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  • 材料工程
      2008年, 第0卷, 第11期 刊出日期:2008-11-20 上一期    下一期
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    论文
    含二茂铁和双噻唑的聚合席夫碱的合成与性能研究
    熊国宣, 曾东海, 周瑜芬, 陆春华
    2008, 0 (11): 1-4.  
    摘要 ( 220 )   HTML( PDF (1481KB) ( 432 )   引文文本
    以丁二酮、液溴和硫脲为原料经过有机合成反应制得2,2′-二氨基-4,4′-联噻唑(DABT);利用合成的DABT和二茂铁甲醛通过缩合反应得到小分子二茂铁席夫碱,利用傅列德尔-克拉夫茨反应原理制备了聚合二茂铁席夫碱;再将金属铁、镍和铜的硫酸盐掺杂聚合物得到其金属配合物,利用红外、1H核磁表征了产物的结构,用四探针测试仪和古埃磁天平测试了产物的电导率和磁性能。实验结果表明:合成产物是聚合二茂铁基席夫碱,其电导率为1.61×10-6S.cm-1,处于半导体范围;掺杂有Fe2+,Ni2+和Cu2+的硫酸盐配合物的磁增重均比未掺杂的聚合物有明显的提高,其中掺杂Cu2+金属离子的配合物性能最好,这暗示它可作为一类新型的有机功能电磁材料。
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    异步累积叠轧技术制备超细晶铜材退火过程组织及取向研究
    王军丽, 史庆南, 王效琪
    2008, 0 (11): 5-8.  
    摘要 ( 319 )   HTML( PDF (1255KB) ( 277 )   引文文本
    对铜材进行异步累积叠轧并退火处理,制备出了均匀稳定的超细晶铜材。采用背散射电子衍射位向成像显微分析(EBSD+OIM)及透射电镜对变形铜材退火过程的组织及取向进行了观察和分析。结果表明:铜材经过六道次异步叠轧,包含许多缺陷和亚结构;在220℃×35~55min退火,可以获得200~500nm的超细晶;各种取向晶粒并存,择优取向不明显;延伸率得到提高。
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    浸渍浆料对先驱体转化Cf/SiC复合材料结构及性能的影响
    张守明, 王松, 陈朝辉
    2008, 0 (11): 9-12.  
    摘要 ( 244 )   HTML( PDF (732KB) ( 199 )   引文文本
    采用先驱体转化法,以聚碳硅烷/二甲苯、聚碳硅烷/二甲苯/碳化硅粉、聚碳硅烷/交联剂三种浆料体系分别浸渍增强体,裂解制备Cf/SiC复合材料,考察了浸渍浆料体系对Cf/SiC复合材料的结构和性能的影响。研究发现:聚碳硅烷/交联剂浆料制备复合材料所需周期最短,9个周期即可制得密度达1.78g.cm-3、开孔率为4.95%的复合材料;聚碳硅烷/二甲苯/碳化硅粉制备的复合材料密度最大,达1.87g.cm-3,并且制备的复合材料表面平整光洁;聚碳硅烷/二甲苯浆料制备的Cf/SiC复合材料力学性能最好,弯曲强度达455.9MPa,模量达90.6GPa,断裂韧性达18.9MPa.m1/2。研究结果表明,三种常用的浸渍浆料制备的复合材料各有其优点,在各个浸渍周期合理的选用浆料能有效的改善材料结构及性能。
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    表面工程
    HDPE激光透射焊接工艺的研究
    刘会霞, 张惠中, 丁国民, 王霄
    2008, 0 (11): 13-18.  
    摘要 ( 265 )   HTML( PDF (596KB) ( 440 )   引文文本
    利用正交试验方法,研究HDPE的激光透射焊接工艺参数对于焊接质量的影响。对焊接样品进行拉伸测试和切片实验,分析各焊接因素对剪切强度和焊缝宽度的影响。结果表明:各焊接因素对焊接强度的影响顺序为:焊接速度→激光器功率→冷却时间→光斑直径→激光器的频率→夹具的夹紧力,并发现激光能量密度过高会导致样品表面焦化形成黑色焊缝,焊缝不均匀则产生伪断裂现象。用极差法确定HDPE最佳焊接工艺参数。
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    聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料的制备与表征
    曲春艳, 谢克磊, 马瑛剑, 王德志
    2008, 0 (11): 19-23.  
    摘要 ( 553 )   HTML( PDF (497KB) ( 2136 )   引文文本
    以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯腈(MAN)为单体,采用浇注法制得了聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料,利用红外光谱(FTIR)、光学显微镜、差示扫描量热法(DSC)和热失重分析(TG)等手段对其结构和性能进行分析和测试。研究结果表明:将50份MAA、50份MAN、1~5份氧化镁、2~8份正丁醇、叔丁醇的混合物、0.2~0.3份过氧化二苯甲酰和过氧化苯甲酸叔丁酯和0.1~0.2份的甲酰胺,混合均匀后在40~60℃聚合为可发泡的MAA/MAN共聚物,该共聚物在200~220℃下发泡2~3h,在160℃下热处理5~6h,制得PMI泡沫塑料,其力学性能和耐热性能优异。在发泡和热处理过程中分子链发生分子重排反应,生成六元酰亚胺环结构;PMI泡沫为闭孔泡沫塑料,泡孔平均孔径在0.5~0.7mm之间;制得的泡沫塑料热稳定性好,热分解温度在221.5℃左右。
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    高氮奥氏体不锈钢金属注射成形喂料的流变行为研究
    崔大伟, 姜军生, 温效朔, 曲选辉
    2008, 0 (11): 24-27.  
    摘要 ( 351 )   HTML( PDF (1258KB) ( 253 )   引文文本
    采用金属注射成形制备高氮奥氏体不锈钢,研究了石蜡(PW)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)以及硬脂酸等几种聚合物组成的注射成形喂料的黏度、剪切速率以及温度对黏度的影响,比较了聚合物组元对喂料流变行为的影响。研究结果表明,黏结剂配方为65%PW/30%HDPE/5%SA(质量分数,下同)所组成喂料具有较好的综合流变性能,更适合作为高氮奥氏体不锈钢粉末注射成形的有机载体。
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    超薄不锈钢片的微激光焊接工艺研究
    陈玉华, 柯黎明, 徐世龙, 邢丽
    2008, 0 (11): 28-31.  
    摘要 ( 421 )   HTML( PDF (717KB) ( 579 )   引文文本
    采用微型脉冲激光实现了0.2mm厚321不锈钢片的对接焊,并通过正交优化设计对工艺参数进行了优化,研究了工艺参数对焊接接头微观形貌及组织的影响。结果表明,焊接接头获得最大抗拉力的最优工艺参数是脉冲功率百分比为15、脉冲频率为5Hz、脉冲宽度为2.1ms,此时焊接接头的承载能力达到母材的95%。当微激光焊的脉冲能量过大时会产生热量的积累、导致焊缝发生烧穿,当脉冲宽度较小时激光脉冲的熔透能力较弱、导致焊缝未焊透,这两者都会导致焊接接头的承载能力较差。承载能力较高的焊接接头其显微组织由焊缝中心区的等轴晶和焊缝边缘细小的柱状晶组成。
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    低频电磁场对奥氏体不锈钢铸坯组织的影响
    周书才, 雷亚, 李华基, 任正德, 曹鹏军, 杨治立
    2008, 0 (11): 32-35,40.  
    摘要 ( 297 )   HTML( PDF (1639KB) ( 245 )   引文文本
    在工业实验中研究了低频电磁场对水平连铸奥氏体不锈钢组织的影响,结果表明:在低频电磁场作用下,合适的电磁搅拌参数使奥氏体不锈钢宏观组织在一定程度上得到了明显改善,铸坯的柱状晶和等轴晶得到了显著的细化,消除了穿晶现象,等轴晶区扩大,中心缩孔、中心疏松级别明显降低;多次实验发现:对于奥氏体不锈钢,所需的搅拌强度应高于一般钢种,即使搅拌器的中心磁感应强度达900GS平均值(幅值达到1413GS),采用3~4Hz的频率,搅拌后对钢液的组织影响较小;在同样的磁场强度下,不锈钢液由于粘度大,因而其转速比碳钢液的转速约低20%~30%。
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    工艺
    磁控溅射Cr/C镀层耐热性能研究
    严少平, 蒋百灵, 苏阳, 白力静, 龙艳妮
    2008, 0 (11): 36-40.  
    摘要 ( 357 )   HTML( PDF (1783KB) ( 302 )   引文文本
    在空气炉加热环境下于不同温度对采用磁控溅射离子镀技术制备Cr/C镀层样品进行加热保温处理。研究了不同加热温度下镀层的相结构、硬度和结合力的变化,考察了Cr/C镀层的耐热性能。结果表明:在600℃以下,Cr/C镀层保持了高硬度和强结合力的性能,表明镀层具有良好的耐热性能;镀层受热过程中生成了致密的铬氧化物及铬碳化合物,起到阻碍了氧原子向内层扩散的效果,使镀层氧化失稳的温度大大提高,从而保证了良好的耐热性能;处理温度达800℃后,镀层硬度和结合力明显下降。
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    有序介孔炭分子筛膜的制备与表征
    王小宪, 李铁虎, 冀勇斌, 金伟
    2008, 0 (11): 41-45.  
    摘要 ( 370 )   HTML( PDF (1295KB) ( 548 )   引文文本
    以三嵌段共聚物P123为结构导向剂和有机碳源,正硅酸乙酯为无机前驱体,在微量酸的催化条件下,结合非水体系蒸发诱导自组装技术与溶胶-凝胶工艺,采用浸渍-提拉法制备了介孔炭分子筛膜,研究了陈化温度对介孔炭膜结构的影响。通过透射电镜(TEM)、N2物理吸附-脱附、场发射扫描电镜(FESEM)和热重分析(TGA)对膜体的形貌结构性能进行了表征。结果表明,P123是优良的制膜材料,硫酸的预处理提高了P123的碳转化率,是成膜的关键因素之一。所制备的膜体材料由一定取向的类碳纳米管阵列组成;膜体表面致密、光滑无裂纹,具有孔径均一的对称结构。同时可以通过改变涂膜液的陈化温度来调节炭分子筛膜的孔径大小。
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    镍基合金钴元素可见光谱数字化分析技术研究
    刘平, 杨军红
    2008, 0 (11): 46-48.  
    摘要 ( 311 )   HTML( PDF (344KB) ( 239 )   引文文本
    研究了镍基合金中Co元素的可见光谱数字化分析技术,对镍基合金中Co元素的Co481.35nm和Co645.02nm分析谱线组进行了数字化处理。探索了使用可见光谱数字化分析系统对镍基合金中Co元素可见光谱进行定量分析和牌号鉴别的方法。结果可用于镍基合金中Co元素的定性、定量分析和合金牌号鉴别。
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    管线钢在湿气介质中的H2S/CO2腐蚀行为研究
    杨建炜, 张雷, 丁睿明, 路民旭
    2008, 0 (11): 49-53,58.  
    摘要 ( 338 )   HTML( PDF (1976KB) ( 425 )   引文文本
    利用高温高压反应釜模拟高含硫气田H2S/CO2共存环境,在流动湿H2S/CO2介质中进行腐蚀实验,辅以SEM,EDS和XRD,探讨了湿气介质中高H2S分压对API-X52和API-X60管线钢H2S/CO2腐蚀行为的影响。两种钢在湿气介质中的腐蚀速率均随H2S分压的升高而增加,X60腐蚀速率略高于X52,随着H2S分压由0.15MPa增至2.0MPa,腐蚀形态由全面腐蚀趋向局部腐蚀,腐蚀过程由H2S控制,腐蚀产物以四方晶系的FeS1-x(Mackinawite)为主。X60钢表面出现氢鼓泡,内部发生氢致开裂。
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    缝合与非缝合加筋蒙皮结构强度试验研究
    余治国, 柴亚南, 宋笔锋
    2008, 0 (11): 54-58.  
    摘要 ( 259 )   HTML( PDF (1038KB) ( 176 )   引文文本
    缝合技术是增强断裂韧性和加强连接的重要手段。为了验证其相比于传统胶接强度的提高程度,研究设计了复合材料缝合与非缝合T型和L型加筋蒙皮试验件和试验夹具,进行了拉脱破坏强度的对比试验,结果表明缝合后的L型试件平均强度提高了93.4%,而T型试件强度并没有得到提高。从试验现象上分析了出现这种情况的原因。
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    挤压铸造制备高体积含量SiCp/2024Al复合材料
    于晓东, 王扬卫, 王富耻, 邹优锐, 高举斌
    2008, 0 (11): 59-62.  
    摘要 ( 328 )   HTML( PDF (1198KB) ( 350 )   引文文本
    采用干压成形将200μm与10μm的SiC颗粒按不同配比混合制得多孔陶瓷预制体,当粗、细颗粒质量比为8∶2时,预制体相对密度达到最大值75%。采用挤压铸造工艺制得陶瓷含量为75%的SiC/2024Al复合材料,研究了预制体氧化处理对复合材料力学性能的影响。未氧化处理的预制体经挤压铸造所得的复合材料抗弯强度达到288MPa,断裂韧性达到8.7MPa.m1/2;预制体经氧化处理后所得的复合材料的相对密度、抗弯强度和断裂韧性较未氧化处理的有所降低,但硬度变化不大,HRA约为70。复合材料失效破坏的主要机制是SiC大颗粒解理断裂和小颗粒与金属基体界面解离。
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    测试与表征
    超声波辅助制备单分散金属包覆聚苯乙烯导电微球
    宋丹, 周际东, 姜炜, 张小娟, 李凤生
    2008, 0 (11): 63-67.  
    摘要 ( 378 )   HTML( PDF (720KB) ( 635 )   引文文本
    为了制备单分散聚合物基导电微球,以交联聚苯乙烯(PS)微球为基体,通过超声波辅助的化学镀方法制备了单分散Ni/PS导电微球,接着采用置换法在导电微球表面包覆一层导电性更好的Au层。采用FI-IR,SEM,EDS,XRD等测试方法分别对PS微球及导电微球的官能团变化、形貌、元素组成及晶型结构进行表征,结果表明:超声的引入可以改善导电微球的分散性;导电微球形貌规则,镀层连续均一且有纳米级"丘状"突起。经过金层包覆后导电微球的体电阻率可达到6.9×10-3Ω.cm,可以满足ACF中导电微球的使用要求。
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    TC4钛合金超声深滚表面强化技术的研究
    李礼, 朱有利, 吕光义, 黄元林, 白昶
    2008, 0 (11): 68-70,74.  
    摘要 ( 318 )   HTML( PDF (988KB) ( 480 )   引文文本
    采用一种新型表面机械强化技术-超声深滚技术(UDR)对钛合金试样进行了表面强化处理。研究了超声深滚处理对试件的残余应力、加工硬化和表面形貌及表面粗糙度的影响。结果表明:超声深滚处理引入了高幅值、大深度的残余压应力、加工硬化量适度并且显著降低了表面粗糙度。根据以上结果分析了该技术的优势和应用前景。
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    综述
    植酸在镁合金防护中的应用现状
    张荣发, 巢强花, 赵芳, 王为, 聂新兵, 周冲, 张洪, 胡长员, 朱光宇
    2008, 0 (11): 71-74.  
    摘要 ( 333 )   HTML( PDF (229KB) ( 524 )   引文文本
    植酸是从谷类作物中提取的无毒有机磷酸化合物,由于它可迅速与Ca2+,Mg2+,Fe2+和Zn2+等金属离子结合形成螯合物,因此可用于金属的防护。本文综述了植酸在镁合金化学转化膜和阳极氧化上的应用。由于植酸环保而且效果好,在镁合金防护上具有较大应用前景。
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    块体镁基非晶合金及其复合材料研究的新进展
    孙颖迪, 李子全, 沈平, 邵斌
    2008, 0 (11): 75-79.  
    摘要 ( 360 )   HTML( PDF (934KB) ( 340 )   引文文本
    介绍了块体镁基非晶合金及其复合材料的最新研究进展,并简要分析和总结了镁基非晶合金在成分选择和玻璃形成能力(GFA)判据上的新成果,最后针对镁基非晶合金本身存在的问题提出了今后的研究方向建议。
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