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  • 2014年第43卷第7期文章目次
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    • Age Hardening and Its Modeling of Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al Alloy

      2014, 43(7):1543-1548.

      摘要 (1506) HTML (219) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al (TB3)合金时效强化过程及时效强化机制进行了详细研究。对时效后经过塑性变形的TB3样品进行透射电子显微镜(TEM)观察发现:在早期时效样品中,位错可以绕过细小的α片;而在时效后期的样品中,α片尺寸长大且伴随着体积分数增大,β晶粒被粗大的α片分割成许多封闭的单元,变形过程中位错不能绕过这些粗大的α片而被限制在这些相对封闭的单元中。鉴于此,对早期时效(时效时间少于2 h)的TB3合金,结合Orowan强化机制及强度混合定律建立了其时效强度模型,而对于时效后期(时效时间超过2 h)试样,结合细晶强化理论及强度混合定律建立了时效强度模型。这些强度模型的计算结果与实测值吻合

    • Photocatalysis Performance of Nb-doped TiO2 Film in Situ Growth Prepared by a Micro Plasma Method

      2014, 43(7):1549-1552.

      摘要 (1241) HTML (139) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用微等离子体氧化法,在H2SO4溶液为电解液中以钛合金为基体制备原位生长的TiO2薄膜,并以罗丹明B溶液为目标污染物测试其光催化性能。为提高所得TiO2薄膜的光催化性能,向电解液中添加了不同浓度的草酸铌,制备了原位Nb掺杂TiO2薄膜。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对Nb掺杂前后的TiO2薄膜表面形貌、元素组成和晶体结构进行了分析。结果表明,Nb掺杂能使介孔TiO2晶粒细化, 比表面积增大,Nb对TiO2晶相组成影响不大,但对晶胞参数有所影响,Nb掺杂可有效提高TiO2的光催化活性, 其中当草酸铌为1.2 g/L时,对初始浓度为10 mg/L罗丹明B溶液90 min的降解率可达到85%, 表现出最强的光降解能力

    • Corrosion Resistance of FeSiB and FeCuNbSiB Alloys and Its Influence on Their Soft Magnetic Properties in NaOH Solution

      2014, 43(7):1553-1557.

      摘要 (1202) HTML (137) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:非晶Fe78Si9B13和纳米晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金由于具有低矫顽力、高磁导率和高饱和磁通密度等特点而受到广泛关注。研究了Fe78Si9B13及 Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 合金在NaOH(pH=9~10)溶液中的耐腐蚀性能, 及其对软磁性能的影响。分析了经腐蚀后合金的有效磁导率、矫顽力和饱和磁感应强度等软磁性能的改变。样品用X射线衍射和3D高景深显微镜进行表征。结果显示:腐蚀后溶液中有橙色铁的氧化物产生,合金结构保持不变。经腐蚀后Fe78Si9B13及 Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金的软磁性能下降,且Fe78Si9B13非晶合金的有效磁导率ue和饱和磁感应强度Bs比Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金下降快

    • Formation of Bulk Metallic Glasses from Cu-Zr Based Alloys with Yttrium Addition

      2014, 43(7):1558-1561.

      摘要 (1277) HTML (154) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用工业级的低纯Zr,通过稀土Y的微合金化作用,制备Cu46Zr46Al8非晶合金。结果表明:Y能有效提升Cu46Zr46Al8合金的玻璃形成能力,主要原因是Y能吸附液态合金中溶解的氧,起到晶化合金的作用。当Y的添加量为2at%, 3 at%时,效果最为明显。经过Y微合金化后的非晶合金的抗压缩断裂强度超过2 GPa,高于用高纯原料制备的非晶,但是塑性明显下降

    • Structure and Mechanical Properties of Cu/AlN Nano- composites with High Strength and High Conductivity

      2014, 43(7):1562-1565.

      摘要 (1301) HTML (131) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用粉末冶金方法制备高强高导铜合金基纳米复合材料(Cu/AlN),用光学显微镜、TEM和SEM等方法研究不同工艺条件如温度、压力、复压压力及复烧温度对复合材料组织与性能的影响。结果表明:烧结后的试样密度随压力、烧结温度的升高而增大;试样布氏硬度随复压制压力和烧结温度的升高而升高;试样布氏硬度开始随着纳米AlN颗粒的含量增加而升高,但当纳米AlN颗粒质量分数大于0.5%时,复合材料的布氏硬度开始下降。试样的抗弯强度随复压制压力和烧结温度的升高而提高

    • Design and Characterization of SMAT-MAO Composite Coating and Its Influence on the Fatigue Property of 2024 Al Alloy

      2014, 43(7):1582-1587.

      摘要 (1348) HTML (148) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在2024铝合金表面制备纳米化-微弧氧化复合涂层,该复合涂层由底层纳米晶层及顶层陶瓷涂层构成。采用XRD、TEM和SEM研究了复合涂层的微观组织结构,并研究了表面处理对铝合金基体疲劳寿命的影响规律。顶层陶瓷涂层厚度分别为5和10 μm的复合涂层试样的疲劳寿命分别提高了21.9%和23.2%,疲劳性能的改善是基体合金靠近涂层区域的纳米晶结构及残余压应力共同作用的结果;当顶层陶瓷涂层厚度增加到15 μm时,由于涂层表面较大的孔径及涂层内部存在的微裂纹,导致疲劳寿命降低

    • Molten Salt Synthesis and Luminescent Properties of GdVO4:Eu3+ Nanophosphors

      2014, 43(7):1588-1592.

      摘要 (1218) HTML (146) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以等摩尔的硝酸钠和硝酸钾作为反应介质,氢氧化钠作为碱化剂,采用熔盐法制备了GdVO4:Eu3+纳米晶。利用X射线衍射(XRD)仪、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱(PL)和荧光寿命(Lifetime)等手段对产物的相态、结晶度、结构、形貌和发光性能等进行了表征与研究。X射线衍射结果表明,产物在250 °C时开始结晶,400 °C时结晶完全,控制反应体系碱度和温度可获得纯四方相GdVO4:Eu3+晶体。透射电镜观察结果显示,产物为粒径20 nm左右的立方形颗粒,分散良好,形貌均一。依据XRD数据计算结果表明,GdVO4:Eu3+纳米晶的晶胞参数和晶胞体积相对于体相材料均有所减小,归因于纳米晶表面大量悬键的存在,并通过FT-IR得到验证。315 nm波长光的激发下,GdVO4:Eu3+纳米晶呈现Eu3+的特征发射光谱,表明了能量由VO43-向Eu3+的传递。发射强度和荧光寿命研究表明,Eu3+的最佳掺杂浓度为5%(摩尔分数)

    • ZK60-2Ca镁合金近液相线铸造研究

      2014, 43(7):1616-1620.

      摘要 (1410) HTML (142) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:用近液相铸造方法制备了ZK60-2Ca半固态坯料。对其组织演变进行了研究,发现由于Zr的特殊细化作用,ZK60-2Ca合金直接获得球形或近球形的组织,无需经过枝晶球化过程。通过用不同冷却速率的铸模浇铸考察了冷却速率对铸造组织的影响,并对近液相铸造时静置时间对微观组织的影响进行了研究。结果表明,随浇铸温度的降低和静置时间延长至60 min,晶粒逐渐细化并趋于均匀,晶粒尺寸达21 mm,且圆度为1.29。随冷却速率的增加,晶粒细化并出现球化趋势。并对组织演变的机理进行了探讨

    • U-2.5%Nb合金氢化物生长动力学研究

      2014, 43(7):1625-1627.

      摘要 (1377) HTML (159) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨U-2.5%Nb(质量分数)合金的氢腐蚀行为,利用在线显微镜研究了U-2.5%Nb合金氢蚀初期氢化物的生长动力学,研究了U-2.5%Nb合金氢化初期的氢化物形貌、生长速度、氢化反应速度等之间关系。结果表明,利用在线显微镜表征氢化物的生长速度是可行的,氢化物前沿推进距离与时间呈线性关系。在一定温度范围内,氢化物的生长速度与反应温度符合Arrhenius关系,U-2.5%Nb合金氢化物生长激活能为24.34 kJ/mol。当温度增加到125 ℃附近时,氢化物的生长速度达到最大值,之后,随着反应温度的升高,生长速度快速下降

    • 均匀化退火对Mg-3Al-1Zn-2.2/5Sr镁合金中第二相的影响

      2014, 43(7):1638-1641.

      摘要 (1319) HTML (145) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究均匀化退火处理对Mg-3Al-1Zn-2.2/5Sr镁合金中第二相的影响,通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜观察(SEM)和能谱分析(EDS)等手段,并结合Pandat热力学计算软件,对Mg-3Al-1Zn-2.2/5Sr镁合金均匀化退火后组织中的第二相的类型及形成原因进行了分析。结果表明:经过400 ℃, 15 h(炉冷)的均匀化退火处理以后,合金铸态组织中原本存在的(Mg,Al)17Sr2相中固溶的Al元素所占原子分数有所降低。此外,Sr含量为2.2%(质量分数)的合金组织中可以观察到大量沿(Mg,Al)17Sr2相边缘分布的颗粒状Al4Sr相,而Sr含量为5%的合金中基本观察不到(Mg,Al)17Sr2相的变化

    • 水冷对普通铸造Mg-Zn-Zr-Y镁合金准晶相形成的影响及铸态组织研究

      2014, 43(7):1643-1648.

      摘要 (1301) HTML (148) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过普通凝固方法,在铸锭冷却过程中进行水冷制备准晶强化Mg-Zn-Zr-Y镁合金,并研究不同Zn和Y含量(Y/Zn比相同) 对通过这种制备方式获得的Mg-Zn-Zr-Y合金显微组织、显微硬度和热裂倾向的影响。结果表明:一定Y/Zn比的Mg-Zn-Zr-Y合金通过水冷冷却可获得更大的冷却速度,有利于获得更大体积分数的I-相(Mg3YZn6)。Y元素的添加使合金的成分过冷度增大,是铸态合金显微组织细化的主要原因。α-Mg基体中固溶的Zn含量是Mg-Zn-Zr-Y铸态合金基体硬度值的主要决定因素,I-相具有远高于α-Mg基体的硬度。Y元素引起合金液相线温度的大幅下降,固相线温度没有变化,从而减小了合金凝固区间,降低了铸锭的热裂倾向

    • 大规格7050铝合金圆锭熔铸工艺参数优化的数值模拟

      2014, 43(7):1655-1660.

      摘要 (1396) HTML (161) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用某铝业公司提供的铸造工艺参数,基于温度场、应力场和流场三场的耦合系统研究了铸造工艺参数设置对熔铸过程的影响。结果显示,铸造速度对应力场影响非常大,而铸造温度、水流量对应力场的影响则不太明显。针对800 mm铸锭热裂问题,通过数值模拟对原工艺参数进行了优化

    • Re2O3 (Re=Pr, Nd)掺杂SrTiO3陶瓷的结构与储能特性

      2014, 43(7):1671-1675.

      摘要 (1541) HTML (156) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用固相法制备了稀土氧化物Re2O3 (Re=Pr, Nd)掺杂SrTiO3陶瓷,其化学式为[Re0.02Sr0.97(VSr)0.01]TiO3 (Re0.02Sr0.97TiO3: Re-STO, Re=Pr, Nd)。XRD分析结果表明,Re-STO陶瓷具有与纯SrTiO3(STO)陶瓷类似的单一立方钙钛矿结构。SEM分析发现Re-STO陶瓷的晶粒尺寸分布很不均匀,大晶粒在10 μm左右,而小晶粒只有1 μm左右,小晶粒填充在由大晶粒形成的晶界或三角晶界处。采用HP4294精密阻抗分析仪、JJC9906-A介电强度测试仪以及FMRL偏压测试系统测试了Re-STO陶瓷的介电性能,并评价了其储能特性。结果表明:在最佳烧成温度1350 ℃制备的Re-STO陶瓷在1 kHz下的相对介电常数(Pr-STO: εr=1860;Nd-STO: εr=1670)是纯STO陶瓷的(εr=300) 5倍以上,而介电损耗则保持在0.03 (1 kHz)以下;Re-STO陶瓷具有较高的击穿强度Eb>15 kV/mm;在本研究的偏压测试条件范围内,Re-STO陶瓷的εr变化均在±12%以内,其储能密度与偏压则符合二次抛物线关系。因此Re-STO陶瓷可近似认为是线性电介质,是中高压固态储能介质材料理想的候选体系。本研究还对Re-STO陶瓷的相结构、微观结构以及可能的缺陷结构与其介电性能、储能特性之间的关系进行了讨论

    • 半导体ZnS:Co的电子结构与磁性研究

      2014, 43(7):1676-1680.

      摘要 (1936) HTML (154) 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方法,研究了闪锌矿结构Co掺杂ZnS体系的电子结构和磁性。通过计算掺杂后组态的几何参数、形成能、磁矩、电子态密度以及电荷密度,发现单个Co原子掺杂,替换超晶胞(2×2×2)中心的Zn 原子后体系形成能小于0,可以实现掺杂,且在费米能级处出现自旋极化现象,体系具有半金属特性。通过对2个Co原子的掺杂情况的计算,发现Co-S-Co反铁磁耦合、 Co-S-Zn-S-Co铁磁耦合时体系最稳定,同时解释了Co掺杂ZnS体系的铁磁性产生机理。

    • 热暴露对激光沉积Ti60A高温钛合金组织性能影响

      2014, 43(7):1686-1690.

      摘要 (1363) HTML (194) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对比研究了激光沉积Ti60A高温钛合金经600 ℃, 100 h的恒温热暴露和循环热暴露后显微组织、拉伸性能及断口形貌。结果表明,恒温热暴露后α相体积分数略有增大。循环热暴露后β相体积分数显著减小,α相体积分数增加约12%。这2种热暴露后合金中Ti3Al共格有序相和100~150 nm的六方S2型椭球状硅化物(TiZr0.3)6Si3的析出基本一致,拉伸性能均明显下降,尤其是循环热暴露后的塑性几乎丧失,这与合金组织在循环热应力作用下的显著变化密切相关

    • 微量Y和Hf对高铌TiAl基合金高温抗氧化性的影响

      2014, 43(7):1697-1701.

      摘要 (1382) HTML (142) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用元素Hf和Y对Ti-45Al-8Nb合金进行了微合金化,研究了微合金化前后高铌TiAl基合金在900 ℃静止空气中的断续氧化行为。结果表明,与Ti-45Al-8Nb合金相比,0.5Hf (mol%)微合金化后合金的抗氧化性无明显变化,0.1Y (mol%)微合金化后合金抗氧化性增强,0.5Hf与0.1Y联合微合金化后合金氧化膜与基体粘附性明显增强,但合金氧化增重明显。对氧化膜进行的扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及X射线衍射(XRD)分析表明,单独添加Y及Hf、Y联合添加促进了合金中形成以Al2O3为主的连续致密的氧化层,Hf、Y联合微合金化的合金中存在局部内氧化现象降低了该合金的抗氧化性

    • Ti-Si多孔材料的燃烧合成与孔隙结构特征

      2014, 43(7):1702-1707.

      摘要 (1282) HTML (152) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以Ti、Si元素粉末为原料,采用燃烧合成技术制备了Ti:Si原子配比分别为1:1、5:4、5:3、3:1的4种多孔材料,对其燃烧合成特征、相组成、孔结构以及微观形貌进行了分析。结果表明:随着Ti含量的增加,Ti-Si体系反应程度先加剧后减弱,燃烧温度表现为先升高后降低的变化趋势,最高燃烧温度达2075 K;燃烧产物分别以TiSi、Ti5Si4、Ti5Si3、Ti5Si3相为主。多孔材料开孔率为42.43%~49.42%,体积中值孔径处于64.10~18.11 μm;抗压强度最高达到23.15 MPa。造孔机制主要包括粉末压坯颗粒间的原始孔隙;燃烧合成反应过程中先熔化的硅颗粒在毛细作用下发生流动形成的原位孔隙;原位孔隙和颗粒间原始孔隙结合形成的大孔隙;燃烧合成过程中因熔化析出作用导致摩尔体积下降形成的小孔隙

    • La-TZM合金板材制备及其氧化行为

      2014, 43(7):1722-1726.

      摘要 (1362) HTML (150) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用粉末冶金法,在TZM合金的基础上,固-液掺杂稀土元素La,且以有机碳源硬脂酸替代传统的石墨粉引入C元素,经混料、压制成形、高温烧结、热轧、温轧、冷轧等工艺制备La-TZM合金板材。将La-TZM合金板材分别在300、450、600、800、1000 ℃进行高温氧化实验,通过质量损失率、差热分析等实验方法研究其氧化行为。研究表明:La-TZM合金板材的抗拉强度为1361.74 MPa,伸长率为8.81%,较传统的TZM合金均有显著提高。La-TZM合金板材纤维组织细长,组织致密;第二相细小且分布均匀。其细小的氧化镧及第二相颗粒钉扎在晶界,生成的氧化物会在基体表面形成致密氧化物覆盖层,可以有效地阻碍氧向基体的侵入,表面不易氧化,从而使TZM合金的抗氧化性能提高,扩展了TZM合金的使用温度范围

    • 磁控溅射制备NiO/Ni多层膜的结构和光电性能

      2014, 43(7):1732-1735.

      摘要 (1496) HTML (101) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用反应磁控溅射和常规磁控溅射方法交替沉积了NiO/Ni纳米多层膜,研究了不同退火环境下多层膜的相结构、微观结构演化及光电性能。XRD和TEM结果表明,沉积态薄膜呈现明显的NiO和Ni交替多层结构;大气退火的NiO/Ni多层膜被氧化成沿(111)晶面择优生长的NiO薄膜;而真空退火的NiO/Ni薄膜仍然保持着明显的多层结构,各层膜的结晶程度提高。沉积态和真空退火态的NiO/Ni多层膜呈现低可见光透过率和低电阻率的特点,电阻率达到10-5 Ω·cm数量级;大气退火的NiO/Ni多层膜呈现49.3%可见光平均透过率和高的电阻特性

    • 大变形对连铸Cu-(2%~8%)Ag合金力学性能及导电率的影响

      2014, 43(7):1748-1752.

      摘要 (1319) HTML (180) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用连续铸造和冷拉集成技术制备Cu-Ag系合金,最终进行时效处理。分别测量不同真应变η下合金的力学性能和电学性能,探究不同条件下合金的显微组织、力学性能及电学性能的变化规律,并对其强化机理和导电机理进行了讨论。结果表明:随着真应变量的增加,Cu-Ag系合金的抗拉强度和硬度经历了显著增加到上升趋于缓慢,最后再趋显著增加的过程,而导电率则随着施加应变的增加出现相反的规律。此法制备的Cu-Ag系合金工艺简单,综合性能有所提高

    • 搅拌摩擦处理Al3Zr/6063原位复合材料的组织和性能

      2014, 43(7):1769-1773.

      摘要 (1781) HTML (151) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究搅拌摩擦加工工艺对Al3Zrp/6063铝基复合材料组织性能的影响。该复合材料在6063-5%(K2ZrF6)体系下原位内生获得,利用OM、XRD、SEM观测原位内生颗粒Al3Zr的形貌、分布及尺寸,分析材料性能。实验分析可得:经搅拌摩擦处理后,复合材料的增强体更加细小均匀;基体晶粒破碎,晶粒形状发生改变;材料的抗拉强度变大,延伸率变大;具有超塑性,在变形温度500 ℃,应变速率1.67×10-2 s-1,材料的延伸率达348.16%

    • 镁锂合金表面锌锰磷化膜的制备与性能表征

      2014, 43(7):1964-1968.

      摘要 (1331) HTML (152) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用化学转化法在镁锂合金表面制备了外观深灰色、结构均匀致密、耐蚀性能良好的锌锰磷酸盐转化膜,并研究了磷化温度对磷化膜性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)仪、X射线光电子能谱(XPS)和X 射线衍射(XRD)仪对膜层的表面形貌、化学组成及结构进行了表征。采用动电位极化曲线、电化学交流阻抗(EIS)和腐蚀失重实验对磷化膜的耐蚀性进行了研究。结果表明,锌锰磷化膜主要由Zn、Zn3(PO4)2、MnHPO4、Mn3(PO4)2组成。锌锰磷酸化膜起到了保护镁锂合金的作用,提高了镁锂合金的耐蚀性,当磷化温度为45 ℃时,磷化膜的腐蚀电流密度最低,腐蚀速率最小,耐蚀性能最好

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