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  • 2013年第42卷第6期文章目次
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    • Surface Strengthening of Ti-6Al-4V Alloy by Glow Plasma Carbonization Process

      2013, 42(6):1101-1104.

      摘要 (1317) HTML (149) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用辉光等离子渗碳技术对Ti-6Al-4V进行了表面强化处理。等离子气体为氩气,渗碳温度和时间分别为950 ℃和3 h,工作压力为30~35 Pa。为了避免传统气体渗碳过程中易于产生氢脆的现象,用固体石墨棒作为碳源。渗碳结束后,分别利用OM、FESEM和XRD对渗碳层做分析,并在坏-块摩擦磨损试验机上对处理和未处理样品进行摩擦磨损对比实验。结果发现,渗碳层深度约为416 μm,其表面碳化物(TiC和V8C7)提高了合金表面的硬度和耐磨性能。

    • Effects of Microstructural Factors on Adiabatic Shear Behaviors of Ti6441 Alloys

      2013, 42(6):1105-1107.

      摘要 (1367) HTML (143) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对Ti-6Al-4V-4Zr-Mo(Ti6441)合金采用不同的热处理工艺得到等轴和片层2种微观组织,使用分离式Hopkinson Bar技术对2种组织的试样进行动态剪切试验,研究微观组织对该合金绝热剪切敏感性的影响。结果表明:相同加载条件下,片层组织绝热剪切敏感性较等轴组织低;2种组织动态强度接近,但片层组织较等轴组织具有更好的动态延展性;片层组织试样中的绝热剪切带出现分叉现象,从而可以消耗更多的变形能。

    • Effect of Titanium Content on the Microstructure and Mechanical Properties of Tungsten-Titanium Alloy

      2013, 42(6):1108-1112.

      摘要 (1265) HTML (144) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用粉末冶金方法制备了4种钛含量分别为0.5%,1.0%,1.5%和2.0%的新型钨钛合金,分析了钛含量对钨钛合金微观组织以及高应变率加载条件下的动态力学性能的影响机理。结果表明,钛颗粒以不同形貌分布于钨合金的镍铁粘结相中,钛颗粒直径是影响钛颗粒微观形貌的主要因素。当钛颗粒直径大于20 μm时,钛颗粒中存在大量微观孔洞。钛颗粒在粉末冶金液相烧结过程中没有发生熔化以及溶解现象,但与钨颗粒和粘结相的界面结合较好。霍普金森压杆动态压缩实验结果表明,当动态加载应变率为3700 s-1时,钛含量为0.5%的钨钛合金具有较高的动态压缩屈服强度,而当钛含量由1.0%增加到2.0%时,动态压缩屈服强度减小趋势减缓。钛含量为2.0%的钨钛合金在高应变率加载条件下,在于轴向成45°方向上出现绝热剪切带。在绝热剪切带内部,钛颗粒发生伸长变形并且钛颗粒中的微观孔洞相互连接导致钛颗粒碎化。由于钛具有较低的导热率,与钛相连的钨颗粒热软化区温度身高幅度要高于常规钨-镍-铁合金,热软化效应加剧导致钛元素的加入以及含量的增加提高了钨合金的绝热剪切敏感性。

    • Microscopic Phase-Field Simulation of the Structure Transformation from DO22 to L10(M=1) Phase in Ni64Al21V15 Alloy

      2013, 42(6):1113-1117.

      摘要 (1533) HTML (148) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于微观相场模型,研究了Ni64Al21V15合金在1150 K时效过程中相结构演化。结合微观组织演化图像和各个格点上原子占位几率的演化,分析了DO22结构向L10 (M=1)结构转变机制。合金沉淀中期,在相界处析出L10 (M=1)结构。研究发现,L10 (M=1)结构形成可分为3类:在DO22与L12相界处形核,沿[001]方向排列,向DO22相扩张;在DO22结构90°有序畴界处形核,沿[001]方向排列,向DO22扩张;在2个[100]向排列的DO22结构交界处形核,沿[100]方向排列,向DO22结构扩张。DO22相中,V主要占据β位,Ni主要占据α2和α3位,Al主要占据α1位;随后,V向α2位跃迁,在(002)面富聚且发生有序化,逐渐占据β和α2位,Ni原子发生面间跃迁,由α2位跃迁至α1位,逐渐占据α1和α3位,Al原子向相外扩散。DO22结构最终转变为高度有序的L10 (M=1)结构。

    • Vacuum Brazing Processes of Aluminum Foam

      2013, 42(6):1118-1122.

      摘要 (1591) HTML (148) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用3种钎焊工艺焊接泡沫铝进行对比实验,焊接工艺包括:在高真空(真空度为10-3 Pa)条件下采用复合层钎料进行钎焊;在低真空(真空度为1 Pa)条件下采用复合层钎料进行钎焊;在高真空(真空度为10-3 Pa)条件下采用单层钎料进行钎焊。对焊接接头的宏观、微观特性与抗弯强度进行分析比较。结果表明:在高真空条件下采用复合层钎料进行钎焊可获得满意的接头,接头强度明显高于母材;在低真空条件下采用复合层钎料进行钎焊所得到的接头强度明显低于母材;在高真空条件下采用单层钎料进行钎焊所得到的接头强度略低于母材。

    • Effect of 950 oC Thermal Exposure on Microstructures and Properties of Ni-Based K403 Alloys

      2013, 42(6):1123-1126.

      摘要 (1449) HTML (142) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对镍基铸造高温合金K403,在950 ℃高温下分别进行了5、50和100 h的热暴露试验,研究热暴露对K403合金显微组织和室温力学性能的影响。结果表明: K403合金经高温热暴露后,晶内和晶界析出M6C碳化物,γ'相聚集长大且边角发生钝化,随热暴露时间的延长,出现γ'相边角钝化变成圆形或近圆形,部分γ'相发生定向相互连接粗化的现象和趋势;合金的名义屈服强度和抗拉强度随热暴露时间的延长而下降,而塑性则明显提高,导致合金强度下降塑性提高的主要原因之一则是γ'强化相的聚集粗化;热暴露前后,室温拉伸断口均为枝晶组织断裂,热暴露后的试样拉伸断面出现少量沿晶断裂特征和浅而小的韧窝,且存在韧窝的数量随热暴露时间的延长而增多。

    • AlNiCrFexMo0.2CoCu High Entropy Alloys Prepared by Powder Metallurgy

      2013, 42(6):1127-1129.

      摘要 (1528) HTML (134) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用粉末冶金方法制备AlNiCrFexMo0.2CoCu(x=0.5,1.0,1.5,2.0)高熵合金,研究Fe元素对合金组织和性能的影响。对4种合金进行XRD分析,发现当x=0.5、1.0和1.5时,有bcc、fcc和σ相组成,当x=2.0时,合金只有bcc和fcc两相。4种合金硬度随着Fe含量的增加而降低,当x=0.5时,布氏硬度为3170 MPa,x=2.0时,布氏硬度为2290 MPa。对合金进行压缩实验发现,断裂强度均超过1100 MPa,且具有较好的塑性。

    • Effect of Enhanced Pyrolysis Platinized Processes on the Performance of Counter Electrodes

      2013, 42(6):1130-1133.

      摘要 (1307) HTML (156) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了热解法制备的铂电极,并获得最优制备工艺。结果表明:采用优化工艺热解法制备的铂对电极具有高的光伏效率,其光伏效率与溅射法制备的铂电极接近,该方法有可能实现低成本制备大面积高性能的铂对电极。

    • Performance of Dy2Zr2O7 Thermal Barrier Coating in Thermal-Shock Test

      2013, 42(6):1134-1138.

      摘要 (1698) HTML (144) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过大气等离子喷涂(APS)制备了一种基于锆酸镝(Dy2Zr2O7)的新型热障涂层,该涂层具有更低的热导率及与镍基高温合金更匹配的热膨胀系数。对涂层的结构、相组成以及抗热震性能进行了研究。此外,对涂层在热震循环过程中的失效过程进行了讨论。结果表明,在6~8次热震循环后,涂层从基体表面脱落。陶瓷层中的微裂纹在热震过程中生长并导致粘结层界面附近的陶瓷层被压碎,从而最终导致陶瓷层的脱落。

    • 90°模具室温4道次ECAP变形纯钛的宏观织构演变

      2013, 42(6):1139-1145.

      摘要 (1777) HTML (137) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用两通道夹角Φ=90°,外圆角ψ=20°的模具,实现TA1纯钛C方式4道次室温ECAP(Equal Channel Angular Pressing)变形,制备了表面光滑无裂纹的变形试样。研究纯钛室温ECAP变形试样的织构演变特征。结果表明:在ECAP变形初期,基面织构和锥面织构逐渐向P(φ1=45°,φ=0°~90°,φ2=30°)织构旋转,基面织构和锥面织构减少,柱面织构增加,织构的演变是由位错增殖导致微结构变化引起的。在变形后期因晶粒细化,织构演变主要由整个晶粒的旋转来形成剪切织构,基面织构逐渐增加。

    • Laves相Ti36Zr40Ni20Pd4合金的吸氘行为

      2013, 42(6):1146-1149.

      摘要 (1402) HTML (126) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对Ti36Zr40Ni20Pd4合金用X射线衍射仪和气固反应系统研究了其吸铸之前的晶体结构与吸氘特性。结果表明,吸铸前Ti36Zr40Ni20Pd4合金母锭形成了配位数为14的MgZn2结构的简单六方C14 Laves相,晶格常数a=0.5287 nm与c=0.8610 nm。简单活化后,该合金可在室温下大量吸氘,浓度达到10.96 mmol·D2/g·M(D2指氘分子,M指合金)。经过一次吸放氘循环后,吸氘动力学显著提高,吸氘速率常数达到0.015 s-1。相对于成分相同的准晶相,Laves相Ti36Zr40Ni20Pd4合金吸氘较慢,但吸氘量相近,具有一定的储氢前景。

    • 10 mm厚TC11钛合金电子束焊接组织性能和残余应力

      2013, 42(6):1150-1153.

      摘要 (1330) HTML (136) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用真空电子束焊机对TC11钛合金进行试验研究。采用光学显微镜及扫描电镜观察并分析接头不同区域的组织特征,并对焊接接头进行了显微硬度和力学性能测试,同时采用盲孔法对试样的残余应力进行测试。结果表明:TC11钛合金电子束焊接头焊缝区的组织特征为典型的柱状晶,晶粒内为交错排列细密的α′相,而热影响区组织为均匀的α′相和原始α+β转相的混合物。显微硬度与组织呈现较好的对应关系,即焊缝及热影响区的显微硬度高于母材。接头的冲击韧性比母材提高了20%,而抗拉强度为母材的98%左右。残余应力为以纵向应力为主的单向拉伸应力状态,横向残余应力数值则较小。

    • TiNb颗粒增韧铜锆基非晶复合材料的机制

      2013, 42(6):1154-1158.

      摘要 (1553) HTML (147) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering, SPS)方法成功制备得到10%(体积分数)TiNb/Zr55Cu30Al10Ni5和TiNb/Cu46Zr42Al7Y5非晶基体复合材料。压缩力学实验表明,TiNb颗粒对Zr55Cu30Al10Ni5的增韧效果明显好于对Cu46Zr42Al7Y5。究其原因是Zr55Cu30Al10Ni5的塑性转变区域的长度Rp值高于Cu46Zr42Al7Y5,这就意味着TiNb颗粒分布在Zr55Cu30Al10Ni5的塑性转变区域的几率明显高于Cu46Zr42Al7Y5基体。因此,TiNb颗粒对Zr55Cu30Al10Ni5基体的增韧效果明显要好于Cu46Zr42Al7Y5。

    • 梯度多孔Ti的微弧氧化研究

      2013, 42(6):1159-1164.

      摘要 (1395) HTML (155) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在硫酸电解液中对致密Ti和梯度多孔Ti样品进行微弧氧化研究。分析了孔隙特性、电流密度和电解液组成对微弧氧化过程中起始电压、击穿电压、起弧时间、氧化膜形貌和厚度的影响,并测量了微弧氧化膜的物相组成。结果表明:与致密Ti样品相比,梯度多孔Ti样品的起始电压和击穿电压提高、起弧时间延长,氧化膜层厚度增加。随着电流密度的增加,梯度多孔Ti微弧氧化反应剧烈,表面膜层的微孔直径增大,孔洞变小,膜层表面粗糙度增加,膜层变厚。当在硫酸电解液中加入少量硝酸镧后,微弧氧化起始电压和击穿电压提高、起弧时间延长,表面氧化膜的平均孔径从200 nm增加到2 μm左右,膜层厚度从27.6 μm增加到35.6 μm,膜层表面粗糙度增加。XRD分析表明,微弧氧化膜主要由Ti、锐钛矿TiO2和金红石TiO2相组成,其中以锐钛矿TiO2为主。

    • 钛表面纳米复合Si-C-N超硬薄膜的结构与性能

      2013, 42(6):1165-1168.

      摘要 (1678) HTML (127) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用电弧增强磁控溅射(AEMS)技术在钛表面制备纳米复合Si-C-N超硬薄膜,研究薄膜的显微结构、相组成、硬度、韧性、摩擦学行为和耐蚀性能。结果表明,薄膜形成了C–C、C=C、N–C以及Si–C非晶复合组织结构。薄膜的硬度为(38.2±4.1) GPa,断裂韧性为(3.68±0.32) MPa·m1/2。薄膜的摩擦系数为0.23左右,具有良好的抗摩擦磨损能力。沉积Si-C-N薄膜的TA2试样在25 ℃、3.5%NaCl水溶液中的腐蚀速率为0.000 125 mm·a-1,是纯TA2的12.5%,具有良好的耐蚀性能。

    • 孪生行为对TA18钛合金管材塑性的影响

      2013, 42(6):1169-1172.

      摘要 (1404) HTML (146) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用电液伺服材料试验机,对直径为Φ16的TA18(Ti-3Al-2.5V)钛合金管材试样分别在–60,25,100,200,300和350 ℃下进行了静态拉伸试验,并结合TEM观察TA18钛合金管材在高低温下的显微组织。结果表明,TA18钛合金管材的强度和塑性均随温度的升高而降低;通过TEM观察,在–60 ℃拉伸的管材中观察到明显的孪生,而在350 ℃拉伸的管材中没有观察到孪生现象。结果表明:孪生对不同温度下TA18钛合金管材的塑性变形起着至关重要的作用。

    • 放电等离子烧结温度对Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金显微组织和力学性能的影响

      2013, 42(6):1173-1177.

      摘要 (1573) HTML (145) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用放电等离子烧结技术(SPS)制备Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr(TNTZ)合金,研究烧结温度对合金致密度、显微组织及力学性能的影响。结果表明:在950~1150 ℃烧结温度范围内合金具有较高的致密度和抗压强度,合金由β-Ti相与Ti-Nb-Ta-Zr固溶体形成的混合基体组织及少量未熔化的Nb、Ta、Zr金属颗粒组成。随着烧结温度的升高,合金致密度和抗压强度呈增大趋势,合金中混合基体组织尺寸越来越大且不断融合联结,难熔金属颗粒数量越来越少且尺寸越来越小。合金压缩弹性模量在58~60 GPa之间,说明具有良好的力学相容性,烧结温度变化对其影响较小。

    • Ti45Al8Nb0.5B0.2C合金的组织及高温氧化行为研究

      2013, 42(6):1178-1184.

      摘要 (1361) HTML (148) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了Ti45Al8Nb0.8B0.2C合金的组织及高温氧化行为。XRD、SEM、TEM及EDS分析表明, 合金热等静压后的组织为γ和α2相组成的片层组织, 片层团晶粒内部与层片团晶界处存在条状或点状白色相TiB2; 高温淬火合金发生α→γm相变, 在α+γ两相区时效合金组织由不同取向的细小层片和层片交界处的α2相组成。氧化增重实验及XRD、SEM分析表明, 合金在900和1000 ℃氧化100 h, 氧化反应常数分别为0.001 92和0.316 37, 幂指数分别为1.1381和2.0076。合金在900 ℃氧化100 h后氧化层厚度大约为4 μm, 从外到内依次为: 不连续的Al2O3层/Al2O3+TiO2混合层/富Nb层/基体。合金在1000 ℃氧化100 h后氧化层厚度大约为5 μm,从外到内依次为:TiO2/Al2O3+TiO2/氮化物层/基体。

    • 钛基钌镧氧化物涂层结构对电化学活性的影响

      2013, 42(6):1185-1189.

      摘要 (1308) HTML (154) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以RuCl3×3H2O和LaCl3×7H2O为前驱物,通过热分解方法制备Ti基Ru-La氧化物涂层,用循环伏安法(CV)、热分析(DSC-TG)法、X射线衍射(XRD)仪及原子力显微镜(AFM)等测试手段对涂层电化学活性、结构和形貌进行表征。结果表明,加入La使钌基氧化物涂层晶粒细化,扩大了活性表面积,从而使电化学活性得到提高。另外,La提高了RuCl3热分解温度,并抑制了RuO2和RuOx(x>2)结晶和长大,其混合氧化物主要以非晶态形式存在。当La含量达到30%(摩尔分数)时,晶粒尺寸达到最小值,其电化学活性最好。

    • 置氢对TB8钛合金组织及硬度的影响

      2013, 42(6):1190-1193.

      摘要 (1255) HTML (138) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用 OM、SEM和XRD等方法研究固态置氢对TB8钛合金微观组织及相变的影响,并且研究置氢后合金的硬度变化规律。结果表明:随着氢含量的增加,合金中β相逐渐增多,并且氢的加入降低了生成ω相的临界冷却速度;TB8钛合金的显微硬度随氢含量的增加先增加后降低,这是由置氢后生成硬化相ω,氢化物δ,软化相β以及氢的固溶强化共同作用的结果。

    • L12相间有序畴界成分的微观相场研究

      2013, 42(6):1194-1198.

      摘要 (1480) HTML (132) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用微观相场模型研究了有序畴界结构、合金成分和弹性应变能对Ni75AlxV25-x合金中L12-Ni3Al相间有序畴界成分的影响规律。结果表明:L12相间形成的3种有序畴界中, 在(100)//(200)·?[001]处,Ni的贫化程度最小,Al的贫化程度最大,V的偏聚程度最大;在(200)//(200)处,Ni的贫化程度最大,Al的贫化程度最小,V的偏聚程度最小。随着合金中Al浓度的增加,3种有序畴界处Ni的浓度降低,Al的浓度升高,V的浓度降低。弹性应变能使得L12相间3种有序畴界处Ni和Al的浓度升高,V浓度降低。但弹性应变能对(200)//(200)·?[001]和(100)//(200)·?[001]成分的影响较大,对(200)//(200)成分的影响则相对较小。

    • GH738高温合金热加工行为

      2013, 42(6):1199-1204.

      摘要 (1388) HTML (127) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用Gleeble-1500热模拟机对GH738镍基高温合金进行高温热压缩变形实验,分析该合金在变形温度1000~1160 ℃、应变速率0.01~10 s-1、工程变形量15%~70%条件下流变应力的变化规律。确定GH738合金热变形方程,建立热加工图(Processing map),并通过组织观察对热加工图进行解释。GH738合金热变形激活能Q为499 kJ/mol;热加工图随不同变形量而变化,在应变速率较低,温度较高的状态下,能量耗散效率较高。综合应变量为0.2,0.4,0.6和0.8应变量下的热加工图,确立了该合金最佳热加工“安全通道”,为GH738高温合金热加工工艺优化提供理论依据。

    • 基于临界晶胚法的Ni固液界面能分子动力学计算

      2013, 42(6):1205-1209.

      摘要 (1340) HTML (140) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用分子动力学法,研究不同半径的Ni晶胚在其液相中的生长及熔化行为。研究发现,一定半径的晶胚存在临界形核温度,高于这个温度,晶胚生长;低于这个温度,晶胚熔化,并且临界形核温度与晶胚半径的倒数成线性关系,这和经典形核理论以及Gibbs-Thomson模型的描述一致。基于临界晶胚演化的分子动力学模拟方法得到了金属Ni的Gibbs-Thomson系数为1.56×10-7 K·m,并获得了Ni的固液界面能为0.211 J/m2,结果与实验测量值一致。

    • Zr-0.80Sn-0.4Nb-0.4Fe-0.10Cr-xCu合金在400 ℃过热蒸气中的耐腐蚀性能

      2013, 42(6):1210-1214.

      摘要 (1321) HTML (148) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用静态高压釜腐蚀试验研究了Zr-0.80Sn-0.4Nb-0.4Fe-0.10Cr-xCu(x=0.05~0.5,质量分数,%)合金在400 ℃,10.3 MPa过热蒸气中的耐腐蚀性能,用TEM和SEM分别观察了合金的显微组织和氧化膜的断口形貌。结果表明:当Cu含量不超过0.2%时,合金中析出的第二相主要是尺寸较小的Zr(Fe,Cr,Nb)2型和少量尺寸相对较大的含Cu的Zr3Fe型;当Cu含量超过0.2%时,合金中析出了Zr2Cu型第二相,随着Cu含量的增加,Zr2Cu型第二相尺寸增大,数量增多;在添加0.05%Cu的合金中就有含Cu第二相的析出,说明Zr-0.80Sn-0.4Nb-0.4Fe-0.10Cr-xCu合金a-Zr基体中固溶的Cu含量很低。当Cu含量不超过0.35%时,合金的的耐腐蚀性能基本没有差别;但是当Cu含量达到0.5%时,由于合金中析出了尺寸较大、数量较多的Zr2Cu型第二相,致使合金的耐腐蚀性能变差。

    • Mg-Ti-H体系电子结构与光学性质的第一性原理计算

      2013, 42(6):1215-1220.

      摘要 (1358) HTML (140) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,对不同Ti含量的MgxTi(1-x)H2 (x=0.25, 0.5, 0.75, 0.875)体系的电子结构进行研究,并预测其光学性质。电子态密度计算结果表明:在MgH2中加入Ti原子,使MgxTi(1-x)H2体系呈现金属特性,这源于Ti诱导费米能级处电子密度增加和费米能级附近能隙消失。电荷密度分析进一步得到了Ti-H原子间形成比Mg–H原子间更强的共价键的成键本质。光学性质预测结果表明,MgxTi(1-x)H2体系中Ti含量对其可见光能量附近的光学性质存在重要影响,较低Ti含量(如Mg0.875Ti0.125H2)不利于提高其可见光的吸收能力,而较高Ti含量(如Mg0.25Ti0.75H2)则对可见光的反射较高。计算结果为制备具有优良的太阳光吸收能力和光电转化效率的Mg-Ti-H光电材料提供了理论依据。

    • CuO涂覆Mg2B2O5晶须增强镁基复合材料界面结构研究

      2013, 42(6):1221-1225.

      摘要 (1334) HTML (137) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用溶胶-凝胶法制备的CuO涂覆Mg2B2O5晶须改善了晶须增强镁基复合材料的界面。利用X 射线衍射仪、扫描电镜和透射电子显微镜对CuO涂覆Mg2B2O5晶须和镁基复合材料分别进行物相分析、形貌观察和界面结构分析。结果表明:CuO成功地涂覆在了Mg2B2O5晶须上,CuO涂覆Mg2B2O5晶须增强镁基复合材料的界面相为MgCu2和MgO相,来源于CuO和基体的界面反应产物;基体析出相MgZn2在晶须两侧平行生长,在特定位置和晶须具有一定的晶体学位向关系:[001] Mg2B2O5//[53] MgZn2和(100) Mg2B2O5//(011) MgZn2;CuO涂覆Mg2B2O5晶须增强镁基复合材料的抗拉强度和伸长率分别提高了37.6%和35.7% 。

    • Y对Mg-8Li-4Zn-xY合金及其1 mm薄板组织与性能的影响

      2013, 42(6):1226-1230.

      摘要 (1428) HTML (148) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用锂盐熔剂保护熔铸了Mg-8Li-4Zn-xY合金铸锭,并通过正挤压制成1 mm的薄板。通过光学显微镜、扫描电镜、XRD分析及合金硬度测试,探讨合金的组织与力学性能。结果表明:Mg-8Li-4Zn-xY合金基体为β-Li (bcc)和α-Mg (hcp)相,析出强化相颗粒和化合物为Mg2Zn11,Mg72.05Zn27.95,MgZn,Mg2Y,MgY及未知相。随Y含量的增加,铸态基体组织得到细化,析出相数量增加。1 mm正挤压变形态薄板材基体组织大小、形貌和β-Li相内弥散析出的强化相颗粒数量随着Y含量的提高没有明显变化,但α-Mg相由β-Li相包裹着被拉长并得到一定程度的细化,呈平行于挤压方向的条带状。β-Li相在协调塑性变形的同时发生了动态再结晶,晶界均匀分布着强化相颗粒。无论是铸态还是挤压后1 mm的Mg-8Li-4Zn-xY合金薄板,随着Y含量的增加合金得到不同程度的强化,硬度均得到不同程度的提高。

    • 掺杂Al的(In2Te3)0.09(SnTe)0.91化合物热电性能

      2013, 42(6):1231-1235.

      摘要 (3724) HTML (135) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以等摩尔分数的Al元素替代(In2Te3)0.09 (SnTe)0.91中的In元素,利用放电等离子烧结技术、采用相同的工艺制备了(In2Te3)0.09(SnTe)0.91和(In1.9Al0.1Te3)0.09 (SnTe)0.91 2种化合物,并对两者的微观结构和热电性能进行对比。结果表明,掺杂Al元素后,材料的Seebeck系数降低很小,电导率为1×105~2.3×105 W-1?m-1,是掺杂前的2.4~3倍,晶格热导率kL值大幅度降低。在693 K时,掺杂Al后的化合物ZT 值达到最大值0.4,是同温度下掺杂前ZT 值的2倍。

    • 磁致非晶合金纳米晶化及软磁性的优化

      2013, 42(6):1236-1240.

      摘要 (1354) HTML (138) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用低频脉冲磁场对非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9进行处理,用穆斯堡尔谱和透射电子显微镜分析了脉冲磁场处理前后非晶合金样品的微结构。结果表明,脉冲磁场处理致非晶合金在室温下发生了初始纳米晶化。利用交变梯度磁强计、自制磁致伸缩系数测量仪测量低频脉冲磁场处理前后样品的矫顽力Hc、饱和磁化强度Ms、起始磁导率μi和磁致伸缩系数λ。结果显示,低频脉冲磁场处理后样品的μi整体增大,Hc、λs总体低于制备态非晶合金,这表明低频脉冲磁场处理优化了非晶合金的综合软磁性能,样品软磁性优化程度与脉冲磁场处理参数有关,脉冲频率f=30 Hz、作用时间t=4 min不变,脉冲磁场强度Hp=250×79.6 A/m处理参数下,样品的软磁性能最佳。

    • 超薄Hastelloy C-276脉冲激光焊接接头的拉伸性能

      2013, 42(6):1241-1245.

      摘要 (1359) HTML (146) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用脉冲激光焊接技术实现了0.5 mm 厚度Hastelloy C-276屏蔽套材料对焊连接,得到的焊缝宽度小于1 mm,分析了焊接接头的拉伸性能,同时采用微区XRD分析了拉伸断口Hastelloy C-276相变特征。结果表明:焊接接头的屈服极限相对于母材并未改变;而抗拉强度有一定程度的降低,为母材的88.6%,在断口处并未发现明显脆性相。焊接接头的屈服极限与母材基本相当,主要由于焊缝处的晶粒细化效果提高了材料的屈服极限,起到了与母材固溶强化作用相似的作用;而焊接接头抗拉强度的降低主要是由于拉伸过程更利于产生应力集中,促进微观裂纹的形成,进而加速材料的破坏。

    • CO2对Pd8Y0.23Ru合金膜氢渗透性能的影响

      2013, 42(6):1246-1249.

      摘要 (1526) HTML (141) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在300~450 ℃范围内,研究氢中加入CO2对Pd8Y0.23Ru合金膜氢渗透性能的影响。结果表明,CO2的加入会大大降低膜的氢渗透率,CO2浓度越高,氢渗透率降低越多;CO2对Pd8Y0.23Ru合金膜存在一定的毒化作用,使氢渗透率下降,450 ℃下的毒化作用明显强于300 ℃,但随着时间的延长,渗透率降低速率趋缓。CO2降低氢渗透率还有另外2个因素:当CO2浓度较高 (>3%,摩尔分数)时,聚集在膜表面附近的CO2对氢气传质的阻塞作用是氢渗透率降低的主要因素;当CO2浓度较低 (<1%)时, CO2在膜表面吸附,占据氢的活性点位,是氢渗透率降低的主要因素。

    • 应力松弛法确定材料蠕变参数

      2013, 42(6):1250-1253.

      摘要 (1606) HTML (152) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对圆棒试件在不同初始应力下的单轴拉伸应力松弛过程进行了有限元模拟。假定材料的蠕变行为遵循Norton蠕变法则:(为蠕变速率,B为蠕变常数,σ为施加的应力),通过对应力松弛曲线的分析和推导,提出了2种通过应力松弛试验来确定材料蠕变参数的新方法。第1种方法仅需要单次的应力松弛试验即可得到材料的蠕变应力指数;第2种方法需首先通过外推法求得初始应力松弛速率,进而通过多条应力松弛曲线求得蠕变应力指数。提出的方法为高温材料蠕变力学性能的测定提供了一条新思路。

    • 304不锈钢双辉渗铜铈渗层结构分析及其抗菌性能

      2013, 42(6):1254-1257.

      摘要 (1375) HTML (138) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:用双辉等离子技术结合空心阴极效应将铜铈元素渗入304不锈钢。用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪等方法研究了被渗试样的组织结构,解释了渗层分为白亮层和渗层暗带以及碳元素和铬元素向渗层表层偏聚以及其他元素分布发生变化的原因。对渗后试样进行抗菌实验。结果表明,渗后不锈钢对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌性能。

    • 含锗真空炉渣在HCl-CaCl2-H2O体系中浸出锗的动力学研究

      2013, 42(6):1258-1263.

      摘要 (1426) HTML (141) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高真空炉渣中锗的浸出率提供理论依据,对含锗真空炉渣在HCl-CaCl2-H2O体系中锗的浸出动力学进行了研究。结果表明,浸出过程属于生成固体产物层的“未反应核收缩模型”,其宏观动力学方程为:1–2/3x–(1–x)2/3=4.66×10-3CHCl1.027CCaCl21.046d-0.862exp(–21068/RT)t,表观活化能为21.068 kJ/mol,浸出过程受灰分层扩散控制;提高盐酸的浓度、氯化钙浓度、浸出温度、液固比及减小矿物粒度均可加快锗的浸出速度,提高锗的浸出率。

    • 低温真空扩散反应制备高性能TiAl合金粉

      2013, 42(6):1264-1267.

      摘要 (1209) HTML (137) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过高能球磨均匀混合以及低温真空预烧工艺制备TiAl合金粉,原料为粒度43 μm Ti粉和9~12 μm Al粉,研究不同温度下不同保温时间后Ti、Al混合粉的合金化程度。结果表明:高能球磨1h的Ti、Al混合粉在500 ℃保温2 h,再在600 ℃保温3 h能制得主要为TiAl相和少量Ti3Al相的合金粉,制备合金粉的平均粒径为20 μm左右。

    • 等通道挤压Mg2Si增强ZK60镁合金的显微组织及力学性能

      2013, 42(6):1268-1273.

      摘要 (1473) HTML (138) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究等通道挤压(ECAP)对ZK60+2Si镁合金显微组织、室温力学性能和高温抗蠕变性能的影响。结果表明,合金铸态组织主要由a-Mg基体、Mg2Si相和MgZn相组成,等通道挤压可显著碎化原粗大汉字状Mg2Si相并使其趋于弥散分布,同时基体组织也得到细化。挤压4道次后,合金的室温抗拉强度由154.8 MPa增加到270 MPa,伸长率由4.5%增加到17.5%。挤压6道次后,合金的伸长率进一步增加到21%,而抗拉强度却下降至261 MPa;合金的高温蠕变寿命由铸态20 h延长到203 h,稳态蠕变速率下降了约1个数量级,这主要是因为细小颗粒状Mg2Si相有效阻止了晶界滑移。

    • 化学溶液法制备超导薄膜的中间热处理研究

      2013, 42(6):1274-1277.

      摘要 (1246) HTML (139) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过采用化学溶液沉积制备超导薄膜研究低温热解和高温晶化之间附加热处理过程,并比较这一过程对超导层成相、织构以及性能的影响。研究发现,中间热处理过程对超导层的织构有一定影响,合适的附加热处理过程有利于改善晶粒生长取向。当中间热处理温度为400 ℃时,超导层性能最佳(Jc=2.4 MA/cm2)。

    • B粉对分步法制备MgB2超导体的影响

      2013, 42(6):1278-1281.

      摘要 (1457) HTML (137) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过分步反应法,利用晶态B粉和无定形B粉分别与Mg粉反应制备了MgB2超导体。其中分步反应法的第1步采用不同状态的B粉与Mg粉按原子比Mg:B=1:4混合,对于掺杂的样品另加5%,8%(质量分数)的SiC,采用900 ℃,30 min或800 ℃,1 h进行高温热处理。第2步是补充Mg粉,使Mg:B=1:2,均混的粉末经装管拉拔后进行第2步750 ℃,2.5 h热处理。通过XRD、SEM研究样品的相组成、微观结构。采用标准四引线法测定了样品的I-V曲线。结果表明:晶态B粉与Mg粉可在第1步的热处理过程中生成大量低反应活性的MgB4。从微结构分析发现晶态B粉制备的样品具有更好的晶粒连通性,从而也得到了更稳定的I-V关系曲线。

    • 纳米复合材料Ag/TiO2微波辅助合成与光催化性能

      2013, 42(6):1282-1286.

      摘要 (1534) HTML (185) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用EO20PO70EO20(P123)作为模板剂,通过溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法并经不同时间微波辐射处理,制备了一系列纳米复合材料Ag/TiO2。采用XRD、XPS、TEM、N2吸附-脱附测定和SEM-EDS等测试手段对其组成、结构及形貌等进行表征。结果显示,微波辐射5 min制备的Ag/TiO2晶型结构最佳,该产物中Ag以单质形式存在,其比表面积可达100.64 m2·g-1,平均孔径约为6.9 nm。与未经微波辐射样品相比,其颗粒细小、结构规则、分布均匀、无明显团聚现象。以甲基橙为模型分子,考察经不同时间微波辐射处理的纳米复合材料Ag/TiO2的紫外光催化活性。结果表明,在微波功率为200 W,微波时间为5 min时获得的Ag/TiO2的催化活性最高,循环使用3次后降解率仍能达到80%以上。

    • 无钴LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex (x=0~0.4)储氢合金性能

      2013, 42(6):1287-1290.

      摘要 (1486) HTML (137) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用电弧熔炼制备LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex(x=0~0.4)储氢合金,借助XRD、SEM等分析LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex合金的晶体结构和相组成,并研究合金的电化学性能。结果表明:合金主要由LaNi5单相组成,当x≥0.1时,在LaNi5主相上分布着些许灰色的第二相。随着LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex(x=0~0.4)合金中Fe的加入量增加,合金最大放电容量由295.4 mAh/g(x=0)降低到278.2 mAh/g(x=0.4),活化次数也由10次增加到18次。同时合金200次循环后的容量保持率却由66.85%(x=0)提高到93.33%(x=0.4)。

    • 射频等离子体制备球形钛粉

      2013, 42(6):1291-1294.

      摘要 (2312) HTML (141) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以不规则形状的大颗粒TiH2粉末为原料,采用射频等离子球化处理技术制备出微细球形Ti粉。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和激光粒度分析测试方法对粉末形貌、物相和粒度进行测试。结果表明:大颗粒的TiH2粉末的脱氢分解、爆碎和球化处理在等离子体中一步完成,得到微细球形粉末。其相组成主要为Ti和残余TiH相;球形粉末在1.3×10-4 Pa真空条件下,经750 ℃、2 h脱氢处理后得到单相球形Ti粉。颗粒平均粒径由原来的100~150 μm减小至20~50 μm,球化率可达到100%。随着加料速率的增加,粉末的球化率降低。采用射频等离子体处理TiH2粉是制备微细球形钛粉的一种新方法。

    • SnCo1-xYx/C纳米晶复合材料的制备及电性能

      2013, 42(6):1295-1299.

      摘要 (1386) HTML (153) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用先烧结后球磨的方法制备SnCo1-xYx/C (x=0,0.03,0.1,0.3,0.5)纳米晶负极材料,考察了Y添加量对材料结构和电化学性能的影响。结构分析表明,SnCo/C是由CoSn相和炭黑组成,对于SnCo1-xYx/C,当x=0.03时,出现了CoSn2相,当Y含量较高时,出现了Sn和Y2O3,CoSn与CoSn2相以纳米晶尺度均匀分布在颗粒中。少量Y固溶于CoSn和CoSn2相以及存在于它们的晶界或相界,其余大部分Y与O形成Y2O3分布在颗粒边缘。电化学分析表明,随着Y含量的增加,SnCo1-xYx/C的首次放电容量和循环性能都呈现先增加后减小的趋势。当x=0.1时,放电容量接近最大值,为378 mA·h/g,循环性能达到最大值,50次循环后容量保持率为87.6%。

    • 心血管支架用Mg-Nd-Zn-Zr生物可降解镁合金的性能研究

      2013, 42(6):1300-1305.

      摘要 (1732) HTML (141) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以Mg-3.13Nd-0.16Zn-0.41Zr(质量分数,%, JDBM)镁合金为研究对象,研究挤压态JDBM的细胞毒性和腐蚀性能。通过热挤压工艺制备出心血管支架用镁合金微管,并观察其组织。采用激光切割、电化学抛光等工艺制备出心血管支架,测试支架表面粗糙度和径向支撑力。结果表明,JDBM镁合金对内皮细胞无毒性,具有理想的耐蚀性能和腐蚀方式;制备出的心血管支架的径向支撑力超过正常成年人血管收缩压的4倍,满足心血管支架对力学性能的要求。

    • Li掺杂对Mn-ZnO薄膜结构, 电学和磁学性能的影响

      2013, 42(6):1306-1309.

      摘要 (1323) HTML (138) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用磁控溅射法在Si(110)基片上制备了Zn0.95-xLixMn0.05O (x=0, 0.05)薄膜,研究了Li掺杂对Mn-ZnO薄膜结构、电学和磁学性能的影响。XRD结果表明,样品薄膜具有高度的c轴择优取向,并且没有发现其他杂相。AFM表明,Li掺入Mn-ZnO使得薄膜颗粒均匀、质地致密。霍尔测试表明,Li掺入Mn-ZnO使载流子浓度增加,然而没有改变其n型导电类型。磁性测试表明,Li掺入Mn-ZnO使得室温铁磁性增强,可由束缚极化极子(BMP)模型解释。

    • Ag-Sn-La合金粉末的氧化组织研究

      2013, 42(6):1310-1315.

      摘要 (1525) HTML (139) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用X 射线衍射仪、金相显微镜和扫描电镜,研究了Ag-Sn-La合金粉末的氧化组织。结果表明:Ag-Sn-La系合金粉末氧化后主要由Ag、SnO2和La2Sn2O7 3种相组成;合金元素含量不同,Ag-Sn-La合金粉末具有不同的氧化动力学特征、氧化组织和氧化机制。Ag-5.2Sn-3.4La合金粉末的起始氧化温度为350 ℃,氧化速度较快,元素La和Sn发生原位氧化,但柱状晶上La的快速优先氧化使得合金内部出现条状的氧化物;Ag-6.87Sn-1.28La合金粉末从加热一开始便发生缓慢氧化,在300 ℃以后开始快速氧化,元素La和Sn发生原位氧化,原位生成的氧化物颗粒弥散分布在银基体上;Ag-9.26Sn-0.44La合金粉末的起始氧化温度为567 ℃且氧化速度较慢,元素La发生原位氧化,而部分Sn在浓度梯度的驱动下向外扩散,生成的氧化锡颗粒主要分布在粉末边界,而La的氧化物则弥散分布在银基体上。

    • FeCo基合金软磁材料研究进展

      2013, 42(6):1316-1320.

      摘要 (1540) HTML (140) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:综述了FeCo基晶态、非晶态以及纳米晶合金的成分特点、组织性能、发展现状、应用前景及制备技术等。并展望了FeCo基软磁材料的发展趋势。

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