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  • 2016年第45卷第6期文章目次
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    • >材料科学
    • 取向电工钢难磁化方向的确定及其与磁导率关系模型研究

      2016, 45(6):1369-1373.

      摘要 (1666) HTML (157) PDF 596.14 K (1789) 评论 (0) 收藏

      摘要:取向电工钢在不同方向上的磁学性能各异,沿轧制方向不同角度制备标准的爱泼斯坦试样并对试样的磁学性能进行测量。结果表明,取向电工钢的难磁化方向与轧制方向约成60?左右。传统的椭圆模型在不同磁感应强度下描述磁学性能不精确,而新建立的抛物线及综合模型可以精确拟合磁导率与磁化角的关系。当H≥10000 A/m时,可以采用综合模型,当H<10000 A/m时可以采用抛物线模型。两阶段模型大大提高电工钢在电磁工程领域计算的精确度,可以被应用于电磁计算中。

    • VO2(B)热转化为VO2(R)和V2O3的高温XRD原位表征

      2016, 45(6):1374-1380.

      摘要 (1440) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1485) 评论 (0) 收藏

      摘要:以草酸和V2O5为原料,采用水热法制备VO2(B)。通过高温原位X射线衍射技术研究VO2(B)在氮气保护下升高温度过程中的相变特性,采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析所制备样品及其在不同温度热相变产物的微观形貌和物相组成。结果表明:以草酸和V2O5为原料,用水热法可制得单斜晶系VO2(B),颗粒呈纳米片状;升温至430~700℃,VO2(B)不可逆转化为四方晶系VO2(R),形貌由纳米片状变为亚微米及微米近球形;升温至1000℃左右,VO2(R)开始分解形成Magn閘i相系列化合物(VnO2n?1);升温至大约1200℃完全转变为具有刚玉结构的V2O3烧结块。

    • 机械合金化制备纳米ZrB2-TiB2复合粉末

      2016, 45(6):1381-1385.

      摘要 (1187) HTML (147) PDF 0.00 Byte (1352) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文采用Zr、Ti、B为原料(摩尔比:1:1:4),在氩气气氛保护下,采用机械合金化方式,在球料比10:1、球磨转速500 rpm实验条件下制备了纳米结构的ZrB2-TiB2。文章采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM),透射电镜(TEM)仪器,对不同球磨时间粉末的相组成、微观结构进行了表征。结果发现,原始粉末经120小时球磨后,粉末主要由ZrB2和TiB2组成,平均尺寸再20纳米左右,TiB2 分布于ZrB2基体上。文章还探讨了该体系获得目标产物的机械合金化机制。

    • 低压等离子喷涂制备喷雾干燥型与机械混合型ZrB2-MoSi2复合涂层的比较研究

      2016, 45(6):1386-1390.

      摘要 (1347) HTML (167) PDF 0.00 Byte (1348) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用喷雾干燥与真空烧结技术制备团聚型ZrB2-MoSi2复合粉末,以这些粉末为原料,通过低压等离子喷涂法制备了ZrB2-30 wt.%MoSi2复合涂层(SZM涂层)。作为对比,利用机械混合粉末制备了ZrB2-30 wt.%MoSi2复合涂层(MZM涂层)。借助SEM、XRD和EDS等对涂层的组织结构进行研究,并利用霍尔流速计和松装密度计对团聚粉末的流动性和松装密度进行了测试。此外,对涂层的显微硬度、孔隙率和氧化特性均进行了研究。结果表明:喷雾干燥粉末在1200℃真空烧结1h后,它的流动性和松装密度分别达到25.8 s/50g 和1.12 g/cm3。与MZM涂层相比,SZM涂层中的MoSi2分布更加均匀,而且结构更加致密。所以团聚粉末制备的涂层在1500℃的抗氧化性能更好。

    • 牺牲模板法制备铌酸钾纳米棒单晶及其二次谐波产生

      2016, 45(6):1391-1395.

      摘要 (1302) HTML (153) PDF 0.00 Byte (1259) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文首次使用五氧化二铌纳米棒作为原料通过水热反应合成出60-150nm宽、几个μm长的高产率、斜方晶系铌酸钾纳米棒晶体。使用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、选区电子衍射技术(SAED)对铌酸钾纳米棒晶体的形貌和结构进行了表征。合成的铌酸钾纳米棒表现出二次谐波产生响应,并发射出高效率的纳米二次谐波光线。铌酸钾纳米棒晶体沿着[001]方向生长。合成的铌酸钾纳米棒以其优异的非线性光学性能在纳米光学器件中的应用具有很好的发展前景。

    • 草酸镍纳米棒成型-分解-烧结制备亚微米多孔镍

      2016, 45(6):1396-1400.

      摘要 (1357) HTML (173) PDF 0.00 Byte (1194) 评论 (0) 收藏

      摘要:以离子液相沉淀技术制备的草酸镍纳米棒为前驱体,采用成型-分解-烧结技术,在氩气气氛炉中,于360?C温度分解反应10分钟,然后分别于420,450,480和510℃温度条件下烧结反应10分钟,制备出具有亚微米级尺寸多孔结构的金属镍薄片。红外光谱分析表明前驱体为较纯的草酸镍粉体,X射线衍射谱分析表明制备的多孔镍薄片样品具有面心立方晶体结构,扫描电子显微镜和原子力显微镜分析表明金属镍薄片样品显现出烧结状的多孔结构,孔结构不规则、不均匀,孔洞尺寸的直径范围为100-1000纳米,孔壁是由直径约100-300纳米的纤维状金属镍构成。

    • 超声对AZ80镁合金显微组织演化及力学性能的影响

      2016, 45(6):1401-1405.

      摘要 (1206) HTML (168) PDF 0.00 Byte (1192) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究超声处理对AZ80镁合金微观结构演化及力学性能的影响。 研究表明,经超声处理后,初生α-Mg相由粗大的树枝晶变为细小的球状等轴晶,且β-Mg17Al12相明显细化,由连续网状分布变成不连续分布。此外,合金经超声处理后,力学性能得到明显提高,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别由87MPa, 118MPa and 2.1% 提高到107MPa、170MPa 和 5.4%。

    • Cu 含量对Ti-Cu合金半固态可锻性及锻造后力学性能的影响

      2016, 45(6):1406-1412.

      摘要 (1337) HTML (159) PDF 0.00 Byte (1324) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过镦锻试验和模锻实验研究了Ti-Cu系合金半固态锻造行为,并对锻材进行了拉伸试验,讨论了Cu含量对半固态可锻性及力学性能的影响。结果表明:1000 °C至1150°C半固态锻造较常规锻造具有较小的顶锻压力;其中,1000 °C至1050°C间半固态锻造的Ti-Cu系合金均表现出较好的可锻性,在75%的锻造变形量下无明显缺陷。分析认为,Ti-Cu系列合金中含有较多的低熔点Ti2Cu相,随着半固态温度升高或Cu含量的增加,材料中的液相含量增加,增加的液相含量对变形起到润滑作用,减少了固相变形引起的应力集中,有效的降低了变形抗力,改善了成形性。力学性能研究表明:半固态锻造Ti-Cu系合金较常规锻造合金强度升高,塑性降低。随着Cu含量的升高,合金的强度明显提升,塑性降低。分析认为:力学性能的变化主要是由于Ti2Cu相析出含量、形态和分布相关,随着Cu含量和半固态温度的升高,更多Ti2Cu相在晶内和晶界析出,引起析出强化作用,同时,晶界析出的针状Ti2Cu相形成了偏析带,降低了合金塑形。

    • 稀土元素Y对TiNi形状记忆合金基体上的渗铝涂层恒温氧化行为影响

      2016, 45(6):1413-1418.

      摘要 (1528) HTML (146) PDF 0.00 Byte (1450) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用粉末法,在不同Y含量的TiNi形状记忆合金基体上制备了650℃渗铝涂层,并对Y是如何影响涂层的形成以及涂层700℃恒温氧化性能进行了研究。结果表明渗铝涂层由外层TiAl3和内层NiAl3构成,涂层的生长主要由Al的内扩散控制。当Y含量低于1at.%时,稀土元素Y的添加促进TiAl3外层的生长,抑制NiAl3 内层的生长。恒温氧化实验表明:添加0.5 at.%Y能明显降低渗铝涂层的氧化速度,但添加1 at.%Y和5 at.%Y却加速涂层的氧化。文中对Y是如何影响涂层的形成以及恒温氧化性能进行了分析。

    • 电化学沉积Nd掺杂ZnO薄膜的结构和光学性质的研究

      2016, 45(6):1419-1422.

      摘要 (1791) HTML (169) PDF 901.68 K (1664) 评论 (0) 收藏

      摘要:用电化学沉积方法制备出了Nd掺杂的ZnO薄膜,并研究其结构和光学性质。X-射线衍射谱的结果表明Nd3 替代Zn2 进入到ZnO晶格中,并没有引起杂相的出现。吸收谱的分析表明,随着掺杂浓度的增大,吸收峰向短波长方向移动 ,即发生蓝移。光致发光谱的结果表明随着Nd3 掺杂浓度的增大,紫外峰强度减小,可见光部分强度增大了。

    • Ce含量对新型Al-Cu-Li合金的凝固行为及其平衡相的影响

      2016, 45(6):1423-1429.

      摘要 (1413) HTML (211) PDF 0.00 Byte (1236) 评论 (0) 收藏

      摘要:分别采用金相,扫描电镜,X射线衍射,电子探针和波谱分析的手段,对一种加入不同铈(cerium)含量(0, 0.1, 0.3, and 0.5 wt.%)的新型Al-Cu-Li合金的铸态微观结构进行了研究。结果表明:随着含铈量的增加,晶粒得到很大程度的细化;在含铈量不超过0.3wt.%的所有试验合金中,均观察到了一种 Mg Ag富集的Al7Cu4Li中间相;当含铈量达到0.5wt.%,一种新型的灰色CuSi(AgMg)相出现;然而粗大的杆状Al2CuLi相在含铈量达到0.3wt%就已经完全消失。分析表明:铈添加导致本试验合金中的平衡相的析出序列和凝固行为发生了改变;同时分析发现在合金凝固过程中产生的一种先析Al8Cu4Ce相,不但能够促进晶粒形核,同时能够阻止晶粒进一步长大,最终导致含铈的铸态合金晶粒得到细化。

    • 球磨工艺对Mg2B2O5w/6061Al基复合材料微观组织演变及力学性能的影响

      2016, 45(6):1430-1436.

      摘要 (1694) HTML (150) PDF 649.81 K (1810) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用粉末热挤压法制备了硼酸镁晶须增强铝基复合材料,对球磨工艺参数、粉末特性及热挤压态复合材料间的相互关系进行了研究。研究结果表明,在球磨过程中,增强体晶须的添加促进了基体合金的变形,加快了铝粉颗粒的焊合与断裂过程的发生。在球磨过程中,经过适当时间的高速球磨后,铝合金基体晶粒尺寸减小,增强体晶须在基体中的分布得到显著改善,从而使热挤压态复合材料力学性能得到大幅度的提高。

    • 电渣重熔连续定向凝固Rene88DT合金组织与偏析行为

      2016, 45(6):1437-1442.

      摘要 (1942) HTML (167) PDF 610.72 K (2173) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用电渣重熔连续定向凝固技术(ESR-CDS)成功制备了Rene88DT高温合金铸锭。借助于金相显微镜,带有能谱的扫描电镜以及透射电镜,对电渣重熔连续定向合金Rene88DT铸锭进行分析,并与传统电渣铸锭进行了对比。研究结果显示,电渣重熔连续定向凝固合金Rene88DT铸锭消除了最为严重的中心偏析,中心偏析在传统电渣铸锭中是普遍存在的,这种偏析存在于柱状晶与等轴晶交界处或者柱状晶之间相互交界面处。此外,电渣重熔连续定向凝固合金二次枝晶间距较传统电渣铸锭小,析出相尺寸也较小。由于微观偏析程度的降低,使得合金在经过1200℃/24h后的热处理即可达到均匀化效果。夹杂物统计结果显示,电渣重熔连续定向凝固合金夹杂物最大尺寸为5.89微米,与传统电渣合金和粉末合金相比夹杂物数量降低60%。电渣重熔连续定向凝固合金宏观偏析和夹杂物水平的降低可提高热加工塑性,为铸&锻工艺实施提供基础。

    • Nb-Ti-Ni体系氢分离合金膜的抗弯性能研究

      2016, 45(6):1443-1448.

      摘要 (1810) HTML (165) PDF 578.16 K (1841) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文开展了Nb-Ti-Ni体系氢分离合金膜的结构和抗弯性能研究。采用XRD/SEM分析了合金膜的结构和组织特征,利用三点弯曲法测定了合金膜的抗弯强度。实验结果表明,制备的Nb-Ti-Ni合金主要由bcc-Nb(Ni,Ti)固溶体和(bcc-Nb(Ni,Ti) β2-NiTi)共晶相构成,前者是渗氢功能相,后者是结构支撑相。经渗氢实验后,合金试样的抗弯性能均有下降,具有网状结构特征的合金有较好的抗弯性能。经磁场热处理后,合金微结构出现晶粒细化、晶粒沿磁场方向定向排列、固溶体相区分布改变等明显变化,合金膜的抗弯强度有不同程度的改善,其中 N7试样经0?和45?磁热处理,N5试样经90?磁热处理,其抗弯性能改善明显,说明通过磁热处理可对合金微结构进行调制,从而提高其抗弯强度。

    • 不同退火气氛对0.7BiFeO3-0.3PbTiO3薄膜铁电及介电性能的影响

      2016, 45(6):1449-1454.

      摘要 (1244) HTML (149) PDF 0.00 Byte (1258) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用溶胶-凝胶法在LaNiO3/SiO2/Si衬底上制备了0.7BiFeO3-0.3PbTiO3(BFPT7030)薄膜,利用快速退火方式将薄膜分别在空气、氧气流、空气流、氮气流中进行后续退火处理。在空气、氧气流及空气流中退火的薄膜均完全结晶并呈现高度(100)择优取向。而在氮气流中退火的薄膜由于结晶很差,测试不出其电滞回线。空气中退火的BFPT7030薄膜表现出最大的剩余极化及最小的漏电流,Pr 为30μC cm-2, 而在空气流中退火的BFPT7030薄膜表现出最小的剩余极化(Pr: 13μC cm-2)及最大的漏电流。XPS测试结果表明,在空气、氧气流及空气流中退火的BFPT7030薄膜中Fe3 :Fe2 分别为2.09:1, 1.65:1 及 1.5:1。而在氧气流及空气流中退火的BFPT7030薄膜中Bi及Pb的相对含量低于在空气中退火的薄膜。铁离子的价态波动是产生氧空位的原因,增加氧气有助于抑制氧空位的产生。虽然Pb的挥发会导致较差的微观结构,但其挥发并不会导致氧空位的产生。

    • 疏水/超疏水Ti合金表面液滴的运动特性

      2016, 45(6):1455-1460.

      摘要 (1276) HTML (164) PDF 0.00 Byte (1173) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用激光加工技术在Ti6Al4V合金表面构建点阵微结构,利用自组装分子膜技术在微结构表面沉积低表面能物质,制备疏水/超疏水表面。采用自制测试系统测试液滴在试样表面的静态接触角和滚动角,用高速摄像机拍摄液滴滴落到试样表面的运动过程。结果表明,经激光加工和低表面能修饰构建的Ti6Al4V疏水/超疏水表面,其表面静态接触角随点阵间隔的增大而减小;液滴静态接触角与液滴滴落高度相关,同一表面上的液滴静态接触角由最后一次滴落高度决定。液滴滴落到水平试样表面的铺展系数由试样表面粗糙度和静态接触角决定,表面粗糙度和静态接触角越大,液滴铺展系数越小;液滴在倾斜表面的铺展系数随倾斜角度的增大而减小,跳跃距离随倾斜角度的增大而增大。液滴在倾斜表面的滴落运动受液滴滴落高度、试样表面滚动角和倾斜角度的影响。

    • AZ31镁合金热轧边裂预判模型研究

      2016, 45(6):1461-1466.

      摘要 (1217) HTML (153) PDF 0.00 Byte (1085) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文采用等压法,通过等温热压缩实验获得了AZ31镁合金变形温度和应变速率分别在473-673K和0.005-5s-1条件下对临界断裂应变的影响规律,以及Zener—Hollomon表达式,据此针对AZ31建立了临界断裂应变与变形温度和应变速率间的基本模型;在此基础上,基于镁合金轧制边裂的基本机理,引入Cockcroft Latham断裂准则,建立了含有材料变性激活能和基本轧制工艺参数的AZ31镁合金轧制边裂预判模型;并通过相同条件下有限元模拟和热轧实验分别得到沿板宽方向损伤值和边部裂纹深度,以此对所建立的边裂预判模型进行验证,结果显示所建立边裂预判模型的预测值和实测值平均误差为11.3%。

    • 镁合金双向挤压-螺旋变形的数值模拟与实验研究

      2016, 45(6):1467-1472.

      摘要 (1218) HTML (139) PDF 0.00 Byte (1011) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用双向挤压与螺旋变形的特性,本文提出镁合金双向挤压-螺旋复合变形的新方法。采用 DEFORM-3D软件模拟分析螺旋角度和凹槽半径对坯料变形过程中累积应变的影响,得出合适的结构参数并加工制造出模具进行实验研究。研究结果表明:双向挤压-螺旋复合变形可极大地提高镁合金变形过程的等效应变,随着螺旋角度和凹槽半径的增大,等效应变值也相应的增大,但不均匀程度有所变大。模具螺旋角为40°和凹槽半径为0.8mm时,试样可获得良好的等效应变值和均匀的等效应变分布,晶粒组织显著细化。

    • 稀土元素Sm和Ce对Mg-Y系合金组织和性能的影响

      2016, 45(6):1473-1476.

      摘要 (1502) HTML (162) PDF 1002.93 K (1575) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用混合气体保护制备了含Sm、Ce的Mg-2.8Y-0.6Zr-X 合金。通过光学金相分析(OM)、扫描电子显微分析(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、拉伸等多种分析和测试手段,研究了Sm、Ce对合金的显微组织和力学性能的影响。结果显示,Sm、Ce的加入使得合金晶粒更加细化,组织更加均匀;Sm的加入使合金的抗拉强度提高了48%;Sm与Ce的复合添加恶化合金力学性能,而加入Zn锌后合金的屈服强度明显提高。

    • 生物医用多孔Ti-6Mo合金选择性激光烧结的结构特征和力学行为

      2016, 45(6):1477-1482.

      摘要 (1570) HTML (162) PDF 617.00 K (1353) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用选择性激光烧结金属元素粉末Ti、Mo和粘结剂的混合粉末,制备了多孔Ti-6Mo合金,并研究了其结构特征和力学性能。结果表明,多孔Ti-6Mo合金的孔隙结构与烧结工艺有关,随着烧结温度从1000 ℃升高到1200 ℃,孔隙由三维连通孔变为相互孤立孔,孔隙率从58%下降到24%,孔径从112 μm减小到43 μm;多孔Ti-6Mo合金在室温为片层组织,均由大量α相和少数β相构成,并伴有微量α-Ti析出物;压缩应力-应变曲线表现为弹性变形、塑性屈服和断裂区三阶段,随着孔隙率降低,弹性模量和屈服强度分别在2.07~11.9 GPa和31.4~152.8 MPa增大,且相对弹性模量和相对屈服强度和相对密度之间遵循幂律关系。多孔Ti-6Mo合金的孔隙特征和力学性能均可满足自然骨要求,是一种可行的医用材料。

    • 基于纳米压痕法Sn3.0Ag0.5Cu焊点金属间化合物力学性能及其应变率效应的研究

      2016, 45(6):1483-1487.

      摘要 (1100) HTML (155) PDF 0.00 Byte (983) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用纳米压入测试系统对无铅焊点Sn3.0Ag0.5Cu内金属间化合物(IMCs)Cu3Sn、Cu6Sn5的力学性能进行测试,应变率分别为0.01 s-1,0.05s-1,0.25s-1,0.5s-1,分析IMCs力学性能的应变率效应。研究发现金属间化合物具有应变率强化效应;Cu3Sn和Cu6Sn5的变形机制不同,前者加载曲线呈现锯齿流变,后者曲线光滑;Cu3Sn和Cu6Sn5的接触刚度在不同应变率时均与压痕深度成线性正比例关系;Cu3Sn的弹性模量和硬度明显高于Cu6Sn5;Cu3Sn和Cu6Sn5的硬度值均随着应变率的增大而增大,而对弹性模量没有明显影响。保载阶段,蠕变位移具有应变率强化效应,加载应变率为0.05s-1时做对比实验,Cu焊盘、Cu3Sn、Cu6Sn5和焊点的蠕变应变率敏感指数m分别为0.01627、0.0117、0.0184和0.0661。

    • Sm、Sb合金化对AZ61组织和性能影响的研究

      2016, 45(6):1488-1494.

      摘要 (1561) HTML (155) PDF 0.00 Byte (1170) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了铸态AZ61-1Sm-xSb合金,并对其进行了热挤压和时效处理(T5)。结果表明,AZ61-1Sm-xSb合金的主要合金相为β-Mg17Al12、Al2Sm、Al3Sm及SbSm。与AZ61相比,AZ61-1Sm中的Mg17Al12相呈现不连续分布的特征;而在AZ61-1Sm中添加Sb,Mg17Al12不连续分布特征更加明显,并且出现针状SbSm相,当 Sb添加量为1.5wt%时出现大块状SbSm相,而β-Mg17Al12、Al2Sm、Al3Sm均为颗粒状并呈弥散分布。Sm和Sb的添加能提高AZ61合金挤压和时效态合金力学性能,而在AZ61-1Sm合金中添加Sb元素能显著提高合金的高温强度。

    • 热变形TA15钛合金的显微组织和室温力学性能

      2016, 45(6):1495-1499.

      摘要 (1583) HTML (138) PDF 0.00 Byte (1217) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过等温恒应变速率压缩实验和X射线衍射、电子背散射衍射和透射电镜,研究了β区加热后在不同的变形温度和变形速率下变形水冷后TA15钛合金的微观组织;通过室温拉伸性能实验,对其抗拉强度和延伸率等性能进行了测试。结果表明,在α β两相区压缩变形时,β转变组织中α相产生球化;水冷后发生β→α''马氏体相变。合金由球化α相、片状次生α相和针状马氏体α''相组成。在β相区压缩变形水冷后,合金主要为针状马氏体α''相。在相变点之上或之下的温度区间,随着变形温度的升高,合金的抗拉强度降低,延伸率增加;在相变点附近的温度过渡区间,随着变形温度的升高,合金的抗拉强度略有升高,延伸率降低。在相变点附近的两相区变形能获得较好的室温强塑性匹配。

    • LiCoO2在酸性焙烧环境中元素赋存形式的演变规律及分布特征研究

      2016, 45(6):1500-1504.

      摘要 (1222) HTML (151) PDF 0.00 Byte (1020) 评论 (0) 收藏

      摘要:系统地了解钴酸锂(LiCoO2)在不同介质环境中的物理化学性质有助于从理论上指导该物质的合成工艺设计以及报废LiCoO2再利用的工艺设计。本文将LiCoO2与NaHSO4稨2O、LiCoO2与Na2S2O7分别按摩尔比1:3、1:1.5的比例混合后进行酸性焙烧,采用TG-DSC-MS、XRD、SEM、EDS研究了焙烧过程中元素赋存形式的演变规律以及元素分布特征。研究结果表明:LiCoO2与NaHSO4稨2O、Na2S2O7的混合物在焙烧过程中发生了明显的化学反应。焙烧产物中Na元素的赋存形式有Na2SO4、LiNaSO4和Na6Co(SO4)4,Li元素的赋存形式为LiNaSO4,Co元素的赋存形式为Na6Co(SO4)4。焙烧产物致密,形状不规则,Co元素在焙烧产物中分布均匀。

    • Fe50-x/2Al50-x/2Crx体系掺杂钨精矿粉激光烧结合金组织及性能研究

      2016, 45(6):1505-1508.

      摘要 (1245) HTML (142) PDF 0.00 Byte (944) 评论 (0) 收藏

      摘要:以Fe50-x/2Al50-x/2Crx(x=4,8,12,16)体系粉末为基体,掺杂1wt%的钨精矿粉末,压制成坯。利用激光引燃自蔓延烧结制备原位自生颗粒增强复合材料。采用OLYMPUS4000、XRD等微观组织结构表征手段及合金硬度、磨损性能等宏观力学性能及腐蚀性能测试方法,研究不同Cr粉含量对烧结合金组织及性能的影响。结果表明:烧结合金物相主要为Fe3Al,Al2O3,AlCrFe2,Cr2O3及硬质颗粒相W。当Cr含量为8%时,烧结合金内部针状组织细小致密,物相有较好的分散性;磨损率相对较低,为0.38 mg/mm2。当Cr含量为12%时,烧结合金硬度最高,为1145HV;自腐蚀电位最大,为327.643mV;腐蚀电流密度最小,为1.044mA?cm-2,腐蚀速率最低。

    • 激光温喷丸IN718镍基合金残余应力高温释放行为

      2016, 45(6):1509-1514.

      摘要 (1274) HTML (173) PDF 0.00 Byte (1130) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究激光温喷丸对IN718镍基合金高温释放行为的影响,以20 ℃常温激光喷丸(LP)和260 ℃激光温喷丸(WLP)处理的IN718镍基合金为研究对象,从微观组织、残余应力等角度,通过保温试验探索了温度、时间与残余应力释放的关系,并从高温软化和蠕变理论角度对残余应力的高温释放规律进行分析。结果表明,WLP较LP处理的IN718镍基合金具有更好表面高温稳定性和更高位错密度,且晶粒细化更为明显;随着保温温度的升高,LP和WLP处理件残余应力释放幅度均明显增大,但前者释放速度更快,且位错密度有明显减小的趋势;700℃保温500min后,LP和WLP处理件表面残余应力分别释放了68%和36.7%,最大残余应力释放率出现在保温初始阶段,且释放规律符合Zener-Wert-Avrami函数。

    • 一种超超临界电站用镍铁基高温合金凝固和析出相的热力学评估

      2016, 45(6):1515-1520.

      摘要 (1261) HTML (144) PDF 0.00 Byte (994) 评论 (0) 收藏

      摘要:镍铁基高温合金由于具有优良的高温强度、抗氧化/腐蚀能力以及良好的加工性和低价格,是制备700℃超超临界电站关键高温部件的候选合金。本文利用热力学计算软件JMatPro和镍铁基合金数据库,计算分析了一种新型γ′相强化镍铁基高温合金的凝固特征温度和热力学平衡相的析出行为;评估了调整γ′相形成元素Al、Ti,抗蚀元素Cr和C含量对合金凝固特征温度和相析出行为的影响。结果表明:合金主要相组成为γ、γ′、MC和M23C6;随着Ti和Al含量的提高,γ′相的析出温度和含量增加,Ti元素的影响更显著;Cr含量的增加会降低合金液相线、固相线和M23C6相的析出温度并致M23C6相的析出含量先增加后减小;增加C含量会减小合金的结晶温度间隔、提高MC和M23C6相的析出温度和析出含量。本模拟研究结果将为合金的优化设计提供参考。

    • 基于团簇线的Mg-Ni-Y三元非晶合金研究

      2016, 45(6):1521-1525.

      摘要 (1266) HTML (138) PDF 0.00 Byte (955) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用团簇线方法设计并制备了Mg-Ni-Y三元非晶合金,并对团簇结构的稳定性、表征非晶形成能力参数及耐腐蚀性能进行了研究。研究表明,设计的Mg32.3Ni21.5Y46.2、Mg30.9Ni40.6Y28.5和Mg27.2Ni47.8Y25.0三种非晶合金具有较高的原子尺寸差σ、电负性差砢、τ和φ,在合金结构及化学性能上具有较高的稳定性及良好的非晶形成能力,且上述非晶合金在NaOH溶液中具有良好的耐腐蚀性能。

    • 含Nb或Cu的锆合金显微组织研究

      2016, 45(6):1526-1530.

      摘要 (1243) HTML (157) PDF 0.00 Byte (1034) 评论 (0) 收藏

      摘要:用TEM和SEM研究了含少量Nb或Cu的锆合金显微组织,结果表明在微量Fe元素存在时,添加适量Cu元素,会促使低于α-Zr中平衡固溶含量的Nb元素与Fe元素优先析出形成沉淀相,致使α-Zr中Nb的固溶含量更低;若增加Cu元素含量,因Zr2Cu第二相富集消耗了Fe元素,反而使Nb元素不易析出。在Zr-1.0Cu合金中加入适量的Nb元素,可以细化Zr2Cu第二相的尺寸,促使其分布更加均匀。在大量Nb稳定的β-Zr第二相存在的情况下,添加的少量Cu会富集在β-Zr第二相中,而不会以Zr2Cu第二相形式析出。

    • TB8钛合金板材再结晶动力学

      2016, 45(6):1531-1533.

      摘要 (1148) HTML (143) PDF 0.00 Byte (904) 评论 (0) 收藏

      摘要:对TB8合金冷轧板材在770~820℃温度范围内的再结晶动力学研究表明:试验用TB8钛合金冷轧板材的再结晶最佳退火温度为790℃~810℃。采用Avrami方程可以较好的描述冷轧TB8合金板材退火过程的再结晶情况。800℃退火处理动力学拟合方程为: 。由实验数据计算得到合金再结晶激活能为102.87KJ/mol。

    • Al-6Mg-0.8Zn-0.5Mn-0.2Zr-0.2Er合金高强耐损伤工艺与微观组织研究

      2016, 45(6):1534-1538.

      摘要 (1294) HTML (158) PDF 0.00 Byte (892) 评论 (0) 收藏

      摘要:以Al-6Mg-0.8Zn-0.5Mn-0.2Zr-0.2Er合金为基础,对该材料的冷轧态,温轧态,完全退火态进行拉伸测试和疲劳裂纹扩展速率测试。运用电子背散射衍射(EBSD),透射电镜(TEM),扫描电镜(SEM)对合金的原始组织,疲劳断口,裂纹扩展路径进行观察,研究微观组织对材料拉伸性能及疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明:温轧态屈服强度高,裂纹扩展抗力大,实现了高强高耐损伤性能的匹配。这主要是由于温轧态轧制过程中发生动态回复,位错缠结规整化,具有较多的亚晶界,该种组织模式对材料的屈服强度和疲劳裂纹扩展抗力均有提高。

    • 一种新型Fe-Ni-Cr基高温合金组织特征及平衡相析出热力学研究

      2016, 45(6):1539-1544.

      摘要 (1457) HTML (171) PDF 0.00 Byte (1146) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用超高分辨场发射扫描电镜对一种新型Fe-Ni-Cr基合金进行了组织特征观察,并利用热力学计算软件Thermo-Calc对合金中可能析出的平衡相及元素含量变化对合金熔点及各相析出行为影响进行了计算分析。结果表明,C含量的增加可以明显提高MC及M23C6的析出量和析出温度;Ti作为MC的主要形成元素,其含量增加对MC析出量基本无影响,但可显著扩大MC的析出温度范围; Al、Ti含量的增加均可提高γ′相的析出量和析出温度,Al的影响尤为显著;降低Al或提高Ti含量均会显著提高η相的析出量和析出温度;W作为参与MC形成的元素,其含量增加对于促进MC形成的作用不明显;合金元素Al、Ti、W含量的增加均会降低初熔点,Al和Ti的影响更为明显。

    • TC18钛合金在热变形过程中的组织不均匀现象

      2016, 45(6):1545-1548.

      摘要 (1241) HTML (141) PDF 0.00 Byte (1091) 评论 (0) 收藏

      摘要:Ti-5Al-5Mo-5V-1Fe-1Cr钛合金是一种重要的航空材料,本文揭示了该合金在等温压缩过程中出现的组织不均匀现象。首先使用真空自耗炉制备出合金铸锭,而后进行热加工和热处理,使用热处理后的材料车削成圆柱形试样进行等温压缩试验,试样端面没有进行打磨、抛光处理,结果出现了严重的组织不均匀,在试样内部发现了轴对称分布的局部大变形区,这将增加材料受力时起裂的几率。本文就该组织现象展开了研究。

    • 基于BP网络Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金等温压缩流变应力预测

      2016, 45(6):1549-1553.

      摘要 (1284) HTML (158) PDF 0.00 Byte (910) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金820-970℃, 0.001-1s-1条件下的热模拟压缩试验,得到不同变形条件下的高温变形真应力-真应变曲线。基于此实验数据建立了该合金BP-ANN本构预测模型和传统的回归模型。结果表明:两个模型的最大相对误差分别为4.35%和13.9%,平均绝对误差AARE分别为1.42%和6.53%,说明BP-ANN模型具有较优异的预测能力,此模型可作为Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金高温变形本构模型。

    • >材料工艺
    • 医用多孔Ti-10Mo合金的制备及力学性能

      2016, 45(6):1554-1558.

      摘要 (1440) HTML (164) PDF 0.00 Byte (1173) 评论 (0) 收藏

      摘要:以元素粉末为原料添加造孔剂碳酸氢铵,采用粉末冶金模压烧结技术制备了多孔Ti-10Mo合金,探讨了烧结工艺与造孔剂含量对合金组织、孔隙特征和力学性能的影响规律。结果表明,在1300℃烧结可制备出具有典型魏氏体组织、孔隙分布均匀的多孔Ti-10Mo合金材料;随着造孔剂含量增加,合金孔隙率增加,孔径变大孔壁变薄,当造孔剂含量达到50%,孔隙结构互相贯通,孔径尺寸大幅增加;添加50~60%造孔剂,制备Ti-10Mo合金孔隙率为62.8%~66.9%,平均孔径尺寸为485~545μm,其弹性模量为2.9~1.3GPa,抗压屈服强度为129.2~56.1GPa。

    • Al-5Ti-1B细化剂对7A04铝合金半固态凝固组织的影响

      2016, 45(6):1559-1564.

      摘要 (1239) HTML (149) PDF 691.74 K (1316) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文研究了Al-5Ti-1B细化剂的不同添加量对7A04铝合金半固态浆料组织及二次凝固组织的影响。结果表明:添加0.1%的Al-5Ti-1B细化剂可以明显细化和圆整化7A04铝合金半固态浆料的初生α-Al颗粒,在630℃下,其平均颗粒直径和圆整度分别为71μm和0.49;随着Al-5Ti-1B细化剂含量高于0.1%,细化效果增加不明显;随温度升高,颗粒尺寸减小但圆整度也变差;添加Al-5Ti-1B细化剂可以使7A04铝合金半固态凝固组织中的α2颗粒细化并圆整,但对α3颗粒的直径与圆整度无明显影响。

    • 微波快速合成-烧结制备ZrNiSn半赫斯勒热电合金

      2016, 45(6):1565-1570.

      摘要 (1544) HTML (168) PDF 0.00 Byte (1227) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展了ZrNiSn热电块体材料的微波快速合成-烧结研究,并对样品的物相组成、电性能、热性能、微观结构和综合热电性能进行了测试和表征分析。相组成分析表明,采用微波固相合成在4~5min内即获得了单一相纯度很高的ZrNiSn合金,但存在少量杂质Sn;合成样品经30min微波烧结后,部分Sn因二次反应而消除。电性能分析表明,电阻率较高为13.7~16.9μΩm,从而对功率因子产生较大影响,功率因子最高为1683μWm-1K-2。热性能分析表明,ZrNiSn样品的热导率随着温度升高而降低,热导率最大为4.288Wm-1K-1,晶格热导率仅为2.86~3.96 Wm-1K-1,热性能良好。微观结构分析表明,微波烧结抑制了ZrNiSn晶粒长大,ZrNiSn基体晶内和晶界分布有大量纳米晶粒,绝大部分属于晶内析出,且分布较均匀,少部分分布在晶界。综合热电性能ZT值随测试温度的增加显著上升,在573~673K获得最大值0.25。

    • 退火处理对Al/ZE42/Al复合板界面组织和腐蚀行为的影响

      2016, 45(6):1571-1577.

      摘要 (1597) HTML (152) PDF 1.06 M (1357) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用光学显微镜、扫描电镜观察显微组织、盐水浸泡测定腐蚀速率等方法,研究了退火热处理工艺对Al/ZE42/Al复合板界面微观组织以及复合板在5.0wt%NaCl水溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:Al/ZE42/Al复合板经退火处理后,界面区域发生Mg和Al等元素的互扩散,界面扩散层包含2个反应层,靠近ZE42镁合金一侧的反应层为Mg17Al12,靠近Al板一侧的反应层为Al3Mg2金属间化合物,随退火温度的升高或者保温时间的延长,使ZE42/Al界面扩散层厚度增加,ZE42镁合金发生了再结晶组织转变;退火热处理没有改善Al/ZE42/Al复合板耐腐蚀性,提高了腐蚀速率,腐蚀机制为复合板边部向内部扩散而导致的电偶腐蚀加剧。

    • 热处理对双辊铸轧ZK60镁合金组织及阻尼性能的影响

      2016, 45(6):1578-1582.

      摘要 (1671) HTML (153) PDF 596.32 K (1209) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文采用双辊铸轧法制备了ZK60镁合金条带,采用金相显微镜(OM)和动态机械分析仪(DMA)研究了热处理后ZK60镁合金条带的组织和阻尼性能。退火处理后,组织较为均匀。T6处理后组织转变为均匀的等轴晶。在温度-阻尼谱中出现了两个温度阻尼峰,P1峰为弛豫型阻尼峰, 其激活能为132KJ/mol,P2峰为非弛豫型再结晶阻尼峰。T6处理条件下,时效时间为6小时时,呈现典型的位错型应变-阻尼图谱;在其他时效时间下,呈现两种混合位错型的应变-阻尼图谱。T6态双辊铸轧ZK60镁合金的应变-阻尼性能遵循G-L理论。

    • 固溶热处理对GH3535合金组织和性能的影响

      2016, 45(6):1583-1587.

      摘要 (1234) HTML (157) PDF 0.00 Byte (1023) 评论 (0) 收藏

      摘要:对热轧态GH3535合金进行不同温度和时间的固溶处理,采用扫描电子显微镜 (SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)和拉伸试验等手段研究了固溶处理后的合金组织及其对力学性能的影响。经过1177℃/20min固溶热处理后,合金发生再结晶与晶粒长大,一次M6C碳化物发生部分溶解。在更高温度下 (1220℃和1260℃) 固溶热处理后,晶粒异常长大且一次M6C碳化物数量明显减少。随着固溶温度的提高和固溶时间的延长,合金的抗拉强度随之降低,而延伸率提高。结合组织分析和断口分析发现,不同固溶热处理后合金的拉伸性能的变化源于晶粒的长大和一次M6C碳化物的溶解。

    • 热处理对Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金超弹性的影响

      2016, 45(6):1588-1592.

      摘要 (1296) HTML (154) PDF 0.00 Byte (1007) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文研究了不同热处理条件下近β钛合金Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb板材的超弹性行为及变形过程。结果表明:合金在固溶及固溶时效后均具有一定的超弹性行为,而相变点以上固溶后合金具有最佳的超弹性,同时应力诱发的马氏体体积分数最多。而固溶处理后时效析出的ω相和细小的α相却阻碍应力诱发马氏体的形成,导致合金弹性和塑性降低。研究还发现,对合金施加适当的预变形能够提高其超弹性。

    • VO2/FTO复合薄膜的制备及其光电特性研究

      2016, 45(6):1593-1599.

      摘要 (1193) HTML (149) PDF 0.00 Byte (1372) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用直流磁控溅射法在掺氟的SnO2(FTO)导电玻璃衬底上沉积纯钒金属薄膜,再在常压氮氧混合气氛中退火制备VO2/FTO复合热致变色薄膜,并对复合薄膜的结构、光学特性以及电学特性进行了测试分析。结果表明,薄膜结晶程度较高, 表面平滑致密, 具有很好的一致性,导电玻璃上的FTO并没有改变VO2择优取向生长,但明显改变了VO2薄膜的表面形貌特征。与VO2薄膜的典型相变温度68℃相比,VO2/FTO复合薄膜的相变温度降低约20℃,热滞回线收窄到5℃,相变前后的红外透过率分别为45%和22%,相变前后电阻率的变化达3个数量级,VO2/FTO复合薄膜优良的光电特性对新型光电薄膜器件的设计开发和应用具有重要意义。

    • 木质素磺酸钠对3.5%NaCl溶液中AZ31镁合金的缓蚀作用

      2016, 45(6):1600-1604.

      摘要 (1269) HTML (160) PDF 0.00 Byte (1067) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用失重法,极化曲线,电化学阻抗谱和扫描电子显微镜研究木质素磺酸钠(SLS)在质量分数为3.5%NaCl溶液中对AZ31镁合金的缓蚀作用。结果表明:在298K时SLS可有效抑制AZ31在NaCl介质中的腐蚀。当SLS为4.0g?L-1时,缓蚀率可达到最大。提高浓度后,其缓蚀率会下降。SLS是阴极型缓蚀剂,并且SLS在AZ31表面的吸附符合langmuir吸附模型。由吸附自由能G0及Arrhenius活化能Ea知,SLS在AZ31镁合金表面是化学吸附。

    • 等温锻造Ti-22Al-25Nb合金的显微组织与力学性能

      2016, 45(6):1605-1608.

      摘要 (1290) HTML (134) PDF 0.00 Byte (963) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文对Ti-22Al-25Nb(at. %)合金在不同相区等温锻造与锻后热处理过程中的组织演变及其对力学性能的影响进行了研究。结果表明,在980℃(B2 α2 O三相区)、1040℃(α2+B2两相区)以及1060℃(B2相区)等温锻造并热处理之后,合金的显微组织表现为典型的等轴组织、双态及双尺寸的板条组织,各相的尺寸以及体积分数可以通过热处理制度来控制。合金的力学性能测试表明:双尺寸的板条组织具有较高的室温强度但塑性最低,而等轴组织具有较高的塑性,强度最低。等轴组织的抗蠕变性能最低,双态组织以及双尺寸的板条组织具有相似的抗蠕变性,后两种组织主要以板条组织为主导,板条组织具有比等轴组织更优异的抗蠕变性能。

    • 氨水添加方式对硅油基磁流体性能的影响

      2016, 45(6):1609-1614.

      摘要 (1270) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1228) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文采用化学共沉淀法制备纳米Fe3O4磁颗粒,用油酸钠作表面活性剂对其进行表面改性,用硅油作为载液制备出硅油基磁流体。本文重点研究了氨水的不同添加顺序及氨水的不同添加速度对磁流体性能的影响,通过磁性能测试、观察磁流体静置后的沉降现象以及透射电镜来对磁流体进行表征,结果表明先加氨水再加油酸钠制备的磁流体分散稳定性好,其饱和磁化强度为11.4emu/g,进一步研究了以10ml/min速度滴加氨水再加油酸钠,得到的磁流体分散稳定性较好,其饱和磁化强度为14.3emu/g。

    • 热氧化温度对Ti6Al4V耐磨性的影响

      2016, 45(6):1615-1619.

      摘要 (1247) HTML (158) PDF 0.00 Byte (906) 评论 (0) 收藏

      摘要:在873~1023 K 保温10 h 条件下对Ti6Al4V进行热氧化处理。采用X射线衍射仪,辉光光谱分析仪和光学显微镜分析热氧化层的特征。借助MFT-R4000往复式摩擦磨损试验机研究热氧化温度对Ti6Al4V耐磨性的影响。结果表明:Ti6Al4V表面的热氧化层均匀、连续;热氧化温度对氧化层的形成、表面硬度和耐磨性有显著影响;973 K获得的氧化层表面硬度最高,磨损失重最低,磨痕宽度最小,耐磨性能最好。

    • 熔体过热处理对AZ91D镁合金组织与性能的影响

      2016, 45(6):1620-1624.

      摘要 (1320) HTML (132) PDF 0.00 Byte (1079) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文采用采用自制的电阻炉研究熔体过热温度对AZ91D镁合金凝固组织和力学性能的影响规律。结果表明:AZ91D镁合金的铸态组织随着熔体过热温度的提高由树枝晶形态向等轴晶转变,晶粒尺寸逐渐减小,超过850℃后晶粒尺寸变化不大。AZ91D镁合金的抗拉强度、条件屈服强度和伸长率均随熔体过热温度的提高呈先增大后减小的变化趋势,力学性能在850℃时达到最大值。DSC分析表明,提高熔体温度使凝固开始点温度降低,凝固区间缩小,临界晶核半径减小,增加了熔体中的过冷度,提高了熔体中非均匀形核率,是镁合金晶粒细化的主要原因。熔体过热温度的提高导致共晶温度提高,使共晶相粗大。

    • 压电驱动脉动混合可控合成金纳米粒子

      2016, 45(6):1625-1630.

      摘要 (1236) HTML (160) PDF 0.00 Byte (1003) 评论 (0) 收藏

      摘要:在用柠檬酸钠作还原剂还原氯金酸的基础上,提出了一种压电驱动式脉动微混合可控合成金纳米粒子的制备方法。 分析了金纳米粒子的合成机理及脉动微混合的工作原理。针对不同的浓度比(Na3C6H5O7:HAuCl4)和脉动混合频率设计并开展了相关金纳米粒子可控合成试验,利用紫外可见分光光度计和透射电子显微镜对所得样品的光学特性、粒子粒径、粒子偏差及单分散性进行了表征,分析了浓度比和频率对试验结果的影响。试验结果表明:利用压电驱动式脉动微混合法,通过控制两相制剂的浓度比和脉动混合频率,一定程度上可以实现金纳米粒子的可控合成。

    • TiNiCr形状记忆合金热压缩变形行为研究

      2016, 45(6):1631-1635.

      摘要 (1549) HTML (148) PDF 0.00 Byte (1179) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用Gleeble-3500在变形温度为600~900℃,应变率为0.001 ~1s-1下,对TiNiCr合金进行压缩,对真应力-应变曲线和压缩后试样的显微组织进行分析。结果表明:TiNiCr合金的真应力-应变曲线是由加工硬化效应和软化效应共同决定的,流变应力随温度的升高和应变率的减小而减小;在热压缩过程中,由于软化作用,引起加工硬化效应的位错逐渐消失,合金在不同变形条件下均出现了动态再结晶现象,再结晶机制是弓出形核;温度越高,应变率越低,TiNiCr合金动态再结晶趋势越明显,晶粒尺寸越大,软化机制越以动态再结晶为主;TiNiCr合金与传统非金属间化合物不同,只通过真应力-应变曲线不能推测其软化机制。

    • >评述
    • 金属纤维多孔材料力学性能研究现状

      2016, 45(6):1636-1640.

      摘要 (1408) HTML (147) PDF 0.00 Byte (1404) 评论 (0) 收藏

      摘要:金属纤维多孔材料是一类新型轻质金属多孔材料,其力学性能是影响大规模应用的关键性能之一。本文详细论述了金属纤维多孔材料的拉伸性能、剪切性能、压缩性能和冲击性能等力学性能的研究进展,并简要叙述了应力波在多孔材料内部传播的研究现状,最后指出未来应加强金属纤维多孔材料的动态冲击性能及应力波在多孔材料内部的传播、衰减机制研究,从而进一步扩大金属纤维多孔材料的应用领域。

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