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  • 材料工程
      2007年, 第0卷, 第12期 刊出日期:2007-12-20 上一期    下一期
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    论文
    消泡剂对真空压力成型复合材料质量与性能的影响
    张宝艳, 陈祥宝, 周正刚
    2007, 0 (12): 3-7.  
    摘要 ( 349 )   HTML( PDF (1035KB) ( 401 )   引文文本
    分析了消泡剂移除树脂体系中气泡的原理,研究了消泡剂BYK ζ-A560对真空压力成型VB-90/T700复合材料质量和性能的影响。结果表明:消泡剂BYK ζ-A560的加入显著降低了复合材料层压板的孔隙率,改善了复合材料层压板的质量,提高了复合材料的基本力学性能。消泡剂对复合材料耐热性影响不大,真空压力成型的BYK-A560改性VB-90/T700复合材料的长期使用温度可以达到90℃。
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    长期时效对DZ951合金γ′相的影响
    夏鹏成, 禹文芳, 于金江, 孙晓峰, 管恒荣, 胡壮麒
    2007, 0 (12): 8-11.  
    摘要 ( 241 )   HTML( PDF (494KB) ( 367 )   引文文本
    研究了定向凝固DZ951镍基高温合金在长期时效过程中的组织演化。结果表明:随着时效温度和时间的增加,γ′粗化形筏。形筏时间随时效温度的升高而减少。形筏驱动力为弹性应变能和界面能的降低。γ′长大受元素扩散控制,长大遵循LSW理论,长大激活能为294kJ/mol左右。由于DZ951合金γ′相中含有较多的高熔点元素W,Mo和Nb等,从而提高γ′相的稳定性,增加γ′长大激活能。合金在长期时效过程中未出现拓扑密排相(Topological Close-PackedPhase,TCP Phase)等有害相,表明DZ951合金具有较好的组织稳定性。
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    第二代单晶高温合金DD6的横向拉伸性能
    赵金乾, 李嘉荣, 刘世忠, 韩梅
    2007, 0 (12): 12-14,20.  
    摘要 ( 241 )   HTML( PDF (1125KB) ( 322 )   引文文本
    在800~950℃的条件下,研究了第二代单晶高温合金DD6的横向拉伸性能。结果表明:随着温度的升高,横向拉伸强度下降,横向伸长率先增加然后明显下降;与合金的纵向性能即[001]取向性能相比,在较高温度下横向伸长率明显小于纵向伸长率;随着温度的升高,沿枝晶界面易于形成显微裂纹,导致塑性降低。
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    测试与表征
    镍基单晶合金紧凑拉伸试样高温断裂特性的实验研究
    温志勋, 岳珠峰, 朱振涛
    2007, 0 (12): 15-20.  
    摘要 ( 263 )   HTML( PDF (1067KB) ( 203 )   引文文本
    采用紧凑拉伸(CT)试样对三种晶体取向[001],[011],[111]的镍基单晶合金DD3在950,850℃和760℃下的拉伸以及950℃时的蠕变和疲劳性能进行了实验研究。应用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分别对单晶体裂纹扩展路径和断口表面进行了观察和分析。拉伸实验结果表明:单晶体裂纹扩展路径沿着特定的晶体学矢量方向扩展而在试样自由表明呈现Z字型外观,其扩展方向及形状取决于晶体取向。温度对试样的断裂形式影响较为显著,760℃时的断裂特征为剪切型脆性断裂,断裂平面为沿滑移面的光滑斜断口;950℃下试样断裂逐渐转变为微孔聚集型韧性断裂,断口由粗糙的剪切唇和纤维区构成。蠕变和疲劳实验结果表明:镍基单晶具有明显的蠕变和疲劳性能各向异性,蠕变寿命以[011],[111],[001]顺序依次减小,疲劳寿命以[111],[011],[001]顺序依次减小;蠕变及疲劳裂纹扩展路径均与加载方向垂直,断裂表面均为光滑的平断口。试样断口细观分析显示,蠕变试样断口由杯锥状韧窝组成,而疲劳试样断口则由疲劳裂纹组成。疲劳损伤比蠕变损伤更有利于裂纹的扩展。
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    45钢高温拉伸峰值应力和变形储能与Z参数的关系函数研究
    黄光杰, 钱宝华, 游红
    2007, 0 (12): 21-25.  
    摘要 ( 262 )   HTML( PDF (1654KB) ( 370 )   引文文本
    通过Gleeble-1500D热模拟试验机进行高温拉伸实验,变形温度范围1123~1273K,初始应变速率范围0.01~5s-1,并采用双曲正弦模型,研究了45钢在高温拉伸条件下的峰值应力、变形储能与Zener-Hollomon参数的关系函数。结果表明:峰值应力与Z参数之间能较好地满足双曲正弦关系,其激活能为336.0kJ/mol;同时,变形储能与Z参数满足ΔGD=0.1269(lnZ)2-6.8262(lnZ)+93.873函数关系,且随着应变速率的增加和变形温度的下降而上升,其值在2~20J/mol之间波动。
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    腐蚀环境下2E12航空铝合金疲劳裂纹扩展行为研究
    杨胜, 易丹青, 杨守杰, 钟利
    2007, 0 (12): 26-29,34.  
    摘要 ( 238 )   HTML( PDF (732KB) ( 346 )   引文文本
    采用SEM,TEM及疲劳性能测试等分析测试手段,系统地研究了2E12铝合金在室温空气、潮湿气体及盐雾环境下的疲劳裂纹扩展速率。结果发现2E12合金具有良好的疲劳性能,疲劳裂纹扩展速率优于国外的2524铝合金。利用修正的Paris公式分析腐蚀介质对合金的疲劳裂纹扩展性能影响轻重程度依次为:室温空气<潮湿气体<盐雾环境。不同环境条件下合金的疲劳裂纹形貌均表现微观裂纹扩展的晶界小平面、宏观裂纹扩展的疲劳条纹以及剪切撕裂的微观结构。在腐蚀环境下,宏观裂纹扩展表现出更多的脆性裂纹扩展特征,氢脆导致塑性区脆化及腐蚀诱导的阳极溶解是导致裂纹扩展性能降低的原因。
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    表面工程
    MoS2软涂层刀具的基体材料优选及涂层制备
    赵金龙, 邓建新, 宋文龙
    2007, 0 (12): 30-34.  
    摘要 ( 259 )   HTML( PDF (1248KB) ( 315 )   引文文本
    以常见的几种高速钢和硬质合金为基体材料,运用有限元软件分析了基体表面MoS2软涂层的残余热应力。结果表明:高速钢表面涂层的最大残余热应力小于硬质合金表面涂层的残余热应力;涂层与基体之间弹性模量和热膨胀系数等参数及沉积温度的差异是影响涂层残余热应力大小的主要因素。采用中频磁控溅射加离子束辅助沉积工艺制备了两种MoS2软涂层刀具并对其性能进行了测试,分析结果符合有限元计算的结论。
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    40Cr调质钢磨削淬硬表面强化的实验研究
    韩正铜, 张宁菊, 高顶, 陈冬梅
    2007, 0 (12): 35-38.  
    摘要 ( 209 )   HTML( PDF (406KB) ( 459 )   引文文本
    对40Cr调质钢进行磨削强化开展研究,通过变切深和变进给磨削强化实验,分析磨削力和比磨削能,研究强化层深度的变化规律,并对试件的金相组织进行分析。研究表明40Cr调质钢磨削强化具有可行性。
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    MoS2/Zr复合薄膜的制备及性能研究
    宋文龙, 邓建新, 张辉
    2007, 0 (12): 39-43,47.  
    摘要 ( 255 )   HTML( PDF (1891KB) ( 285 )   引文文本
    采用新型中频磁控溅射技术及多弧离子镀相结合的复合镀膜工艺,在硬质合金YT14基体上制备了MoS2/Zr复合薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)考察MoS2/Zr复合薄膜表面及截面的形貌,利用能谱分析(EDX)薄膜的成分组成。测试涂层的厚度、显微硬度及涂层与基体之间的结合力等性能参数。结果表明:制备的MoS2/Zr复合薄膜结构致密,结合力约为60N,厚度约为2.6μm,硬度约为HV800。
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    工艺
    片状氧化铝晶种加入量对氧化铝陶瓷组织和性能的影响
    朱丽慧, 刘伟, 李太昌, 黄清伟
    2007, 0 (12): 44-47.  
    摘要 ( 349 )   HTML( PDF (1183KB) ( 233 )   引文文本
    以片状氧化铝单晶颗粒为晶种,CaO-Al2O3-SiO2(CAS)为添加剂,采用无压烧结研究了晶种加入量对氧化铝陶瓷显微结构与性能的影响。研究发现,晶种和CAS的共同作用促进了长柱状晶粒的生长。长柱状晶粒的数量随着晶种数量的增加而增加,但当晶种加入量增加到60%(质量分数,下同)时,长柱状晶粒的数量虽然增加,但尺寸减小。晶种加入对氧化铝陶瓷相对密度和硬度影响不大,但断裂韧性随晶种量的增加呈现出先增后降的趋势。加入30%晶种时陶瓷的断裂韧性最高,达到6.5MPa·m1/2,比未加晶种的陶瓷提高了25%。
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    尼龙12/铜复合粉末材料及其选择性激光烧结成形
    闫春泽, 史玉升, 杨劲松, 刘锦辉, 黄树槐
    2007, 0 (12): 48-51.  
    摘要 ( 318 )   HTML( PDF (976KB) ( 666 )   引文文本
    通过溶剂沉淀法制备了尼龙12覆膜铜复合粉末材料,并制备了机械混合尼龙12/铜复合粉末材料。通过扫描电子显微镜(SEM)对两种粉末材料的微观形貌进行了观察,对两种粉末的选择性激光烧结(SLS)成形件的强度及翘曲变形行为进行了对比研究。结果表明:尼龙12覆膜铜复合粉末材料中尼龙12包覆均匀,无裸露Cu粉存在,而机械混合尼龙12/铜复合粉末材料中尼龙12颗粒是零散地非均匀性分散在Cu粉颗粒中。在尼龙12含量及烧结工艺参数相同的条件下,尼龙12覆膜铜复合粉末SLS成形件的拉伸强度及弯曲强度是机械混合尼龙12/铜复合粉末SLS成形件的两倍以上,翘曲变形也明显小于机械混合尼龙12/铜复合粉的SLS成形件。
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    工艺参数对电场诱导Fe-Ti-C系燃烧合成的影响
    计芳, 冯可芹, 杨屹, 连姗姗, 吴金岭
    2007, 0 (12): 52-57.  
    摘要 ( 303 )   HTML( PDF (1697KB) ( 241 )   引文文本
    采用G1eeble热模拟机,利用电场诱导Fe-Ti-C系燃烧合成,针对保温过程和压力对体系燃烧合成的影响进行了探讨。对体系燃烧合成过程的温度场和合成产物进行了分析,结果表明:电场作用可降低体系的点火温度,200℃保温压坯的点火温度及所达到的最高温度都比相对应的未保温压坯的高,未保温压坯的合成产物由TiC,Fe和Fe2Ti组成,而保温压坯的合成产物主要由TiC和Fe组成,经过200℃保温的合成产物中TiC颗粒比未保温的要小一些。在加热过程中对压坯施加一较小的压力不仅可以降低点火温度,还能获得细小的TiC颗粒,但压力对合成产物的组成影响不大,都由Fe,TiC和少量Fe2Ti组成。
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    B4C/C功能梯度材料制备及其性能研究
    张国兵, 郭全贵, 刘朗, 史景利, 翟更太, 宋进仁
    2007, 0 (12): 58-62.  
    摘要 ( 294 )   HTML( PDF (577KB) ( 255 )   引文文本
    采用粉末冶金法中的叠层法在2000℃,40MPa的热压烧结条件下设计制备了B4C组分含量变化范围为10%~50%(质量分数)的B4C/C功能梯度材料(FGM)。同时,为了深入考察B4C/C FGM各叠层的性能,在相同的工艺条件下,制备了对应不同叠层的B4C/C均质复合材料。性能测试表明随着B4C含量的增加,对应B4C/C均质复合材料的密度、强度、电阻率、抗氧化性等性能均呈现单调递增的趋势;同时B4C/C FGM整体表现出低密度和高弯曲强度特征,分别可达2.16g/cm3和138MPa。SEM图和XRD特征曲线表明B4C/C FGM梯度特征显著,抗氧化实验表明B4C/C FGM的抗氧化性也呈现比较明显的梯度变化特征,有望作为抗等离子体、单壁抗氧化等领域用材料。
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    注凝工艺制备二氧化锆陶瓷微球
    李承亮, 郝少昌, 赵兴宇, 郭文利, 梁彤祥
    2007, 0 (12): 63-66.  
    摘要 ( 393 )   HTML( PDF (425KB) ( 703 )   引文文本
    采用注凝工艺制备二氧化锆陶瓷微球,测试了微球的性能,研究了分散剂、引发剂以及真空除泡等对浆料性质的影响。结果表明:将催化剂加入至二甲基硅油中可以避免浆料提前固化,有效延长其稳定存放时间,同时还可将浆料固化所需温度从90℃降低到50℃。采用振动分散技术可以获得尺寸分布均匀的二氧化锆陶瓷微球。
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    MgF2/N2/空气气氛中密封熔炼AZ91D镁合金实验研究
    聂书红, 熊守美
    2007, 0 (12): 67-72,78.  
    摘要 ( 259 )   HTML( PDF (877KB) ( 477 )   引文文本
    在预先装入固态MgF2的密封熔炼炉中,研究了熔炼温度和炉内空气含量对AZ91D镁合金保护效果的影响,并对表面膜形貌、成分和成分分布进行了研究。结果表明:保护效果随熔炼温度和气氛中空气含量增加而逐渐变差;当气氛中空气体积分数为25%,实验温度<750℃时,AZ91D镁合金很好被保护;当熔炼温度为650℃,气氛中空气体积分数<30%时,AZ91D镁合金很好被保护。所有表面膜由MgF2和MgO组成,表面膜厚度随熔炼温度和气氛中空气含量的增加而增加,表面膜中MgF2的数量也随熔炼温度和气氛中空气含量的增加而显著增加;膜表面平整度随气氛中空气含量的增加而变差,熔炼温度增加对膜平整度影响不大。固态MgF2在熔炼温度下蒸气压较高,其蒸气与空气中氧气一起参与AZ91D镁合金表面膜的形成。
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    综述
    一维V2O5纳米材料的性质及其应用进展
    李莉, 王宝辉, 童茂松
    2007, 0 (12): 73-78.  
    摘要 ( 302 )   HTML( PDF (1146KB) ( 431 )   引文文本
    本文综述了不同形态的一维V2O5纳米材料(包括纳米线、纳米棒、纳米管、纳米带)的电、磁、电化学以及光学性质,及其在传感器与致动器、场效应管(FET)、金属-绝缘体-半导体(MIS)结构、Li离子电池电极、超级电化学电容器、电致变色器件、纳米光刻模板等方面的应用,并对一维V2O5纳米材料的未来发展方向进行了展望。
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