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  • 2015年第44卷第11期文章目次
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    • Effect of TiB2 Particle Size on Erosion Behavior of Ag-4wt% TiB2 Composite

      2015, 44(11):2612-2617.

      摘要 (1328) HTML (165) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究不同粒度TiB2对Ag-TiB2复合材料电弧侵蚀行为的影响,通过机械球磨和粉末冶金的方法制备不同粒度的TiB2增强Ag-4%TiB2(质量分数)复合材料。对Ag-4%TiB2复合材料的组织进行了分析,定量分析了TiB2的分布。用TDR240A单晶炉改装的设备进行真空电弧侵蚀实验,采用扫描电子显微镜(SEM)表征了电弧侵蚀后试样表面形貌,测量了电弧侵蚀前后的质量损失,采用TDS-2014双通道数字示波器记录了每次电弧的持续时间,并且对电弧侵蚀机理进行了讨论。结果显示,随着TiB2颗粒粒度的减小,TiB2颗粒在Ag基体分布更均匀,Ag-4%TiB2触头材料表现出小的质量损失,短的电弧持续时间,大的侵蚀区域以及浅的侵蚀坑。说明了细小TiB2颗粒更能有效改善Ag-4%TiB2触头材料的耐电弧侵蚀性能。

    • Microstructures of Components Synthesized via Electron Beam Selective Melting Using Blended Pre-Alloyed Powders of Ti6Al4V and Ti45Al7Nb

      2015, 44(11):2623-2627.

      摘要 (1115) HTML (140) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了电子束快速成形TI6AL4V和Ti45Al7Nb合金混合粉末的特点,得到了成分均匀的Ti22Al3.5Nb2V合金。利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针等手段,研究了成形试样的内部组织,并测试了不同组织区域的显微硬度。结果表明:TI6AL4V和Ti45Al7Nb合金混合粉末在电子束成形后,成分均匀,组织具有沉积态特征,包括板条马氏体区和α2+β两相区,板条马氏体区位于成形零件顶部10个熔覆层厚度,在成形过程中,受再热循环的影响,已凝固形成的马氏体不断分解形成α2+β两相区,α2为短棒状,β分布于α2相之间,在成形件底部,部分α2相发生等轴化。显微硬度测试结果显示,马氏体区硬度明显高于α2+β两相区。拉伸结果显示,抗拉伸强度为1214.3 MPa,延伸率达到18%。

    • Effect of Y2O3 or CeO2 Fillers on the Oxidation Behavior of Aluminide Coatings by Low-temperature Pack Cementation

      2015, 44(11):2628-2632.

      摘要 (1206) HTML (149) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用Y2O3或CeO2纳米颗粒替代部分Al2O3粉作为填充剂,在Ni基体上, 于600 ℃低温渗铝10 h,制备了2种稀土氧化物改性的低温渗铝涂层。作为对比,采用相同的工艺在Ni基体上利用纯Al2O3粉制备了普通渗铝涂层。1000 ℃下恒温氧化结果表明:Y2O3通过抑制q-Al2O3的长大提高涂层的抗氧化性能,而CeO2则通过促进q-Al2O3向a-Al2O3的相变明显提高其抗氧化性能。文中对Y2O3或CeO2是如何影响渗铝涂层的氧化性能进行了分析。

    • Process of Electroless Silver Coated Al-Mg Alloy Powder

      2015, 44(11):2633-2636.

      摘要 (1115) HTML (143) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用葡萄糖和酒石酸钾钠双还原剂,通过化学还原法制备银包铝镁合金粉。实验过程中,主盐为银氨溶液,通过不同的添加速度加入还原液中,得到了微观形貌不同的复合粉体,对复合粉进行微结构分析,确定了以 2~3 mL/min 较小的速度添加主盐能够得到包覆效果良好的复合粉体,其电阻率达到了5.13×10-6 Ω·m;微结构分析银镀层沉积过程表明还原的银颗粒首先沿合金粉体的晶界处形核沉积,并作为之后反应的催化形核中心,促进银的还原沉积,镀层不断平铺生长最后得到完整均匀的镀银层。

    • Microstructure and High Damping Properties of Mg-Zn-Y Alloys Containing LPSO Phase and I Phase

      2015, 44(11):2651-2655.

      摘要 (1132) HTML (165) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了含有LPSO相和I相的高阻尼Mg-Zn-Y合金。通过光学显微镜(OP)和SEM电镜观察了高阻尼Mg80Y4Zn16 (at%)合金的显微组织。此外,差热分析(DTA)用来分析其相变。对不同固溶时间 (3, 6, 9 h) 的组织演变和阻尼特性进行了详细研究。结果表明, Mg80Y4Zn16合金相的主要成分是α-Mg, Mg12ZnY, Mg3Zn6Y及 Mg10ZnY2相,首次报道了该合金中I相和LPSO相共存。该合金的平均阻尼值是0.03,这表明其为高阻尼合金; 阻尼是应变振幅依赖型。对合金的高阻尼机制也进行了详细地讨论。

    • Differential Thermal Analysis and Crystal Growth of CdSiP2

      2015, 44(11):2665-2669.

      摘要 (1364) HTML (178) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用毛细管中的差热分析研究了磷硅镉晶体的热力学性质,得到了磷硅镉的熔点和凝固点分别为1139和1126 ℃,过冷度为13 ℃。根据差热分析结果,对晶体生长炉以及温场分布进行了优化,采用改进的布里奇曼法生长得到了直径15 mm,长40 mm的无开裂磷硅镉晶体。利用X射线衍射,能谱以及红外分光光度计对晶体进行了表征。发现了(112)解理面,能谱测试表明晶体符合化学计量配比,在7000~1500 cm-1红外透光范围内红外透过率达到55%。所有表征手段显示得到的晶体结构完整,光学性能良好,可用于器件的制作。

    • Research Progress on Simulation Modeling of Metal Foams

      2015, 44(11):2670-2676.

      摘要 (1079) HTML (132) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对目前较为常用的6种泡沫金属的计算机仿真模型进行了概述和分析。这6种模型包括:立方胞模型,Gibson-Ashby模型,八面体模型,十四面体模型,Voronoi模型和三维随机球模型。不仅对每一种模型的结构进行了描述,而且对各种仿真模型在应用研究中存在的优缺点进行了综合分析。

    • Growth and Morphology Modulation of Needle-like Silicon Nanowires for SERS Application

      2015, 44(11):2692-2697.

      摘要 (1017) HTML (169) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:半导体纳米线作为一种潜在的表面增强拉曼光谱(SERS)基底材料正受到广泛的关注。本文采用金作为催化剂,通过等离子体增强化学气相沉积系统,以气-液-固生长机制制备一种直径可控的针尖状硅纳米线。基于合金液滴控制硅纳米线形貌的事实,通过设计调节合金催化剂的尺寸,制备了针尖状硅纳米线。所制备硅纳米线形貌通过SEM清晰可见,为针尖状。TEM和XRD分析表明,硅纳米线为同轴结构,单晶硅核包覆非晶SiO2壳层。作为SERS活性基底,通过伽伐尼置换在纳米线表面沉积活性Ag颗粒,同等条件下对R6G的检测显示,针尖状硅纳米线基底其增强因子是柱状硅纳米线的十多倍。由此预测,这种针尖状的硅纳米线可应用于新型传感器、环境监测、生物医疗诊断等领域。此外,这种针尖硅纳米线的制备方法也可以用作制备其他的针尖状纳米线,例如同族的锗针尖纳米线等等。

    • Plasmon-Induced Optical Conductivity of Graphene Driven by an Electric Field

      2015, 44(11):2698-2701.

      摘要 (1149) HTML (145) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:理论研究了电场驱动的石墨烯系统中等离激元诱导的光电导特性。结果发现德鲁德部分主导光电导的低频区而等离激元诱导产生一个相对较小但是在高频区可以观察到的光电导。德鲁德部分和等离激元诱导部分都位于太赫兹光频谱区。德鲁德部分随着入射光频的增加而单调的减小,而等离激元诱导的部分由于等离激元和光的耦合在大约位于1太赫兹处有一个吸收峰。此外发现等离激元诱导光电导与驱动电场以及由门电压调节的电子浓度有很强的依赖关系。结果显示,石墨烯中的光电导不仅可以通过门电压来调控,而且可以通过驱动电场得到进一步的调节。这些理论结果有助于更深入的理解石墨烯的太赫兹等离激元以及光电子学特性。

    • Influence of Helium on Microstructure and Electrochemical Properties of LiFePO4 Thin Films Electrodes

      2015, 44(11):2702-2706.

      摘要 (1113) HTML (140) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出利用氦渗透法优化LiFePO4材料的结晶生长过程,达到提高材料电化学性能的目的。采用磁控溅射法制备含氦LiFePO4薄膜电极,利用扫描电镜观察样品的微观形貌,发现样品表面与截面皆呈现多孔结构。用X射线衍射仪分析含氦LiFePO4薄膜电极的晶体结构。结果表明,氦渗入薄膜后显著增强了材料在29.81o的衍射峰强度,而此处正对应了锂离子在LiFePO4材料中的扩散路径([010] 方向)。这表明含氦LiFePO4薄膜中存在有利于材料脱锂/嵌锂的结晶择优生长取向,会导致薄膜电极电化学性能的提高。

    • Study on Field Emission Characteristics of Ti-based Chrysanthemum-like Nano-ZnO Cathode by Electrophoresis Deposition

      2015, 44(11):2711-2715.

      摘要 (1090) HTML (150) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水热法制备出菊花状的ZnO纳米线簇,然后利用电泳法将之移植到金属Ti片上,形成均匀的、一定厚度的ZnO纳米薄膜,最后经真空热处理形成ZnO场发射阴极样品。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对沉积前后的ZnO纳米线簇做了特性鉴定和微结构的表征。对热处理后的阴极样品做了场发射特性测试,发现菊花状纳米ZnO呈现出较低的开启电场2.0 V/μm和较低的阈值电场5.5 V/mm,在场强达到7.5 V/mm时,场发射电流密度为200 mA/cm2,适当地增加涂层厚度可有效提高场发射电流密度及其稳定性,最后探讨了菊花状纳米ZnO的场发射机理。

    • Microstructure and Formation Mechanism of Porous Ti-Al Intermetallics Prepared by Pressureless Sintering

      2015, 44(11):2721-2727.

      摘要 (1121) HTML (160) PDF 965.55 K (1057) 评论 (0) 收藏

      摘要:以Ti和Al 2种粉末为原料,采用粉末压制-无压烧结技术制备了TiAl多孔材料,并对其宏观形貌、相组成、孔结构、反应机制和孔隙形成机理进行了分析。结果表明:Ti-Al粉末压坯在烧结过程中发生了明显的体积膨胀,多孔材料的总孔隙率为49.88%~57.53%,开孔率为47.60%~56.15%。多孔材料主要由连续的颗粒骨架、骨架之间的大孔隙和骨架内部的小孔隙构成,孔隙主要来自粉末压坯颗粒之间存在的原始大孔隙、无压烧结过程中先熔化的Al颗粒在毛细作用下发生流动形成的原位大孔隙和析出过程在Ti-Al产物颗粒之间形成的小孔隙。Ti-Al多孔材料主要由TiAl3单相构成,无压烧结过程中Ti-Al之间发生了热爆反应。

    • TC21钛合金动态力学性能和抗弹性能的研究

      2015, 44(11):2728-2732.

      摘要 (1290) HTML (165) PDF 726.96 K (1710) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用分离式霍普金森压杆和终点弹道实验装置,研究了α+β区和β区锻造的TC21钛合金的动态力学性能和抗弹性能。结果表明:在动态压缩试验条件下,α+β区锻造的TC21钛合金较之β区锻造的TC21钛合金具有更高的动态强度,而β区锻造的TC21钛合金的临界断裂应变更大,具有更好的动态塑性变形能力;在12.7 mm穿甲弹侵彻条件下,无论是α+β区还是β区锻造的TC21钛合金靶板的抗弹性能均与TC4钛合金靶板的抗弹性能相近,这可能是由于TC21钛合金和TC4钛合金靶板都易于发生绝热剪切破坏所导致。α+β区锻造的双态组织靶板的损伤模式为塑性扩孔导致的背部崩落破坏模式,β区锻造的片层组织靶板的损伤模式为脆性破碎模式;2种组织靶板的失效破坏均为绝热剪切带和其诱发的裂纹所导致。

    • 钛合金装甲材料动态压缩力学性能及其抗弹能力关系

      2015, 44(11):2733-2736.

      摘要 (1183) HTML (132) PDF 463.51 K (1416) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用分离式Hopkinson Bar技术针对不同热处理制度的TC6、ATI425以及TC3钛合金Φ5 mm×5 mm圆柱形标样进行了动态压缩实验,测定得到了试样在3000 s-1高应变率条件下的动态强度、动态塑性及冲击吸收功;同时开展了以钛合金为面板、A3钢为背板的复合装甲抗弹性能试验,分析了钛合金动态力学性能与其抗弹性能之间的关系。结果表明:钛合金面板的抗弹性能与其动态强度和动态塑性均密切相关;钛合金的动态强度对材料抗弹性能的影响比动态塑性更加显著,其抗弹性能主要取决于动态强度;同时,表征钛合金动态力学性能优劣的冲击吸收功不能直接反映钛合金的抗弹能力;较大区域的正面开坑和较小的剪切充塞可以明显提高钛合金面板的抗弹性能。

    • Mo掺杂对TiAl合金物性影响的第一性原理研究

      2015, 44(11):2737-2741.

      摘要 (2123) HTML (144) PDF 575.12 K (1134) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了金属元素Mo掺杂对TiAl合金体系力学性能的影响。根据计算得到的不同浓度掺杂体系的晶格常数、弹性常数、体弹模量及剪切模量发现,Mo掺杂能较好地改善TiAl合金的延性。从Mo掺杂后TiAl体系的分波电子态密度和电荷密度图,发现Ti原子的s、p、d电子均与邻近的Mo原子发生强烈的s-s、p-p、d-d电子相互作用,有效地束缚了合金中Ti和Al原子的迁移,有助于提高合金的稳定性和强度。

    • 基于应变补偿TC4-DT钛合金高温变形本构模型

      2015, 44(11):2742-2746.

      摘要 (1089) HTML (151) PDF 885.58 K (1054) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过TC4-DT钛合金在1181~1341 K,0.01~10 s-1条件下热模拟压缩试验,得到其在不同条件下高温变形真应力-真应变曲线。采用回归分析和多项式拟合建立了应变补偿高温变形本构方程。结果表明:各变形条件下的流变应力曲线均呈现应变硬化和流动软化,低温高应变速率特征更明显。当应变速率低于1 s-1时,预测值与实验值吻合程度较高,相关系数和平均相对误差绝对值分别为0.9952 和5.78%,此修正模型可作为TC4-DT钛合金高温变形本构方程。

    • 压力对Ni3Pt电子结构和力学性能的影响:第一性原理研究

      2015, 44(11):2751-2756.

      摘要 (1228) HTML (165) PDF 702.86 K (1115) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用基于第一性原理的平面波赝势方法,研究了压力对γ'-Ni3Pt电子结构和力学性能的影响。本研究在0~50 GPa压力范围内每隔5 GPa对γ'-Ni3Pt进行一次加压计算。计算结果表明:0 GPa压力下的平衡晶格常数与他人的实验研究和理论计算结果十分一致;不同压力下的总态密度和分波态密度表明化合物表现出金属特性,且随着压力的增大,体系稳定性先增强后减弱;此外,根据Voigt-Reuss-Hill(VRH)法计算了Ni3Pt的体积模量(B)、剪切模量(G)、杨氏模量(E)和泊松比(υ),发现随着压力的增大,Ni3Pt晶体的硬度提高,延性和塑性增强。研究表明,压力对Ni3Pt电子结构和力学性能的影响很大。

    • 高性能织构Cu基合金复合基带立方织构形成的研究

      2015, 44(11):2757-2761.

      摘要 (1095) HTML (153) PDF 699.30 K (1103) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用放电等离子体烧结的方法制备了外层为Cu60Ni40合金,芯层为Ni9W合金的Cu基复合坯锭,结合传统的RABiTS路线成功获得了无铁磁性、高强度、强立方织构的Cu60Ni40-Ni9W-Cu60Ni40复合基带。利用EBSD技术对复合基带轧制织构及再结晶退火后的微取向特征进行了分析表征。测试结果表明:大变形量冷轧后复合基带表面形成了典型的铜型轧制织构,在截面方向上织构呈现梯度分布的特征,在再结晶退火后该复合基带表面立方织构含量达到了97.6%(<10o),并发现,在再结晶过程中立方织构优先在外层材料中形核、长大,并逐渐吞并周围的非立方晶粒。对其力学性能表征发现:该复合基带在室温下的屈服强度为170 MPa,达到了商业化Ni5W合金基带的水平。

    • 定向凝固速率对Al-Al2Cu过共晶合金中组织形态及取向变化的影响

      2015, 44(11):2762-2767.

      摘要 (1162) HTML (148) PDF 774.18 K (1267) 评论 (0) 收藏

      摘要:对Al-40%Cu(质量分数)过共晶合金在2、10和100 μm/s速率下进行定向凝固实验,观察了不同速率下的组织形态,并分析造成组织形态差异是由于各相之间的竞争生长所致;采用X射线衍射技术对过共晶合金中Al2Cu相进行宏观极图测试并计算其取向分布函数(ODF),同时采用EBSD技术对定向凝固样品进行微观取向测试。结果表明:当定向凝固速率为2 μm/s时合金组织为全共晶组织(Al/Al2Cu),其中的Al2Cu相取向集中在(001)方向;随着凝固速率增加到10 μm/s时,Al2Cu相优先共晶相生长形成初生Al2Cu相枝晶组织,具有小平面相生长特征,其取向主要集中在(001)方向;当凝固速率达到100 μm/s时,Al2Cu相枝晶为非小平面特征的复杂枝晶形貌,其取向集中在(100),(110)和(001)等方向;且Al2Cu相枝晶沿着平行于定向凝固热流方向生长。XRD宏观取向结果表明,取向更为集中的定向凝固组织在相对较低的抽拉速率下可以得到很好地控制。

    • Mg-Al-Sn-Y合金中二元相的电子结构与弹性性质的第一原理计算

      2015, 44(11):2775-2781.

      摘要 (1213) HTML (149) PDF 678.22 K (1299) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用基于密度泛函理论的CASTEP程序包,计算了Mg-Al-Sn-Y合金中Mg17Al12,Mg2Sn和Al2Y相的结构稳定性、电子结构和弹性性能等。合金形成热ΔH和结合能Ecoh的计算结果表明,Al2Y相具有最强的合金化能力与体系结构稳定性。电子结构的分析结果解释了这3种金属间化合物的结构稳定性机制和脆性本质。计算出了Mg17Al12,Mg2Sn和Al2Y三相的3个独立的弹性常数,并进一步得出了体模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比等。分析表明Mg17Al12,Mg2Sn和Al2Y三相均为脆性相,其中Al2Y最脆且最硬。

    • AgInCd合金压缩蠕变性能研究

      2015, 44(11):2788-2792.

      摘要 (1093) HTML (144) PDF 603.11 K (1116) 评论 (0) 收藏

      摘要:用RDL-50型拉伸蠕变试验机进行改装后的实验装置研究了铸态AgInCd合金在温度300~400 ℃及应力范围12~24 MPa内的压缩蠕变行为,分析了稳态速率与温度和应力的关系,计算了应力指数(n)和蠕变激活能(Qa),并结合蠕变后样品在透射电子显微镜下的微观形貌及位错组态,探讨了合金的压缩蠕变机制。结果表明:随温度和应力水平的升高,合金的稳态蠕变速率增加。相比较指数关系,蠕变速率与应力之间更符合幂函数关系。300、350和400 ℃条件下,合金的蠕变应力指数n分别为3.31、4.09和5.77;12、18和 24 MPa条件下,合金的蠕变激活能Qa分别为68.1、103.7和131.6 kJ/mol。微观形貌以层错为主,孪生为300 ℃的主要蠕变机制,位错攀移生成位错墙为400 ℃的主要蠕变机制。

    • 铀熔体中Fe蒸气分压的测量及其活度计算

      2015, 44(11):2793-2797.

      摘要 (1019) HTML (166) PDF 439.31 K (1146) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用载流气体携带法测量了1500~1600 ℃范围U-Fe熔体上方Fe的蒸气分压,计算获得Fe在U熔体中的活度、活度系数及标准溶解自由能。结果显示,相对Raoult定律Fe为负偏差元素,1500和1600 ℃无限稀的铀熔体中Fe的活度系数g 分别为0.344和0.485,其在铀熔体中的标准溶解自由能与温度关系符合DG0=–448 682+125.4T。

    • 晶粒尺寸对纳晶双峰材料断裂韧性的影响

      2015, 44(11):2798-2802.

      摘要 (1270) HTML (149) PDF 575.61 K (1208) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了描述由纳晶基体和粗晶颗粒组成的纳晶双峰材料的断裂韧性,通过建立一个粘聚力模型来研究纳晶双峰材料的临界应力强度因子KIC(表征材料断裂韧性)。考虑到纳晶双峰材料的一个典型情况:裂纹位于2个纳晶颗粒的交界面处,裂纹尖端与粗晶粒的晶界相交,假设粘聚区的尺寸等于纳晶颗粒的尺寸d。裂纹的钝化和扩展过程受位错和粘聚力的共同影响,刃型位错是从粘聚力裂纹的尖端发射,该过程对裂纹产生屏蔽效应。模型计算结果显示:当粗晶颗粒尺寸D确定时,KIC随着纳晶材料晶粒尺寸d的增大而增大;当纳晶材料晶粒尺寸d确定时,KIC随着粗晶材料晶粒尺寸D的增大而增大;相对于纳晶颗粒的尺寸,断裂韧性对粗晶晶粒的尺寸更加敏感。

    • 行波磁场励磁电流对薄壁件充型和表面缩陷的影响

      2015, 44(11):2803-2807.

      摘要 (1097) HTML (166) PDF 451.78 K (1090) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过使用ansoft软件对筒形薄壁件在不同励磁电流的行波磁场作用下的电磁力进行了分析,进一步研究了行波磁场的励磁电流对合金充型能力以及铸件外表面缩陷的影响。结果发现:行波磁场影响合金充型能力的同时也影响了铸件凝固表面质量;随着励磁电流强度的增加,合金充型能力成平方倍的提高,同时也成平方倍的增加了铸件表面缩陷发生的几率;相同励磁电流强度下,励磁电流频率对合金充型能力存在最优值;励磁电流频率在1000 Hz以下变化时,随着励磁电流频率的降低铸件表面缩陷发生的可能性不断减小。

    • 电铸制备TiB2/Cu复合材料的性能

      2015, 44(11):2808-2811.

      摘要 (1298) HTML (161) PDF 563.62 K (1035) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用粒度约为3 μm的导电陶瓷TiB2颗粒作为铜基复合材料的增强相,在酸性硫酸铜溶液中用电铸方法制备TiB2/Cu电火花加工用工具电极。用扫描电镜和金相显微镜观察其组织结构,用维氏硬度计测量硬度,用中性盐雾试验测量其耐腐蚀性,用电火花加工脆硬材料衡量其抗电蚀性。结果表明:电铸Cu与TiB2/Cu晶粒平均直径分别为30,10 μm,硬度分别为984,1235 MPa,腐蚀失重分别为47.8,40.3 mg;TiB2颗粒的加入可显著细化晶粒,提高硬度、耐腐蚀性和抗电蚀性。

    • La3+掺杂TiO2粉体的化学沉淀法制备条件优化

      2015, 44(11):2821-2825.

      摘要 (1317) HTML (150) PDF 595.02 K (1037) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用化学沉淀法制备La3+掺杂TiO2粉体,并用正交实验方法对制备工艺进行优化,通过SEM、XRD、XPS和UV-Vis对TiO2粉体的形貌、结构、光吸收性能进行了表征。结果表明:煅烧温度和La3+掺杂量对TiO2粉体光吸收性能具有显著影响;不同煅烧温度得到的La3+掺杂TiO2均以锐钛矿结构为主;升高煅烧温度可以增强La3+掺杂TiO2在紫外光波段的吸光强度; La3+掺杂可以改善TiO2粉体的团聚,减小TiO2的禁带宽度,同时导致TiO2表面吸附一定数量的羟基。最优的制备条件为:煅烧温度800 ℃,La3+掺杂量0.6%(摩尔分数),反应温度为90 ℃,反应液pH值为8,此条件下获得的TiO2粉体可见光性能最优。

    • 铁元素添加对Cu基非晶合金结构及力学性能的影响

      2015, 44(11):2831-2835.

      摘要 (1190) HTML (135) PDF 827.61 K (1130) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用铜模吸铸法制备了(Cu0.46Zr0.44Al0.08Dy0.02)100-xFex (x=0, 1, 3, 5, 7) 非晶合金,利用X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(DSC)、透射电镜(TEM)、万能试验机和扫描电镜(SEM)研究了Fe元素添加对Cu基非晶合金结构及力学性能的影响。结果表明:Fe元素的适量添加有利于改善Cu46Zr44.Al8Dy2块体非晶合金的结构,当添加原子分数为1%和3%Fe时,合金为完全非晶结构,并且出现富Fe相和富Cu相两相分离。Fe元素的适量添加有利于提高Cu46Zr44Al8Dy2合金的强度和塑性,当添加3%Fe时,块体非晶合金的抗压强度σf和塑性εp分别达到1835 MPa和0.5%。

    • 纳米晶Cu-50Ag合金在酸性溶液中腐蚀行为研究

      2015, 44(11):2836-2841.

      摘要 (1223) HTML (161) PDF 838.44 K (1022) 评论 (0) 收藏

      摘要:与粉末冶金法(PM)制备的常规尺寸合金对比,研究了通过热压液相还原法(LPR)和机械合金化法(MA)合成的Cu-50Ag合金粉末制备的块体纳米晶Cu-50Ag合金在酸性溶液中的腐蚀行为。结果表明:在Na2SO4溶液中加入H2SO4后,3种合金的腐蚀速度均加快。随着H2SO4浓度的增加,PMCu-50Ag和LPRCu-50Ag合金的腐蚀速度均未发生明显变化,而MACu-50Ag合金的腐蚀速度则加快。在Na2SO4溶液中,3种合金均未出现钝化现象,随着H2SO4的加入,合金出现了钝化现象。3种合金的腐蚀速率按PMCu-50Ag,LPRCu-50Ag和MACu-50Ag合金的顺序增加,其中LPRCu-50Ag合金的腐蚀速度略大于PMCu-50Ag合金,但明显小于MACu-50Ag合金。

    • 7050铝合金在EXCO溶液中的腐蚀与氢脆对拉伸性能的影响

      2015, 44(11):2852-2856.

      摘要 (1384) HTML (150) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用金相显微镜、慢应变速率拉伸试验(SSRT)、定氢仪、透射电镜等研究了7050铝合金在EXCO溶液中的腐蚀与氢脆行为及其对合金拉伸性能的影响。结果表明:随着合金在溶液中浸泡时间的延长,腐蚀特征由点蚀向剥蚀发展,并且有氢脆效应产生。腐蚀和氢脆共同作用大大降低了合金的拉伸性能。通过去除腐蚀层后继续拉伸定量分析了氢脆影响下合金的剩余强度和延伸率,当浸泡时间达64 h时,氢脆使合金的剩余强度和延伸率分别降至68.2%和60.2%。

    • Si、Cu和热处理工艺对Al-Si合金电导率的影响

      2015, 44(11):2857-2861.

      摘要 (1278) HTML (137) PDF 783.86 K (1286) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过电导率测量、金相观察、扫描电镜分析和X射线衍射分析,研究了Si含量、Cu含量和热处理工艺对Al-Si系铸造合金晶格常数和电性能的影响规律。结果表明:Si和Cu元素的添加会减小合金的电导率;当Si含量超过固溶极限后,Si含量的变化对晶格畸变程度影响不大,合金的电导率受Si相的体积百分数控制;而Cu在固溶极限内时,随其含量的增加,晶格畸变程度增大,合金的电导率可根据铝基体晶格常数的偏离量来评估;经过450 ℃,5 h+250,2 h热处理工艺,晶格畸变程度明显降低,合金的电导率有明显提高,增幅最高可达32%。

    • 基于Incoloy800H钨极氩弧焊接头组织及其性能分析

      2015, 44(11):2862-2867.

      摘要 (1238) HTML (147) PDF 850.37 K (1096) 评论 (0) 收藏

      摘要:在2 mm厚800H合金钨极氩弧焊试验的基础上,研究焊接接头的微观组织和析出相成分,并分析焊接接头的力学性能和抗晶间腐蚀性能,观察拉伸断口和晶间腐蚀试样的形貌。结果表明:焊缝组织为柱状晶和等轴晶,热影响区晶粒明显长大,焊接接头中有少量的TiN和富Cr相(Fe,Cr)23C6析出相存在;母材、热影响区和焊缝的HV硬度分别为1730、1526和1590 MPa;室温抗拉强度和延伸率分别为565.0 MPa、31.8%,均超过ASME标准关于800H合金规定值(450.0 MPa和30.0%),拉伸断裂为韧性断裂;焊接接头高温(650 ℃)抗拉强度和延伸率分别为394.5 MPa、15.5%,其断口是混合型断口;较接头组织,母材腐蚀更为严重,表面晶界开裂并伴有少量且尺寸较小的腐蚀坑,基体中TiN缺陷处易引起点蚀。

    • Sn基无铅钎料晶须生长行为的研究

      2015, 44(11):2868-2872.

      摘要 (1091) HTML (138) PDF 603.68 K (927) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了有机-无机笼形硅氧烷齐聚物(POSS)对Sn基无铅钎料晶须生长行为的影响。分别采用纯Sn和Sn3.0Ag0.5Cu(SAC305)作为基体,加入3%(质量分数)的POSS硅三醇制备复合钎料。样品在–45~85 ℃的高低温循环条件下进行晶须生长加速实验,并观察样品表面及界面显微组织的演变。结果表明,POSS可在加速条件下稳定钎料基体,同时通过提高钎料的强度和硬度,来缓解钎料在热循环应力作用下产生的塑性形变,进而有效抑制2种钎料的晶须生长。

    • Na5P3O10体系氢化锆表面微弧氧化陶瓷层组织与阻氢性能的研究

      2015, 44(11):2877-2881.

      摘要 (1302) HTML (165) PDF 609.22 K (1064) 评论 (0) 收藏

      摘要:在Na5P3O10+NaOH+Na2EDTA体系下,采用恒压模式对氢化锆进行微弧氧化处理获得连续、致密且裂纹、孔洞等缺陷较少的ZrO2陶瓷层。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及能谱(EDS)仪,分析了陶瓷层的表面形貌、截面形貌、相结构及元素分布。通过真空脱氢实验及XRD分析对陶瓷层的阻氢性能进行评价。结果表明:氢化锆表面ZrO2陶瓷膜厚度约为78 μm,陶瓷层由过渡层、致密层和疏松层构成;ZrH1.8 表面微弧氧化陶瓷层主要由M-ZrO2、T-ZrO2及C-ZrO2构成,主要为M-ZrO2,约90%; 微弧氧化陶瓷层氢渗透降低因子(PRF)高达11.7,具有优越的阻氢效果。

    • TiO2纳米棒复合材料的制备及生长过程研究

      2015, 44(11):2882-2886.

      摘要 (1147) HTML (144) PDF 679.45 K (1192) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用乙醇/水混合溶剂热法,制备以粉煤灰空心微球为基底的TiO2纳米棒复合材料,研究了不同制备条件下纳米棒的形貌特点,分析其生长过程。结果表明:TiO2纳米棒为金红石相,其形貌和尺寸与乙醇溶剂、钛源浓度、反应时间密切相关,适量的乙醇溶剂,使纳米棒结晶效果变好,四方棒状形貌明显,随着钛源浓度和反应时间的增加,TiO2纳米棒尺寸增大;TiO2纳米棒复合材料对罗丹明B具有较好的光催化降解效果。

    • GH690合金管材热处理工艺优化

      2015, 44(11):2887-2896.

      摘要 (1041) HTML (125) PDF 904.43 K (1142) 评论 (0) 收藏

      摘要:以国外Inconel 690成品管的显微组织为参照对象,对国产GH690合金管材在不同工艺条件下的固溶处理与TT处理工艺进行了研究;采用OM、SEM和TEM等表征手段分析了工艺参数对其晶粒度、晶界碳化物形貌和贫Cr区的影响。结果表明:国产GH690合金管在固溶处理过程中,随着固溶温度的提高,尺寸较大晶粒所占比例逐渐升高,长大激活能为265 kJ/mol。当固溶温度超过1100 ℃时,保温时间对晶粒尺寸影响显著。国产GH690合金管析出细小半连续晶界碳化物的TT处理工艺参数为680 ℃/10~20 h,715 ℃/10~20 h,750 ℃/5~15 h。经1090~1110 ℃/5 min固溶处理以及715 ℃/10 h或15 h的TT处理后,国产GH690合金管晶粒尺寸分布、晶界碳化物形貌特征和贫Cr区演化特征与国外Inconel 690成品管非常相似;而其TiN颗粒数量和尺寸明显少于和小于后者,贫Cr区的最低Cr浓度高于后者。通过对显微组织特征的综合评价,表明国产GH690合金管的显微组织总体优于国外Inconel 690成品管。同时,兼顾实际生产中的成本问题,提出国产GH690合金管热处理工艺优化的建议。

    • ALD沉积HfO2薄膜生长行为及其调控

      2015, 44(11):2907-2912.

      摘要 (1428) HTML (153) PDF 802.41 K (1908) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用原子层沉积(ALD)的方法,选择四二乙基氨基铪(TDEAH)和水作为反应前驱体,在p型(100)单晶硅衬底上制备了HfO2高介电质薄膜。系统研究了前驱体流量、反应气压、反应温度等工艺参数对HfO2薄膜生长质量的影响。通过工艺调控,发现存在两种薄膜生长模式:类CVD(化学气相沉积)生长模式和ALD生长模式。发现薄膜的生长模式主要依赖于制备工艺参量:脉冲参量M和冲洗参量Q,通过优化工艺参数,可实现薄膜生长由类CVD生长模式向ALD生长模式的转变,并获得了0.1 nm/周次的最优薄膜生长速率。同时,薄膜微结构与表面形貌的表征结果表明:薄膜的非晶晶态转变受温度和膜厚两个因素共同控制。

    • 退火工艺对二氧化钛薄膜光催化性能的影响

      2015, 44(11):2913-2917.

      摘要 (1139) HTML (154) PDF 738.94 K (1289) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用磁控溅射法制备得到二氧化钛薄膜,将薄膜在高温管式炉中分别进行退火,利用XRD、AFM和紫外-可见光谱仪研究了不同温度下退火前后薄膜的晶相结构、光学性能和光催化性能。结果表明,随着退火温度的升高二氧化钛的晶相由锐钛矿向金红石转变,600 ℃时为两相共存,表面颗粒大小也会有相应变化,锐钛矿相表现出了更好的光催化性能。

    • Au微球阵列跨尺度葡萄糖传感器的制备

      2015, 44(11):2918-2922.

      摘要 (1178) HTML (143) PDF 641.24 K (1022) 评论 (0) 收藏

      摘要:以硅基底和光纤纤芯阵列为定位夹具,手工排列熔凝法得到的Au微球,获得3×3 Au微球阵列;在Au微球表面先用水浴法合成ZnO纳米线、后固定葡萄糖氧化酶,得到球形跨尺度阵列葡萄糖酶电极。对球形跨尺度结构的表面形貌、葡萄糖氧化酶的固定效果、酶电极的电化学性能进行了定量表征。球形跨尺度结构阵列葡萄糖传感器的线性范围为0~2.5 mmol/L、灵敏度为17.24 μA·(mmol/L)-1·cm-2、最低检出限为3.44 μmol/L、Michaelis-Menten常数为1.85 mmol/L。

    • Ir(ppy)3分子的磷光发射温度依赖和磁场增强效应

      2015, 44(11):2923-2926.

      摘要 (1105) HTML (151) PDF 471.94 K (1215) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用磁光光谱技术,测量并研究了溶解在四氢呋喃(tetrahydrofuran,THF)中Ir(ppy)3分子的磷光发射特性随温度和磁场的变化规律。发现在2.2 K时可见光波段Ir(ppy)3有两个磷光发射峰,分别位于547.70和515.18 nm。这是由系统的金属到配位体电荷转移态(3MLCT)中两个激发态到基态的光跃迁引起。改变温度可以改变三重态中亚能级Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ上的电子分布,使得磷光发射峰的强度在10 K时发生反转,并且光谱发射强度在20~300 K间随温度增加而减弱。在强磁场作用下,Ir(ppy)3在2.2 K温度下的磷光发射强度随磁场强度增大而增强。外加磁场能改变3MLCT态的三个亚能级上的电子跃迁几率,从而能增加磷光发射强度。

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