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  • 2009年第38卷第4期文章目次
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    • 氨化Ga2O3 /Nb膜制备的GaN纳米线的光学和微观结构特性的研究

      2009, 38(4):565-569.

      摘要 (2230) HTML (145) PDF 2.27 M (2645) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用射频磁控溅射技术在硅衬底上制备Ga2O3/Nb薄膜,然后在900 °C下于流动的氨气中进行氨化制备GaN纳米线。用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜详细分析了GaN纳米线的结构和形貌。结果表明:采用此方法得到的GaN纳米线有直的形态和光滑的表面,其纳米线的直径大约50 nm,纳米线的长约几个微米。室温下以325 nm波长的光激发样品表面,只显示出一个位于367 nm的很强的紫外发光峰。最后,简单讨论了GaN纳米线的生长机制。

    • 直流脉冲电流对铝合金的损伤修复和电阻评估

      2009, 38(4):570-573.

      摘要 (1446) HTML (132) PDF 357.43 K (1758) 评论 (0) 收藏

      摘要:用拉伸试验对4043和2024 T4铝合金造成损伤和冷加工硬化,施加的应力处于屈服强度和抗拉强度之间。2024 T4铝合金在225 MPa下循环到其半寿命(85 000次)造成疲劳损伤。被损伤的试件用直流电脉冲处理。用电桥分别测量原始试件、损伤试件和电脉冲处理试件的电阻。结果表明,随着脉冲处理时间的增加,4043铝合金拉伸造成损伤的试件延伸率增加,屈服强度和抗拉强度减小;0.5 s脉冲处理试样的力学性能十分接近未损伤试样的性能。2024 T4铝合金的疲劳损伤试件经0.8s电脉冲处理后的寿命显著提高。经过疲劳或拉伸损伤的铝合金电阻明显增加,再经电脉冲处理后电阻减小,但是其电阻仍高于原始试件。处理时间对最终的电阻值影响很小,但是力学性能随处理的时间不同差别很大。虽然电阻可描述铝合金的损伤,但是它对力学性能不十分敏感,因此电阻不是一个很好的表证损伤愈合的方法。组织观察显示,经过电脉冲处理后损伤得到部分愈合,并存在再结晶现象。

    • 混合元素法激光立体成形Ti-6Al-4V的组织及性能研究

      2009, 38(4):574-578.

      摘要 (1700) HTML (148) PDF 10.92 M (1385) 评论 (0) 收藏

      摘要:以Ti、Al、V混合元素粉末为原料激光沉积Ti-6Al-4V,并对沉积态试样的组织演化及力学性能进行研究。结果表明,与采用预合金Ti-6Al-4V粉末为原料所获得的沉积试样的凝固组织特征有所不同,采用混合元素粉末为原料获得的沉积试样的凝固组织随激光功率的提高逐渐由等轴晶转化为柱状晶,熔池内合金化过程所产生的混合热的扰动作用是导致低功率条件下等轴晶形成的原因。原始β晶粒内的微观组织由大量的魏氏α板条和一定体积分数的板条间β相组成。这与采用预合金粉末基本相同。混合元素法激光立体成形Ti-6Al-4V的氧含量仅约0.1wt.%,沉积态Ti-6Al-4V的室温拉伸性能超过锻件标准要求。

    • 冷拉过程中TiNbZr合金的微观组织和力学性能

      2009, 38(4):579-582.

      摘要 (2057) HTML (144) PDF 22.88 M (1117) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了TiNbZr生物β钛合金的冷加工性能。TiNbZr合金由真空自耗电弧炉熔炼,实验过程中采用冷拉变形方式。在冷拉过程中,合金表现出良好的冷加工性能。当冷变形率在20%左右时,出现变形孪晶,使得合金强度有大幅度提高。在随后的冷变形过程中,位错滑移为主要的塑性变形方式。当冷变形率为80%时,抗拉强度达到1170 MPa,延伸率也大于10%。在该冷变形率下,晶粒得到显著细化,晶粒尺寸在20 nm到50 nm之间。

    • 熔盐法制备Ba1-xKxBiO3超导体及Ba0.6K0.4BiO3的稳定性

      2009, 38(4):583-586.

      摘要 (1434) HTML (137) PDF 646.49 K (1892) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用熔盐法在260 °C的低温下制备出了单相Ba1-xKxBiO3 (BKBO, 0.315£x£0.6)样品。磁性测量结果表明,在x值整个范围内的BKBO样品都表现出超导电性,x=0.4时,超导转变温度达到最高值(Tc=30.6 K);粉末X射线衍射结果表明,所有样品中均含有少量的BaCO3杂相,它是由于反应过程中Ba(OH) 2·8H2O和空气中的二氧化碳反应造成的;扫描电镜观察BKBO微观形貌为片状。为与熔盐法作比较,利用溶胶-凝胶法制备Ba0.6K0.4BiO3,发现此法难以制备出单相BKBO样品。利用热分析和退火处理来研究熔盐法制备Ba0.6K0.4BiO3的热稳定性,发现样品大约在400 °C开始分解,表明Ba0.6K0.4BiO3在400 °C以上是不稳定的。

    • 多元块体金属玻璃合金成分的本征设计——多元Miedema模型理论和等效键参数理论的应用

      2009, 38(4):587-593.

      摘要 (1702) HTML (135) PDF 1.08 M (1480) 评论 (0) 收藏

      摘要:用多元Miedema模型理论和等效键参数理论对Gd(Tb)-Co-Al多元合金成分的块体非晶形成能力进行了预设计,针对预设计的合金成分用水冷铜模吸铸法制备出了一系列不同直径(1,3,5 mm)的Gd基合金样品。利用X射线衍射仪确定合金的结构,用热分析法研究了合金的玻璃转变、晶化和熔化行为。实验证明,采用多元Miedema模型理论和等效键参数理论能有效地进行块体非晶合金的成分设计,理论与实验结果能较好地符合。

    • 离心铸造钛合金熔体补缩过程渗流流量及相似准则

      2009, 38(4):594-598.

      摘要 (1645) HTML (146) PDF 524.48 K (1157) 评论 (0) 收藏

      摘要:对离心力场下钛合金熔体补缩过程中渗流流量公式进行理论推导,并对渗流流动机制进行分析,同时依据渗流流量公式和相似物理模拟理论,提出离心力场下物理模拟钛合金熔体补缩渗流流动时的相似准则。研究表明:离心力场下钛合金熔体补缩过程中的渗流流量公式,可根据雷诺数分为4个阶段进行推导:低速渗流、达西渗流、过渡区渗流以及高速区渗流,4个阶段的补缩渗流流量均随着旋转速度和离心半径的增加而增大,并且模拟流体粘度与钛合金熔体粘度之比为0.365。

    • Mg-Gd-Y系合金中绝热剪切带的特征

      2009, 38(4):599-602.

      摘要 (2166) HTML (157) PDF 2.31 M (1197) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过弹道冲击试验和高温Hopkinson Bar压缩试验研究了Mg-Gd-Y系合金的绝热剪切行为。利用光学显微镜对试验后试样的组织进行观察。结果发现,该合金在两种试验条件下形成两种绝热剪切带。弹道冲击过程中形成的剪切带在光学显微镜下呈白亮色,平均宽度约为10μm,属于白亮带,带内组织的显微硬度明显高于周围基体。白亮带只能在稳定塑性侵彻阶段形成;整个高温Hopkinson Bar压缩过程中只在T=735 K时形成较明显的塑性变形带。远离绝热剪切带源点的裂纹的形成主要是由平行于剪切方向的孪晶引起的。

    • U基二元熔体的热力学计算

      2009, 38(4):603-606.

      摘要 (1613) HTML (132) PDF 370.21 K (1427) 评论 (0) 收藏

      摘要:分别对a+b 两相区及b单相区锻造的TC4合金在相变点以上温度保温,然后对不同温度条件下原始b晶粒尺寸进行统计,并测试了几种不同晶粒尺寸下的疲劳裂纹扩展速率及断裂韧性。晶粒尺寸统计结果显示:原始b晶粒尺寸不仅与热处理温度和时间有关,也与锻造工艺有关。原始b晶粒尺寸与保温时间呈指数关系;在1 h条件下原始b晶粒尺寸并不总是随温度的升高一直增大,在某个温度范围内有一极值;锻造工艺不同,原始b晶粒尺寸波动也不同。从晶粒生长的热力学及动力学两方面对上述现象进行了分析。力学性能结果显示晶粒尺寸对裂纹扩展速率及断裂韧性均有影响,并对影响机理进行了分析。

    • Yb微合金化对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金再结晶行为和性能的影响

      2009, 38(4):607-611.

      摘要 (1720) HTML (138) PDF 10.90 M (1338) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用铸锭冶金法制备了含Yb的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金。通过对硬度、电阻率、强度、应力腐蚀性能的测试和用金相显微镜和透射电镜的观察,分析了Yb微合金化对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金再结晶行为和性能的影响。结果表明,在Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中添加微量Yb能形成含Yb的细小弥散相,因此提高T6态合金的再结晶温度,显著提高合金的应力腐蚀抗力和断裂韧性,并略微提高合金的强度和塑性。这些均匀分布于基体上的弥散相能强烈钉扎位错和亚晶界,抑制了再结晶形核,显著抑制了基体再结晶,保持形变回复组织。

    • Ti/Al比对镍基单晶高温合金组织和持久性能的影响

      2009, 38(4):612-616.

      摘要 (1782) HTML (120) PDF 2.85 M (1133) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了Al+Ti原子总量相同、Ti/Al比不同的3种单晶高温合金的微观组织和持久性能,讨论了无Re单晶高温合金中Al和Ti元素的成分设计原则。利用金相显微镜和扫描电镜对铸态和热处理态组织进行观察和分析;利用透射电镜的EDS对合金元素在两相中的分配比和错配度进行测试和分析。结果表明:随着Ti/Al比的增加,合金铸态枝晶间的g ¢-g共晶含量略有增加;热处理态g ¢相尺寸略有降低,g ¢相形貌逐渐规则,错配度略有降低。Ti/Al比的变化对合金的相变温度影响不大。Ti/Al比的变化对合金元素在两相中的分配有明显的影响,高Ti/Al比使合金元素在g ¢和g中的分配比更偏离于1。随着Ti/Al比的增加,合金的持久寿命逐渐增加。

    • 非理想化学计量配比掺锶磷灰石的高温热稳定性

      2009, 38(4):617-621.

      摘要 (1403) HTML (135) PDF 1.91 M (1389) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水化方法制备出不同掺锶量的非理想化学计量配比掺锶磷灰石,使用XRD、IR与TEM等方法检测其高温热稳定性。结果表明:同一制备条件及相同非理想化学计量配比下,掺锶磷灰石的高温热稳定性不如纯磷灰石,且分解产物磷酸三钙锶(Ca, Sr)3(PO4)2)的相转变(α相→β相)温度低于纯磷酸三钙。掺锶量越多,分解产物磷酸三钙锶中含锶量越多。随加热温度升高,含锶磷灰石与纯磷灰石晶粒均逐渐长大。1200 ℃以下,掺锶磷灰石晶粒近似等轴状,纯磷灰石形状不规则。1300 ℃时,两种磷灰石粉末中的晶粒尺寸有大有小,大晶粒为长大的磷灰石,形状不规则;小晶粒为分解生成的磷酸三钙锶(或者磷酸三钙),呈球状。

    • Ag,Mg合金化对Al-Cu-Li合金时效特性和显微组织的影响

      2009, 38(4):622-626.

      摘要 (1374) HTML (130) PDF 17.67 M (992) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过力学性能测试和显微组织观察研究微量Ag和Mg对Al-3.5Cu-1.0Li合金时效特性和显微组织的影响。结果表明:在175 ℃时效时,单独加Ag不影响合金的时效硬化效果,析出物形貌与Al-Cu-Li合金相似,峰值时效状态下均析出较粗大的T1相和θ′相;单独加Mg加快Al-Cu-Li合金的时效响应,提高合金的时效硬化效果,时效时析出GP区,θ′相和T1相;Ag和Mg同时添加的2050合金中,T1相的析出速度加快,析出密度增大,并以T1相为主要强化相,时效强化效果最大。Ag,Mg添加对合金的不同影响可通过溶质原子与空位、溶质原子与溶质原子之间的相互作用来解释。

    • 金属铀氧化的显微拉曼光谱和原子力显微镜原位研究

      2009, 38(4):627-631.

      摘要 (1300) HTML (138) PDF 553.16 K (1460) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过光学金相、拉曼光谱和原子力显微镜分析,原位研究金属铀在大气环境、干燥空气和饱和水汽下,20~400 ℃的温度范围内样品显微形貌和氧化产物的变化情况,鉴定夹杂物、不同微区的腐蚀产物。铀在大气环境条件下吸附O2、H2O和CO2反应生成二氧化铀、铀酰化合物和碳酸铀等,干燥空气中加热后首先出现活性腐蚀亮斑,逐渐积累长大发生点蚀,并由UO2转变为U3O8。在饱和水汽中缓慢升温,UO2在260~280 ℃转化为U3O8。

    • TC11钛合金热变形机制及其热加工图

      2009, 38(4):632-636.

      摘要 (1634) HTML (120) PDF 1.66 M (1317) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了TC11钛合金在温度800~1050 ℃,应变速率0.005~5 s-1条件下的高温压缩变形行为,基于动态材料模型建立了热加工图,并结合变形微观组织观察确定了该合金在实验条件下的高温变形机制。结果表明:TC11钛合金在两相区低应变速率下(0.005~0.05 s-1)变形时主要发生片状组织的球化,并且球化的效果随变形温度的降低和应变速率的增加而增加。在两相区高应变速率下(0.05~5 s-1)变形时发生热加工的非稳定流动,产生剪切裂纹和剪切带等缺陷。在β相区低应变速率下(0.005~0.05 s-1)变形时发生动态再结晶,高应变速率下(0.05~ 5 s-1)发生动态回复,并且应变速率大于0.1 s-1时有可能发生不稳定流动现象。在变形温度为900 ℃左右、应变速率为0.005 s-1时,功率耗散率达到峰值,约为57%。

    • TiAl基合金弯曲疲劳的断裂机制

      2009, 38(4):637-641.

      摘要 (1538) HTML (131) PDF 7.73 M (1068) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对弯曲疲劳断裂宏观试验结果以及相应的卸载表面观察和断口观察分析研究,发现在疲劳加载的过程中,首先在缺口根部产生裂纹,裂纹在应力循环的作用下不断扩展,直至疲劳裂纹的长度达到与疲劳外加力所匹配的临界裂纹长度时,突然发生整体解理断裂。在一定应力下的疲劳弯曲加载试验中,随着循环次数的增加,产生的裂纹变长,即产生的损伤严重,疲劳区域变宽,其断裂机制是疲劳区各裂纹单向扩展,解理区起裂源分散扩展直至断裂。对于循环次数较小的材料,其断裂机制是具有发散扩展路径的起裂源直接产生于缺口根部,然后分散扩展直至断裂,在其扩展的路径上并不因疲劳区与解理区而有任何的不同。

    • Ag-Cu-Ti钎焊金刚石的界面结构及热应力分析

      2009, 38(4):642-646.

      摘要 (1695) HTML (121) PDF 0.00 Byte (87) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用Ag-Cu-Ti钎料对金刚石进行真空钎焊实验,实现了金刚石与钢基体的高强度连接。采用SEM对金刚石与钎料界面、金刚石表面碳化物形貌进行观察分析,采用EDS分析金刚石表面碳化物的成分,利用XRD对焊后金刚石磨料的进行物相分析,采用Raman光谱对焊后的金刚石是否石墨化、残余应力进行分析。结果表明:Ag-Cu-Ti钎料中的Ti元素在界面处发生偏析,并在金刚石表面生成尺寸小于1 μm的块状TiC。金刚石在焊接过程的高温下没有发生石墨化。金刚石中的最大拉应力位于磨粒顶部,为60 MPa,最大压应力在底部,为120 MPa。最后在界面上形成了金刚石/TiC/钎料/钢基体的梯度结合层。

    • 原位法低温合成MgB2的孔隙形成机制

      2009, 38(4):647-650.

      摘要 (1747) HTML (129) PDF 8.63 M (1037) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用XRD、SEM、DSC等分析测试方法,研究原位法低温合成MgB2的孔隙形成机制。结果表明,高能球磨后B小颗粒镶嵌在Mg大颗粒上,热处理时MgB2相首先在Mg、B的镶嵌区域生成。MgB2相生成过程中,闭孔隙主要是由Kirkendall效应造成的,开孔隙形成的主要原因是Mg气化后与B反应形成了与环境保持连通的孔隙。

    • V-7.4Zr-7.4Ti-7.4Ni储氢合金的热力学研究

      2009, 38(4):651-654.

      摘要 (1480) HTML (124) PDF 1.17 M (1441) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用高纯Zr、V、Ti、Ni金属粉末为原料制备了V-7.4Zr-7.4Ti-7.4Ni合金,利用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对合金的显微组织结构进行分析,测试了不同温度下合金的放氢PCT曲线,并根据化学反应热力学公式对其热力学参数进行计算。研究发现:该合金为两相结构,主相为V基固溶体,第二相为Laves相;在室温和353 K时合金的放氢PCT曲线上有明显的压力平台,最大放氢量分别为3.11%和2.31%(质量分数)。热力学计算发现:V基固溶体相为其主要吸放氢相,对放氢PCT曲线上平台的形成有显著的影响;合金放氢PCT曲线平台所对应的氢化物平衡反应温度为358.4 K。

    • AZ61镁合金热压缩流变应力及晶粒尺寸预测

      2009, 38(4):655-658.

      摘要 (1882) HTML (144) PDF 559.49 K (1536) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过在Gleeble-1500D热模拟试验机上对AZ61镁合金进行热模拟试验,获得等温恒速单轴方向热压缩变形过程的流变应力-应变关系曲线。经过分析和计算曲线的特征值,利用线性和非线性数值回归方法建立峰值应力、峰值应变、再结晶晶粒尺寸等特征值与Zener-Hollomon参数即带温度补偿的应变速率因子Z的定量关系。流变应力的预测计算值与实测值误差在10%以内,晶粒尺寸计算值与实测值误差在5%以内。

    • 基于有限元模拟的钼粉末温压成形分析

      2009, 38(4):659-662.

      摘要 (1850) HTML (136) PDF 297.69 K (1551) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究钼粉末温压成形过程,用有限元分析软件建立了钼粉末温压成形的有限元模型,对三维圆柱等截面粉柱温压成形过程进行了有限元数值模拟,从模拟结果得到了最终坯体内部密度和应力等参量的分布情况以及钼粉末颗粒轴向和径向流动规律。实验验证了所建立有限元模型的可靠性,并分析了部分工艺和材料性能参数对钼粉末成形的影响。结果表明:在钼粉末的温压成形过程中,压坯顶部半端面、轴截面和侧壁的相对密度分布等值线和其应力分布等值线非常接近。

    • Ti-25at%Nb合金β、α''和ω相结构稳定性和弹性性质理论计算

      2009, 38(4):663-666.

      摘要 (1546) HTML (131) PDF 265.12 K (1238) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用赝势平面波方法和广义梯度近似对Ti-25at%Nb合金中不同晶体结构β、α''和ω相的弹性常数、内聚能以及电子结构进行了计算,并结合计算结果对β、α''和ω相的结构稳定性进行了讨论。计算结果表明,Ti-25at%Nb合金中β、α''和ω相均满足其结构弹性稳定性要求,其中α''相的结构稳定性最高,而β相的结构稳定性最低;计算结果同时表明,Ti-25at%Nb合金中ω相具有最高弹性模量,β相则具有最低弹性模量。

    • Pd-Ag-Sn-In-Zn合金时效特性

      2009, 38(4):667-670.

      摘要 (1680) HTML (144) PDF 980.79 K (1210) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了不同时效工艺对Pd-Ag-Sn-In-Zn合金的力学性能、电学性能及显微组织和相结构的影响。结果表明:固溶-冷变形后合金的时效过程由过饱和固溶体的析出和基体的再结晶两个过程控制;合金高强度主要来源于加工硬化和第二相的析出强化,合金的电阻率变化主要受时效过程中再结晶和析出过程的综合影响。

    • 300M钢基体上高速火焰喷涂WC-17Co和WC-10Co4Cr涂层的疲劳和抗盐雾腐蚀性能

      2009, 38(4):671-676.

      摘要 (1762) HTML (125) PDF 2.75 M (1504) 评论 (0) 收藏

      摘要:以涂层在飞机起落架的应用作为研究背景,在300M超高强钢基体上对替代电镀硬铬的两种高速火焰喷涂WC- 17Co和WC-10Co4Cr涂层的疲劳和抗中性盐雾腐蚀性能进行了研究。结果表明,两种有涂层的300M钢的疲劳寿命均高于无涂层300M钢,如考虑扣除涂层承受载荷,有涂层的300M钢与无涂层300M钢的疲劳寿命相当。喷砂镶嵌在基体表面的刚玉砂粒导致有WC-10Co4Cr涂层的疲劳寿命低于有WC-17Co涂层的300M钢。两种涂层对基体的疲劳性能都没有负面影响;两种涂层都提高了300M钢的抗盐雾腐蚀性能,但有WC-10Co4Cr涂层的300M钢表现出更好的抗盐雾腐蚀性能。综合比较两种涂层的性能,高速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层是更好的电镀铬替代涂层。

    • 冷却方式对Mg-Nd-Pr合金的显微组织与物相构成的影响

      2009, 38(4):677-680.

      摘要 (1467) HTML (128) PDF 403.26 K (1145) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用不同的冷却方式获得了两种状态的Mg-Nd-Pr合金,利用电子探针、透射电子显微镜、X射线衍射分析仪等设备,系统分析了相应合金的显微组织和相结构。证明急冷的方法可以大幅度减小晶粒尺度,形成单相的过饱和α-Mg(Nd、Pr)固溶体,能够显著提高Mg-Nd-Pr合金的力学性能,Mg-Nd-Pr合金通过固溶强化能获得较高的强度。室温下Nd、Pr元素在α-Mg中的固溶度很小,缓慢冷却会导致合金元素在晶界析出,缓冷合金由α-Mg、Mg41Nd5和Mg12Pr等相组成,Mg41Nd5和Mg12Pr分布于α-Mg的晶界处,同时在α-Mg晶粒内部产生孪晶。

    • 形变温度对FeMnSiCrNiC合金第二相方向性析出及记忆效应的影响

      2009, 38(4):681-685.

      摘要 (1802) HTML (134) PDF 7.77 M (989) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于控制第二相方向性析出提高铁基合金形状记忆效应的构想,研究了不同形变温度对Fe13.53Mn4.86Si8.16Cr3.82Ni0.16C合金g/e界面(母相g与诱发马氏体e之间界面)的数量和结构及随后时效第二相析出的数量和方向性的影响,以及第二相析出的数量和方向性对马氏体相变和形状记忆效应的影响。扫描电镜分析显示,形变温度远高于Ms时,无g /e界面产生,时效后第二相析出少;形变温度接近Ms时,产生大量g /e界面,时效后析出第二相数量很多,且方向性良好;形变温度进一步接近Ms时,g /e界面交叉,导致时效后方向性的第二相也交叉。透射电镜分析显示,析出方向性Cr23C6第二相的合金再次进行预变形时,产生的应力诱发马氏体具有单一方向。原因在于方向性Cr23C6及其产生的应力场对马氏体相变产生约束作用,避免马氏体片之间的交叉,使其具有更好的可逆转变性。

    • 双步球磨法制备纳米晶结构TiAl基合金粉末的研究

      2009, 38(4):686-690.

      摘要 (1581) HTML (143) PDF 9.31 M (1229) 评论 (0) 收藏

      摘要:以元素粉末为起始粉末,采用双步球磨法(球磨+热处理+球磨)制备TiAl基纳米晶多相结构粉末(粉末成分为Ti-47Al(at%)、Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta(at%))。采用XRD、SEM、EDS、DTA、粒度分布仪对两种粉末颗粒在球磨和热处理过程中的特性进行了表征和分析。结果表明,采用双步球磨法制备的多相结构纳米晶粉末杂质含量低,粒度分布均匀,合金元素弥散分布。一步球磨6 h获得Ti/Al均匀复合结构及实现Ti(Al)部分固溶;700 ℃,2 h热处理获得Ti3Al、Ti、Al3Ti、TiAl相,Al相已经消失 ;二步球磨实现晶粒尺寸、颗粒尺寸进一步细化。

    • 纳米V2O5薄膜的制备与特性

      2009, 38(4):691-695.

      摘要 (2626) HTML (133) PDF 5.32 M (2352) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用溶胶-凝胶法在Si和普通玻璃基底上制备V2O5纳米薄膜。在空气中对样品进行不同温度的退火处理。利用X射线衍射、扫描电子显微镜和分光光度计对制备的V2O5薄膜的结构、形貌和光学特性进行研究。XRD和SEM研究结果表明:可以通过升高退火温度来提高薄膜的结晶程度、颗粒尺寸及其均匀程度,并增强V2O5的择优取向性。透射谱和吸收谱的研究结果表明:随着退火温度的升高,V2O5薄膜的吸收边缘发生红移,光学带隙逐渐变窄。

    • 固-气反应球磨制备纳米晶MgH2的研究

      2009, 38(4):696-699.

      摘要 (1589) HTML (137) PDF 2.92 M (1138) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用固-气反应球磨制备纳米晶MgH2粉末,测定纯镁粉在球磨过程中的吸氢动力学曲线。借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等分析手段,研究Mg-H2反应球磨过程中的相结构与粉末形貌演变规律。结果表明,在机械球磨驱动作用下,Mg的吸氢过程可分为“缓慢-快速-饱和”3个阶段,其相组成分别对应 “Mg(H)- Mg(H)+ MgH2-MgH2”。在0.5 MPa氢气压条件下,球磨21 h可使Mg完全氢化,获得粉末粒度1~3 μm、晶粒尺寸10 nm左右的纳米晶MgH2粉末,其实际氢含量高达7.03%(质量分数,下同)。

    • 中频反应磁控溅射制备Al2O3:CeCl3薄膜及其光致发光特性

      2009, 38(4):700-704.

      摘要 (1788) HTML (133) PDF 263.17 K (1299) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用中频反应磁控溅射技术制备了Al2O3:CeCl3的非晶薄膜。Ce3+含量和薄膜的化学成分通过X射线散射能谱(EDS)测量。薄膜试样的晶体结构用X射线衍射分析。俄歇电子谱用于对薄膜材料的化学组分进行定性分析。薄膜的光致发光峰是在370 nm到405 nm范围内,它们来自于Ce3+离子的5d1激发态向基态4f1的两个劈裂能级的跃迁。发光强度强烈地依赖于薄膜中的掺杂浓度和沉积时的基片温度。薄膜发光来自于氯化铈分子中的发光中心,而不是其他的掺杂Ce3+离子。随铈含量增加,光致发光峰向低能方向移动,可能与薄膜中存在氯元素有关。

    • 再结晶退火工艺对Ni-5at%W基带立方织构形成的影响

      2009, 38(4):705-708.

      摘要 (1665) HTML (134) PDF 436.05 K (1337) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用粉末冶金与中频感应炉重熔相结合的方法制备Ni-5at%W合金锭,经旋锻和拉拔成为丝材,再冷轧为70 μm厚带材。随后,在800~1300 ℃区间进行0~3 h再结晶退火处理。采用X射线衍射和电子背散射衍射对基带织构进行评估,同时也对基带硬度进行了表征。实验发现,Ni-5 at%W合金基带几乎在800 ℃就已完成初始再结晶过程;在980 ℃退火时,立方织构体积分数随时间的延长(1~3 h)没有发生明显变化;在1100,1300 ℃退火后形成了锐利的立方织构,偏离{001}<100> 8°范围内的晶粒表面积占总晶粒表面积的分数分别为93%,99.8%。在1300 ℃以下温区退火时,基带组织均匀,没有出现晶粒异常长大现象,立方织构具有良好的高温稳定性。当退火温度达1400 ℃时,出现晶粒异常长大现象并伴有其它织构成分出现。

    • 正交实验法研究电沉积Mg-Ni储氢合金的制备工艺

      2009, 38(4):709-712.

      摘要 (1807) HTML (143) PDF 295.71 K (1290) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用正交实验法研究了电沉积制备Mg-Ni型储氢合金的工艺条件。结果表明,各因素影响合金放电比容量的次序为:温度>氯化镁含量>次磷酸钠含量>电流密度>柠檬酸钠含量。得到的最佳电沉积工艺为:氯化镁含量180 g/L,柠檬酸钠含量60 g/L,次磷酸钠含量70 g/L,氯化镍含量30 g/L,硼酸含量30 g/L,电流密度100 mA/cm2,温度45 ℃,pH 3~4。此时制备的合金放电比容量达到250 mAh/g,有较为明显的充放电平台,首次充放电即达到最大容量;但随着循环次数的增加,放电容量下降较快。XRD分析表明,电沉积得到非晶态的Mg2Ni+Ni合金。

    • Cu-Ti-C反应复合-扩散连接Cf/SiC复合材料和TC4钛合金接头的组织结构

      2009, 38(4):713-716.

      摘要 (1501) HTML (127) PDF 3.78 M (1197) 评论 (0) 收藏

      摘要:用Cu粉、Ti粉、石墨粉组成的混合粉末连接Cf/SiC陶瓷基复合材料和TC4钛合金,采用X射线衍射、扫描电镜和能谱仪对接头组织结构进行分析。结果表明:在Cu-(15~30)Ti(ω, %)粉末中加入适量石墨粉作钎料,经900~950 ℃、5~30 min真空钎焊,获得了完整的原位合成TiC增强的复合接头。通过在连接层中原位合成一定体积分数TiC可以明显降低接头热应力。钎料石墨颗粒中的C元素和液相连接层中Ti元素发生相互扩散,形成了残余石墨颗粒周围的TiC反应层和分布在连接层中的TiC颗粒。反应速率主要受C元素由石墨颗粒向液相连接层的扩散速率所控制。

    • 磁控溅射法制备二氧化钒薄膜及其性能表征

      2009, 38(4):717-721.

      摘要 (1945) HTML (136) PDF 798.13 K (1708) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用射频反应磁控溅射法在镀有SiO2膜的钠钙硅玻璃基片上沉积了二氧化钒(VO2)薄膜。研究了在300 ℃沉积温度下,不同溅射时间(5~35 min)对VO2薄膜结构和性能的影响。用X射线衍射、扫描电镜、自制电阻测量装置、紫外-可见光谱仪、双光束红外分光光度计对薄膜结构、形貌、电学及光学性能进行了表征。结果表明:薄膜在低温半导体相主要以四方相畸变金红石结构存在,在(011)方向出现明显择优取向生长,随着溅射时间的延长,晶粒生长趋于完整,晶粒尺寸增大;对溅射时间为35 min的薄膜热处理,发现从室温到90 ℃范围内,薄膜方块电阻的变化接近3个数量级;由于本征吸收,薄膜在可见光范围透过率较低,且随膜厚的增加而逐渐降低;在1500~4000 cm-1波数范围内,原位测量薄膜样品加热前后(20和80 ℃)的红外反射率,发现反射率的变化幅度随着膜厚增加而提高,最高可达59%。

    • 聚氨酯海绵浸渗法制备高孔隙率泡沫铜

      2009, 38(4):722-725.

      摘要 (1694) HTML (137) PDF 4.84 M (1228) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用聚氨酯海绵浸渗法制备了具有高孔隙率(85%~95%)、通孔结构的泡沫铜。根据聚氨酯海绵浸渗法的工艺特点讨论了泡沫铜的烧结制度,分析检测了泡沫铜成分,并对一次浸渗和二次浸渗两种工艺流程制备得到的泡沫铜的孔隙形貌和压缩性能进行了对比。结果表明,通过二次浸渗工艺可以改变泡沫铜孔壁微观组织结构,并在孔隙率下降不大的情况下使泡沫铜的压缩应力平台从0.5 MPa提高到1 MPa,这对改善材料的能量吸收性能具有重要意义。

    • 纳米晶SmN/α-Fe及SmO/α-Fe复合材料的吸波特性

      2009, 38(4):726-729.

      摘要 (1842) HTML (145) PDF 1.58 M (1233) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过SmFe合金的氢化-歧化(HD)后并结合低温氮化或氧化法制备出了纳米晶SmN/α-Fe及SmO/α-Fe双相复合电磁波吸收材料。研究表明:在0.5~18 GHz的频率范围内,SmN/α-Fe双相复合电磁波吸收材料介电常数的实部和虚部都比SmO/α-Fe的高,而复磁导率却略低于SmO/α-Fe,两者磁导率虚部μr″均出现两个峰,并且在较宽频带范围内保持较高值;但因SmO/α-Fe双相复合电磁波吸收材料的磁导率和介电常数两者匹配性优于SmN/α-Fe,因而具有更好的电磁波吸收性能,其RL<–20 dB的频段为3.3~10.65 GHz,匹配厚度为1.6~3.95 mm,在4.8 GHz,RL达到最小值–50 dB,匹配厚度为2.92 mm。

    • 钨铜生坯在连续液相烧结中的致密化行为

      2009, 38(4):730-733.

      摘要 (1714) HTML (138) PDF 23.51 M (971) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用差热分析、密度测定和显微组织观察等手段,对钨铜超薄生板坯在连续液相烧结中的致密化行为进行了研究。采用孔隙反向迁移理论较好地解释了钨铜薄板生坯连续液相烧结的致密化机制。

    • 多孔生物形态碳/铂颗粒复合材料的电化学行为

      2009, 38(4):734-737.

      摘要 (1329) HTML (129) PDF 617.80 K (1156) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用热解法制备了具有一定生物形态的多孔碳材料,并采用电沉积方法在所得碳材料表面沉积贵金属铂微粒。借助具有良好成膜能力的壳聚糖,把所得到的C-Pt复合材料修饰在玻碳电极表面,运用电化学方法研究了C-Pt复合材料修饰的玻碳电极对过氧化氢的电催化行为。结果发现,铂微粒和碳材料之间的协同作用大大提高了修饰电极的催化性能,对过氧化氢具有良好的电催化活性。

    • 机械球磨对热挤压W-40Cu材料组织和性能的影响

      2009, 38(4):738-741.

      摘要 (1702) HTML (127) PDF 5.80 M (915) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对W-40Cu(质量分数,%,下同)混合粉末经不同时间机械球磨后进行热挤压,获得了W-40Cu合金。研究了机械球磨对热挤压坯料组织和性能的影响。结果表明,长时间的机械球磨对热挤压坯料组织和性能产生了不利的影响,坯料内部钨相尺寸随着球磨时间的延长而出现了明显的大小不均,同时材料的相对密度和电导率随着球磨时间的延长逐渐降低,硬度值稍有升高。

    • 微波技术在金属材料制备中的应用现状

      2009, 38(4):742-747.

      摘要 (1650) HTML (138) PDF 296.08 K (1530) 评论 (0) 收藏

      摘要:微波技术如何应用于金属材料制备是当前材料研究工作的重要方向之一。本文在分析微波场与金属的相互作用后,简要介绍了微波技术在金属间化合物合成、金属粉末冶金材料烧结、金属材料熔炼及焊接等方面的研究进展。

    • 化学镀银玻璃纤维

      2009, 38(4):748-752.

      摘要 (1689) HTML (134) PDF 279.19 K (1472) 评论 (0) 收藏

      摘要:镀银玻璃纤维有抗电磁辐射、抗静电、消毒杀菌、反射雷达波等优异性能。玻璃纤维化学镀银法具有工艺简单、所得镀层均匀且结合力强等优点,近年来引起了人们较多的关注。本文介绍了玻璃纤维上化学镀银的方法和应用背景,详细探讨了玻璃纤维化学镀银的影响因素,并针对目前玻璃纤维化学镀银存在的一些问题提出了建议。

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