱壓燒結(jié)工藝合成Ni-Co-P鍍層修飾玄武巖纖維增強(qiáng)2024Al復(fù)合材料（BF(Ni-Co-P)/Al）。探究了Ni-Co-P鍍層對BF(Ni-Co-P)/Al復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)及拉伸性能的影響機(jī)制。結(jié)果表明：復(fù)合材料中Ni-Co-P鍍層形成穩(wěn)定的Ni-Co-P中間層，不僅抑制了玄武巖纖維與鋁合金基體間的有害界面反應(yīng)，且優(yōu)化了二者間的結(jié)合強(qiáng)度。BF(Ni-Co-P)/Al復(fù)合材料密度及硬度明顯優(yōu)于BF/Al復(fù)合材料，且當(dāng)玄武巖纖維體積分?jǐn)?shù)為30vol%時(shí)，BF(Ni-Co-P)/Al復(fù)合材料屈服強(qiáng)度和抗拉伸強(qiáng)度分別為252和360 MPa，大幅高于未修飾纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料和鋁合金基體，并表現(xiàn)出漸進(jìn)累積失效的斷裂模式。

摘要:采用電弧熔煉的材料制備方法，研究了微量的主族元素Al摻雜對Ni₄₈Co₁Mn₃₇In_14-xAl_x (0≤x≤2)磁性形狀記憶合金顯微組織、晶體結(jié)構(gòu)、馬氏體相變、力學(xué)性能和耐腐蝕性能的影響。結(jié)果表明：用Al替代部分In，合金的晶粒尺寸明顯減小，摻雜2at%的Al元素，平均晶粒尺寸縮小到10 μm左右，大約為未摻雜樣品的三十五分之一；當(dāng)Al摻雜量在0.25at%~2at%時(shí)，金屬Al完全固溶到基體中，而且Al在合金中的固溶度隨摻雜量的增加有所提升，當(dāng)Al摻雜量為2at%時(shí)，Al在基體中的固溶度接近2at%；隨著Al對In的取代，室溫下合金由L2₁立方奧氏體與單斜6M馬氏體的兩相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏?M調(diào)制馬氏體相結(jié)構(gòu)，晶胞體積逐漸減小，馬氏體相變溫度呈現(xiàn)上升趨勢；合金抗壓強(qiáng)度不斷增大，Ni₄₈Co₁Mn₃₇In₁₂Al₂的抗壓縮斷裂強(qiáng)度與Ni₄₈Co₁Mn₃₇In₁₄相比提高了160%，壓縮應(yīng)變也由5.46%增加到6.36%；適量的Al替代In后，合金在人工海水中的耐腐蝕性能總體呈現(xiàn)不斷增強(qiáng)的趨勢，Ni₄₈Co₁Mn₃₇In₁₂Al₂合金的耐腐蝕性能明顯高于Ni₄₈Co₁Mn₃₇In₁₄合金，且其耐腐蝕性接近于304不銹鋼。

摘要:在強(qiáng)磁場超導(dǎo)磁體應(yīng)用中，特別是具有高穩(wěn)定度高場超導(dǎo)磁體，具有極低電阻的超導(dǎo)接頭發(fā)揮著重要作用。通過電阻焊接方法制備了Nb₃Sn 和NbTi的異種材料超導(dǎo)接頭。首先通過燒結(jié)法制備了Nb₃Sn的超導(dǎo)接頭，然后通過電阻焊接將Nb₃Sn超導(dǎo)接頭與NbTi超導(dǎo)體焊接成型。分析了Nb₃Sn超導(dǎo)接頭制備過程中Nb₃Sn的微觀組織結(jié)構(gòu)和相變。利用無損檢測CT對接頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維重構(gòu)，分析了Nb₃Sn 和NbTi超導(dǎo)接頭內(nèi)部的缺陷和2種不同材料間的微觀連接狀態(tài)。最后，在背景磁場下對超導(dǎo)接頭的電阻性能進(jìn)行了測試和研究。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)超導(dǎo)焊料制備的超導(dǎo)接頭相比，電阻焊接制備的超導(dǎo)接頭顯示出良好的耐磁場性能，在1.5 T背景磁場下具有較低的電阻值。

摘要:建立了基于影響函數(shù)法的數(shù)學(xué)模型，利用仿真和實(shí)驗(yàn)方法研究了角軋制過程中板塊的平面板形演化規(guī)律。結(jié)果表明，隨著第1道旋轉(zhuǎn)角度的增加，板材角部與其他部位的伸長率差異增大，這是長寬夾角隨第1道旋轉(zhuǎn)角度增大而呈下降趨勢的主要原因。隨著第2道旋轉(zhuǎn)角度的增加，長寬角呈上升趨勢，這是由于板材角部（鈍角）與他部位的伸長率差異隨著第2道旋轉(zhuǎn)角度的增加而增大。ε_w（寬度方向上的變形）隨著第1道或第2道旋轉(zhuǎn)角度的增加而增大，這是寬展隨第1道或第2道旋轉(zhuǎn)角度增大的主要原因?？紤]到2次軋制的壓下量相同，當(dāng)?shù)?道的旋轉(zhuǎn)角度是第1道旋轉(zhuǎn)角度的2倍時(shí)，板材幾乎可以恢復(fù)到矩形。預(yù)測的長寬夾角和寬展值與實(shí)驗(yàn)值吻合較好，表明所建立的基于影響函數(shù)法的計(jì)算模型能夠準(zhǔn)確估計(jì)長寬夾角和寬展。

摘要:針對航空大尺寸薄壁件因殘余應(yīng)力釋放導(dǎo)致加工變形的行業(yè)問題，提出了一種電磁耦合處理的新型材料處理方法，并將其應(yīng)用于調(diào)控壓氣機(jī)2A02鋁合金葉片鍛件的殘余應(yīng)力。研究了電、磁場工藝對鍛件殘余應(yīng)力和力學(xué)性能的影響；并對材料組織開展準(zhǔn)原位EBSD分析。結(jié)果表明，相較于單一物理場，電磁耦合處理對殘余應(yīng)力的松弛效果最顯著，在磁場強(qiáng)度為1.5 T、電場強(qiáng)度為750 V/m時(shí)，葉片鍛件殘余應(yīng)力最大降幅為53%。電磁耦合處理可以在不損害強(qiáng)度的情況下，改善鋁合金塑性，在上述電磁場參數(shù)下，其伸長率提高14.3%，電阻下降4.9%。EBSD準(zhǔn)原位分析表明，電磁耦合處理后，鍛件的幾何位錯(cuò)密度降低58.2%，小角度晶界減少，塞積的位錯(cuò)分散、湮滅，局部應(yīng)變降低，宏觀應(yīng)力松弛。

摘要:研究了鋼的再結(jié)晶對熱浸鋁過程金屬間化合物（IMCS）層的穩(wěn)定性影響，結(jié)果表明：304不銹鋼在熱浸鍍過程的再結(jié)晶結(jié)構(gòu)重排造成該鋼材表面形成了非保護(hù)性IMCS層，該合金的腐蝕動(dòng)力學(xué)滿足線性規(guī)律；再結(jié)晶程度較輕的410不銹鋼表面形成了穩(wěn)定且致密的Fe₂Al₅層，該層延緩了其在熱浸鋁過程的失效。鋼材的再結(jié)晶對于熱浸鍍鋁過程中界面金屬間化合物的影響包括：（1）再結(jié)晶可降低IMCS的形核和生長能量，尤其是Fe₄Al₁₃相；（2）再結(jié)晶引起的晶粒沿密排方向排布可降低Al離子的擴(kuò)散速率；（3）再結(jié)晶加劇了IMCS/鋼界面處的應(yīng)力失配，尤其是奧氏體鋼。

摘要:通過熱壓縮實(shí)驗(yàn)研究了ZL270LF鋁合金在變形量為70%，溫度為300~550 ℃，應(yīng)變速率為 0.01~10 s^-1范圍的熱變形行為，建立了流變應(yīng)力本構(gòu)方程模型，繪制出了二維熱加工圖，確定了最佳熱加工區(qū)域，采用電子背散射衍射（EBSD）和透射電子顯微鏡（TEM）技術(shù)研究了該合金的組織演變規(guī)律。結(jié)果表明：ZL270LF鋁合金的流變應(yīng)力隨變形溫度的升高和應(yīng)變速率的降低而降低，熱變形激活能為309.05 kJ/mol，最優(yōu)熱加工區(qū)為溫度470~530 ℃、應(yīng)變速率為0.01~1 s^-1。該合金在熱變形過程中存在3種不同的DRX機(jī)制，即連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶（CDRX）、不連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶（DDRX）和幾何動(dòng)態(tài)再結(jié)晶（GDRX），其中CDRX是ZL270LF鋁合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的主要機(jī)制。

摘要:應(yīng)用于核反應(yīng)堆和航空航天領(lǐng)域的鎳基ODS合金，在加工成型和熱處理過程中，晶界會發(fā)生遷移，導(dǎo)致合金中的納米氧化物顆粒溶解再析出或通過Ostwald熟化使納米氧化物發(fā)生長大，使合金中氧化物顆粒尺寸增加、數(shù)密度降低，從而影響合金的力學(xué)性能。本文對冷變形后鎳基ODS合金進(jìn)行不同溫度的退火，通過TEM、XRD和EBSD分析了合金的微觀組織結(jié)構(gòu)，探究了退火工藝對冷變形后鎳基ODS合金微觀組織結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：隨著退火溫度的升高，鎳基ODS合金的位錯(cuò)密度減少，少量納米氧化物顆粒發(fā)生粗化；冷變形態(tài)合金經(jīng)過900 ℃退火后，組織均勻且納米氧化物顆粒未發(fā)生明顯長大；通過計(jì)算，確認(rèn)了900 ℃退火后鎳基ODS合金拉伸性能的主要貢獻(xiàn)為位錯(cuò)強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化，為合金性能的提升提供理論支撐和有效手段。

摘要:研究了Hf的添加對一種鎳基高硼鑄造高溫合金顯微組織、凝固行為、疏松情況的影響。顯微組織分析、差熱分析(DSC)、等溫凝固淬火試驗(yàn)結(jié)果顯示,Hf在合金的凝固過程中強(qiáng)烈偏析于枝晶間區(qū)域,并在凝固末期以Ni5Hf相的形式從殘余液相中析出；Hf的加入降低了合金的液/固相線溫度、γ/γ′共晶相和硼化物析出溫度,延緩了合金的凝固過程,加寬了凝固溫度范圍,顯著增大了γ/γ′共晶相的含量。自主設(shè)計(jì)并澆鑄一種薄壁管鑄件,滲透檢驗(yàn)結(jié)果顯示Hf的加入使得薄壁管的疏松明顯減少,合金的疏松傾向性顯著降低。

摘要:由磁性粒子和介電材料組成的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合納米材料具有優(yōu)良的吸波性能,已經(jīng)成為吸波領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。復(fù)合材料中不同類型吸波體的吸波機(jī)理不同,因此它們的占比對綜合吸波性能有重要影響。本文提出一種簡便易行的方法制備核殼型FeBP@SiO₂納米粒子,該方法利用化學(xué)還原和溶膠凝膠相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)復(fù)合粒子的核殼結(jié)構(gòu)可控。通過改變SiO₂殼厚度,研究了殼層厚度對吸波性能的影響,并對微波吸收機(jī)理進(jìn)行了分析和解釋。隨著SiO₂殼層厚度的增加,粒子微波吸收能力先增大后減小。當(dāng)SiO₂殼層厚度為38 nm時(shí),FeBP@SiO₂樣品具有最強(qiáng)的微波吸收性能,在厚度2.19 mm下反射損耗獲得較好的吸收性能(-52.66 dB),這種增強(qiáng)的微波吸收性能主要來自新增磁-介電界面,從而提高了材料的阻抗匹配以及介電損耗的能力,通過設(shè)計(jì)復(fù)合粒子的核殼結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合吸波劑的性能調(diào)控,因此本研究為設(shè)計(jì)下一代新型復(fù)合微波吸收材料提供了重要參考。

摘要:新型流態(tài)氚增殖劑主要是通過液態(tài)金屬基體與液態(tài)彌散絕緣相的復(fù)合，形成一種可以流動(dòng)的氚增殖復(fù)合材料。這樣的液液兩相混合而成的流態(tài)氚增殖材料既可抑制現(xiàn)有的液態(tài)金屬或熔鹽氚增殖劑的磁流體動(dòng)力學(xué)阻力效應(yīng)，又可以消除固體氚增殖材料氚釋出效率低、傳熱性低、易碎以及鋰揮發(fā)造成載氣通路阻塞等問題。本文利用液態(tài)金屬GaInSn合金實(shí)驗(yàn)?zāi)M鋰基液態(tài)氚增殖劑的流體行為，與模擬液態(tài)彌散絕緣相的淬火油復(fù)合，形成流態(tài)氚增殖材料。 本文制備出了一種低電導(dǎo)率特征的金屬流體，液態(tài)金屬GaInSn合金和液態(tài)彌散絕緣相淬火油混合成新型流體。研究了磁場、混合比例、溫度對其粘度的影響規(guī)律，測試了流體的電導(dǎo)率隨著加入態(tài)彌散絕緣相淬火油的變化。結(jié)果表明：當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過一定數(shù)值后，全液態(tài)金屬的粘度顯著大于添加淬火油復(fù)合材料的粘度，說明添加淬火油能有效降低磁流體效應(yīng)，并且在強(qiáng)磁場下，淬火油復(fù)合材料將具有更低的流動(dòng)阻力；測試了流體電導(dǎo)率，發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)率隨著淬火油的增加近似呈現(xiàn)指數(shù)型的下降；流態(tài)氚增殖劑電導(dǎo)率在靜置一段時(shí)間后會突然增高，隨后在新的電導(dǎo)率水平再次趨于穩(wěn)定。如果將其重新超聲攪拌，則可再次恢復(fù)到最初的電導(dǎo)率，這說明實(shí)際應(yīng)用時(shí)可循環(huán)使用。

摘要:為了獲得高品質(zhì)的陰極銅,對國內(nèi)四家公司傳統(tǒng)電解法生產(chǎn)的陰極銅進(jìn)行了微觀組織及力學(xué)性能對比研究。通過XRD、OM、SEM對陰極銅微觀形貌、晶粒尺寸、晶面取向及斷口形貌進(jìn)行分析,通過萬能試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、顯微硬度儀對電解銅板的力學(xué)性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明：四家公司傳統(tǒng)電解法生產(chǎn)的陰極銅表面均在(220)晶面表現(xiàn)出強(qiáng)擇優(yōu)取向,織構(gòu)的均勻化對晶粒細(xì)化有一定的作用,同時(shí)晶粒尺寸與力學(xué)性能之間存在一定的聯(lián)系,表現(xiàn)為晶粒尺寸越小,材料強(qiáng)度、硬度、韌性越高,但晶粒的細(xì)化影響了材料的塑性變形能力,延伸率降低。另外,四家公司陰極銅均呈現(xiàn)出典型韌性斷裂所具有的特征,在拉伸過程中出現(xiàn)的異常斷裂現(xiàn)象表明結(jié)瘤等缺陷的存在會對陰極銅的性能造成巨大的影響。

摘要:本文采用電解法制備樹枝狀銀粉,研究了酒石酸對銀粒子電化學(xué)沉積過程的形貌演變生長機(jī)制。通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和X射線衍射(XRD)分析了酒石酸對沉積過程銀粉的形貌和結(jié)構(gòu)影響。此外,利用陰極極化(LSV)、循環(huán)伏安(CV)和計(jì)時(shí)電流(CA)探究了酒石酸對電解法制備樹枝狀銀粉的電化學(xué)行為影響規(guī)律。結(jié)果表明：當(dāng)溶液中添加0g/L酒石酸時(shí),銀離子在850A/m₂^{電流密度下形成類球狀結(jié)構(gòu)},而當(dāng)溶液中添加0.05g/L酒石酸時(shí),銀離子在相同電流密度下形成棒狀結(jié)構(gòu),隨著酒石酸添加量增加,陰極極化程度增加,過電位增大。而當(dāng)溶液中添加量增加到0.5g/L酒石酸時(shí),成功制備出粒徑3～4um左右,松裝密度1.1 g/cm₃^,振實(shí)密度0.6 g/cm₃^{、結(jié)晶性好的樹枝狀銀粉。}計(jì)時(shí)電流結(jié)果表明溶液體系均遵循瞬時(shí)成核過程,但添加酒石酸影響了銀的成核和生長動(dòng)力學(xué),并抑制了陰極極化。

摘要:本文首先研究了銅鎢合金與20鋼的直接擴(kuò)散連接，發(fā)現(xiàn)整體材料在過渡層在銅鎢近過渡層界面產(chǎn)生了脆性的Fe2W金屬間化合物薄層，惡化了接頭結(jié)合質(zhì)量。為了解決此問題，引入Cu-2wt.%Cr夾層，在1200℃~1380℃的范圍內(nèi)制備了的銅鎢/20鋼整體材料。加入夾層后在銅鎢與20鋼界面形成了一個(gè)完整的冶金過渡層，消除了直接擴(kuò)散連接過程中產(chǎn)生的Fe2W脆性金屬間化合物薄層，在光鏡下觀察到界面過渡層由淺色的基體包圍的深色蠕蟲狀組織構(gòu)成，XRD與EDS能譜分析結(jié)果表明，其中的淺色基體為銅基體，黑色蠕蟲狀組織為富鐵相。隨著擴(kuò)散連接溫度的升高，界面過渡層中的深色蠕蟲狀組織由20鋼一側(cè)向銅基體中延伸，并不斷長大。1250℃擴(kuò)散連接時(shí)，深色蠕蟲狀組織均勻分布于整個(gè)過渡層。并對不同溫度下的銅鎢20鋼復(fù)合材料進(jìn)行了室溫力學(xué)性能測試，發(fā)現(xiàn)1250℃時(shí)界面強(qiáng)度達(dá)到最大，為145Mpa。利用SEM對拉伸斷口形貌觀察，發(fā)現(xiàn)整體界面平整無韌窩，由Cu相韌性撕裂棱與平整的富鐵相區(qū)域組成。

摘要:通過激光選區(qū)熔化(SLM)技術(shù)制備了高致密度的CoCrMo和Cr3C2/CoCrMo合金，對比研究CoCrMo和Cr3C2/CoCrMo合金的組織結(jié)構(gòu)、拉伸性能及磨損性能，探討添加Cr3C2顆粒對CoCrMo合金組織及性能的影響機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，合金的主要組成相為γ-Co和ε-Co，添加Cr3C2使合金的物相發(fā)生改變，產(chǎn)生M23C6相。CoCrMo與Cr3C2/CoCrMo合金的組織均由外延生長的柱狀晶和等軸晶組成，添加Cr3C2使柱狀晶數(shù)量減少。Cr3C2/CoCrMo合金的硬度為514±18 HV，抗拉強(qiáng)度為1520 MPa，相比于CoCrMo合金分別提升了27%、39%。在相同載荷下，Cr3C2/CoCrMo合金的磨損量明顯小于CoCrMo合金，耐磨性能提升30%。在SLM過程中，添加的Cr3C2顆?？焖偃劢?，Cr固溶在基體中，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化；在晶界處轉(zhuǎn)變生成M23C6型碳化物，具有沉淀強(qiáng)化作用，有效提高了合金的強(qiáng)度和耐磨性。

摘要:對商業(yè)純鎢和銅鉻鋯合金在900 ~ 980℃進(jìn)行壓力80 MPa、時(shí)間2h的真空擴(kuò)散焊(diffusion welding, DFW)試驗(yàn),并對扭轉(zhuǎn)圈數(shù)為5 ~ 20圈的高壓扭轉(zhuǎn)(high-pressure torsion, HPT)變形鎢和銅合金進(jìn)行900 ℃真空擴(kuò)散焊試驗(yàn),獲得了界面連接結(jié)合良好、力學(xué)性能優(yōu)良的鎢銅復(fù)合材料。借助金相顯微鏡(optical microscopy, OM)、元素線掃描技術(shù)(energy dispersive spectroscopy, EDS)和X射線衍射技術(shù)(X-ray diffraction, XRD),對比分析了高壓扭轉(zhuǎn)引入的晶體缺陷對擴(kuò)散焊后鎢和銅元素?cái)U(kuò)散、顯微組織和顯微硬度的影響規(guī)律。結(jié)果表明,隨著真空擴(kuò)散焊溫度升高,鎢和銅的元素?cái)U(kuò)散深度分別由0.4μm和0.9μm逐漸提升至0.9μm和1.7μm,高溫導(dǎo)致晶粒組織異常長大,顯微硬度顯著下降。HPT變形引入的高密度位錯(cuò)和超細(xì)晶組織促進(jìn)擴(kuò)散焊過程中的原子擴(kuò)散與遷移,20圈變形擴(kuò)散焊試樣的鎢和銅元素?cái)U(kuò)散深度達(dá)到2.4μm和3.1μm,較初始態(tài)提升了5倍和2.4倍；鎢變形組織在擴(kuò)散焊后得到有效保留,條帶狀晶粒有限長大至62μm×25μm,位錯(cuò)密度約為1.5×10₁₄^m_-2^,較初始態(tài)高36%；銅合金在高溫?cái)U(kuò)散焊后呈現(xiàn)退火孿晶和等軸晶的粗大混晶組織,高溫再結(jié)晶使其位錯(cuò)密度回復(fù)至初始態(tài)。高壓扭轉(zhuǎn)變形后擴(kuò)散焊后鎢和銅的顯微硬度分別約為469 ~ 473HV和62 ~ 73HV,較初始態(tài)擴(kuò)散焊提升了48%和9%,表明該工藝為制備高性能鎢銅復(fù)合材料的有效手段。

摘要:以雙相亞穩(wěn)Fe50Mn30Co10Cr10高熵合金為基體，通過添加Al元素，制備了(Fe50Mn30Co10Cr10)97Al3高熵合金。對其進(jìn)行軋制及退火處理，研究了退火溫度對合金再結(jié)晶行為、退火孿晶演變及力學(xué)性能的影響。結(jié)果顯示，隨著退火溫度的升高，合金組織分別發(fā)生了部分再結(jié)晶、完全再結(jié)晶和晶粒長大現(xiàn)象。由于高熵合金具有嚴(yán)重的晶格畸變效應(yīng)及遲滯擴(kuò)散效應(yīng)，使得合金在退火后表現(xiàn)出較高的再結(jié)晶溫度（0.59 Tm）和抗晶粒粗化溫度（700 ℃）。600～700 ℃退火態(tài)合金中形成大量退火孿晶，隨著退火溫度的進(jìn)一步升高（800～900 ℃），由于晶界/孿晶界的遷移，退火孿晶界密度顯著降低。拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明，700 ℃退火態(tài)合金表現(xiàn)出良好的綜合力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度為730 MPa，均勻延伸率為50.5%。同一退火溫度下，單個(gè)晶粒中退火孿晶變體的數(shù)量與其晶粒尺寸有關(guān)，尺寸較小的晶粒中易形成單孿晶變體，尺寸較大的晶粒中易形成多孿晶變體。

摘要:Al-Cu-Li合金是航天航空工業(yè)中重要的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，已成為國產(chǎn)大飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的關(guān)鍵材料之一。飛行器在海洋等潮濕環(huán)境服役時(shí)，易受到具有腐蝕性的鹵化物陰離子的侵蝕，尤其是在Cl^-離子侵蝕作用下，Al-Cu-Li合金構(gòu)件表面易出現(xiàn)點(diǎn)蝕、晶間腐蝕和剝落腐蝕現(xiàn)象。Al-Cu-Li合金的局部腐蝕主要?dú)w因于合金相與合金基體間存在電勢差，進(jìn)而導(dǎo)致在腐蝕介質(zhì)中形成微型腐蝕原電池。綜述了Al-Cu-Li合金在NaCl溶液中的腐蝕行為以及熱處理工藝對合金耐腐蝕性能的影響，重點(diǎn)分析了粗大第二相顆粒和時(shí)效析出相對Al-Cu-Li合金腐蝕性能的影響，研究了典型第3代Al-Cu-Li（2A97-T3、2A97-T6、2060-T8和2099-T83）合金以及航空用常規(guī)高強(qiáng)鋁合金2024-T4在3種不同濃度NaCl溶液中的侵蝕行為以及在質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5%NaCl溶液中的電化學(xué)行為。綜合分析各試樣的微觀腐蝕形貌、腐蝕電化學(xué)參數(shù)以及腐蝕程度，最終得出各試樣的耐腐蝕性能由強(qiáng)至弱為：2A97-T3>2A97-T6>2024-T4>2060-T8>2099-T83。最后揭示了Al-Cu-Li合金在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕機(jī)理，總結(jié)了在海洋環(huán)境下鋁合金的防腐措施。本文為后續(xù)Al-Cu-Li合金防腐性能的發(fā)展和飛機(jī)耐腐蝕性能的提升提供了參考。

摘要:具有五種或五種以上陽離子的高熵陶瓷由于其在各種結(jié)構(gòu)和功能應(yīng)用中的優(yōu)異性能，引起了人們的極大關(guān)注。在引入熵穩(wěn)定概念后，人們開始做出重大努力來增加熵，使吉布斯自由能最小化，并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的單相高熵陶瓷。本文綜述了近年來高熵陶瓷薄膜和涂層的最新研究進(jìn)展。首先從高熵陶瓷薄膜和涂層中的高熵概念出發(fā)，介紹了其微觀結(jié)構(gòu)；然后概述了高熵陶瓷薄膜和涂層的制備方法，并詳細(xì)總結(jié)了其優(yōu)異性能的研究成果；最后在此基礎(chǔ)上對高熵陶瓷薄膜和涂層進(jìn)行展望。

摘要:骨植入物表面負(fù)載納米多層結(jié)構(gòu)抗菌涂層具備多重優(yōu)勢，可以有效提高材料抗菌率，避免了使用抗生素產(chǎn)生細(xì)菌耐藥性的問題。相較于單層結(jié)構(gòu)涂層，納米多層結(jié)構(gòu)抗菌涂層同時(shí)具有骨植入物材料所需的多種性能，促進(jìn)骨細(xì)胞的增殖與分化，有效降低細(xì)胞毒性所引起的不良反應(yīng)，是目前骨植入物表面涂層研究的重點(diǎn)。本文綜述了納米多層結(jié)構(gòu)抗菌涂層的研究進(jìn)展，包括涂層的性能、制備方法及抗菌機(jī)制，討論了納米多層結(jié)構(gòu)抗菌涂層的發(fā)展方向，有望進(jìn)一步解決細(xì)菌感染和骨整合等問題。

摘要:針對近年來無鉛釬料及焊點(diǎn)的蠕變失效問題,綜合評述了蠕變變形行為及其在焊點(diǎn)可靠性評估中的應(yīng)用。首先系統(tǒng)地介紹無鉛釬料的蠕變行為,探討含合金元素/顆粒無鉛釬料蠕變性能改性機(jī)理。其次評述焊點(diǎn)蠕變行為,探討焊點(diǎn)成分以及不同基板材料對焊點(diǎn)蠕變特性影響的研究進(jìn)展。再次結(jié)合具體電子器件,采用有限元模擬,分析基于有限元的焊點(diǎn)蠕變響應(yīng)及疲勞壽命預(yù)測,評估焊點(diǎn)可靠性。最后針對無鉛釬料及焊點(diǎn)蠕變行為的未來發(fā)展進(jìn)行展望,分析其研究中存在的問題及解決辦法,為焊點(diǎn)可靠性進(jìn)一步研究提供理論支撐。

摘要:本文主要介紹了自然界中幾種具有多層級多孔結(jié)構(gòu)和優(yōu)異力學(xué)性能的生物材料,其宏觀性能與其表面的多層級微納米結(jié)構(gòu)有著密切的聯(lián)系。通過多層級多孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑,生物材料不僅大幅度降低了自身的密度,同時(shí)也往往保持了優(yōu)異的力學(xué)性能,即輕質(zhì)高強(qiáng)、吸音降噪等。通過對生物材料多孔結(jié)構(gòu)的模仿,有望為開發(fā)具有仿生多孔結(jié)構(gòu)和優(yōu)異性能的人工材料提供重要啟示和幫助。