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  • 2014年第43卷第12期文章目次
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    • 2014, 43(12).

      摘要 (1195) HTML (150) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • Modeling and Experimental Studies of Peeling of Polymer Coating for Biodegradable Magnesium Alloy Stents

      2014, 43(12):2877-2822.

      摘要 (1345) HTML (146) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:可降解镁合金支架(MAS)能够改善商用裸支架和药物洗脱支架的长期治疗效果。由于镁合金支架在人体内降解速度太快,限制了其对病变血管的支撑性能。保护性聚合物涂层为镁合金支架提供了一种降低腐蚀速度的有效方法。然而,聚合物涂层在支架扩张时出现的剥离现象是阻碍其运用的一大障碍。在本研究中,分别运用有限元方法和实验方法对一种优化设计的镁合金支架进行了聚合物涂层剥离问题的研究。首先通过90o剥离实验测试,为粘聚区有限元模型提供了临界能量释放率,以此为基础的90o剥离的模拟结果和实验结果吻合良好。运用可靠的粘聚区模型参数,支架-聚合物涂层有限元模型考察了支架在扩张过程中是否会发生涂层剥离现象。本研究为考察支架聚合物涂层剥离现象提供了一种简单可靠的方法,为改善可降解镁合金支架的聚合物涂层性能提出了相应的建议。

    • Effect of Electrolytic Solution Concentrations on Surface Hydrophilicity of Micro-Arc Oxidation Ceramic Film Based on Ti6Al4V Titanium Alloy

      2014, 43(12):2883-2888.

      摘要 (1316) HTML (140) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在不同电解液浓度的钙盐和磷酸盐混合体系中对Ti6Al4V合金进行微弧氧化(MAO)以改善其微观结构和亲水性能。利用扫描电镜、X射线衍射仪、测厚仪以及电化学工作站等对生成膜层的显微结构、物相组成、厚度以及亲水性能进行研究。结果表明:所制备的微弧氧化膜表面为粗糙多孔结构,含锐钛矿、金红石以及少量羟基磷灰石。随磷酸二氢钾浓度升高,羟基磷灰石相增多;微弧氧化膜厚度增大到一定值后不再发生变化;微弧氧化致密层与疏松层比例发生变化,增厚的疏松层表面多孔,且有较多含Ca、P的羟基磷灰石相,陶瓷膜的亲水性能提高,使得微弧氧化陶瓷膜的生物相容性得到提高。

    • Interfacial Reaction Kinetics between Liquid Sn-Ag-Cu Alloys and Cu Substrate

      2014, 43(12):2893-2897.

      摘要 (1097) HTML (152) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用静滴法研究了Sn-Cu-Ag/Cu体系熔融焊料的润湿机理,结果发现,700 K是合金焊料铺展机理的转折点。利用DTA分析方法研究了界面反应,采用Kissinger方法计算了界面反应热动力学参数,另外,还研究了元素Cu对提高Sn-Ag-Cu/Cu体系界面反应活化能的影响及对界面反应速率的抑制作用。

    • First Principles Study the Stability and Mechanical Properties of M3B2(M=V, Nb and Ta) Compounds

      2014, 43(12):2898-2902.

      摘要 (1099) HTML (131) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理对过渡金属硼化物M3B2(M=V, Nb, Ta)的稳定性、化学键、弹性常数、硬度以及徳拜温度进行计算和预测。这些硼化物的结构已经经过优化,得到的晶格常数与实验值相符。通过得到的这些硼化物的结合能和生成焓,确定了这些硼化物具有稳定的结构。通过计算,还得到了M3B2(M=V, Nb, Ta)的弹性常数、相关模量及泊松比。

    • Effect of Trace Boron Addition on Microstructure and Properties of as-Cast Ti-6Al-4V Alloy

      2014, 43(12):2908-2911.

      摘要 (1323) HTML (142) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过添加0.1wt%B对铸态Ti-6Al-4V合金组织和性能影响研究表明:微量B添加在合金中形成TiB相,TiB相位于原始β晶界处。微量的B添加使得原始β晶粒和α集束都得到了明显的细化,获得的铸态组织更加均匀。微量的B添加同时提高了铸态合金的强度和塑性,并改变了合金的拉伸断裂机制。由微空洞在α集束交界处聚集、长大及裂纹形成扩展改变为TiB相与基体合金的变形不协调造成微裂纹的形成和扩展。

    • Hot Deformation Behavior and Processing Map of SiCp/2024Al Composite

      2014, 43(12):2912-2916.

      摘要 (1350) HTML (144) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用Gleeble-1500D热模拟试验机,对30%SiCp/2024A1复合材料在温度为350~500 ℃、应变速率为0.01~10 s-1条件下进行热压缩试验,研究该复合材料的热变形行为与热加工特征,建立热变形本构方程和加工图。结果表明,30%SiCp/2024A1复合材料的流变应力随温度升高而降低,随应变速率增大而升高,说明该复合材料是一个正应变速率敏感的材料,其热压缩变形时的流变应力可采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述,在本实验条件下平均热变形激活能Q为153.251 kJ/mol。为了证实其潜在的可加工性,对加工图中的稳定区和失稳区进行标识,并通过微观组织得到验证。综合考虑热加工图和显微结构,变形温度为450 ℃,应变速率为 1 s-1是复合材料适宜的热变形条件。

    • Hydrothermal Synthesis of Nano-sized Cupric Tungstate (Ⅵ) Dihydrate and Its Synthesis Mechanism

      2014, 43(12):2917-2920.

      摘要 (1239) HTML (142) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:选用Cu(NO3)2·3H2O和Na2WO4·2H2O分析纯作为反应原材料,通过水热合成法制备了纳米级的CuWO4·2H2O粉体。讨论了前驱体Cu2WO4(OH)2的生成过程,并且建立了在水热合成过程中前驱体Cu2WO4(OH)2向CuWO4·2H2O转变的机理。利用HRTEM以及XRD分析了前驱体和水热反应产物的物相及微观结构和形貌。结果表明:水热反应产物CuWO4·2H2O粉体呈球形,粒径分布范围为20~30 nm。CuWO4·2H2O粉体的生成过程符合原位结晶机制。在长时间的高热高压的水热环境中,WO42-离子在前驱体Cu2WO4(OH)2表面吸附扩散,通过脱水和原子重排,CuWO4·2H2O在Cu2WO4(OH)2表面异相形核。WO42-离子通过CuWO4·2H2O层与Cu2WO4(OH)2发生反应,直到WO42-离子被耗尽。

    • Effect of Oscillating Field on Microstructure of Twin-roll Cast 7075 Aluminum Alloy

      2014, 43(12):2937-2942.

      摘要 (1245) HTML (157) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了在670 ℃下,振荡磁场双棍铸轧对7075铝合金成型板材微观形貌和硬度影响。结果表明,同传统方式铸轧相比,采用振荡电磁场铸轧板材的枝晶被严重碎断、细化和等轴化。在此条件下7075板材的表面及中心的偏析程度大幅减轻,并且在交变振荡场的作用下偏析完全消失。普通铸轧条件下板坯横向和轧向的HV硬度值分别为1104和1356 MPa;采用电磁场后,在交变振荡场下获得最大硬度为1615 MPa;除此之外,当磁场强度增加,板材性能会进一步提高。另外发现,无论在何种磁场条件下,升高浇注温度后,外加电磁场的细化作用效果增强。

    • High-concentration Facile Synthesis of Self-assembled Micronsized Flower Silver Particles by Stainless Steel- Assisted Vitamin C Reduction Method

      2014, 43(12):2943-2947.

      摘要 (1140) HTML (146) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以AgNO3为原料,在不锈钢辅助的条件下,通过Vc还原的方法快速合成了微米花球状Ag。产物的形貌和相结构用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X 射线粉末衍射(XRD)进行了表征。通过改变反应温度和不锈钢可以获得1~6 μm的片状花球Ag和棒状花球Ag。对花状Ag的形成机理进行了探讨,其花状结构由多个纳米片或纳米棒团聚而成。

    • Effects of Chlorate on the Hot Corrosion Behaviors of Cr0.82Al0.18N Coating Deposited on a Ti3Al Based Alloy

      2014, 43(12):2953-2957.

      摘要 (1218) HTML (150) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究氯化物熔盐对Cr-Al-N涂层热腐蚀性能的影响,采用反应磁控溅射的方法在Ti3Al合金表面制备了Cr0.82Al0.18N涂层,研究了涂层在Na2SO4 + 25% K2SO4和Na2SO4 + 25% NaCl (质量分数) 2 种熔盐中的热腐蚀行为,采用XRD和SEM分析了涂层热腐蚀产物的相组成和形貌。结果表明:涂层在含有氯化物盐的熔盐中腐蚀时表现为失重而在硫酸盐中腐蚀时表现为增重;Cr0.82Al0.18N涂层在 2 种熔盐中的腐蚀都主要由Cr2O3和q-Al2O3组成。氯化物熔盐和腐蚀产物的挥发导致了在含有氯化物熔盐中腐蚀时的失重现象。当含有氯化物盐时会增加熔盐中氧离子的活度,从而加速Cr2O3在熔盐中的溶解。此外,热腐蚀过程中产生的氯气也会参与腐蚀反应,从而加速涂层的消耗。

    • Aging Behavior of YAl2p/Mg-14Li-1Al Composite

      2014, 43(12):2958-2961.

      摘要 (1503) HTML (153) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用搅拌铸造的方法制备了YAl2p/Mg-14Li-1Al复合材料,并使用硬度试验、差热分析和X射线衍射等方法对该材料的时效行为进行了研究。结果表明,基体合金及其复合材料硬度的变化均与θ-MgLi2Al相的析出和分解有关。复合材料的强化效果来自于YAl2颗粒的加入以及基体合金的析出行为。其中,加入YAl2颗粒所产生的强化效果是稳定的,而基体合金的析出强化则是不稳定的且依赖于它自身的时效行为。此外,YAl2颗粒的加入延缓了时效行为的发生。

    • Research on Laser Peening of TC21 Titanium Alloy with High Energy Laser

      2014, 43(12):2962-2965.

      摘要 (1571) HTML (156) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:激光喷丸,又称为激光冲击强化(LSP),是一种新型表面处理技术,通过在材料表面诱导强烈塑性变形、产生高密度位错,产生较深的残余压应力,来提高材料的表面性能。采用LSP技术应用高能激光处理TC21钛合金。对材料的显微硬度、表面轮廓、冲击区表面粗糙度、残余应力进行了试验研究。结果表明:处理后,材料的显微硬度得到较大提高,冲击表面轮廓与冲击光斑大小直接相关,冲击区表面粗糙度(Ra)不超过0.8 μm,处理后,材料表面残余压应力水平得到了大幅度提高。经过LSP处理后,改善了材料的综合性能。

    • Direct Electrodeposition of Fe-Ni Alloy Films on Silicon Substrate

      2014, 43(12):2966-2968.

      摘要 (1209) HTML (144) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在n-型Si片 (100) 面上直接电沉积Fe-Ni合金薄膜,并对电沉积过程特征及薄膜的结构和性能进行了研究。当阴极电流密度高于1.0 A/dm2时,可获得连续致密的合金薄膜,且电沉积表现为异常共沉积过程。在1.0~4.0 A/dm2 范围内改变电流密度可调控合金薄膜的Ni质量分数从45%到78%之间改变,对应的电流效率在60%到66%之间变动。从XRD和TEM结果来看,合金薄膜由尺寸为 10~30 nm的纳米晶粒组成,且表现为Fe-Ni面心立方固溶体结构。合金薄膜的磁滞回线表现出较高的饱和磁化强度和接近于零的矫顽力,表明该种纳米合金薄膜具有很好的软磁性能。

    • Research on the Hot Ductility of Fe-36Ni Invar Alloy

      2014, 43(12):2969-2973.

      摘要 (1230) HTML (168) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过Gleeble-3800热模拟实验机和微机控制万能材料试验机对Fe-36Ni因瓦合金的热塑性进行了研究。结果表明:在1050~1200 ℃,由于动态再结晶出现,合金展现出了良好的热塑性,这说明在热加工过程中,终轧温度不应低于1050 ℃。在800~1000 ℃时,Fe-36Ni因瓦合金热塑性较差,表现为脆性断裂,晶界滑移是其主要断裂机制。经氧化后,合金基体产生严重的内氧化,内氧化层由晶间氧化区和晶内氧化区组成。压缩试验表明,在变形过程中,晶间氧化会导致裂纹的产生,进而显著恶化合金的热塑性。

    • Doping of Strontium into Natural Bone Powder and Further Cell Experiment

      2014, 43(12):2980-2984.

      摘要 (1239) HTML (166) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:优良的骨修复材料可以缩短骨愈合周期,降低不愈合的发生率。锶离子被发现具有促进骨形成的作用,将锶元素掺入骨粉材料将可能制作出一种有前景的骨修复材料。在研究中锶元素被尝试通过离子交换的方法掺入骨粉材料,实验观察了锶元素掺入骨质中的能力。新材料的细胞毒性通过MTT方法进行评价。原代培养的成骨细胞被用来评价新材料的生物相容性。结果发现锶元素在骨粉中的掺入比例可以高达10%,新材料没有细胞毒性,与普通骨粉相比成骨细胞的相对增殖率达到后者的129%,ALP活性则达到后者的132%。因此,通过离子交换方法可以制备性能优异的掺锶同种骨粉移植材料。

    • 添加Mn和Ce对Ti0.27Cr0.33V0.4合金储氢性能的影响

      2014, 43(12):2998-3002.

      摘要 (1332) HTML (155) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用XRD、SEM/EDS和PCT测试等方法,研究了添加Mn和Ce对于(Ti0.27Cr0.33V0.40)100-xMnxCey 合金的组织结构和储氢性能的影响。结果表明:Mn的添加促进了富Ti相的析出,减小了合金bcc主相的晶格常数,平台压升高,残余氢量减小,当Mn含量为8at%时其有效储氢量达到最大值,在此基础上添加Ce,有效抑制了富Ti相的析出,促进了合金成分的均匀分布,增大了合金的晶格常数,改善了合金的平台性能,提高了合金的最大吸氢量和有效储氢量。

    • Mn掺杂对0.7BiFeO3-0.3PbTiO3薄膜铁电性能的影响

      2014, 43(12):3008-3012.

      摘要 (1213) HTML (140) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用溶胶-凝胶法在LaNiO3/SiO2/Si衬底上制备了掺Mn量为0%、1%、5%、10%(质量分数)的0.7BiFeO3- 0.3PbTiO3 (BFMPT7030/x, x=0, 0.01, 0.05, 0.1)薄膜。XRD测试表明,薄膜均完全结晶,呈现高度(100)择优取向。通过对薄膜晶体结构分析,发现BFMPT7030/0.05薄膜具有最小的晶粒尺寸(258 nm)及最小的晶胞体积(61.25×10-3 nm3)。SEM测试结果显示样品晶粒生长充分,晶粒尺寸在150~300 nm之间。铁电性能测试结果表明,当Mn含量为5%时,铁电性能较好,电滞回线形状最好,最为饱和。漏电流测试结果表明随着掺Mn量增加,BFMPT7030薄膜的漏电流随电场增大而增加的趋势减弱。

    • Ni-20Cr-18W基高温合金热轧组织演变和力学性能

      2014, 43(12):3018-3021.

      摘要 (1254) HTML (138) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用力学试验机、扫描电子显微镜(SEM)研究了热轧态固溶强化型Ni-20Cr-18W基变形高温合金的室温拉伸行为、微观组织演变及断口形貌,结合X射线衍射(XRD)确定了合金的相结构。结果表明,合金热轧态组织由再结晶后的细小等轴晶粒构成,晶粒尺寸为20~30 μm,可达ASTM 7级,组织中可见大量退火孪晶,M6C型碳化物颗粒主要弥散分布在晶界上。热轧态合金由于组织细化使抗拉强度升高,断裂方式以穿晶断裂为主,碳化物颗粒成为导致拉伸断裂的裂纹源,使合金塑性下降。合金的室温拉伸断口呈韧性等轴韧窝,韧窝中心为M6C型碳化物颗粒。

    • Fe69Co8Nb7-xVxB15Cu1非晶条带热稳定性与软磁性能研究

      2014, 43(12):3022-3026.

      摘要 (1165) HTML (151) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于Slater-Pauling曲线,运用“元素替代”成分设计法则,通过单辊旋淬工艺成功制备出Fe69Co8Nb7-xVxB15Cu1 (x=0, 2, 5, 7)非晶合金条带。利用XRD、TEM和DSC对合金系的非晶形成能力、热稳定性进行研究,并通过PPMS和B-H磁滞回线仪研究合金系的软磁性能。结果表明:随着V含量的增加,合金系的非晶形成能力、热稳定性和矫顽力逐渐降低,而饱和磁感应强度、居里温度逐渐增高;当x=2时非晶合金具有最宽两次晶化温度区间,热处理温区宽达225.9 ℃;当x=7时非晶合金具有最佳高温软磁性能,其饱和磁感应强度为0.96 T,矫顽力仅为8.95 A/m,而居里温度高达TC=349.42 ℃。

    • 应变速率对617B镍基高温合金组织演变的影响

      2014, 43(12):3027-3030.

      摘要 (1244) HTML (150) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用Gleeble3800热模拟试验机,利用光学显微镜(Optical microscope, OM)、背散射电子衍射(Electron backscatter diffraction, EBSD)等手段,对不同应变速率条件下617 B镍基高温合金组织演变行为进行了研究,结果表明:对于617B合金,当应变速率≤1 s-1时,变形温升可忽略不计;当应变速率≥10 s-1时,温升明显;相同变形温度条件下,随着应变速率的增加,合金发生动态再结晶的峰值应变呈增加趋势;在应变速率0.1~20 s-1范围内,动态再结晶晶粒尺寸随着应变速率的提高呈现先减小再增大的变化趋势。

    • 电-热耦合作用下Cu/SAC305/Cu中IMC的生长及元素扩散

      2014, 43(12):3047-3051.

      摘要 (1353) HTML (199) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在一定温度及电流密度下对Cu/SAC305(Sn-3.0Ag-0.5Cu)/Cu焊点进行不同加载时间的电迁移时效试验。分析了电-热耦合作用下,焊点界面IMC的生长机理及界面近区元素扩散特征。结果表明:电-热耦合作用下阳极界面IMC(金属间化合物)层厚度变化与加载时间成抛物线关系;阴极界面IMC层形貌变化显著,其厚度随加载时间的延长呈现先增厚后减薄的变化特征;焊点界面近区元素扩散分为两个阶段:初始阶段由于焊点各部分元素浓度相差悬殊,浓度梯度引起的元素扩散起主导作用,促进两极界面IMC厚度增加;扩散到一定程度后界面近区元素浓度梯度相对减小,电子风力引起的元素扩散占主导部分,促进阴极IMC分解阳极IMC形成,导致阴极IMC层厚度减薄,阳极IMC层厚度逐渐增大。

    • 气流粉碎/静电分散中粉体颗粒运动规律的数值模拟研究

      2014, 43(12):3052-3057.

      摘要 (1183) HTML (148) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过经典力学及流体力学基本原理,建立轨道模型对气流粉碎/静电分散相复合制备超微粉体中粉碎分散仓内颗粒的运动过程进行了数值模拟研究,揭示了气流粉碎/静电分散过程中粉体颗粒的运动规律。当荷电电压为20 kV,射流速度较低时粉体颗粒流存在准稳态层流流动现象;随着射流速度的提高,粉体颗粒转变为弥散分布,且分散性具有一定程度的提高;当荷电电压增大至60 kV时,仓内粉体颗粒的分散性有了进一步的提高,呈现出较好的均匀分散状态。研究结果表明,增大射流速度和荷电电压能够有效的提高制备过程中粉体颗粒的分散性,且后者效果更为明显。

    • 超声深滚处理高强铝合金超声波焊层组织和织构研究

      2014, 43(12):3058-3062.

      摘要 (1257) HTML (160) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用超声波金属焊接技术对2A12-T3和2A11-O铝合金进行了焊接,然后对焊层进行了超声深滚处理。通过扫描电镜、电子背散射衍射和透射电镜分析了超声深滚处理前后超声波焊层的宏观形貌和微观组织。扫描电镜和透射电镜分析表明,超声深滚处理能够有效去除超声波焊层表面的焊接压痕,降低表面粗糙度,使焊接界面的组织更加均匀。电子背散射衍射分析表明,超声深滚处理后焊层组织发生再结晶,形成再结晶织构和形变诱导晶粒长大,有助于消除焊接界面的焊接残余应力。因此,超声深滚处理有助于改善铝合金超声波焊层的组织和性能。

    • 真空悬浮熔炼高铌TiAl合金铸锭的成分组织均匀性

      2014, 43(12):3063-3067.

      摘要 (1183) HTML (140) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:从宏观缺陷、化学成分分布、O含量和微观组织等几个方面,分析了真空悬浮熔炼制备高铌TiAl合金铸锭的冶金质量。结果表明,经过合理设计锭模可以获得集中缩孔面积小、无裂纹的铸锭。真空悬浮二次熔炼获得的铸锭不同部位有成分>1at%的Al宏观偏析;采用优质原料,通过抽真空→熔化→充氩气→精炼的工艺路线可以使合金的含氧量达300 μg/g。虽然存在Al宏观偏析,但是不存在原料未熔和在铸锭局部富集的现象,铸锭组织为近片层组织。

    • 硼对K4169高温合金流动性及缩松的影响

      2014, 43(12):3082-3088.

      摘要 (1161) HTML (133) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了微量硼对K4169高温合金相变温度、比热、表面张力、流动性及缩松的影响。采用自主设计的两种表征高温合金流动性的模型,研究了微量元素硼对K4169高温合金流动性的影响,测定了铸件缩松的面积百分含量。结果显示,当合金中硼含量由26 mg/kg增至59 mg/kg,合金的流动性明显提高。而合金中缩松含量随硼含量的增加先减后增,在硼含量由59 mg/kg时缩松最少。运用差热扫描分析仪(DSC)对合金的凝固特征参数进行了测定,结果显示,随着硼含量增加,凝固温度区间逐渐变窄,当硼含量超过59 mg/kg时,凝固温度区间增加。用JMatPro软件计算结果显示,随着硼含量的增加,合金的表面张力逐渐降低。经过EDS分析,当硼含量为70 mg/kg时,合金中会析出硼化物。

    • 界面粗糙度对热障涂层残余应力和裂纹演化的影响

      2014, 43(12):3095-3099.

      摘要 (1346) HTML (159) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于残余应力的作用是造成热障涂层失效剥落的主要因素之一,本工作采用不同幅值的正弦曲线来模拟粗糙度对陶瓷层 (TBC)-结合层 (BC) 界面处残余应力分布的影响;以内聚力模型模拟TBC-BC界面,研究了在外加机械载荷作用下粗糙度对界面裂纹萌生和扩展的影响。结果表明,粗糙度对残余应力分布以及裂纹的形核与扩展有很大的影响。随着粗糙度的增大,陶瓷层和结合层靠近界面的波峰波谷处最大拉/压应力也增大。当施加一定拉伸位移载荷时,最大损伤与裂纹首先在幅值最小的波峰波谷处产生。

    • 镶嵌结构界面金刚石成膜机制的研究

      2014, 43(12):3100-3103.

      摘要 (1350) HTML (156) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在铜基体复合电沉积金刚石-铜过渡层,用热丝CVD法对铜基镶嵌结构界面金刚石膜的初期生长过程进行了研究。结果表明:不规则的露头金刚石在CVD生长初期逐渐转化为规则的刻面金刚石,长大速率呈现先增加后降低的趋势,伴随着刻面的形成,在露头金刚石与电镀铜二面角处开始二次形核,二次晶粒与电镀铜形成新的二面角并促进二次形核,如此繁衍长大的结果是二次晶粒填充在露头金刚石颗粒沟槽之间,形成连续的金刚石膜。

    • 高应变率下热挤压态细晶钨合金的动态力学性能及失效行为

      2014, 43(12):3104-3108.

      摘要 (1176) HTML (146) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用快速热挤压技术对细晶93W-4.9Ni-2.1Fe-0.03Y%进行变形强化,研究了高应变率下挤压态细晶钨合金动态力学性能及失效行为。结果表明:在较低应变速率下的挤压态细晶钨合金的屈服强度相近,约2000 MPa;断面上的钨颗粒被严重拉长直至破碎,破碎的细小钨颗粒粘附在软化的粘结相中,随着应变率的增加钨颗粒变形更加明显;剖面观察发现:沿着断裂面的钨颗粒发生了高度的剪切变形,而内部区域则基本没有变形,表现出了剪切局域化迹象。实验结果证明了挤压态细晶钨合金在动态加载条件下的失效方式是绝热剪切失效。

    • H2O2氧化对铈锆复合氧化物性能的影响研究

      2014, 43(12):3109-3113.

      摘要 (1223) HTML (162) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以廉价白云石为原料所制备的碳酸氢镁溶液作为沉淀剂合成铈锆复合氧化物,研究沉淀过程中双氧水氧化稀土锆混合料液对铈锆复合氧化物性能的影响。采用XRD、BET、SEM、TPR、O2脉冲化学吸附技术等手段研究了不同氧化时间对铈锆复合氧化物的晶型、比表面积、微观形貌、氧化还原性质和储放氧能力的影响。结果表明:双氧水氧化稀土锆料液不仅可以有效提高铈锆复合氧化物的比表面和高温稳定性,抑制其发生分相,而且可以提高铈锆复合氧化物表面活性氧的数量。随着氧化时间的延长,铈锆复合氧化物的比表面积、老化性能及储氧量增加,氧化时间为30 min时达到最佳效果,其600 ℃焙烧新鲜比表面积为111.3 m2/g,1000 ℃老化比表面积为32.9 m2/g,500 ℃时储氧量为315 μmol O2/g;继续延长氧化时间,比表面积、老化性能及储氧量变化不大。

    • TC21钛合金表面无氢渗碳层耐磨性分析

      2014, 43(12):3114-3119.

      摘要 (1567) HTML (174) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将经过预处理的TC21钛合金试样置入真空渗碳炉中进行渗碳。分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及显微维氏(HV)硬度仪、摩擦磨损试验机,对渗碳层的物相结构、组织形貌、硬度和耐磨性进行分析。结果表明:经渗碳处理后,通过渗层组织可判定没有氢化物,XRD未检测发现氢化物及含H相,出现了TiC等碳化物相,表面硬度提高了2.66倍。渗碳前Ti/Ti对磨的摩擦系数约为0.6,渗碳后TiC/TiC的摩擦系数约为0.23,渗碳体与原始表面的摩擦系数介于二者之间。TC21钛合金对磨两方经渗碳处理,改善了摩擦性能;如Ti/Ti部件对磨时,渗碳方可提高耐磨性,非渗碳件在与渗碳件对磨中,加剧了非渗碳件的磨损。渗碳也改变了TC21钛合金部件之间的摩擦状态,TC21基体由Ti基/Ti球之间的粘着磨损变为Ti基/TiC球磨粒磨损+剥层磨损。

    • 水杨酸体系抛光液中钌的化学机械抛光研究

      2014, 43(12):3120-3123.

      摘要 (1188) HTML (156) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了抛光液中H2O2和水杨酸浓度对钌的抛光速率的影响。采用电化学方法和X射线光电子能谱分析了H2O2和水杨酸对金属钌腐蚀效果的影响;采用原子力显微镜观察钌表面的微观形貌。结果表明:水杨酸浓度的增加有利于金属钌表面钝化膜的形成,抛光速率值随之增加;随着H2O2浓度的不断增加,抛光速率不断增加,当H2O2质量分数大于3%时,抛光速率值随浓度的增加而降低。抛光后的金属钌表面平均粗糙度Ra为7.2 nm。

    • 三元缺陷化合物CuGa3Te5的热电性能

      2014, 43(12):3129-3132.

      摘要 (1253) HTML (155) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用放电等离子烧结法(SPS)制备了三元缺陷化合物CuGa3Te5热电半导体,并分析研究了其结构和热电性能。XRD分析结果表明,该半导体为单相化合物CuGa3Te5,直接带隙宽度 (Eg) 约为1.0 eV。经热电性能测试分析,在717 K时CuGa3Te5的ZT值达到最大值0.3。

    • 正极材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2阴离子掺杂改性研究

      2014, 43(12):3133-3137.

      摘要 (1483) HTML (161) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用溶胶-凝胶法合成了层状LiNi0.4Co0.2Mn0.4O1.97X0.03 (X=O,F,Cl)正极材料。以XRD、SEM、CV、EIS和充放电测试等手段对材料的晶体结构、表观形貌和电化学性能进行表征。XRD结果显示F-和Cl-掺杂没有改变晶体的六方单层状结构;CV结果表明掺杂提高了材料的可逆性;充放电测试表明,F-和Cl-掺杂均提高了材料的放电容量,并改善了材料的循环性能;EIS测试结果发现,F-和Cl- 掺杂均有效地抑制其在循环过程中电化学反应阻抗的增加。

    • 基于熔融态氯化镁热解实现新镁钛联合的研究

      2014, 43(12):3138-3142.

      摘要 (1039) HTML (139) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:现行的Kroll法生产海绵钛存在的问题是镁电解的投资较高,以及氯的环境污染控制要求较高。基于此,本工作提出了将还原蒸馏产生的熔融态氯化镁直接氧化热解得到高纯氧化镁及氯气,氧化镁经热还原法炼镁,实现海绵钛过程新的镁钛联合。本工作对新的镁钛联合关键环节熔融态氯化镁氧化热解过程进行了研究,通过绘制Mg-O-Cl体系优势区图,获得MgO相稳定存在的条件;确定了适宜的反应条件:反应温度1200 ℃、输入氧分压0.1 MPa,反应时间为50 min,该条件下,氯化镁的热解率可达99.9%,产物中氯含量为0.00262%;XRD和SEM分析表明:氧化镁结晶度高,颗粒粒度分布均匀,分散性较好,为不规则的六面体,氧化镁颗粒的平均粒度在1 μm左右。

    • CMT工艺对Al-Cu合金电弧增材制造气孔的影响

      2014, 43(12):3149-3153.

      摘要 (1583) HTML (140) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析不同纯氩保护气体流量和冷金属过渡(CMT)工艺方法对Al-Cu合金电弧填丝增材制造(WAAM)气孔的影响规律。结果表明:纯氩保护气体流量和CMT工艺方法对Al-Cu合金WAAM制造过程的气孔特征均具有重要影响。提高纯氩保护气体流量有助于减少气孔;CMT-PADV工艺因其热输入低及电弧对Al-Cu合金填充丝端部表面氧化膜的高效清理而有利于减少甚至消除气孔,提高纯氩保护气体流量至25 L/min时可消除气孔。

    • 均匀化处理对Ni3Al基MX246A合金热压缩塑性的影响

      2014, 43(12):3167-3171.

      摘要 (1210) HTML (167) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在MTS试验机上研究了不同均匀化工艺对MX246A合金热压缩塑性的影响。结果表明,随着均匀化温度的升高和均匀化时间的延长,MX246A合金的热压缩塑性和均匀性增加;采用1160 ℃保温24 h+1230 ℃保温48 h的均匀化工艺后,变形量达到80%时,MX246A合金变形仍较为均匀,表面质量良好。经过微观组织的分析发现,绝热剪切带的形成引起MX246A合金在压缩过程中失稳;晶界和枝晶间的γ′相包覆碳化物的复合组织强化、成分偏析的减轻是均匀化后MX246A合金热压缩塑性提高的主要原因。

    • 机械合金化制备Fe-10%Ni合金研究

      2014, 43(12):3177-3182.

      摘要 (1127) HTML (147) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用纯Fe粉和Ni粉利用高能卧式搅拌球磨机制备了Fe-10%Ni(质量分数,下同)合金,利用X射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析(DTA)研究了球磨粉末的相组成、形貌和热稳定性,并对其热压烧结的块材进行了组织分析与性能测试。结果表明,在球磨机转速400 r/min,球料比20:1条件下,球磨8 h后,Ni原子完全固溶在Fe原子晶格中,形成体心立方结构Fe(Ni)过饱和固溶体,延长时间到16 h,球磨粉末颗粒尺寸更均匀细小,但仍为体心立方Fe(Ni)固溶体。对球磨16 h的合金粉末在500~800 ℃进行退火处理,发现粉末结构稳定,仍为体心立方Fe(Ni)固溶体。对球磨16 h的合金粉末进行热压烧结,发现950 ℃下烧结块材中出现少量fcc结构的Fe(Ni)固溶体相,而继续在970 ℃复烧后则完全转变为面心立方结构的Fe(Ni),但950 ℃热压烧结块材的强度和延伸率高于970 ℃复烧的块材,原因在于无压复烧块材中产生氧化物和孔洞。

    • 氧化锆空心球粉体制备及其涂层性能研究进展

      2014, 43(12):3183-3187.

      摘要 (1384) HTML (157) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:粉体是决定等离子喷涂热障涂层性能的基本因素,本文主要介绍了高性能等离子喷涂热障涂层用氧化锆空心球粉体的制备方法及其涂层性能的相关研究。等离子球化和喷雾干燥造粒是制备氧化锆空心球粉体的两种不同方法;氧化锆空心粉体在等离子喷涂过程中更易熔化,并且在熔化后形成空心液滴;空心液滴与基体碰撞铺展过程中存在的“反溅”使其铺展凝固时间更长,形成的扁平粒子直径小,厚度均匀,缺陷少;相对于其它类型粉体,采用氧化锆空心球粉体制备的热障涂层具有适中的孔隙率,低热导率和低模量,抗高温烧结,符合高性能热障涂层的性能要求。

    • 含Nb锆合金第二相及其与腐蚀行为关系研究进展

      2014, 43(12):3188-3192.

      摘要 (1318) HTML (141) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:含Nb锆合金具有优异的耐腐蚀性能、良好的机械性能和加工变形能力,是目前锆合金研究的重点。本文综述了近年来含Nb锆合金的研究现状,包括化学成分、变形及热处理工艺对第二相粒子析出的影响,介绍了锆合金腐蚀理论的研究进展,讨论了研究中存在的若干问题,为含Nb锆合金组织控制和耐腐蚀性能改善提供参考。

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