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  • 2011年第40卷第4期文章目次
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    • Microstructure Homogeneity Evaluation for TC11 Blisk Forging Using Loss Function Based on Taguchi Method

      2011, 40(4):565-570.

      摘要 (1612) HTML (141) PDF 0.00 Byte (95) 评论 (0) 收藏

      摘要:The word “blisk” means that all the blades are integrated with a disk. The application of the blisk is a key technology for improving performance of aero-engines. High quality of the blisk conduces to expand its application. Because of a strong influence of microstructure homogeneity on the quality of blisk, the author gives attention to it. In this paper, a loss function (LF) referring to the concept of Taguchi method was proposed. In the proposed LF, the distribution homogeneity of thermomechanical parameters was employed to evaluate the microstructure homogeneity of TC11 blisk forging. Then, the forging process of the TC11 alloy blisk was analyzed using FEM technique. Based on the FEM simulation results, the microstructure homogeneity of TC11 blisk forging was evaluated. Experiment was performed to verify the proposed method.

    • Vacuum Arc Characteristics of CuW70 Alloy

      2011, 40(4):571-574.

      摘要 (1569) HTML (137) PDF 0.00 Byte (66) 评论 (0) 收藏

      摘要:The fine-grained and coarse-grained CuW70 alloys were prepared by sintering and infiltrating. The motion of cathode spots was observed by a digital high speed video camera and a scanning electron microscope (SEM). The results show that the fine-grained CuW70 alloy has larger breakdown strength, longer average arc life and lower chopping current. For coarse-grained CuW70 alloy, the cathode spots ignite and extinguish alternately beneath the anode, the breakdown is mainly located on copper phase, and the erosion pits are much deeper. However, the cathode spots of fine-grained CuW70 alloys have the characteristics of division and deviation, with the uniform distribution of the erosion pits on the entire cathode surface.

    • Effects of Fiber Volume Fraction on Transverse Tensile Properties of SiC/Ti-6Al-4V Composites

      2011, 40(4):575-579.

      摘要 (1523) HTML (128) PDF 0.00 Byte (51) 评论 (0) 收藏

      摘要:The transverse tensile properties of SiC/Ti-6Al-4V composites, subjected to both residual stress and applied transverse stress, have been investigated with emphasis on effects of fiber volume fractions by finite element analysis. Coincident nodes at fiber/matrix interfaces were connected by springs to simulate interfacial debonding. The results indicate that the applied stresses required to cause interfacial debonding (corresponding to strain jumps in stress-strain curves) are mainly affected by interfacial residual radial stresses at θ=0° under fixed interfacial bonding strength. The collapse stresses (corresponding to horizontal parts in stress-strain curves) of the composites, however, are a function of fiber volume fractions. Furthermore, the lower the fiber volume fractions are, the higher the collapse stresses are.

    • Tribological Behaviour and Cutting Performance of PVD-TiN Coating/Substrate System with Discontinuous Surface Architecture

      2011, 40(4):580-584.

      摘要 (1572) HTML (136) PDF 0.00 Byte (66) 评论 (0) 收藏

      摘要:TiN coating was deposited by arc evaporation PVD (physical vapor deposition) onto tool steel. A netted screen made of the stainless steel was placed between substrate and vaporizer in order to get discontinuous TiN coatings. Three kinds of surface condition (uncoated, continuous and discontinuous TiN coatings) were prepared and examined for their performance. Tribological behavior was investigated by means of dry and lubricated sliding tests at room temperature and 200 °C, on a disk-on-block and sphere-on-flat tribometer. The results show that the discontinuous TiN coating significantly decreases both the wear and the wearing speed of tool steel under sliding tests, and reduces friction under conditions of bidirectional sliding. In the three kinds of surface condition, the discontinuously coating has superiority for high speed cutting owing to its lifetime increasing compared with uncoated and continuously coated.

    • Investigation of Internal Oxidation on Pt-Ir-Zr High-Temperature Alloy

      2011, 40(4):585-589.

      摘要 (1796) HTML (145) PDF 0.00 Byte (69) 评论 (0) 收藏

      摘要:An internal oxidation method was applied to investigate the dispersion-strengthening of Pt-Ir-Zr alloy, and the thermodynamic condition was explored for this alloy. Scanning electron microscopy (SEM) was employed to analyze the internal oxidation morphologies. Combining with tensile strength, the optimal internal oxidation time was determined. The results show that oxidation of Ir and Zr will occur under the experimental condition, and the oxygen pressure of Zr is lower than that of Ir. The grain size of the alloy increases with the prolonging of time and remains stable when the oxidation time is up to 40 h. The tensile strength decreases exponentially with the increase of oxidation time. The time for optimal internal oxidation is 40 h at 1100 °C.

    • First-Principles Study on the Stabilities of the Intermetallic Compounds in Mg-Nd Alloys

      2011, 40(4):590-594.

      摘要 (1683) HTML (136) PDF 0.00 Byte (72) 评论 (0) 收藏

      摘要:Using the first-principle pseudopotential plane wave (PPW) method based on the density functional theory, structural optimization was conducted on various intermetallic compounds of the binary Mg-Nd alloy. With their ground-state energies obtained, the structural stabilities of these intermetallic compounds were studied in terms of formation heat and binding energy of the alloy. The results show that the absolute values of the binding energies of various intermetallic compounds increase with the increase of Nd content, among which the absolute value of the binding energy of MgNd is the greatest while that of Mg12Nd is the smallest. It is indicated that among all the intermetallic compounds formed in Mg-Nd, the structure of MgNd is the most stable while that of Mg12Nd is the most unstable. This result is consistent with the experiment data. The Mg12Nd phase does not exist in the phase diagram of Mg-Nd alloy. In addition, the densities of electronic state of these structures were calculated and an explanation was given in terms of the electronic structure.

    • Mo(Si0.95,Al0.05)2价电子结构计算及其性能分析

      2011, 40(4):595-599.

      摘要 (1618) HTML (119) PDF 0.00 Byte (72) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据固体与分子经验电子理论(EET),采用键距差法(BLD),分析并计算了C11b型金属间化合物MoSi2的价电子结构与理论键能;采用合金元素Al部分取代MoSi2晶格中的Si原子,依据固体与分子经验电子理论在代位式固溶体中的平均原子模型,分析并计算了C11b型Mo(Si0.95,Al0.05)2的价电子结构与理论键能。结果表明:Al微合金化改变了Mo原子和Si原子的杂化状态,从而使相应的价电子结构参数发生变化。与MoSi2相比,Mo(Si0.95,Al0.05)2固溶体中共价电子数在总价电子数中所占的比例(h)由65.87%降至64.28%,因而Al微合金化不利于MoSi2强度的提高;但是晶格电子数由4.7141增至4.9202,所以Al微合金化有利于MoSi2塑性的改善。

    • Nd9Fe85.5-xCoxB5.5 (x=0,1,3,5)合金快淬薄带及其热变形磁体的微观组织与矫顽力

      2011, 40(4):600-604.

      摘要 (1522) HTML (130) PDF 0.00 Byte (87) 评论 (0) 收藏

      摘要:以Nd9Fe85.5-xCoxB5.5(x=0,1,3,5)合金快淬薄带(钼辊表面速度V=35 m/s)为原料采用热压/热变形工艺制备了各向同性磁体。微观组织研究表明,含Co合金快淬薄带由大量非晶和少量α-(Fe, Co)和Nd2(Fe, Co)14B相组成,含Co量达到5at%的合金薄带中出现了亚稳相Nd3-(Fe,Co)62B14,它在随后的热压/热变形过程中分解为α-(Fe,Co)和Nd2(Fe,Co)14B;添加Co元素显著减小了热变形磁体的晶粒尺寸,软磁性相与硬磁性相的平均晶粒尺寸分别从无Co合金磁体的61,168 nm减小为含1at%Co合金磁体的24,50 nm。磁性能研究表明,与晶粒尺寸变化相对应,无Co合金以晶间静磁耦合作用为主,含Co合金以晶间交换耦合作用为主,并且随着Co含量的升高,交换耦合作用有所减弱,导致热变形磁体的矫顽力从无Co磁体的151 kA/m单调增大为含5at%Co磁体的218 kA/m。

    • Hastelloy G-3合金热变形特性研究

      2011, 40(4):605-609.

      摘要 (1602) HTML (132) PDF 0.00 Byte (73) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用变形温度为1050~1200 ℃、应变速率为0.1~10 s-1的恒温热压缩试验系统分析了Hastelloy G-3合金的高温变形特性及变形后的组织特征。对高应变速率下的流动应力进行变形热效应修正,建立了G-3合金热变形过程中峰值应力与变形温度、应变速率关系的本构模型。结果表明:所建立的本构模型在预测G-3合金热变形峰值应力时具有良好的精确度,能够满足工程应用的要求。G-3合金热加工过程的软化机制为动态再结晶,根据热变形后的组织特征确定G-3合金合理的热变形温度为1180~1200 ℃,应变速率为5~10 s-1。

    • Ti-Zr二元合金在β相区的互扩散行为研究

      2011, 40(4):610-614.

      摘要 (1587) HTML (139) PDF 0.00 Byte (60) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过扩散偶技术,利用电子探针(EPMA)研究了Ti-Zr二元合金在β相区(950至1150 ℃)的互扩散行为。采用Den Broeder方法及Hall修正法计算了Ti-Zr二元合金的互扩散系数, 其范围为10-14~10-12 m2/s;计算了扩散激活能Q和频率因子D0,两者均随Zr浓度的增加呈现先增加后减小的规律,其峰值均出现在50at%Zr浓度附近。用Vignes-Birchenall方法计算了Ti-Zr二元合金在扩散组元极限浓度处的杂质扩散系数,并与用Hall修正方法计算的互扩散系数进行了对比,二者结果比较接近。

    • AZ31镁合金包辛格效应研究

      2011, 40(4):615-619.

      摘要 (1722) HTML (139) PDF 0.00 Byte (74) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用拉、压循环试验测试了AZ31镁合金的包辛格效应(BE),并研究了BE的机制。测试结果表明:压缩预变形后反向拉伸出现明显的BE,而拉伸预变形后反向压缩出现反包辛格效应(RBE);且包辛格效应比反包辛格效应明显。循环拉、压加载过程中的显微组织和晶体取向演化研究结果表明,出现包辛格效应是由于预压缩时改变晶粒取向与反向拉伸时去孪生效应共同作用的结果;预拉伸变形虽然不改变晶粒取向,但使轴比c/a值降低,使反向压缩时发生孪生更加困难,从而导致反包辛格效应。

    • 电场激活原位合成(TiC)pNi/TiAl/Ti功能梯度材料

      2011, 40(4):620-624.

      摘要 (1815) HTML (147) PDF 0.00 Byte (59) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用电场激活压力辅助合成(FAPAS)和原位合成技术制备了(TiC)pNi/TiAl/Ti功能梯度材料,研究了电场对材料合成及层界面扩散连接的作用。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱和X射线衍射仪分析了梯度材料各层及界面微观组织、相组成和元素分布。结果表明,电场的施加以及TiAl的燃烧反应是合成材料的关键;经原位合成的TiC颗粒均匀细小;金属陶瓷层/TiAl/Ti基板的界面区产生了成分的互扩散并形成了良好的冶金结合。钛板到金属陶瓷层的显微硬度呈梯度变化且具有较好的抗热震性。

    • 电子束冷床熔炼TC4合金元素挥发机制研究

      2011, 40(4):625-629.

      摘要 (2235) HTML (178) PDF 0.00 Byte (94) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立了TC4合金电子束冷床熔炼过程熔体中各元素饱和蒸气压的数学计算模型,利用该模型计算了TC4合金熔体中各元素的饱和蒸气压及其挥发速率,与实验结果基本一致。计算结果表明,在相同温度下,Al元素的饱和蒸气压最大,是其它两种元素的几百倍,挥发损失也最为严重。随着熔体温度的增加,挥发趋势也增大。V元素的挥发很少,可以忽略。此外,电子束冷床熔炼去除杂质效果显著,熔炼出的铸锭成分符合国家标准。

    • GH864合金蠕变/疲劳裂纹扩展速率及a-N曲线分析

      2011, 40(4):630-634.

      摘要 (1364) HTML (133) PDF 0.00 Byte (55) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了GH864合金不同保载时间下650 ℃蠕变/疲劳裂纹扩展行为,分析了裂纹扩展过程中蠕变和氧化的作用,以及a-N曲线的转折点含义。结果表明:保载5 s时GH864合金以穿晶断裂为主,疲劳作用占主导;保载90 s时GH864合金以沿晶断裂为主,蠕变作用占主导。利用Saxena模型可较好地表征本实验条件下650 ℃蠕变/疲劳交互作用的裂纹扩展速率曲线,可估算较高应力强度因子和较低应力强度因子的裂纹扩展速率。另外,用Saxena模型可求出蠕变和疲劳的表达式,对比分析高温蠕变/疲劳交互作用的裂纹扩展过程中蠕变和疲劳的作用及所占的比例。最后针对a-Ni/Nf、da/dN-a曲线及da/dN-N曲线变换中出现的拐点,结合断口形貌分析了转折点对应的含义。高温合金及其它材料的裂纹扩展速率曲线也适用于以上曲线分析方法。

    • GWN751K镁合金组织和性能研究

      2011, 40(4):635-639.

      摘要 (1710) HTML (129) PDF 0.00 Byte (70) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用OM,SEM,TEM,XRD等手段,研究了不同状态的GWN751K镁合金的组织和性能。结果表明:铸态合金主要由基体和网状共晶组织构成,σb=215 MPa,σ0.2=187 MPa,δ=3.5%,DSC曲线存在明显的低熔点吸热峰;经过535 ℃,16 h热处理,共晶组织分解,晶界残留富Mg-Y相,晶粒尺寸明显长大,合金的力学性能有所改善,σb=240 MPa,σ0.2=189 MPa,δ=10%,DSC曲线低熔点吸热峰消失;合金经过挤压后,发生动态再结晶,力学性能显著提高,σb=320 MPa,σ0.2=260 MPa,δ=18%,最主要的原因是挤压后合金中存在高密度位错以及细小的晶粒,可显著提高合金的强度和塑性;经过时效后,合金的平均断裂强度达到400 MPa以上,但塑性明显降低。铸态合金二次裂纹主要存在于晶界的共晶组织中,535 ℃,16 h热处理以及挤压后的合金二次裂纹主要是在晶粒内部。

    • Mg-Al-Ca合金系金属间化合物的力学性质与热力学性能第一原理计算

      2011, 40(4):640-644.

      摘要 (1732) HTML (148) PDF 0.00 Byte (66) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用基于密度泛函理论Castep和Dmol程序软件包,计算了Mg-Al-Ca合金系金属间化合物的力学性质与热力学性能。结果显示:DI3型结构Al4Ca为延性相,C15型结构Al2Ca与C14型结构Mg2Ca为脆性相,C15型结构Al2Ca塑性最差;采用弹性常数计算结果预测的Al2Ca熔点与实验值很接近,误差仅为4.06%;而不同温度下热力学性能的计算结果表明,在298.15~425 K温度范围内,Al2Ca的Gibbs自由能最小,对应其相结构的热稳定性最好;而Al4Ca次之,Mg2Ca最差;随着温度的升高,Mg2Ca的Gibbs自由能下降最快,对应结构的热稳定性增强也最快;在525 K以上时,Mg2Ca的结构热稳定性最好,其次是Al2Ca,而Al4Ca最差。

    • 新型镍基粉末高温合金的热变形行为

      2011, 40(4):645-649.

      摘要 (2015) HTML (143) PDF 0.00 Byte (79) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用Gleeble-1500热模拟试验机对新型镍基粉末高温合金FGH98Ⅰ进行了单向热压缩变形试验,研究了其在变形温度为950~1150 ℃,应变速率为0.0003~1 s-1条件下的热变形行为,建立和对比了不同应变量下的应变速率敏感因子m图和功率耗散效率因子η图,并对热加工图进行了组织验证。结果表明:合金的流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低;不同应变量下的η图与m图相似,随着应变量的增大,峰区的η与m值逐渐升高;当真应变为0.5时,在变形温度为1050 ℃,应变速率为0.0003 s-1条件下,η与m达到峰值,分别为40%和25%,合金发生了动态再结晶,晶粒细化且无内裂纹。该结果为FGH98Ⅰ合金实际热加工工艺的优化提供了理论依据。

    • Zr含量对Al3(ZrxEr1-x)相价电子结构与合金性能的影响

      2011, 40(4):650-654.

      摘要 (1824) HTML (137) PDF 0.00 Byte (51) 评论 (0) 收藏

      摘要:用固体与分子经验电子理论(EET)计算研究了微量元素Er,Zr添加到铝合金中产生的Al3Er和Al3(ZrxEr1-x)相的价电子结构,探讨了不同Zr含量对Al3(ZrxEr1-x)相各电子结构参数的影响。计算结果表明:随着Zr原子含量的增加,表征强度性能的最强键上的共价电子对数nα和相结构形成因子S会减小,这说明合金熔体凝固过程中Al3Er相优先析出,Al3(ZrxEr1-x)和Al3Zr相则在随后的热处理工艺过程中析出,而且Zr原子的添加对合金的强度影响不大;表征塑性性能的晶格电子密度参数ρ先增大后减小,说明Zr原子的加入对合金的塑性有明显的改善。

    • 元素取代和磁热处理对La0.67Mg0.33Ni3-xMx(M=Co,Cu)(x=0,0.5)合金贮氢性能的影响

      2011, 40(4):655-660.

      摘要 (1585) HTML (131) PDF 0.00 Byte (76) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了Co和Cu取代Ni以及磁热处理对La0.67Mg0.33Ni3-xMx(M=Co,Cu)(x=0,0.5)合金吸放氢反应热力学和动力学性能的影响。结果表明,Ni被Co和Cu元素部分替代后,合金的吸放氢量增大,放氢温度降低,吸放氢特征时间(tc)减小,吸放氢过程中的扩散活化能降低。磁热处理明显地提高了3种铸态合金的吸氢量,增大了吸放氢平台宽度,改善了合金的吸放氢动力学性能,其中磁热处理对La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金改性效果最好,吸放氢量分别为1.40%和1.32%(质量分数,下同),放氢峰所对应的温度为77.8 ℃,吸放氢特征时间“tc”为91.4和379.3 s,吸放氢扩散活化能分别为16.3和23.3 kJ/mol。

    • AZ91表面熔滴涂覆Al涂层的研究

      2011, 40(4):661-664.

      摘要 (1879) HTML (142) PDF 0.00 Byte (91) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用熔滴涂覆法,在AZ91表面制备了与基体冶金结合、且与涂覆原料性能相近的Al涂层。分析了涂覆界面附近区域的显微组织形貌、相结构及化学成分,并对显微硬度和耐蚀性进行了测试。结果表明,在熔滴涂覆过程中,Mg和Al元素发生了一定程度的扩散,但富Mg液相和富Al液相混溶的过程被限制在一个薄层区域内进行,所得Al涂层的化学成分、显微硬度及耐蚀性均与涂覆原料相近。这个结果说明,通过熔滴涂覆技术,可以制备成分可控的涂层,为利用现有耐蚀耐磨材料进行镁合金的表面防护提供了可能性。

    • EBSD技术研究Ni-48Al金属间化合物超塑变形组织演变

      2011, 40(4):665-668.

      摘要 (2240) HTML (128) PDF 0.00 Byte (83) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究在1075 ℃、初始应变速率1.5×10-3 s-1条件下大晶粒Ni-48Al合金超塑变形过程中的组织演变。结果表明,变形前,大晶粒Ni-48Al合金以大角度晶界为主,小角度晶界比例极低。在超塑变形过程中,持续有取向差≤5°的小角度晶界产生。随变形量的增大,新形成的小角度晶界取向差增加,转变为取向差6°~15°小角度晶界,进而转变为取向差>15°的大角度晶界。小角度晶界的产生速率与小角度晶界转变为较大角度晶界的速率趋向一动态平衡。小角度晶界向较大角度晶界不断转变的结果使大角度晶界数量不断增加,最终导致晶粒显著细化。

    • 粉冶金属钼的动态再结晶行为研究

      2011, 40(4):669-672.

      摘要 (1321) HTML (129) PDF 0.00 Byte (62) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用Gleeble-1500型热模拟试验机研究了粉冶金属钼在应变速率为0.01~10 s-1,变形温度为900~1450 ℃条件下的热加工性能。并根据试验结果对粉冶金属钼的动态再结晶行为进行了研究,建立了其θ-σ和?θ/?σ-σ曲线,并依据应变硬化率θ与应力和应变的关系曲线确定了粉冶金属钼发生动态再结晶的临界应变εc;最后确定出金属钼动态再结晶平均晶粒尺寸D与Z参数的关系为:lnD=3.65597–0.05409lnZ,为粉冶金属钼的开坯与热加工工艺制定提供了基础。

    • 一种镍基单晶高温合金持久各向异性行为

      2011, 40(4):673-676.

      摘要 (1647) HTML (119) PDF 0.00 Byte (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了一种镍基单晶高温合金DD499的[001],[011]和[111] 3个晶体取向在典型应力条件下的持久性能。结果表明,持久寿命的取向依赖性与温度和应力有关。760 ℃,790 MPa时,[001]取向的持久寿命明显高于[011]和[111]取向;1040 ℃,165 MPa时,持久寿命由大到小顺序为[111]>[001]>[011],但不同取向的各向异性减弱。利用SEM观察持久断裂后的断口和组织结构表明,760 ℃,790 MPa时,[001]取向试样的断裂特征为解理和准解理混合型断裂,[011]取向为单系滑移引起的剪切断裂,而[111]取向为多系滑移引起的剪切断裂;1040 ℃,165 MPa时,3种取向都为微孔聚集型断裂。

    • 圆筒内嵌钨合金球爆炸加载条件下断裂机制研究

      2011, 40(4):677-680.

      摘要 (1550) HTML (141) PDF 0.00 Byte (50) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对钨合金作为预制破片战斗部穿甲后的易碎性,采用圆筒内嵌钨合金球战斗部,研究了97.5W-Ni-Fe合金在圆筒内嵌式爆炸加载穿靶前后的微观组织以及断裂机制。结果表明,97.5W-Ni-Fe合金爆炸加载后在钨颗粒内部产生大量形变孪晶,穿透靶板后形变孪晶诱发大量微观裂纹,微裂纹在穿靶后的拉应力作用下扩展并与W-W界面断裂相互连接,使钨合金球断裂成有效破片,增强了钨合金的二次毁伤能力。

    • 贮氚老化对钯氢化物氢氘交换影响的色谱理论模拟

      2011, 40(4):681-684.

      摘要 (1648) HTML (143) PDF 0.00 Byte (82) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用色谱分离的速率理论分析了贮氚老化影响钯氢化物中恒流速氢氘交换性能的原因,并利用塔板理论模拟了氢氘交换流出曲线,同时,实验对比了未贮氚老化与贮氚老化1.6年钯的氢氘交换流出曲线。理论模拟结果表明:贮氚老化后,钯氢化物氢氘交换反应的塔板数n减少,塔板高度H增加,交换反应的平衡时间增长,氢氘交换流出曲线趋于平缓,氢氘交换性能下降。而塔板高度的增加,是由于衰变3He滞留在钯材料中,导致氢同位素在老化钯中的扩散受阻,同时使得钯的氢同位素分离因子改变。实验对比结果表明:恒流速状态下,贮氚老化1.6年钯的氢氘交换流出曲线较之未贮氚老化钯变得平缓,氢氘交换性能下降。理论模拟与实验结果符合较好。

    • MOD法在LaAlO3单晶上沉积La0.4Sr0.6CoO3导电缓冲层

      2011, 40(4):685-688.

      摘要 (1531) HTML (134) PDF 0.00 Byte (55) 评论 (0) 收藏

      摘要:用金属有机物沉积(MOD)法在LaAlO3 (100)单晶基底上制备了立方钙钛矿型导电缓冲层La0.4Sr0.6CoO3(LaSrCoO)薄膜。根据热分析曲线确定前驱膜的热处理工艺,其中前驱膜的热分解温度为620~800 ℃,涂膜的结晶温度为825 ℃。由X射线衍射(XRD)分析可知,热处理后涂膜的主相是LaSrCoO,其择优取向为<100>;另外还有 La2CO5和LaCoO3等杂相。由φ扫描和(100)极图可知,所制备的涂膜有较强双轴织构。用标准四引线法测量了涂膜的室温和低温电阻率,在77 K时达到1.04×10-4 Ω·m,实现了沉积导电缓冲层的目的。

    • 喷射沉积Mg-12.55Al-3.33Zn-0.58Ca-1.0Nd合金组织与力学性能研究

      2011, 40(4):689-692.

      摘要 (1722) HTML (153) PDF 0.00 Byte (73) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用XRD、OM、SEM、TEM研究了喷射沉积Mg-12.55Al-3.33Zn-0.58Ca-1.0Nd合金挤压态的显微组织和合金的力学性能。结果表明:喷射沉积挤压态镁合金主要包含基体α-Mg和Al2Ca相,基体组织为等轴晶,平均晶粒尺寸为3 μm;Al2Ca颗粒主要沿镁基体晶界分布,颗粒尺寸在1.0 μm左右,并在Al2Ca相中存在孪晶结构;合金的σb、σ0.2、δ分别为450、325 MPa,5%。在拉伸断口上存在大量石块状的Al2Ca相,表明合金的断裂方式为沿晶断裂;与经热挤压的铸造AZ91镁合金对比,该合金强度明显提高,但合金塑性降低;合金强度的提高主要来源于合金的细晶强化和Al、Zn对合金的固溶强化,而伸长率降低是由于合金中存在的大量Al2Ca颗粒是沿镁基体晶界分布,导致合金的塑性降低。

    • 冷轧复合AgNi10/Cu/Fe界面结合特征研究

      2011, 40(4):693-696.

      摘要 (1897) HTML (135) PDF 0.00 Byte (86) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用等辊径、等辊速冷轧复合技术制备了AgNi10/Cu/Fe三层复合材料,对其界面结合机制进行了研究。复合前对三层材料分别进行再结晶退火,获得均匀的原始组织及相近的硬度,并用钢丝刷清理复合面。利用扫描电镜和能谱仪对复合材料的剥离面进行了形貌观察和成分分析。结果发现,AgNi10/Cu/Fe的界面结合机制主要是裂口机制。各层复合面的硬化层在轧制时开裂,其中较软金属(AgNi10和Cu)从裂口中挤出,与硬金属(Cu和Fe)产生结合;其结合强度分别大于AgNi10和Cu的基体强度。

    • 氧气毒化对钯膜表面状态的影响

      2011, 40(4):697-700.

      摘要 (1651) HTML (132) PDF 0.00 Byte (70) 评论 (0) 收藏

      摘要:不同温度下对Pd膜表面进行了氧气毒化,并将毒化后的Pd膜在常温下与氢气进行反应,采用XPS、SEM、XRD等对反应前后Pd膜表面状态进行了表征与分析,研究了O2的毒化作用与吸氢反应对Pd膜表面形貌与化学成分的影响。结果表明:当毒化温度低于240 ℃时,氧原子在Pd膜表面的吸附量随毒化温度升高而增加,但无明显PdO生成;当毒化温度高于240 ℃时,在Pd膜表面生成了PdO并伴有微孔出现,随着毒化温度升高,PdO含量、微孔数量、微孔体积逐渐增加。在390 ℃毒化1 h后,Pd膜表面完全形成PdO;所有试样在室温下与氢气反应1 h后吸附态氧原子与PdO完全消失。Pd膜表面化学成分被完全还原成反应前状态,而多孔形貌得到一定的保留,240 ℃及以上温度毒化后的Pd膜与氢气反应后产生明显塑性变形。

    • 新型Co-Al-W合金高温氧化激活能研究

      2011, 40(4):701-704.

      摘要 (1797) HTML (126) PDF 0.00 Byte (84) 评论 (0) 收藏

      摘要:钴-铝-钨合金是一种由γ′-Co3(Al,W)相沉淀强化的新型钴基高温合金。测定了该合金在800和900 ℃下空气氧化增重动力学数据,通过线性拟合得到合金在不同温度下的氧化速率常数。根据氧化速率常数的Arrhenius 关系,计算合金在800和900 ℃高温环境中的氧化激活能。研究发现,7.5 W、9 W和10.7 W合金中9 W合金氧化激活能最高;合金元素Mo、Nb、Ta和Ti加入之后,Co-Al-W合金的氧化增重和氧化激活能发生变化,由此可以预测该合金在高温环境中的抗氧化能力。

    • 高居里点BiScO3-PbTiO3压电陶瓷介电压电性能研究

      2011, 40(4):705-707.

      摘要 (1834) HTML (126) PDF 0.00 Byte (75) 评论 (0) 收藏

      摘要:用通常的固相反应法制备了(1–X) BiScO3-XPbTiO3(X=0.60, 0.62, 0.64, 0.66, 0.68)系压电陶瓷,并对其进行了微结构和介电、压电性能研究。XRD分析表明,该系统在PbTiO3摩尔分数X=0.64时,存在准同相界,当X小于0.64或大于0.64时,陶瓷分别为菱方相和四方相结构。相结构在准同相界的试样具有最大的压电常数,其d33高达430 pC/N。介温谱测试表明,该陶瓷体系居里温度为450 ℃左右,具有弛豫铁电体特征。

    • 时效工艺对Ti1023合金微观组织和力学性能的影响

      2011, 40(4):708-713.

      摘要 (1431) HTML (133) PDF 0.00 Byte (83) 评论 (0) 收藏

      摘要:对比研究了直接时效和双重时效对Ti-10V-2Fe-3Al合金微观组织及力学性能的影响。结果显示,在相同的时效时间下,双重时效后试样的屈服强度略低于直接时效,但双重时效的延伸率远远高于直接时效。较之直接时效,双重时效具有更好的强度塑性匹配。断口分析表明,直接时效断口为沿晶断裂,高倍形貌显示为晶界延性断裂。而双重时效断口以穿晶韧窝为主。微观组织观察表明,双重时效良好的强度塑性匹配源于α/β相间的片层组织,晶界α相薄膜的抑制及时效后初始β晶界、晶内组织之间强度差的减少。

    • 工艺参数和热处理对纯钛表面激光熔覆原位合成羟基磷灰石涂层中物相组成的影响

      2011, 40(4):714-717.

      摘要 (1940) HTML (131) PDF 0.00 Byte (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用CaCO3和CaHPO4混合粉末,在纯钛表面通过激光熔覆原位合成的方法制备羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HA)涂层,研究了激光功率,扫描速度和热处理对涂层物相的影响,以期提高涂层中HA的含量。结果表明,低功率下,涂层的主要组成物相为磷酸四钙(Ca4(PO4)2O,TTCP),同时有少量的HA,α-磷酸钙(α-Ca3(PO4)2,α-TCP),CaO和CaTiO3;随功率的增加,涂层中的TTCP,HA和 CaO逐渐减少,只剩下α-TCP和CaTiO3。与功率相比,扫描速度对涂层物相的影响较小。当激光功率为400 W时,不同扫描速度下涂层的物相没有发生明显的变化,主要物相均为TTCP。将涂层在800 ℃下保温5 h,然后随炉冷却,可以使涂层中的TTCP和α-TCP全部转变为HA,进而得到含HA较多的涂层。

    • 镁合金低压铸造连续化生产技术的研究

      2011, 40(4):718-722.

      摘要 (1602) HTML (134) PDF 0.00 Byte (65) 评论 (0) 收藏

      摘要:研制开发了一种新型镁合金低压铸造连续化生产技术。该技术采用双工位结构设计,通过台车的移动与升降,实现两台镁合金低压铸造设备在不同工位之间的切换,保证镁合金铸件生产的连续进行。在液面加压控制系统中采用了液面悬浮技术,可实现镁合金液面在升液管口的精确悬浮控制,有效降低了铸件中的氧化夹杂缺陷,提高了生产效率。研制开发的模糊PID复合控制算法,可实现镁合金低压铸造过程的精确控制,压力控制误差在0.5 kPa以内。

    • 电化学方法制备掺杂二氧化钛纳米管阵列

      2011, 40(4):723-727.

      摘要 (1879) HTML (148) PDF 0.00 Byte (71) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过阳极氧化制备二氧化钛纳米管阵列。然后用制成的纳米管阵列作阴极、Pt作阳极,分别以Zr(NO3)4、NH4Cl及Zr(NO3)4和NH4Cl的混合溶液为电解液,制备锆掺杂、氮掺杂及锆、氮共掺杂二氧化钛纳米管阵列。通过FESEM、UV-vis 漫反射、XRD、XPS等手段对纳米管阵列进行表征。结果表明,制成的纳米管阵列管径约70 nm,管长约400 nm。共掺杂后的吸收带边有了明显的红移。在锆掺杂纳米管中锆含量是0.51%,氮掺杂纳米管中氮含量为1.92%,共掺杂中锆、氮含量分别是0.77%和1.29%(均为原子分数)。N1s峰在单独掺氮纳米管中是一个峰,而在混合掺杂中是双峰,说明氮在单独掺杂和混合掺杂中的存在状态并不一致。通过降解罗丹明B水溶液对其光催化性能进行检测。结果显示,锆掺杂可以增强TiO2 纳米管阵列在紫外光下的催化活性,氮掺杂提高了TiO2 纳米管阵列在可见区的光催化活性,锆、氮共掺杂产生了协同作用,使TiO2纳米管阵列的催化活性在紫外和可见区都得到了明显的提高。

    • 间接电还原法合成银纳米颗粒及纳米银粉的抗菌性能

      2011, 40(4):728-732.

      摘要 (1851) HTML (131) PDF 0.00 Byte (75) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用Keggin结构的12-磷钨酸(PTA,下同)作为还原剂,采用间接电还原法还原硝酸银制备了银纳米颗粒,考察了12-磷钨酸与Ag+离子不同摩尔配比对Ag纳米颗粒大小的影响。用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)等手段对制备的银纳米颗粒的形貌、组分、粒径和相结构进行了表征。测试了银纳米颗粒对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能,结果表明,制备的Ag纳米颗粒的平均粒径随磷钨酸和硝酸银的摩尔比的减小而增大。纳米银对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长具有较好的抑制作用,且抗菌性能稳定。

    • 铀表面Ti-Nb-Ni非晶薄膜的结构和抗腐蚀性能研究

      2011, 40(4):733-736.

      摘要 (1567) HTML (143) PDF 0.00 Byte (85) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用非平衡多靶溅射沉积法在不同脉冲偏压、沉积速率下制备了Ti-Nb-Ni薄膜,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电化学极化试验分析了薄膜结构和抗腐蚀性能。结果表明,在0 V偏压下,当Ti:Nb:Ni沉积速率比为3:1.5:1.5时,为晶化薄膜;而当Ti沉积速率的控制电流在5~7 A范围内,Nb、Ni沉积速率不变时,为非晶薄膜。对于沉积速率比为5:1.5:1.5的薄膜,当偏压从0 V增加到–2000 V时,薄膜组织的演化过程为非晶-弥散小晶粒-致密小晶粒-大颗粒晶粒。电化学极化试验表明,利用非晶化和晶化复合工艺获得的Ti-Nb-Ni薄膜具有更好的耐腐蚀性能。

    • 冷却速率对(Bi,Pb)-2223/Ag超导带材微观结构和性能的影响

      2011, 40(4):737-740.

      摘要 (1486) HTML (145) PDF 0.00 Byte (103) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了(Bi,Pb)-2223/Ag带材在第1次热处理后,不同的冷却速率对其输运性能和微观结构的影响。利用XRD、SEM等分析手段对样品进行表征。结果表明:随着冷却速率的降低,带材中的2201相不断减少直至消失,而Ca2PbO4相的含量却不断增加;与此同时,带材中第二相粒子的尺寸也不断增大。带材的输运电流测量表明,随冷却速率(对数坐标)的降低,样品的临界电流密度线性增加,同时,带材在磁场下的性能也不断提高。这是由于慢冷导致(Bi,Pb)-2223/Ag带材的晶粒连接性变好和磁通钉扎能力提高造成的。

    • 明胶作分散剂制备球形超细银粉

      2011, 40(4):741-744.

      摘要 (2146) HTML (144) PDF 0.00 Byte (108) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用化学还原法,以抗坏血酸为还原剂,明胶为分散剂制备了球形超细银粉。探讨了反应过程中AgNO3溶液浓度、反应液pH值、明胶用量、试剂滴加顺序等因素对银粉粒度大小及分布的影响。在pH为7时,将0.5 mol/L的AgNO3溶液加入到0.25 mol/L的抗坏血酸溶液中,明胶用量为AgNO3质量的1.5%,且在产生沉淀后逐滴加入能制备出大小1.5 μm左右,粒度分布均匀的球形超细银粉。

    • 溶液浸渍法制备镍金属布的研究

      2011, 40(4):745-748.

      摘要 (1537) HTML (127) PDF 0.00 Byte (53) 评论 (0) 收藏

      摘要:以涤纶布和粘胶纤维布为基体,采用溶液浸渍法并在氢气气氛下还原烧结制备了镍金属布。用扫描电子显微镜、X射线衍射研究了不同工艺对镍金属布显微结构和相成分的影响,并通过TG-DTA分析研究了还原烧结过程中的反应机制。结果表明:选用粘胶纤维布作为基体,在NiCl2溶液中浸渍后,置于氢气气氛中900 ℃还原烧结,即可制备出连续、完整、柔韧性较好的镍金属布。

    • PANI/Ag-TiO2纳米纤维复合材料的制备及其抗菌性能研究

      2011, 40(4):749-752.

      摘要 (2090) HTML (150) PDF 0.00 Byte (85) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水热法制备Ag掺杂量不同的Ag/TiO2纳米复合材料,通过原位聚合法制备PANI/Ag-TiO2纳米纤维复合材料,利用XRD、SEM、FT-IR等检测技术对复合材料的结构进行了表征。研究了光源、Ag掺杂量、不同实验菌种等因素对PANI/Ag-TiO2纳米纤维复合材料抗菌性能的影响。结果表明:在无光照射情况下,PANI/Ag-TiO2纳米纤维复合材料具有良好的抗菌性能,在长波紫外光照射情况下,抗菌性能进一步增强。在浓度1 mg/mL时,在无需光照的情况下对4种实验菌种杀菌率均达到99.99%。

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