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  • 材料工程
      2005年, 第0卷, 第4期 刊出日期:2005-04-20 上一期    下一期
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    研究与应用
    CVD SiC致密表面涂层制备及表征
    刘荣军, 张长瑞, 周新贵, 曹英斌, 刘晓阳
    2005, 0 (4): 3-6.  
    摘要 ( 280 )   HTML( PDF (317KB) ( 936 )   引文文本
    考察了沉积温度、稀释气体流量对化学气相沉积(CVD)SiC涂层的显微结构及晶体结构的影响,分析得出:沉积温度为1100℃,稀释气体Ar流量<400mL/min时,制备的SiC涂层晶体结构完整、致密。在该制备工艺条件下沉积的SiC涂层密度为3.204g/cm3,显微硬度为HV4459.2,弹性模量为471GPa,涂层具有优异的光学加工性能,光学加工后表面粗糙度为0.429nm,能满足光学应用的要求。
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    电子束焊接TiAl基合金接头组织结构及其裂纹产生的敏感性
    吴会强, 冯吉才, 何景山, 周利
    2005, 0 (4): 7-10.  
    摘要 ( 295 )   HTML( PDF (731KB) ( 283 )   引文文本
    研究了电子束焊接TiAl基合金Ti-48Al-2Cr-2Nb(原子分数/%)的接头组织形态及其演化机制,分析了接头区域易产生固态裂纹的原因。研究发现焊缝主要形成柱状枝晶,呈肋骨状分布形态,其微结构为块状γm和少量层片状α2/γ组织。裂纹的形成原因主要归因于冷速过快导致α相分解受到抑制,从而使焊缝区域残余更多的α2相。此外热致应力、α2与γ相间的热膨胀系数的差异以及由此形成的相变应力也对裂纹的产生发挥着重要影响。
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    Cr元素对电弧喷涂TiB2陶瓷涂层耐磨性能的影响
    李淑青, 贺定勇, 蒋建敏, 秦灏
    2005, 0 (4): 11-14,25.  
    摘要 ( 301 )   HTML( PDF (307KB) ( 291 )   引文文本
    利用TiB2陶瓷材料的高硬度、高耐磨耐热等一系列优异性能,采用低碳钢带制成粉芯线材,用电弧喷涂工艺在Q235基体上制备耐磨涂层。通过添加Cr元素来优化喷涂工艺,改善涂层性能,并对添加Cr元素后涂层的耐磨粒磨损性能等进行了测试,通过多种手段分析Cr元素的加入对涂层耐磨性能的影响以及涂层磨损机理。结果表明,粉芯中添加Cr元素后,涂层韧性得到很大改善,涂层中组织分布也更加均匀弥散,磨粒磨损性能因此得到较大提高。
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    定型剂与树脂基体相容性的研究
    梁子青, 唐邦铭, 李艳亮, 益小苏
    2005, 0 (4): 15-17,41.  
    摘要 ( 282 )   HTML( PDF (211KB) ( 339 )   引文文本
    测试了定型剂在RTM树脂中的溶解性能。研究了定型剂含量对树脂浇铸体弯曲强度、弯曲模量、冲击强度及玻璃化转变温度Tg的影响。结果表明,工艺用量的定型剂对树脂浇铸体不会产生劣化作用。
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    环境温度及外磁场对Fe-13Cr-2.5Mo合金阻尼性能的影响
    胥永刚, 李宁, 于学勇, 沈保罗, 邱绍宇, 邹红
    2005, 0 (4): 18-20,45.  
    摘要 ( 299 )   HTML( PDF (229KB) ( 299 )   引文文本
    在环境温度和外磁场变化的条件下用改进的倒扭摆内耗仪分析了Fe-13Cr-2.5Mo合金的阻尼性能,用扫描电子显微镜分析了阻尼合金的组织结构。结果表明,合金的阻尼值包括铁磁部分和非铁磁部分。前者在室温条件下占整个阻尼的80%~90%,后者占10%~20%。当环境温度从23℃升高到550℃,阻尼性能逐渐下降到原来的60%~70%。比较900℃水冷处理的试样,1100℃炉冷试样的阻尼峰值对应的扭转应变较低,这表明其因外界噪声产生阻尼的能力较强。组织中晶粒的大小,析出物的产生及快速冷却过程中产生的微观残余应力是900℃水冷试样扭转应变较高的主要原因。
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    工艺参数对先驱体硅树脂高温连接陶瓷材料的影响
    所俊, 陈朝辉, 韩卫敏, 郑文伟
    2005, 0 (4): 21-25.  
    摘要 ( 311 )   HTML( PDF (295KB) ( 266 )   引文文本
    对先驱体硅树脂高温(800~1400℃)转化陶瓷接头连接石墨、陶瓷SiC及Cf/SiC复合材料进行了研究,着重对硅树脂固化裂解过程、硅树脂溶液浓度及裂解温度对连接性能的影响进行了探讨。研究表明,硅树脂的交联固化主要是通过消耗Si-OH来完成,先驱体溶液的浓度及裂解温度根据基材的不同而有不同影响。
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    倍半硅氧烷改性E-51/DDS树脂体系的性能研究
    刘海林, 马晓燕, 梁国正, 卢婷莉, 葛强
    2005, 0 (4): 26-29,54.  
    摘要 ( 339 )   HTML( PDF (348KB) ( 357 )   引文文本
    用自制的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基倍半硅氧烷为改性剂,对双酚A缩水甘油醚型环氧树脂E-51进行改性,两者配比为60/40(质量比),选用等当量的4,4′-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,形成环氧-倍半硅氧烷杂化材料。通过凝胶特性曲线、傅立叶变换红外光谱(FTIR)以及差示扫描量热方法(DSC)研究了该体系的固化反应特性及动力学问题;初步研究了固化体系的力学性能以及热性能。结果表明,该体系具有较好的工艺性,其固化反应的活化能是48.7kJ/mol,体系的热变形温度(HDT)达到200℃,热分解温度达到442℃,玻璃化转变温度(Tg)达到245℃,比相同条件下的E-51/DDS体系分别高出了31,58,20℃,体系在800℃时热残余量为25%,同时其弯曲强度和冲击强度基本保持不变。
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    强磁场对Al-18Si合金凝固组织的影响及其机理研究
    晋芳伟, 任忠鸣, 王晖, 徐匡迪
    2005, 0 (4): 30-32.  
    摘要 ( 245 )   HTML( PDF (316KB) ( 276 )   引文文本
    研究了过共晶Al-18Si合金在稳恒强磁场中的凝固行为。实验表明,在稳恒强磁场作用下,过共晶Al-18Si合金中的初生Si发生显著偏聚。为解释初生Si的偏聚机理,建立了相应的量子理论模型。模型认为:初生Si在Al-18Si合金中的偏聚是由于部分Si原子在磁场中获得附加能后,沿磁场方向做旋进运动所致。Si原子在10T磁场中获得的附加能为1.854×10-22J。
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    BT20钛合金激光焊接接头的断裂韧性研究
    钟飞, 史耀武, 李晓延, 巩水利, 陈俐
    2005, 0 (4): 33-37.  
    摘要 ( 272 )   HTML( PDF (387KB) ( 437 )   引文文本
    对BT20钛合金及其激光焊接接头的断裂韧性进行了研究。同时分析了合金及激光焊接接头的硬度分布及显微组织。断裂实验表明,除了一个焊接接头紧凑拉伸(CT)试样是脆性启裂外,其它CT试样均在裂纹延性启裂并缓慢扩展后,发生脆性失稳断裂。母材的断裂韧性明显高于焊接接头,轧制方向对母材断裂韧性的影响不明显。焊接热影响区的断裂韧性介于母材和焊缝金属之间。本研究采用的焊后热处理没有改善焊接接头的断裂韧性,还有进一步恶化的趋势。添加活性剂对焊缝金属的断裂韧性没有明显作用,但对延性裂纹扩展长度有所改善。
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    工艺因素对TC4合金应力松弛行为的影响
    刘勇, 尹钟大, 朱景川, 姜越
    2005, 0 (4): 38-41.  
    摘要 ( 258 )   HTML( PDF (211KB) ( 329 )   引文文本
    研究了TC4合金应力松弛行为的特征和工艺因素的影响。结果表明,TC4合金应力松弛行为可以分为两个阶段:第一阶段,应力松弛非常快,第二阶段应力松弛缓慢,但长时间应力松弛后剩余应力趋向于一极限值;应力松弛行为可以用应力松弛极限和应力松弛速率两个参量进行表征;温度升高时,松弛速率加快,应力松弛极限降低;同一温度不同初应力作用的应力松弛,应力松弛极限相同。
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    测试与表征
    GH4169合金高温力学行为本构建模及参数识别
    魏洪亮, 杨晓光, 于慧臣
    2005, 0 (4): 42-45.  
    摘要 ( 352 )   HTML( PDF (207KB) ( 631 )   引文文本
    针对涡轮盘用GH4169合金开展了高温下单调拉伸、对称循环及非对称循环的实验工作,结果表明,该材料具有比较明显的循环软化和平均应力松弛特性。采用带Ohno/Wang修正的Chaboche粘塑性理论本构方程,对其表现出的复杂力学现象进行本构建模,介绍了Levenberg-Marquadt非线性优化算法,结合材料实验数据并通过该算法识别了本构方程参数,将本构方程通过用户子程序嵌入到有限元软件ABAQUS中,对GH4169合金的上述实验现象进行了数值模拟,计算曲线与实验曲线取得了较好的一致性。
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    工艺
    复合材料RFI成形用树脂膜的成膜工艺性研究
    唐邦铭, 梁子青, 益小苏
    2005, 0 (4): 46-49.  
    摘要 ( 247 )   HTML( PDF (227KB) ( 429 )   引文文本
    针对先进复合材料树脂膜渗透成形技术(RFI)中的树脂膜,分析了其成形的基本过程,在测定树脂体系的基本粘度-温度关系基础上,采用树脂膜/离型纸的拉伸剪切实验方法测定了树脂膜的拉伸剪切强度,研究了树脂膜在不同温度及速度下的剪切载荷-位移关系及内聚破坏及界面破坏的转变温度范围。结果显示,破坏形式的转化是决定剪切强度-温度依赖性的关键。确定了实验树脂体系的成膜工艺区间的下限。
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    超音速等离子与HVOF喷涂WC-Co涂层的冲蚀磨损性能研究
    王海军, 蔡江, 韩志海
    2005, 0 (4): 50-54.  
    摘要 ( 267 )   HTML( PDF (283KB) ( 851 )   引文文本
    用超音速等离子喷涂(HEPJet)和两种进口高速氧燃气火焰喷涂(HVOF)设备(JP-5000和DJ-2700)制备WC-Co涂层,进行了孔隙率、显微硬度、结合强度及30°和90°攻角的冲蚀磨损对比实验,分析了涂层的SEM磨损形貌。结果表明,超音速等离子喷涂WC-Co涂层综合性能与JP-5000喷涂WC-Co涂层相当,优于DJ-2700;在30°冲蚀磨损条件下,WC-Co涂层的失效行为表现为疲劳剥落和微切削两种特征;在90°冲蚀磨损时,涂层的失效主要是垂直表面的磨粒冲击力导致涂层疲劳剥落。
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    改性双马来酰亚胺树脂固化工艺动力学模型的建立
    于佳, 王振清, 张博明, 王殿富, 张宝艳, 陈祥宝
    2005, 0 (4): 55-59.  
    摘要 ( 281 )   HTML( PDF (618KB) ( 203 )   引文文本
    利用固化反应动力学模型对复合材料成型工艺的固化工艺进行了模拟计算。以改性双马来酰亚胺树脂体系为例,采用DSC实验方法,以Least-aquare与Malek两种方法处理实验数据,选择并确定准确的固化反应动力学模型,进一步确定固化工序中的工艺参数。
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    综述
    Cf/SiC陶瓷基复合材料的发展与应用现状
    张玉娣, 周新贵, 张长瑞
    2005, 0 (4): 60-63.  
    摘要 ( 512 )   HTML( PDF (179KB) ( 1429 )   引文文本
    介绍了Cf/SiC复合材料的制备工艺,分析了各种制备工艺的优、缺点。描述了Cf/SiC复合材料近年来在航空涡轮发动机、热保护系统、光学结构及光学反射镜以及刹车片系统等领域的应用发展状况。对当前Cf/SiC复合材料研究存在的问题进行了分析,指出提高Cf/SiC陶瓷基复合材料抗氧化性仍是未来发展的一个重要研究方向。
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