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  • 材料工程
      2011年, 第0卷, 第12期 刊出日期:2011-12-20 上一期    下一期
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    不同取向DD3单晶合金扩散连接接头组织及性能
    李晓红,钟群鹏,曹春晓,陈波,毛唯
    2011, 0 (12): 1-5.  
    摘要 ( 679 )   HTML( PDF (1349KB) ( 383 )   引文文本
    采用D1F非晶态箔中间层合金对0°+30°,0°+60°取向组合的DD3单晶合金试样进行了TLP扩散焊,研究了被焊单晶合金试样相互之间的取向对接头组织和性能的影响。结果表明:当被焊二母材取向不一致时,由于在焊缝中央存在较大块状γ′相组成的界面,且此界面与外加应力方向垂直,是高温应力作用下的薄弱环节,从而使接头持久性能明显降低,低于母材持久性能的40%,接头断裂均发生在焊缝;而采用同样的中间层合金和连接规范,取向一致配对焊接的单晶合金接头具有均匀的焊缝组织和优良的持久性能,可达到或接近与母材等强。因此为了获得高性能的接头,应尽可能使被焊部件的晶体取向一致。
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    测试与表征
    纯钛高应变率拉伸力学行为的实验研究
    张银喜,张军,黄文,汪洋,夏源明
    2011, 0 (12): 6-9.  
    摘要 ( 811 )   HTML( PDF (422KB) ( 194 )   引文文本
    利用MTS809材料试验机和旋转盘式间接杆杆型冲击拉伸实验装置,对多晶纯钛进行了室温环境下应变率为0001,0.01 s-1的准静态和300,1400s-1的动态拉伸实验,获得了纯钛等温和绝热拉伸应力应变曲线;实施了应变率为300s-1的冲击拉伸复元实验,获得了纯钛在高应变率下的等温应力应变曲线。结果表明:纯钛的拉伸力学行为具有明显的应变硬化效应、应变率强化效应和绝热温升软化效应。采用修正的KHL模型较好地表征了纯钛在准静态和动态实验应变率范围内的拉伸力学行为。
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    连续缓慢冷却贝氏体转变特征及合金元素分布的影响
    周洪宝,蔡庆伍,武会宾,张杰,陈雨来
    2011, 0 (12): 10-15.  
    摘要 ( 717 )   HTML( PDF (1361KB) ( 262 )   引文文本
    利用热膨胀仪对实验用预硬型塑料模具钢不同冷却速率进行热模拟,观察组织形貌,并用电子探针显微分析仪对不同组织区域进行定点分析,发现Mo,Si在抑制珠光体转变及粒状贝氏体转变过程中起重要作用。在冷速≤0.015℃/s冷却条件下,组织转变较为复杂,转变过程中有珠光体出现。由于内部合金元素微观分布不均匀,贝氏体组织分为片状和成团的粒状两种形貌,珠光体主要在成团粒状区域内出现。
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    应力诱发铁磁材料预制切口产生的二维弱磁场信号特征研究
    董丽虹,徐滨士,王慧鹏,董世运
    2011, 0 (12): 16-19.  
    摘要 ( 617 )   HTML( PDF (457KB) ( 203 )   引文文本
    为研究应力诱发切口部位产生的二维自发弱磁场信号特征,制作45CrNiMoVA特种钢板状切口试件,在MTS810型液压饲服实验机上施加轴向拉应力,采用EMS2003磁记忆仪和RM1磁记忆仪采集不同应力水平下切口部位法向分量Hp(y)信号、水平分量Hp(x)信号,分析弹性变形阶段内二维弱磁信号特征及变化规律。结果表明:拉应力诱发切口部位Hp(x)信号呈现正向磁尖峰特征,Hp(y)信号呈现磁异变波峰波谷特征;Hp(x)信号的尖峰值和水平基线幅值、Hp(y)信号的峰峰值和峰间斜率K值与工作应力存在线性相关性。
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    不同种类水凝胶对结晶紫染料的吸附性能研究
    张青松,彭喆,赵义平,陈莉,马静
    2011, 0 (12): 20-24.  
    摘要 ( 747 )   HTML( PDF (781KB) ( 602 )   引文文本
    分别以丙烯酰胺(AM)和异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为单体,以亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为化学交联剂和无机纳米黏土硅酸镁锂(LMSH)为物理交联剂,在水溶液中采用自由基聚合制备得到4种类型水凝胶。结果表明:相比于MBA,LMSH交联的polyAM和polyNIPAM水凝胶溶胀度高,孔洞数量多,结晶紫吸附量增加5~8倍。就吸附和使用效果而言,LMSH交联的polyNIPAM水凝胶是最佳的结晶紫吸附剂。
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    海洋环境载荷下T300/环氧复合材料自然老化特性实验研究
    张颖军,朱锡,梅志远,李华东
    2011, 0 (12): 25-28.  
    摘要 ( 694 )   HTML( PDF (404KB) ( 347 )   引文文本
    采用海水浸泡阳光曝晒循环老化的方法,模拟实际海洋环境载荷对T300/环氧复合材料的作用,用以评价手糊成型T300/环氧复合材料在海洋环境中的耐久性。通过对老化前后复合材料的质量变化、轴向抗拉强度、拉伸模量、面内剪切强度及压缩强度等基本力学性能的分析,研究T300/环氧复合材料的老化规律。结果表明:经过湖北武汉和海南三亚140天的自然循环老化,增重率随时间的增加而增加,力学性能的衰减趋势基本一致,其中拉伸模量老化特征不明显,抗拉强度变化较小,然而面内剪切强度和轴向压缩强度衰减幅度较大,干态试件剩余强度大于湿态试件剩余强度。
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    定量热像法预测焊接接头的S-N曲线和残余寿命
    樊俊铃,郭杏林,赵延广,吴承伟
    2011, 0 (12): 29-33.  
    摘要 ( 615 )   HTML( PDF (449KB) ( 365 )   引文文本
    在恒定的平均应力作用下,考虑焊接接头的实际工况,利用红外热像技术建立了快速预测焊接接头疲劳参数和残余寿命的模型,实现了定量热像法对非均质焊接接头疲劳性能的评估。通过红外热像仪监测焊接接头表面局部热点的变化,定性分析了损伤演化状态。结果表明:定量热像法克服了传统疲劳实验方法的局限性,可快速、准确地确定非均质焊接接头的疲劳性能。同时,通过对疲劳损伤过程中热点区域的实时监测说明其是一种有效的检测方法。
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    合纳米ZnO-CeO2的制备与吸光性能研究
    吕印美,李丽华,张金生,李秀萍
    2011, 0 (12): 34-37.  
    摘要 ( 623 )   HTML( PDF (481KB) ( 340 )   引文文本
    采用非均相沉淀法合成纳米ZnO-CeO2复合材料。考察了原料配比,反应温度,pH值对产品紫外吸光性能的影响,从而确定最佳工艺。采用FTIR,XRD,UV-Vis对样品进行表征分析。结果表明:在最佳工艺条件下所制备的样品为氧化锌和氧化铈混合物相,复合纳米的平均粒径大约为15nm;该材料对245~400nm之间的紫外光有良好的吸收,且吸收边界延伸到400nm以后,可作为良好的紫外吸收材料。
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    TDI改性对苎麻纤维密度及力学性能的影响
    杨敏鸽,王琼,王俊勃,贺辛亥,付翀,赵雪曼,秦辉
    2011, 0 (12): 38-41.  
    摘要 ( 818 )   HTML( PDF (425KB) ( 315 )   引文文本
    研究了优化工艺条件下甲苯2,4二异氰酸酯(TDI)与苎麻纤维和纱线接枝改性后的密度及力学性能,并用红外光谱仪和X射线衍射仪对接枝前后纤维的结构和晶型进行了表征。结果表明:碱处理和TDI接枝改性后,苎麻纤维和纱线的密度增大;抗拉强度明显降低,其中苎麻纤维碱处理后抗拉强度下降26.29%,接枝后下降29.13%(有超声)和22.67%(无超声);苎麻纱线碱处理后抗拉强度下降39.04%,接枝后下降35.51%。
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    表面工程
    化学沉积非晶态Ni-W-P合金激光晶化组织与耐磨性的关系
    刘宏,郭荣新,卞建胜,钟浩,巩芳,李太宗
    2011, 0 (12): 42-47.  
    摘要 ( 697 )   HTML( PDF (932KB) ( 605 )   引文文本
    用XRD定量分析法研究化学沉积非晶态NiWP合金激光晶化前后的显微组织特征。通过硬度测试、磨损实验、金相和SEM研究镀层的磨损行为。结果表明:在不同的扫描速率下,均发生Ni3P相的晶化反应;随扫描速率的降低,镀层的晶化程度增加,但均未达到完全晶化;扫描速率为7mm/s时,镀层的晶化程度为73.0%。在发生Ni3P晶化反应的临界扫描速率(10mm/s)下,析出的Ni3P晶粒尺寸大于Ni;扫描速率降低时,两相的尺寸特征向相反的方向演变,但均保持在纳米级范畴。激光晶化前后镀层的硬度和耐磨性受其晶化程度,Ni及Ni3P相的尺寸、数量影响,7mm/s时主要表现为黏着磨损,8mm/s时以磨粒磨损为主。具有适宜的晶化程度、合适的晶粒尺寸,镀层的耐磨性才能得到改善。
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    电沉积Ni-SiC纳米复合镀层的显微组织分析
    吴化,陈涛,王庆辉
    2011, 0 (12): 48-52.  
    摘要 ( 776 )   HTML( PDF (679KB) ( 341 )   引文文本
    采用超声波辅助脉冲电沉积复合镀技术在铜基表面制备Ni-SiC纳米复合镀层。研究了超声波的施加和不同电极摆放方式对镀层显微组织和性能的影响。结果表明:超声波和第二相颗粒共同作用可以显著细化复合镀层显微组织,显微硬度可达到HV760;复合镀层镍衍射晶面(200)和(220)峰位的变化,说明晶粒生长过程中的择优取向得到了抑制;在其他施镀条件相同时,与电极垂直摆放相比较,电极水平放置时复合镀层厚度减至为12.0μm,且显微硬度下降为HV343。分析原因是,电极水平摆放时第二相颗粒的自沉降作用覆盖阴极表面,阻碍镍的沉积,从而降低了复合镀层中SiC的含量。
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    海水中重防腐涂层的失效行为及扩散系数的测定
    朱承飞,解瑞,薛金花
    2011, 0 (12): 53-57.  
    摘要 ( 775 )   HTML( PDF (760KB) ( 324 )   引文文本
    采用电化学交流阻抗谱(EIS)技术对环氧富锌底漆/环氧云铁中间漆/氯化橡胶面漆重防腐涂层在海水中使用初期的失效过程进行了研究,同时采用电容法分析了失效过程中水分的吸收问题及水分的扩散系数。结果表明:涂层体系在海水中的失效过程分为两个阶段,浸泡前120h,涂层电阻从起始的2.284×109Ω·cm2以大约1.9×107Ω·h-1的速率迅速下降到1.029×107Ω·cm2,120h后则以较小的速率(8381Ω·h-1)下降。而涂层的吸水过程(lnCc-t1/2)可以分为两个阶段,线性增加阶段(0~30h)和30h后缓慢增加阶段,并根据第一阶段计算得到涂层中水分的扩散系数D为2.9076×10-9cm2·s-1
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    工艺
    多光子纳米加工中激光扫描条件对金属微纳结构的影响
    靳伟,董贤子,赵震声,段宣明
    2011, 0 (12): 58-62.  
    摘要 ( 618 )   HTML( PDF (666KB) ( 231 )   引文文本
    研究了飞秒激光多光子还原制备银微纳结构技术中激光扫描条件对金属微纳结构与形貌的影响。结果表明:增加激光扫描点间距d可获得较小线宽,延长曝光时间t使线条变宽,增加扫描次数N可使金属微纳结构表面银纳米粒子熔融凝固成较大尺寸颗粒及块状物。
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    粉末热压成形工艺对WCP/2024Al复合材料力学性能的影响
    梁秋实,毛昌辉,杨剑
    2011, 0 (12): 63-67.  
    摘要 ( 529 )   HTML( PDF (869KB) ( 282 )   引文文本
    采用真空热压方法制备了WC颗粒增强2024铝基复合材料(WCp/2024Al),并利用XRD,SEM,拉伸性能测试等检测手段研究了复合材料的热压温度和WC颗粒尺寸对WCp/2024Al复合材料力学性能的影响。结果表明,热压温度是控制复合材料发生界面反应的关键因素之一,并且界面反应所生成的反应产物导致复合材料的强度和塑性下降,使复合材料由韧性断裂向脆性断裂转变,复合材料的抗拉强度随成形温度的提高而降低。WC的颗粒尺寸对WCp/2024Al复合材料的抗拉强度未有显著的影响,但是对塑性影响较大,复合材料的塑性随WC颗粒尺寸增大而提高。
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    搅拌摩擦焊对Mg-Gd-Y-Zr合金组织与性能的影响
    鲍子成,许理,邓运来
    2011, 0 (12): 68-72.  
    摘要 ( 529 )   HTML( PDF (764KB) ( 302 )   引文文本
    对一种Mg-Gd-Y-Zr合金cast-T6状态板片试样搅拌摩擦焊接后的组织与性能进行了研究。结果表明:Mg-Gd-Y-Zr合金的搅拌摩擦焊的焊核区发生动态再结晶,为等轴细晶,硬度值最高;热机影响区基体组织具有热变形特征,第二相会粗化、溶解,硬度值稍低;热影响区晶粒尺寸与母材相当,第二相粗化,硬度值低于母材。在本工作实验条件下,cast-T6铸件试样的焊接系数达0.91,且伸长率相对于母材有大幅度提高。断口形貌SEM分析显示,接头断裂模式为韧性断裂。
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    Mg-Mg2Si-MgO复合材料的反应自组织合成机理
    金莹,郎静,陈禧,朱聪旭,马南钢
    2011, 0 (12): 73-77.  
    摘要 ( 663 )   HTML( PDF (664KB) ( 296 )   引文文本
    以纯Mg粉,SiO2粉为原料,采用反应自组织生长的方法制备了以MgO,Mg2Si为增强相的镁基复合材料。通过对试样的差热分析发现,Mg与SiO2在510~600℃之间发生原位化学反应,生成MgO与Si,被还原的Si继而与过量的Mg反应生成Mg2Si。采用扫描电镜和能谱分析对烧结后试样的微观形态进行分析,结果表明,经超声波辅助电搅拌混料获得的试样,反应所生成的MgO在Mg2Si表面形成了一层致密的团聚体壳层,其与基体之间结合紧密。力学性能测试结果表明,超声波辅助电搅拌混料所获得的试样维氏硬度比电搅拌混料所获得的试样的维氏硬度提高近40%。对体系中自组织反应的反应机理进行了讨论。
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    针状纳米ZnO制备EP/ZnO复合材料及其力学性能的研究
    张荣良,柳亚输,金云学
    2011, 0 (12): 78-82.  
    摘要 ( 519 )   HTML( PDF (640KB) ( 225 )   引文文本
    研究了用热镀锌渣作原料制得的针状纳米ZnO对EP/ZnO复合材料力学性能的影响。结果表明:使用具有空间结构的针状纳米ZnO所制备的环氧树脂复合材料,与普通ZnO所制备的环氧树脂复合材料相比力学性能得到了较大的提高和改善。当纳米ZnO的含量为4%(质量分数)时,材料的力学性能得到了明显改善,其冲击强度提高46.9%,抗拉强度提高20.9%,抗弯强度提高13.3%。
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    变极性等离子弧穿孔熔池受力及焊缝成形稳定性
    韩永全,郭龙 ,陈树君,杜茂华,吴永军
    2011, 0 (12): 83-86.  
    摘要 ( 580 )   HTML( PDF (499KB) ( 249 )   引文文本
    通过YB00501型压力变送器测定相同参数条件下正极性等离子电弧力大于反极性等离子电弧力,并建立了铝合金VPPA焊接穿孔熔池受力模型,分析了在不对称正、反极性等离子电弧力的作用下,穿孔溶池稳定性及其焊缝成形机理。同时进一步分析铝合金VPPA力学特性,掌握了焊接电流和离子气流量等重要焊接参数对其影响。经穿孔焊工艺实验,合理选择正、反极性电流幅值和离子气流量等参数,保持穿孔熔池热和力的平衡,为获取铝合金VPPA焊接稳定的工艺规范提供了理论支持。
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    综述
    高能固体推进剂工艺助剂研究进展
    陈煜,刘云飞,范夕萍,杨威,姚维尚,谭惠民
    2011, 0 (12): 87-90.  
    摘要 ( 515 )   HTML( PDF (250KB) ( 407 )   引文文本
    综述了提高高能固体推进剂加工工艺性能助剂的研究进展。从稀释药浆、延迟固化反应、改善颗粒流动性能等改善推进剂药浆加工性能的措施出发,分别介绍了相应工艺助剂的研究及应用情况。对近年来研究报道较多的可同时改善加工过程中固体颗粒流动性能及推进剂力学性能的多功能性工艺助剂的研究情况进行了重点介绍。对高能固体推进剂多功能性工艺助剂的进一步研究工作提出了一些见解。
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    电弧法制备碳包覆金属纳米微粒的研究进展
    刘同冈,邹学壮,钱子航,吴健
    2011, 0 (12): 91-96.  
    摘要 ( 463 )   HTML( PDF (767KB) ( 306 )   引文文本
    碳包覆金属纳米微粒既可以避免金属纳米微粒的氧化,又能保持其固有性能不变,其潜在科研和应用价值引起了研究者的广泛关注。本文介绍了电弧法制备碳包覆金属纳米微粒的原理,综合评述了碳包覆金属纳米微粒的电弧法制备技术的国内外研究现状,讨论了金属与碳作用后的反应路径,产物类型以及碳包覆金属纳米微粒的形成机理。
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