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  • 材料工程
      2008年, 第0卷, 第5期 刊出日期:2008-05-20 上一期    下一期
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    论文
    镁合金AZ31的磨损性能研究
    赵旭, 黄维刚, 郑天群, 王燕
    2008, 0 (5): 1-3.  
    摘要 ( 262 )   HTML( PDF (749KB) ( 283 )   引文文本
    研究了滑动干摩擦条件下载荷和时间对镁合金AZ31磨损性能的影响。采用扫描电镜观察分析了磨损表面,讨论了不同载荷下的主要磨损形式。结果表明:合金的磨损质量损失在不同的载荷下均随磨损时间的增加而呈线性增加,载荷增加使磨损失重增加更显著。分析认为随载荷增加磨损形式经历了由氧化磨损,磨粒磨损到剥落磨损的变化过程。
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    原位无压烧结制备Si2N2O-Si3N4复相陶瓷
    裴雨辰, 李嘉禄, 于长清, 李淑琴
    2008, 0 (5): 4-6,12.  
    摘要 ( 408 )   HTML( PDF (1060KB) ( 230 )   引文文本
    以Y2O3和Al2O3陶瓷粉体作为烧结助剂,原位无压液相烧结制备Si3N4-Si2N2O复相陶瓷,Si2N2O相通过SiO2+Si3N4→2Si2N2O反应生成。生坯采用注凝成型制备,然后在1780℃保温2h烧结,烧结体基本由板条状的Si2N2O及长柱状的-βSi3N4晶粒构成。Si2N2O陶瓷相对于Si3N4陶瓷而言,具有优异的抗氧化性能,低的弹性模量,以及低的热膨胀系数,因此,Si2N2O-Si3N4复相陶瓷结合了两者的优异性能,并大大提高了材料的热冲击性,材料的热冲击温差即使达到1200℃,其残余强度基本上没有变化。
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    含Nd镁铝合金电子结构计算与强化机制分析
    张伟, 刘伟东, 王彦春, 张寿庭
    2008, 0 (5): 7-12.  
    摘要 ( 314 )   HTML( PDF (358KB) ( 196 )   引文文本
    基于EET理论,计算了Nd元素加入Mg-Al合金后形成的Mg-Al-Nd固溶体,第二相Al2Nd,Al3Nd价电子结构,研究了价电子结构与合金固溶强化、第二相强化、高温稳定性和晶粒细化的关系。Mg-Al-Nd最强键共价电子对数nA值和共价电子密度ρVC值均大于α-Mg的nA值和ρVC值,表明Nd的固溶有利于基体强度的提高;第二相Al2Nd最强键(nA=0.44396)与Al3Nd最强键(nA=0.38949)的键合强度均远大于基体α-Mg(nA=0.11199)的键合强度,因此,Al2Nd和Al3Nd极大地阻碍了位错的运动,提高了合金的强度;Al2Nd和Al3Nd的单位体积成键能力FV值分别为145.91和242.35,与γ-Mg17Al12(FVγ-Mg17Al12=44.22)相比较,它们的高温稳定性更好,其存在有利于改善Mg-Al合金的高温性能;Nd提高了液态合金中邻近原子间键合强度,增加了基体的形核率,减缓了晶粒长大速度,进而细化了晶粒,提高了合金的力学性能。
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    测试与表征
    聚3,4-乙二氧噻吩包覆碳纳米管的原位化学氧化合成
    黄大庆, 黄俊, 哈恩华, 刘旸, 吕明云, 丁鹤雁
    2008, 0 (5): 13-16.  
    摘要 ( 349 )   HTML( PDF (749KB) ( 390 )   引文文本
    报道了不同溶剂体系中原位化学氧化合成PEDOT/CNTs纳米复合物的实验,用红外光谱(IR)、拉曼光谱、透射电子显微镜(TEM)以及四探针电导率仪对合成的纳米复合物进行了表征,可以看出:采用乙腈作为反应介质环境,可以获得反应充分完全的具有理想形态的聚乙二氧噻吩包覆碳纳米管的纳米复合纤维;通过对合成纳米复合纤维进行导电性方面的表征,证明通过一维纳米形态的碳纳米管和导电聚乙二氧噻吩的复合,可以获得具有更高导电性的纳米复合纤维。
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    除氢处理对1Cr15Ni4Mo3N钢锻件疲劳性能的影响
    金建军, 苏斌, 王晓震, 王丽
    2008, 0 (5): 17-19.  
    摘要 ( 408 )   HTML( PDF (270KB) ( 269 )   引文文本
    研究了除氢处理对1Cr15Ni4Mo3N钢锻件疲劳性能的影响。1Cr15Ni4Mo3N钢锻造时可从加热气氛(油炉或天然气炉)中吸入氢,并导致锻件疲劳性能显著降低。结果表明:在淬火之前进行520℃×8h的除氢处理,可使1Cr15Ni4Mo3N钢锻件疲劳性能恢复至正常水平。
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    铌-钛复合微合金CSP流程生产X60管线钢的组织及性能
    何小东, 韩新利, 杨红兵, 陈宏达, 张雪琴
    2008, 0 (5): 20-23,28.  
    摘要 ( 265 )   HTML( PDF (699KB) ( 262 )   引文文本
    测试分析了CSP(Compact Strip Production)流程生产的Nb-Ti复合微合金X60管线钢组织和性能。结果表明:与传统工艺的同类产品相比,CSP生产的Nb-Ti复合微合金X60管线钢各向异性小,横向和纵向的抗拉强度及屈服强度差值都小于15MPa;CSP流程生产的这种管线具有优良断裂韧性和抗氢致开裂及抗硫化物应力腐蚀开裂性能;高频焊接制管后,焊缝和热影响区的组织为PF+P,焊缝的冲击功平均值为109J,焊缝对沟状腐蚀不敏感。
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    40CrNiMoA钢不同微观组织超声疲劳寿命研究
    邵红红, 蒋小燕, 张道军
    2008, 0 (5): 24-28.  
    摘要 ( 320 )   HTML( PDF (713KB) ( 370 )   引文文本
    应用超声疲劳试验技术,对三种不同微观组织状态的40CrNiMoA钢在超声振动载荷(ƒ=20kHz,R=-1)下的疲劳性能进行测试分析。结果表明:在超声振动条件下,具有强韧配合的微观组织超声疲劳寿命得到显著提高;不同微观组织的40CrNiMoA具有两种类型的S-N曲线:持续下降型和阶梯下降型,试样在107以上仍会发生疲劳断裂。扫描电镜对疲劳断口的分析表明:在超声疲劳载荷循环下,疲劳裂纹起源于试样表面。初步探讨了超高周疲劳断裂机理。
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    非水体系电沉积稀土填充半导体热电材料Bi2Sb3Lax及其电性能研究
    龚晓钟, 汤皎宁, 李均钦, 梁文涛
    2008, 0 (5): 29-33,38.  
    摘要 ( 454 )   HTML( PDF (490KB) ( 328 )   引文文本
    在尿素-NaBr-KBr-甲酰胺体系中用工艺设备简单、成本低的电沉积方法制备Bi2Sb3Lax合金薄膜。通过EDS对电沉积薄膜的组成进行了研究,结果表明:采用控电位沉积模式,可实现铋、锑、镧三元共沉积,生成Bi2Sb3Lax合金薄膜。通过调节沉积液中各物质的配比控制Bi2Sb3Lax合金薄膜的稀土La填充量,稀土元素La的最大填充量为4.61%(原子分数)。电沉积时间和电流密度对合金薄膜形态有影响,SEM观察沉积薄膜在电流密度为2000 A·m-2,电沉积时间为90s时表面分布均匀。沉积膜涂覆聚乙烯醇膜后进行XRD分析,图谱显示所得到的沉积物是由菱形BiSb和六方结构的单质La组成。探索了La的填充量对Bi2Sb3Lax合金薄膜电性能的影响。
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    钛合金表面磁控溅射制备HA/YSZ梯度涂层
    林东洋, 赵玉涛, 甘俊旗, 程晓农, 戴起勋
    2008, 0 (5): 34-38.  
    摘要 ( 330 )   HTML( PDF (590KB) ( 345 )   引文文本
    采用射频磁控溅射法在Ti6Al4V基体上制备了HA/YSZ生物梯度涂层。借助于XRD,SEM,EDS等对溅射涂层的相组成、微观形貌和界面状态进行了研究。实验结果表明:磁控溅射的生物梯度涂层呈非晶态,经过退火处理,可以使其转化为晶态,恢复缺失的OH-1;梯度涂层的微观表面凹凸不平,并呈现网状结构和较多的孔隙,后处理仍保持梯度涂层利于新骨生长的表面形貌,并使其转变为针状结晶。HA/YSZ梯度涂层与基体结合紧密,在涂层与基体界面结合处约5.0μm范围内存在Ti,Ca,P,Zr的相互扩散层,梯度涂层与基体的界面结合强度达60.5MPa。
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    无铅压电陶瓷Bi0.5(Na0.90-xKxLi0.10)0.5TiO3-KNbO3的微结构与电学性能
    廖运文, 肖定全
    2008, 0 (5): 39-42.  
    摘要 ( 448 )   HTML( PDF (413KB) ( 258 )   引文文本
    采用传统陶瓷工艺制备了Bi0.5(Na0.90-xKxLi0.10)0.5TiO3-KNbO3无铅压电陶瓷,利用XRD,SEM等测试技术分析表征了陶瓷的结构、表面形貌、介电、压电与铁电性能。结果表明:该体系陶瓷具有单相钙钛矿结构,KNbO3的引入使体系的居里温度和铁电-反铁电相变温度降低;随着钾含量的增加,KNbO3对体系性能的影响越明显。在室温下,该体系表现出良好的压电与铁电性能:压电常数d33和机电耦合系数kp分别达到195pC/N和31.9%,陶瓷样品表现出明显的铁电体特征,剩余极化强度Pr达到34.8μC/cm2,矫顽场强Ec为3.2kV/mm。
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    二芳基碘鎓盐CD-1012/环氧E-51紫外固化动力学研究
    刘宇艳, 隋微微, 方佳莹, 谭惠丰, 杜星文
    2008, 0 (5): 43-47.  
    摘要 ( 314 )   HTML( PDF (999KB) ( 613 )   引文文本
    采用Photo DSC(光差热扫描)研究了环氧E-51,二芳基碘鎓盐(CD-1012),光敏剂二异丙基噻唑酮(ITX)组成的阳离子光引发体系的紫外固化动力学。考察了CD-1012和ITX的质量分数、聚合温度、光照强度对其光聚合动力学的影响。利用自加速模型和Arrhenius公式计算了CD-1012/E-51体系和ITX/CD-1012/E-51体系的活化能,研究表明光敏剂ITX对CD-1012/E-51体系具有很好的促进作用。
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    表面工程
    大气和低压等离子喷涂氧化铝涂层
    邓畅光, 邓春明, 刘敏, 朱晖朝, 周克崧
    2008, 0 (5): 48-51,56.  
    摘要 ( 344 )   HTML( PDF (690KB) ( 1018 )   引文文本
    根据大气(APS)和低压等离子喷涂(LPPS)的特点,采用两种不同的高纯氧化铝粉末制备了高纯氧化铝涂层。分别采用XRD和SEM对两种涂层的相和结构进行了研究,对涂层的显微硬度和断裂韧性进行了评价,并对涂层制备工艺和性能的关系进行了分析。结果表明:低压等离子喷涂制备的高纯氧化铝涂层韧性和致密性明显优于常压喷涂氧化铝涂层。
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    NiCoCrAlY(Si)梯度涂层对Ni3Al基单晶合金IC6SX抗氧化性能的影响
    刘旭, 宋尽霞, 李树索, 韩雅芳
    2008, 0 (5): 52-56.  
    摘要 ( 313 )   HTML( PDF (687KB) ( 313 )   引文文本
    采用超音速火焰喷涂的方法在Ni3Al基单晶合金IC6SX上涂覆了NiCoCrAlYSi/NiCoCrAlY梯度涂层,研究了涂层对IC6SX合金1100℃抗氧化性能的影响。利用扫描电镜、X射线衍射等手段观察了氧化试样的微观结构,分析了氧化产物的成分及涂层氧化前后的相组成变化。结果表明:涂层表面形成了致密的氧化膜,氧化膜由内外两层组成,内层主要由Al2O3组成,外层主要由NiAl2O4及少量的Cr2O3组成;涂层有效地控制了Mo元素的扩散氧化,对IC6SX合金的抗氧化性能有明显改善。
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    YG8电极在氩气和硅油中对Ti17的电火花表面改性研究
    李平, 乔生儒, 张丽丽, 王少鹏, 韩栋, 张程煜
    2008, 0 (5): 57-61.  
    摘要 ( 330 )   HTML( PDF (1065KB) ( 264 )   引文文本
    以YG8硬质合金电极,分别在硅油和氩气中对Ti17合金进行了电火花表面强化。利用扫描电镜、X射线衍射仪、辉光放电光谱仪、显微硬度计和MM200磨损试验机等对强化层的成分、组织结构、硬度和耐磨性进行了研究,并对其磨损表面的形貌进行了观察。结果表明:用YG8电极在氩气和硅油中于相同的电参数下,可分别获得显微硬度HV高达640,480、显微镜下厚度约5μm的强化层,由其硬度分布推断的改性层厚度分别可达100μm和50μm左右;前者工艺所得强化层以W2C,Ti和TiC相为主,同时还有少量的CoTi金属间化合物;后一种工艺所得强化层由Ti2O,Ti2N及Ti3SiC2相及少量TiC,TiN0.7C0.3相组成;未强化Ti17试样的磨损质量损失分别为在氩气中强化试样的两倍和硅油中强化试样的22倍。钛合金基体主要以氧化磨损和粘着磨损为主;经YG8表面改性后的钛合金试样磨损的原因可能与强化层脱落造成磨粒磨损有关。
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    涤纶织物纳米SiC化学复合镀镍磷
    张辉, 刘荣立
    2008, 0 (5): 62-65.  
    摘要 ( 295 )   HTML( PDF (549KB) ( 481 )   引文文本
    采用化学镀技术,实现了涤纶织物表面纳米SiC微粒复合镀镍磷,借助SEM,EDS,XRD和TG对镀层表面形貌、结构成分以及热性能进行了分析,并对化学复合镀镍磷织物的电磁波屏蔽和耐磨性能进行了测试。结果表明:涤纶织物经纳米SiC微粒复合镀镍磷之后,热起始分解温度有所下降。镀镍液中添加纳米SiC微粒,Ni-P镀层结构由非晶态向纳米晶结构转变。当增重率相同时,镀层的结构、均匀性和致密性对电磁波屏蔽性能影响显著。纳米SiC微粒对镀层结构虽起到了很好的增强改性作用,但由于镀层和纤维基体的结合力变差,织物耐磨性能反而下降。
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    工艺
    氮、铅改性二氧化钛光催化活性的研究
    王振华, 主沉浮, 董厚欢, 蔡元兴
    2008, 0 (5): 66-70.  
    摘要 ( 311 )   HTML( PDF (583KB) ( 427 )   引文文本
    以TiO2为基体,用N修饰Pb掺杂的TiO2进行改性,提高其光催化活性,0.5%(质量分数)Pb-N改性的TiO2,可将20 mg/L的甲基橙水溶液在35 min内完全降解。用扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱及紫外可见光谱进行了样品表征,并讨论了催化活性提高的机理:可能是改性样品中的Pb和N元素起到了协同作用,降低了TiO2的带隙能,提高了对可见光的吸收能力。
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    综述
    熔体过热对镍基高温合金凝固组织及性能的影响研究
    邹敏明, 张军, 刘林, 傅恒志
    2008, 0 (5): 71-74.  
    摘要 ( 357 )   HTML( PDF (762KB) ( 392 )   引文文本
    基于对镍基高温合金熔体结构的认识,选择合适的熔体过热温度、过热时间和浇注温度,熔体过热处理可有效改善镍基高温合金的凝固组织并提高合金的力学性能。本文介绍了国内外熔体过热对镍基高温合金凝固组织及力学性能的研究进展。
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    自愈合碳纤维增强陶瓷基复合材料研究进展
    郑晓慧, 堵永国, 肖加余, 胡君遂, 吴剑锋, 芦玉峰
    2008, 0 (5): 75-80.  
    摘要 ( 387 )   HTML( PDF (1561KB) ( 372 )   引文文本
    模拟生物自愈合的机理与过程制备出具有自愈合能力的碳纤维增强陶瓷基复合材料,是提高其高温抗氧化性的重要途径。本文在总结近年国内外研究的成果的基础上,简要介绍了自愈合机理,总结了影响愈合能力的主要因素,重点阐述了三种类型的自愈合单元的成分与性能,并对未来自愈合碳纤维增强陶瓷基复合材料的发展趋势进行展望,指出未来自愈合复合材料的发展方向主要是新型全温区自愈合单元的研制和多种自愈合单元的复合应用实现全方位防御体系来进一步提高使用温度。
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