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  • 材料工程
      2009年, 第0卷, 第6期 刊出日期:2009-06-20 上一期    下一期
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    论文
    空心玻璃微球镍镀层的制备及其电磁性能
    于美, 刘建华, 李松梅, 徐亮
    2009, 0 (6): 1-4.  
    摘要 ( 314 )   HTML( PDF (1065KB) ( 370 )   引文文本
    采用化学镀技术在低密度玻璃微球表面沉积了一层Ni镀层,制备了具有导电性和磁性的Ni镀层/玻璃微球壳-核复合粉体。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对化学镀前后玻璃微球的结构、表面形貌以及成分进行了分析。结果表明,化学镀后玻璃微球表面包覆了一层均匀致密的Ni薄膜,厚度约为0.2μm,镍具有面心立方结构。使用波导法在8~12GHz波段内对化学镀前后的微球进行了介电常数和磁导率测试。电磁性能研究表明,玻璃微球化学镀镍后电磁损耗增大,显示出作为电磁波吸收材料的应用前景。
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    近中性土壤中20#钢管道材料腐蚀行为与机理的研究
    王文和, 沈士明, 於孝春
    2009, 0 (6): 5-9,14.  
    摘要 ( 305 )   HTML( PDF (775KB) ( 199 )   引文文本
    通过实验室内埋片实验研究了20#钢在近中性土壤中的腐蚀规律和机理。在三种不同土壤中埋片,对腐蚀后的试样腐蚀形貌和产物进行EDS和XRD分析,并测定了试样的腐蚀速率、自腐蚀电位以及极化曲线随时间的变化关系。结果表明:随着时间的延长,腐蚀速率是不断变化的;3种不同土壤中的钢试样经过相同的腐蚀时间后,1#和2#腐蚀最为严重,3#腐蚀程度稍轻;经过60d腐蚀后,能谱和射线分析其腐蚀产物主要是非晶质、Fe(OH)3和Fe2O3;不同时间和土壤的电位变化规律是不同的,与腐蚀速率变化规律是一致的。最后探讨了腐蚀机理,在近中性土壤中,低碳钢腐蚀的阴极过程主要是氧的还原,在阴极区域形成OH-离子,阳极过程是铁的氧化,氧化后的两价Fe2+发生水合作用,并转化为更稳定的产物Fe(OH)3和Fe2O3
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    采用Ti-Zr-Cu-Ni钎料钎焊SiC纤维增强钛基复合材料的接头组织与性能
    陈波, 熊华平, 毛唯, 程耀永, 郭万林
    2009, 0 (6): 10-14.  
    摘要 ( 382 )   HTML( PDF (601KB) ( 315 )   引文文本
    针对SiCf/β21S钛基复合材料,采用Ti-Zr-Cu-Ni钎料,进行了钎焊实验和接头力学性能测试。实验结果表明:960℃/10min规范下的钎缝组织形貌单一,钎焊接头剪切强度平均值为97.9MPa;960℃/10min/5MPa规范下的钎缝主要由层片状组织组成,接头剪切强度平均值达到303.7MPa,较前者提高了3倍左右,该接头经过900℃/2h热处理后组织变化不大。钎缝中的缺陷以及Ti和Zr与Cu和Ni两种合金元素形成的脆性化合物相在接头中含量的多少决定着接头的力学性能。
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    Q235在不同含水量滨海盐土中腐蚀的电化学阻抗谱分析
    聂向晖, 李晓刚, 杜翠薇, 沈庆红
    2009, 0 (6): 15-19.  
    摘要 ( 341 )   HTML( PDF (1707KB) ( 388 )   引文文本
    利用电化学阻抗谱(EIS)研究了Q235在不同含水量滨海盐土中的腐蚀行为。结果表明:在质量分数为10%含水的滨海盐土中,Q235的腐蚀主要受阳极控制,而在20%,34%含水滨海盐土中,其主要受阴极反应中扩散步骤控制。在10%含水滨海盐土中,由于腐蚀面积和深度不断增加,常相位角元件Qdl导纳的模值Qdl-Y0随埋样时间延长而逐渐增加。在20%和34%含水滨海盐土中,Q235表面的氧浓度逐渐下降,Warburg阻抗的导纳在反应初期较大,随时间延长而逐渐减小,当反应进行到一定程度时,试样表面氧扩散速度和还原反应速度逐渐趋于平衡,表面氧浓度的下降速度逐渐减小,Warburg阻抗导纳的下降逐渐趋于缓慢。
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    一种镍基单晶高温合金凝固组织的截面尺寸效应
    李剑锋, 周铁涛, 燕平, 赵京晨, 刘培英, 韩凤奎
    2009, 0 (6): 20-25.  
    摘要 ( 336 )   HTML( PDF (1162KB) ( 258 )   引文文本
    采用快速凝固法拉制壁厚分别为0.8,1.5,2.5mm的单晶薄壁试样,研究了一种镍基单晶高温合金凝固组织的截面尺寸效应。结果表明:随截面尺寸减小,不同厚度薄壁试样凝固组织一次枝晶间距减小,二次枝晶间距先增大后减小;相对于φ15mm试样,薄壁试样枝晶干处γ′相尺寸变小,枝晶间γ′相尺寸变化不大,γ/γ′共晶含量明显减少。能谱分析表明不同厚度薄板试样元素偏析程度相对于φ15mm试样均得到一定缓解,但各不同厚度试样元素偏析变化不大。对三种厚度薄板试样进行真空固溶热处理后发现共晶已基本消除,而φ15mm试样还残留少量共晶。
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    YTF-1飞机硬膜脱水防锈剂理化性能和使用性能研究
    李斌, 师华, 张晓云, 汤智慧, 宇波
    2009, 0 (6): 26-29.  
    摘要 ( 336 )   HTML( PDF (1100KB) ( 205 )   引文文本
    研究了YTF-1飞机硬膜脱水防锈剂的理化性能及部分使用性能,并与国外某同类产品进行性能对比。研究结果表明:YTF-1防锈剂具有良好的可喷涂性、可渗透性和人造海水置换性,防锈剂膜层具有优良的透明性、可去除性、低温结合力、低温柔韧性、抗高温流动性、耐水性及抗紫外老化能力。
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    Manson-Haferd常数的选择及在蠕变持久寿命预测中的应用
    赵杰, 李东明, 方园园
    2009, 0 (6): 30-34.  
    摘要 ( 378 )   HTML( PDF (1104KB) ( 691 )   引文文本
    对用于蠕变持久寿命预测的Manson-Haferd方法和Larson-Miller方法的对比分析表明:在Larson-Miller参数模型中,依据实验数据得到的常数C的波动,对预测结果影响较大;而在Manson-Haferd参数模型中,常数(Ta,lgta)不是两个独立的变量,它们之间存在良好的线性关系;在较大范围内Manson-Haferd常数(Ta,lgta)的改变对持久寿命预测结果影响较小。选取统一的Manson-Haferd常数(450,15)关联几种耐热钢的持久性能数据,均得到了精度较高的预测结果。这为材料高温持久性能的比较及精确预测提供了便利的方法。
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    合金成分对定向凝固柱晶高温合金热裂倾向性的影响
    王艳丽, 黄朝晖, 张强, 谭永宁, 张宏炜, 贾新云, 赵希宏, 李嘉荣
    2009, 0 (6): 35-38.  
    摘要 ( 326 )   HTML( PDF (1728KB) ( 229 )   引文文本
    为研究定向凝固柱晶高温合金薄壁铸件凝固过程的热裂纹形成倾向,采用定向凝固空心薄壁管状试样,考察了Ti,Zr,Hf,Al和B等元素对定向凝固柱晶高温合金热裂倾向性的影响;采用SEM、断口分析及DSC方法,分析了热裂的晶界宏观形态。结果表明:随着Ti含量的增加,γ/γ′共晶增多,尺寸增大,合金凝固温度范围变大,定向合金的热裂倾向性严重;Zr元素含量增加,促成共晶形成,合金出现热裂纹;Hf含量的变化对合金的热裂没有影响;Al,B含量增加,微观组织无明显变化,但合金凝固温度范围变大,导致定向凝固合金出现热裂。
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    高精度电涡流位移传感器
    龚海飞
    2009, 0 (6): 38-38.  
    摘要 ( 305 )   HTML( PDF (67KB) ( 189 )   引文文本
    德国米铱公司生产的电涡流位移传感器,主要用于油膜厚度的在线精密测量。此电涡流传感器主要包括控制器(DT3010-A,适用于非铁磁材料的测量,如铝材料)和传感器探头(U05,0.5mm量程,非屏蔽)。传感器的线性度达到1.25μm,静态分辨率达到0.025μm,频率响应为25kHz,可在-50~150℃的环境范围内使用,传感器独特的温度补偿技术可以大大减小由于温升带来的测量误差。高精度电涡流位移传感器@龚海飞
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    应力作用下亚稳Co微粒的结构转变研究
    马国君, 赵新青
    2009, 0 (6): 39-42.  
    摘要 ( 326 )   HTML( PDF (887KB) ( 205 )   引文文本
    报道了亚微米以及微米尺寸的Co微粒在高温冷却以及应力作用下亚稳结构的稳定性及其结构转变特性。采用扫描电镜,X射线衍射以及振动样品磁强计等对微粒的结构和结构转变特征进行了表征。在相当宽的尺寸范围内,Co由高温冷却至室温和低温过程中保持其亚稳结构(FCC)。室温呈亚稳结构的Co微粒极易通过应力诱发转变为HCP结构。根据表面附加压应力对微粒马氏体相变的影响,探讨了微粒尺寸对Co微粒亚稳结构稳定性的影响。
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    中国自主研制的新型支线飞机首次使用ROHACELL?硬质泡沫
    陈秀华
    2009, 0 (6): 42-42.  
    摘要 ( 305 )   HTML( PDF (253KB) ( 128 )   引文文本
    中国首架自行研发的新型支线飞机ARJ21-700,于2008年11月28日完美演绎了首次蓝天之旅。“翔凤”寓意矫健腾飞之凤,采用目前世界成熟技术和尖端材料。赢创工业集团旗下的高性能泡沫材料——用于航空航天领域的理想轻质材料,也被成功引入此款新支线飞机中:应用于夹层结构复合材料的ROHACELL?聚甲基丙烯酰亚胺硬质泡沫。ARJ21的机翼和翼片都采用了ROHACELL夹层结构泡沫芯材,这也是ROHACELL?泡沫首次应用在中国本土自主研发设计的飞机中。ROHACELL作为应用于复合材料的夹层泡沫,可粘合在两块由碳纤维或玻璃纤维增强的高韧性塑料面板之间,采用三明治结构的成型件刚性好且质量轻,具
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    工艺
    浇注温度对ZL210A铸造铝合金铸态力学性能和微观组织的影响
    贾泮江, 陈邦峰
    2009, 0 (6): 43-45.  
    摘要 ( 315 )   HTML( PDF (626KB) ( 419 )   引文文本
    通过研究浇注温度对砂型铸态ZL210A合金力学性能、金相组织和断口形貌的影响。结果表明,浇注温度对ZL210A合金力学强度、硬度值和合金断口形貌影响不大,对合金延伸率略有影响,晶界上析出的共晶相随着浇注温度的提高而增多,合金铸态组织主要为α(Al)和θ(Al2Cu)相。
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    近熔态扩散新工艺制备SiC纤维增强Al基复合材料的界面分析
    冀鸰, 王玉敏, 石南林
    2009, 0 (6): 46-50.  
    摘要 ( 297 )   HTML( PDF (1078KB) ( 248 )   引文文本
    采用近熔态扩散新工艺制备了SiCf/Al(5A02)铝合金基复合材料,采用透射电镜(TEM)和X射线能谱(EDX)分析了界面产物和反应机理。与采用传统固态扩散法制备的样品相对比,样品界面处没有形成脆性相Al4C3,且Al2O3被MgO取代;而固态扩散工艺制得的样品界面处发现针状或块状的Al3C3在C涂层或附着在C涂层上的Al2O3边缘形成,并向基体中生长,破坏了界面的连续性。采用近熔态扩散法制备的样品由于合金元素Mg在从半液态冷却过程中偏聚到界面附近,并与Al2O3发生反应,生成细小的MgO颗粒,阻碍了C的扩散,并抑制了脆性相Al3C3的形成,有利于对界面有害反应的控制。
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    论文
    美国施乐(Xerox)公司在高性能、低成本场效应薄膜晶体管研究方面取得优异进展
    李辰砂
    2009, 0 (6): 50-50.  
    摘要 ( 233 )   HTML( PDF (138KB) ( 360 )   引文文本
    有机场效应晶体管是有机电子学中最重要的单元器件之一,由于其制备工艺简单、成本低和柔韧性好等优点,在智能卡、电子商标、电子纸、存储器、射频标签、传感器和有源矩阵显示器等应用方面前景广阔,因而备受学术界和工业界的关注。施乐公司目前在基于有机半导体材料———聚噻吩的有机场效应晶体管的研究取得了很大的进展,其主要技术指标已基本达到应用的要求。
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    工艺
    TC4深筒形件超塑预成形模具型面设计及变摩擦厚度控制
    蒋少松, 张凯锋, 吴海峰, 许沂, 雷鹍, 王斌
    2009, 0 (6): 51-55.  
    摘要 ( 457 )   HTML( PDF (1340KB) ( 293 )   引文文本
    以正反向超塑成形厚度均匀的TC4钛合金深筒形件为背景(厚度精度要求1.6mm±0.2mm),设计了多种预成形模形状,采用MSC.MARC有限元模拟研究了不同形状的预成形模对深筒形件侧壁厚度分布的影响,并分析了预成形模和终成形模的表面摩擦系数分别对成形件壁厚分布的影响,提出了模具型面变摩擦控制厚度分布的方法。结果表明:预成形模对压边部分环形带区域和筒形件底部区域的局部预减薄,对最终侧壁的厚度分布有非常大的改善。同时,合理地增大预成形模的表面摩擦能显著增加预成形的局部减薄作用,对于提高工件最终壁厚分布均匀性有利。减小终成形模的摩擦,可以使板料整体变形均匀化,壁厚分布趋于均匀。根据有限元分析结果,对模具表面进行处理,并通过正反向超塑成形实验制得TC4钛合金深筒形件,其厚度分布满足1.6mm±0.2mm。
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    论文
    北京工业大学材料加工研究所概况
    张林伟
    2009, 0 (6): 55-55.  
    摘要 ( 272 )   HTML( PDF (218KB) ( 152 )   引文文本
    北京工业大学材料加工研究所隶属于北工大材料科学与工程学院,始建于1960年,原为北工大焊接研究所,2007年更名为材料加工研究所。现有教师20人,教授10人,其中院士1名,具有博士学位的教师13人,具有学士、硕士、博士、博士后完善的学位培养体系。目前正承担包括国家“863”、“973”、国家自然科学基金、国防重点基金、北京市自然科学基金等多项国家、市及部级科研项目,年到校经费约1000万元。研究所下设主要研究方向有先进材料开发及其连接技术、微连接材料及技术、表面改性及表面工程、绿色制造及材料、材料加工过程的数字化模拟及仿真、连接结构的可靠性评价。
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    工艺
    原位Mg2Si/AM60镁基复合材料半固态组织演变
    胡勇, 闫洪, 陈国香
    2009, 0 (6): 56-59.  
    摘要 ( 298 )   HTML( PDF (730KB) ( 377 )   引文文本
    采用原位合成技术制备了Mg2Si/AM60复合材料。研究了不同搅拌工艺参数对半固态镁基复合材料显微组织的影响。结果表明,镁合金中加入结晶Si后,生成了中国汉字状的Mg2Si增强颗粒。对复合材料在半固态温度区间进行机械搅拌,研究发现,搅拌温度越高,搅拌速度越大,固相颗粒越细小、均匀和圆整,但温度太高,固相颗粒会熔化,随搅拌时间的延长,固相颗粒先变得细小、均匀和圆整,然后长大。
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    Sn-9Zn-xAg钎料在Cu基材上润湿性能及界面组织的研究
    胡玉华, 薛松柏, 陈文学, 王慧
    2009, 0 (6): 60-63.  
    摘要 ( 328 )   HTML( PDF (845KB) ( 373 )   引文文本
    研究了添加合金元素Ag对Sn-9Zn无铅钎料显微组织、在铜基上的润湿性能及对钎料/铜界面组织的影响。研究结果表明:当Ag的含量(质量分数,下同)在0.1%~0.3%时,钎料中针状富Zn相逐渐减少,当Ag的含量在0.5%~1%时,钎料中出现Ag-Zn化合物相;当Ag的含量为0.3%时,钎料具有最好的润湿性能,当Ag的含量为0.5%~1%时,钎料的润湿性能下降;Sn-9Zn/Cu的界面处形成平坦的Cu5Zn8化合物层,当Ag含量为0.3%时,在Cu5Zn8化合物层上出现节结状的AgZn3化合物相,随着Ag含量的提高,这种节结状的AgZn3化合物相逐渐聚集长大成扇贝状的化合物层。
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    A357铝合金半固态流变压铸成形组织工艺研究
    杨柳青, 康永林, 张帆, 陶涛, 丁瑞华
    2009, 0 (6): 64-66,72.  
    摘要 ( 391 )   HTML( PDF (949KB) ( 622 )   引文文本
    介绍了一种实验室自行研制的半固态浆料制备及流变成形设备,该设备主要由熔炼炉、剪切制浆装置、温度控制系统、气体保护装置、连接装置及压铸系统组成。研究了在不同工艺条件下通过该流变成形设备制备A357铝合成形件的组织特点。探讨了半固态流变压铸过程中的凝固行为。实验结果表明:通过该实验设备能有效的消除普通铸造中出现的粗大树枝晶,制备出细小、圆整且均匀分布的半固态组织,而且能消除铸件中的气孔和显微疏松。剪切速率的增大有利于半固态A357铝合金初生α1-Al晶粒的形成及球化。在半固态浆料制备过程中,以初生α1-Al晶粒的形成为主;在随后的压铸过程中,则以较为细小的二次凝固α2-Al晶粒的形成为主。
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    测试与表征
    纯Al纳米晶体材料的力学性能研究
    陶静梅, 黄素贞, 徐孟春, 李才巨, 朱心昆
    2009, 0 (6): 67-72.  
    摘要 ( 400 )   HTML( PDF (1068KB) ( 308 )   引文文本
    以纯铝粉(99.7%)为原料,采用不同的球磨参数(球料比、球磨时间),利用高能球磨法在室温下制备了具有纳米晶粒的纯Al体材料。通过X射线衍射(XRD)及显微硬度等手段,对不同球磨工艺参数下制备的纯Al体材料的晶粒尺寸及力学性能进行了测试和分析,并对样品的晶粒尺寸与硬度之间的关系进行了深入的探讨。研究发现,所制备的纯Al纳米晶体材料的平均晶粒尺寸在47~66nm范围内;随着球磨时间的延长,样品的显微硬度呈现出先升高后降低再升高的趋势,并在球磨时间为5h时,球磨样品的硬度达到最高值;屈服强度与晶粒尺寸之间符合正的Hall-Petch关系。
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    应用超声多区聚焦技术检测大厚度电子束焊缝
    凡丽梅, 史亦韦, 任吉林
    2009, 0 (6): 73-77.  
    摘要 ( 275 )   HTML( PDF (1115KB) ( 195 )   引文文本
    采用多区聚焦超声检测技术检测结构件的大厚度电子束焊焊缝。通过人工缺陷上检测灵敏度试验,结果表明:厚70mm以内检测灵敏度可以达到φ0.4mm平底孔且信噪比达到9dB以上,完全满足超声可检性的要求;水浸法平探头检测和接触法纵波检测的信噪比差,均不如多区聚焦检测,无法满足超声可检性要求。对于厚度为60mm的电子束焊缝,多区聚焦检测能检测出φ0.4-15dB的小缺陷,优于射线照相检验的灵敏度。因此多区聚焦检测技术是大厚度电子束焊缝质量评价的有效工具。
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    综述
    热喷涂粒子氧化机理分析及其保护方法概述
    张林伟, 魏琪, 李辉, 栗卓新
    2009, 0 (6): 78-82.  
    摘要 ( 250 )   HTML( PDF (317KB) ( 229 )   引文文本
    热喷涂涂层由大量撞击到基体后变形铺展的扁平粒子堆积而成,热喷涂过程中粒子的氧化对涂层的相组成、微观组织以及涂层性能都会有较大影响。本文综述了热喷涂粒子在喷涂过程中的氧化机理及减少粒子氧化的方法。
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