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  • 材料工程
      2008年, 第0卷, 第7期 刊出日期:2008-07-20 上一期    下一期
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    论文
    高钢级管线钢中有效晶粒尺寸及与CVN关系研究
    张小立, 冯耀荣, 庄传晶, 赵文轸, 霍春勇
    2008, 0 (7): 1-5.  
    摘要 ( 315 )   HTML( PDF (1333KB) ( 345 )   引文文本
    利用EBSD对系列高钢级管线钢(如X65,X70,X80)影响其韧性的晶体学参数进行了研究,发现高钢级管线钢中对材料韧性起到积极作用的是晶界取向差大于15°的晶粒,而且研究大于35°取向差的晶粒对管线钢的参数研究是没有意义的;有效晶粒尺寸、晶界取向差频度分布、大角度晶界对小角度晶界比率是高钢级管线钢研究的重要参数;晶粒尺寸越细、有效晶粒越小、高角度(大于50°)晶粒频度越高,高钢级管线钢的韧性越好。
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    温度梯度对Ti-45Al合金定向凝固组织演化影响的数值模拟
    王狂飞, 郭景杰, 历长云, 熊艳才, 傅恒志
    2008, 0 (7): 6-11.  
    摘要 ( 261 )   HTML( PDF (1514KB) ( 286 )   引文文本
    采用基于溶质扩散控制模型结合CA方法对Ti-45Al合金定向凝固过程中温度梯度对显微组织演化影响进行了数值模拟。模拟结果表明,随着温度梯度增加,凝固形态经历了树枝晶→胞/枝混合结构→粗胞晶→细胞晶→超细胞晶的转变,而一次胞/枝晶臂间距随着凝固组织变化不断减小。此外,温度梯度很高时,固液界面处溶质富集程度很小,界面处出现溶质截流。
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    Y2O3掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷的研究
    周昌荣, 刘心宇
    2008, 0 (7): 12-14.  
    摘要 ( 325 )   HTML( PDF (858KB) ( 522 )   引文文本
    采用固相合成法制备了Y2O3掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷。研究了Y2O3掺杂对(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷晶体结构、介电与压电性能的影响。XRD分析表明,在所研究的组成范围内陶瓷均能够形成纯钙钛矿固溶体。介电常数-温度曲线显示陶瓷具有弛豫铁电体特征,陶瓷的弛豫特征随掺杂的增加更为明显。在Y2O3掺杂量为0.5%时陶瓷的压电常数d33分别为137pC/N,为所研究组成中的最大值,掺杂量为0.1%时,机电耦合系数kpkt最大值为0.30,0.47。
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    掺杂对氧化钛薄膜光学性能的影响
    李云, 王六定
    2008, 0 (7): 15-17.  
    摘要 ( 306 )   HTML( PDF (755KB) ( 549 )   引文文本
    采用电子束蒸发法制备掺杂铈的TiO2薄膜,研究掺杂铈对TiO2薄膜的折射率、透射率和禁带宽度的影响。实验发现适量掺杂CeO2会提高薄膜的折射率;并使氧化钛薄膜的禁带宽度Eg从3.27eV减小到2.51eV,从而使光本征吸收边从380nm红移到495nm,大大提高了对太阳光的利用能力。
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    工艺
    2E12铝合金铸锭过烧温度及高温塑性研究
    杜凤山, 邓少奎, 闫亮, 戴圣龙
    2008, 0 (7): 18-21.  
    摘要 ( 280 )   HTML( PDF (1224KB) ( 458 )   引文文本
    采用扫描电子显微镜和DSC差示扫描量热分析法,对2E12铝合金铸锭的过烧温度进行了研究,确定了铸锭均匀化处理温度及该合金板材的固溶处理温度;对2E12铝合金铸态试样进行高温性能测试和高温压缩实验,得到了2E12铝合金高温力学性能图,为该合金的轧制工艺提供了依据。根据实验结果,得出该合金的过烧温度为507℃;在300~460℃这个温度区间内进行轧制,2E12铝合金塑性很好。
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    粉煤灰对粘土导水特性的影响研究
    张增志, 张大伟, 许海凤
    2008, 0 (7): 22-26.  
    摘要 ( 267 )   HTML( PDF (1476KB) ( 233 )   引文文本
    提出了一种在干旱区植树造林新材料技术,通过在粘土中加入不同比例或是经过不同试剂改性的粉煤灰,以增加其比表面积,从而提高导水性能,改进干旱区土壤的毛细引水特性,解决该地区植树造林的水分问题;同时达到对废弃粉煤灰资源再利用的目的。采用比表面积与孔径分布测定仪,扫描电镜,热重分析仪等仪器测试手段对试样进行表征。实验结果表明,粘土中粉煤灰所占比例为20%(质量分数)时,试样的导水效果最好;用盐酸或碳酸钠对添加剂粉煤灰进行改性能够提高粘土的导水能力,并分别在盐酸浓度为0.3mol/L、碳酸钠浓度为0.5mol/L时效果最好。
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    B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷的力学性能和微观结构
    孙军龙, 刘长霞, 何士龙
    2008, 0 (7): 27-29.  
    摘要 ( 331 )   HTML( PDF (686KB) ( 368 )   引文文本
    利用热压烧结工艺成功制备了B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷。探讨了TiC含量对B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷力学性能和显微结构的影响,并研究了B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷的增韧机制。结果表明,在烧结过程中B4C与TiC发生原位反应,生成了TiB2。发生原位反应有效的降低了B4C/Al2O3复合陶瓷的致密化烧结温度;B4C/Al2O3复合陶瓷烧结温度为2150℃,B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷的烧结温度为1900℃。而且,原位反应提高了B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷相对密度和力学性能。裂纹偏转和裂纹钉扎是B4C/Al2O3/TiC复合材料主要增韧机制。
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    冷拉拔铜包铝细丝的退火工艺与组织性能研究
    王秋娜, 刘新华, 刘雪峰, 谢建新
    2008, 0 (7): 30-35.  
    摘要 ( 323 )   HTML( PDF (1006KB) ( 552 )   引文文本
    研究了冷拉拔铜包铝细丝合理的退火工艺及其对材料力学性能、铜包覆层组织及界面扩散层厚度的影响规律。结果表明:铜包铝细丝的最佳退火工艺为300℃×60min。低于200℃退火时,铜包铝细丝铜包覆层处于回复阶段,细丝强度从冷拉态的361MPa急剧下降到236MPa,延伸率略有降低;300℃退火后,铜包覆层的再结晶完成,细丝的抗拉强度下降至约152MPa,延伸率升到最高,达到16.3%;400℃退火后,铜包覆层晶粒显著长大,界面处生成脆性金属间化合物,延伸率急剧下降。界面扩散层的厚度随退火温度和保温时间的增加而增大,当退火温度低于300℃时,扩散层厚度随退火时间增加缓慢;当退火温度高于350℃后,扩散层厚度快速增大。延伸率随扩散层厚度的增加先升高后降低,当界面扩散层厚度为2μm时,铜包铝细丝的延伸率最高。
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    一种提高DD3单晶高温合金蠕变性能的热处理工艺
    骆宇时, 韩梅, 李嘉荣, 赵金乾, 刘世忠, 唐定中
    2008, 0 (7): 36-39.  
    摘要 ( 367 )   HTML( PDF (612KB) ( 407 )   引文文本
    根据DD3单晶高温合金的热分析和相分析结果,制定了新的热处理工艺。该优化工艺提高了合金的固溶处理温度,并增加了一级时效制度。研究了优化工艺热处理后DD3合金的蠕变及拉伸性能,对比分析了优化工艺和标准工艺处理后的组织、元素分布和力学性能。结果表明,优化后的热处理工艺改善了合金组织和元素的分布,显著提高了合金的蠕变性能。
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    电沉积工艺参数对块体纳米晶镍硬度的影响
    康进兴, 赵文轸, 徐英鸽, 孙立明
    2008, 0 (7): 40-42,46.  
    摘要 ( 315 )   HTML( PDF (1058KB) ( 338 )   引文文本
    采用直流电沉积方法,通过改变特殊添加剂C7H4NO3SNa·2H2O浓度、电流密度、沉积液温度,制备出不同硬度的块体纳米晶镍覆层材料,利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对沉积覆层材料的组织形貌进行分析,利用显微硬度计测量沉积层材料的显微硬度,对块体纳米晶镍硬度的变化规律进行分析。结果表明:通过改变工艺参数,可获得结构致密,组织均匀的块体纳米晶覆层材料。块体纳米晶镍的硬度随着添加剂C7H4NO3SNa·2H2O浓度的增加而增加;随电流密度的增加,呈现增加趋势,在700A·m-2至1100A·m-2范围内,基本保持不变;随着温度的增加而下降。
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    工艺状态对铸造Ni基高温合金K403显微组织的影响
    王颜臣, 郑亮
    2008, 0 (7): 43-46.  
    摘要 ( 285 )   HTML( PDF (815KB) ( 385 )   引文文本
    研究了凝固冷速和热处理对铸造镍基高温合金K403显微组织的影响。结果表明,浇注温度为1460℃时,采用880℃填砂造型或950℃单壳浇注可细化合金中的γ'相。铸态的K403合金采用900℃/16h和980℃/5h时效处理能获得由细小M6C和M23C6碳化物组成的弯曲晶界。
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    热处理温度对Pt-WO3薄膜结构和氢敏性能的影响
    范小花, 唐一科, 侯长军, 范瑛
    2008, 0 (7): 47-50.  
    摘要 ( 283 )   HTML( PDF (581KB) ( 294 )   引文文本
    以钨粉和双氧水为主要原料,采用溶胶-凝胶法及旋转涂膜技术在K9玻璃上制备了WO3纳米薄膜,然后用磁控溅射法在该WO3薄膜表面溅射掺杂了Pt作催化剂。将此Pt-WO3薄膜分别在100~500℃的氮气环境中进行热处理,用XRD,AFM,分光光度计等观察了薄膜的结构和表面形貌,分析了薄膜的微观结构及热处理温度和催化剂含量对薄膜的结构和氢敏性能的影响。结果表明,薄膜经400℃以下热处理后是非晶态结构,表面疏松多孔,透光率较高,氢敏效果好;经400℃以上热处理后呈晶态结构,表面粗糙致密,透光率较低,氢敏效果差;催化剂Pt的含量对薄膜的氢敏效果有影响,当含量为5%(质量分数)时,Pt-WO3薄膜的氢敏感性能较好。
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    测试与表征
    热浸镀镧铝钢的高温耐热行为研究
    张伟, 陈冬梅
    2008, 0 (7): 51-54.  
    摘要 ( 349 )   HTML( PDF (608KB) ( 250 )   引文文本
    在20碳钢上分别制备了热浸镀纯铝和镧铝涂层。经过900℃×6h的扩散处理后,研究了涂层的抗氧化性能和组织形貌变化。结果表明:热浸镀镧铝试样表面的纯铝层厚度比热浸镀纯铝试样减少25%~35%;经扩散处理后,在800℃氧化的前40h,热浸镀纯铝试样氧化动力学曲线符合抛物线规律,40h后,氧化动力学曲线呈直线。在整个氧化期间,热浸镀镧铝试样的氧化动力学曲线都符合抛物线规律,且抗高温剥落性能同样优于热浸镀纯铝试样。组织形貌分析表明,镧抑制了扩散和高温氧化过程中扩散层/基体界面孔洞的形成和聚集,阻止了扩散层的内氧化。分析了镧对镀铝钢高温耐热行为的影响机理。
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    枝孢霉菌对A3钢腐蚀的影响
    李松梅, 王彦卿, 刘建华, 梁馨
    2008, 0 (7): 55-58.  
    摘要 ( 301 )   HTML( PDF (873KB) ( 283 )   引文文本
    采用开路电位测试、电化学交流阻抗和扫描电镜研究了枝孢霉菌对A3钢腐蚀的影响。电化学测试的结果表明,枝孢霉菌的存在影响了A3钢的电化学行为。在浸泡的0至7天内无菌体系和枝孢霉菌体系的开路电位均先正移后负移,浸泡的第2天和7天时A3钢在有菌体系中的开路电位与相同浸泡天数的无菌体系相比较负,金属表面表现出比无菌体系较高的电化学活性,15天时无菌体系的开路电位基本趋于稳定而枝孢霉菌体系中的开路电位则正移25mV左右。交流阻抗测试结果在浸泡的第2,7天与开路电位结果相符,A3钢在枝孢霉菌体系中15天时的阻抗值明显小于无菌体系。扫描电镜观察结果表明,15天浸泡试验结束后,无菌体系中A3钢表面发生了龟裂,枝孢霉菌体系中试片表面发生了严重的点蚀坑,枝孢霉菌的存在改变了A3钢的腐蚀形貌,加剧了A3钢的腐蚀。
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    前驱体溶液对液相等离子喷涂ZrO2纳米涂层结构和形貌的影响
    张子军, 程旭东, 李其连, 邓飞飞, 高忠宝, 陈明, 毛昉, 杨章富
    2008, 0 (7): 59-63.  
    摘要 ( 342 )   HTML( PDF (1132KB) ( 396 )   引文文本
    以ZrOCl2·8H2O为原料采用溶胶凝胶法配置不同浓度的前驱体,用等离子喷涂法制备了ZrO2涂层。用SEM,XRD分析了涂层的显微组织与晶型结构。结果表明,该方法制得的涂层不具备层状组织结构,涂层断面上均匀地分布大小相近的圆状孔隙。涂层的结晶状况随着前驱体料浆的浓度而变化,浓度太大或太小都给涂层带来不利的影响,实验证明0.8mol/L前驱体料浆制备的涂层结晶状况良好;经计算和表征确定涂层内晶粒在纳米尺寸范围,明显小于常规方法制备纳米涂层的晶粒。
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    SHS/PHIP法制备Ti3AlC2陶瓷的力学性能
    李翀, 赫晓东, 李庆芬
    2008, 0 (7): 64-67.  
    摘要 ( 368 )   HTML( PDF (750KB) ( 274 )   引文文本
    测试了用SHS/PHIP法制备出Ti3AlC2陶瓷的弯曲强度、断裂韧性、维氏硬度以及压缩性能。实验结果表明,用SHS/PHIP法制备出的Ti3AlC2陶瓷具有较高的室温弯曲强度(330.8MPa)、断裂韧性(5.7MPa·m1/2)和较低的维氏硬度(2.9GPa)。Ti3AlC2陶瓷的室温变形抗力为823MPa,并且变形温度越高,变形抗力越小,塑性特征越明显。较低维氏硬度和良好的力学性能赋予了用SHS/PHIP法制备出Ti3AlC2陶瓷非常好的加工性能。
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    粒径对空心镍球光吸收性能的影响
    李志彬, 仵亚婷, 邓意达, 胡文彬
    2008, 0 (7): 68-71.  
    摘要 ( 328 )   HTML( PDF (1125KB) ( 456 )   引文文本
    利用自催化还原法制备了不同粒径的空心镍球,观察了它们的形貌并测量了空心镍球的粒径分布,研究了它们的光吸收性能。结果表明,在紫外-近红外区,随着粒径的减小,镍球的光吸收性能明显增强,纳米尺寸的镍球在紫外光区的吸收特性与大粒径镍球明显不同。总体而言,小粒径镍球在整个测量波长范围内的光吸收都比较强,整体变化幅度小,而大粒径镍球在整个波长范围内光吸收变化幅度很大。
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    功能导水涂层纤维的可控缓释水机制研究
    张增志, 张利梅, 马向东, 杨春卫, 黄华, 张玉肖
    2008, 0 (7): 72-75.  
    摘要 ( 297 )   HTML( PDF (626KB) ( 215 )   引文文本
    将吸水性有机高分子PVA与超细蒙脱石颗粒混合成胶体,涂敷于天然植物纤维表面,制备出一种具有可控缓释水功能的导水涂层纤维。利用环境扫描电镜观察涂层纤维表面形貌,采用热重法分析涂层材料吸-脱附水特性,采用快速水分测定仪测量了膜材包装水后失水率和土壤湿度的关系,分析涂层纤维的动态水分运移机制。实验结果表明,蒙脱石颗粒充分分散在PVA胶体网络间隙,纤维水势高的一端PVA溶胀,蒙脱石颗粒发生断桥,水分运移依靠PVA吸-脱附作用;纤维水势低的一端PVA脱水,蒙脱石颗粒桥接形成传水通道。由此实现了由分子传水和层间传水能垒不一致导致的沿纤维纵向水势梯度变化而形成的水分运移的过程机制。
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    玻璃纤维复合材料不同温度条件拉伸强度统计分布
    王海鹏, 陈新文, 李晓骏, 马丽婷, 苏彬
    2008, 0 (7): 76-78.  
    摘要 ( 431 )   HTML( PDF (183KB) ( 687 )   引文文本
    根据两种不同温度(80℃、室温)条件下玻璃纤维复合材料拉伸强度试验数据,利用简单线性回归方法,对不同温度条件下材料拉伸强度进行了拟合,预报了低温(-55℃)条件下的拉伸强度,通过与试验结果对比,发现吻合较好,为今后玻璃纤维复合材料的应用提供一定的参考。
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    多壁碳纳米管的超声处理对PtRu/MWCNTs电催化性能的影响
    杨春巍, 胡信国, 张亮, 戴长松
    2008, 0 (7): 79-82,87.  
    摘要 ( 375 )   HTML( PDF (1063KB) ( 313 )   引文文本
    多壁碳纳米管的表面官能团化对其在催化领域的应用有重要意义。在硫酸和硝酸混合液中超声处理多壁碳纳米管,在使其纯化的同时,纳米管的长度变短,端口被打开,并在碳纳米管表面和端口处修饰上大量的含氧官能团,有利于催化剂活性组分在碳纳米管表面均匀沉积。利用透射电镜,红外光谱和拉曼光谱表征了碳纳米管及其催化剂的表观织构。通过交流阻抗谱对催化剂进行电化学性能测试,并发现经过超声处理的碳纳米管负载的PtRu双金属催化剂对甲醇有较好的电催化活性。
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    综述
    纳米电缆材料的研究进展
    赵建国, 郭永, 冯锋, 张素芳, 王海青
    2008, 0 (7): 83-87.  
    摘要 ( 307 )   HTML( PDF (1161KB) ( 509 )   引文文本
    纳米电缆材料因其独特的光学性能、电学性能、磁学性能及几何结构而成为当今纳米材料研究领域的热点和重点。介绍了纳米电缆的研究进展、纳米电缆的结构和制备技术的发展状况,详细阐述了电弧放电、化学气相沉积、毛细管虹吸等多种制备方法,并展望了纳米电缆的发展和应用前景,纳米电缆的研究对于以纳米材料为基础而构筑的微纳米器件有着重要的意义。
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