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  • 材料工程
      2010年, 第0卷, 第2期 刊出日期:2010-02-20 上一期    下一期
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    论文
    热处理对不同基体表面镀铝相结构的影响
    李岩, 凌国平, 刘柯钊, 陈长安, 张桂凯
    2010, 0 (2): 1-5.  
    摘要 ( 312 )   HTML( PDF (711KB) ( 397 )   引文文本
    研究了热处理对不同钢铁基体表面镀铝相结构的影响。分别以Q235低碳钢,1Cr17铁素体不锈钢和201奥氏体不锈钢为基体,在摩尔比2∶1的酸性AlCl3-EMIC(1-甲基-3-乙基咪唑氯化物)室温熔盐中电沉积均匀致密的铝镀层,然后对试样在670℃下进行热处理,并用EDS,SEM和XRD等对热处理后的试样界面进行微观分析。结果表明,试样经热处理后,镀层与基体之间均发生互扩散形成合金层。Q235表面合金层呈舌状形貌向基体生长,而1Cr17和201表面的合金层平直。Q235上内外合金层为FeAl和Fe2Al5,并以Fe2Al5为主;而1Cr17的内外合金层为含Cr的Fe2Al5和FeAl3相;201不锈钢经短时间热处理可保留纯Al层,30min后主要由含Cr,Ni,Mn的Fe2Al5和FeAl3相组成,也形成少量的FeAl2和FeAl相。
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    9Ni钢焊接热影响区组织转变规律的研究
    严春妍, 李午申, 白世武, 薛振奎
    2010, 0 (2): 6-9.  
    摘要 ( 295 )   HTML( PDF (1014KB) ( 286 )   引文文本
    采用热模拟技术研究了液化天然气储罐用9Ni钢焊接热影响区的组织转变规律。实验结果表明,9Ni钢经历热循环后的显微组织类型包括贝氏体和马氏体两种。低冷却速度条件下,9Ni钢经历热循环后的主要转变产物为贝氏体(包括粒状贝氏体和上贝氏体两种类型);随着冷却速度的提高,组织类型由粒状贝氏体向上贝氏体转化。高冷却速度条件下,经历热循环后的转变产物为马氏体。
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    测试与表征
    超声无损检测减压炉加热管内表面结焦层
    李萍, 谭家隆, 郝静燕, 周宏威
    2010, 0 (2): 10-12.  
    摘要 ( 321 )   HTML( PDF (569KB) ( 331 )   引文文本
    基于超声波在多层介质中的传播规律,探讨超声波技术检测加热管内表面结焦层的可行性。研究结果表明:超声波技术无损评价炉管内壁结焦层厚度是可行的;超声回波信号的幅度、周期性以及波形的畸变程度可作为结焦层厚度变化的表征指标;无焦区,回波清晰,周期性较好,幅度较高;薄焦区,回波幅度减少,周期性较好,回波略有畸变;厚焦区,回波幅度明显降低,畸变严重。
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    未焊透缺陷深度对LY12铝合金搅拌摩擦焊焊缝电导率的影响
    张小帆, 邢丽, 杨成刚, 柯黎明
    2010, 0 (2): 13-16.  
    摘要 ( 306 )   HTML( PDF (581KB) ( 359 )   引文文本
    采用涡流电导测量仪,测量了LY12铝合金搅拌摩擦焊垂直于焊缝方向的电导率分布及具有不同深度未焊透缺陷处焊缝的电导率。结果表明,焊缝中部电导率较高,母材电导率较低,存在一过渡区,各区的电导率变化与其组织变化有关。未焊透深度对焊缝电导率分布曲线有影响。当未焊透深度较小时,其焊缝中心电导率相对无缺陷时变化不大。当未焊透深度较大时,其焊缝中心电导率值急剧下降,且未焊透深度越大,电导率值越低。
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    含芴共聚聚酰亚胺胶黏剂的合成与性能研究
    安颢瑗, 詹茂盛, 王凯
    2010, 0 (2): 17-20.  
    摘要 ( 315 )   HTML( PDF (932KB) ( 472 )   引文文本
    以3,3',4,4'-二苯甲醚四甲酸酐(ODPA)为二酐单体,采用等摩尔分数的9,9'-二(4-氨基苯基)芴(BAFL)和3,4'-二氨基二苯醚(3,4'-ODA)、4,4'-二氨基二苯醚(4,4-'ODA)、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(1,3,4-APB)或1,4-二(4'-氨基苯氧基)苯(1,4,4-'APB)分别共聚制备含芴共聚聚酰亚胺(CPI)薄膜。对CPI薄膜进行FT-IR,DMTA,TGA和拉伸性能的测试。采用部分酰亚胺化的CPI薄膜与不锈钢黏结,制备单搭接黏结件,测试其室温及高温拉伸剪切强度,进而比较其黏结性能。结果表明,含芴CPI薄膜具有较好的力学性能和热性能。BAFL,3,4'-ODA与ODPA共聚所得CPI薄膜的黏结性能最好,室温拉伸剪切强度达到19.2MPa,250℃仍然可达13.4MPa。
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    MK101催化剂受热结构及活性变化
    何刚
    2010, 0 (2): 21-24.  
    摘要 ( 265 )   HTML( PDF (262KB) ( 175 )   引文文本
    采用化学分析、电子能谱仪、X射线衍射仪和吸附仪等方法,对由热产生的甲醇催化剂MK101的结构和活性变化进行研究。结果表明:实验室高温加热可使催化剂晶粒度增大,比表面积下降31%,平均孔径增大21%,孔容下降22.2%;工业使用的催化剂晶粒度增大,比表面积下降38.2%~56.4%,平均孔径增大21%,孔容下降51.4%~57.9%。实验室强热实验后的催化剂与工业使用后的催化剂在结构和活性变化的趋势上相同,比表面积减小和催化活性降低。实验室耐热实验对催化剂小孔径影响小,对大孔径影响大,并生成更多的大孔;而工业使用后的催化剂,对小孔的影响大,对大孔径影响小,使大量小孔变大,小孔的比率明显减小;伴随的结果是催化剂的活性下降和丧失。
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    含Sc超高强铝合金热压缩时的流变行为和组织演变
    李文斌, 潘清林, 刘俊生, 梁文杰, 刘晓艳, 何运斌
    2010, 0 (2): 25-28,32.  
    摘要 ( 340 )   HTML( PDF (1374KB) ( 321 )   引文文本
    在Gleeble1500试验机上,对温度范围为380~470℃和应变速率范围为0.001~10s-1的一种新型含Sc的超高强铝合金的流变行为进行研究,并用金相观察和透射电镜分析考察压缩变形时的组织演变。结果显示,真应力-真应变曲线在小应变条件下(ε<0.15)表现出峰值应力及随后的动态流变特征,这种关系可以用Zener-Hollomon指数方程来描述。指数方程中的平均热变形激活能Q为157.9kJ/mol。变形试样中的亚结构由拉长后晶粒中的少量细小的等轴多边形亚晶粒和晶界上的锯齿状组织构成。动态流变主要是由动态回复(DRV)和动态再结晶(DRX)引起。
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    多聚磷酸钠改性水基Fe3O4磁流体的制备与表征
    初立秋, 陈煜, 苏温娟, 谭惠民, 赵信岐
    2010, 0 (2): 29-32.  
    摘要 ( 383 )   HTML( PDF (802KB) ( 540 )   引文文本
    采用多聚磷酸钠(STPP)对Fe3O4磁性纳米粒子进行表面改性,制备稳定的水基磁流体。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、振动样品磁强计(VSM)及Zeta电位仪对所制备的磁流体进行表征。结果表明,STPP包覆于Fe3O4磁性纳米粒子的表面,当pH>3时,粒子表面带有负电荷;磁性测试结果表明,STPP/Fe3O4磁性纳米粒子具有超顺磁性,其饱和磁化强度为62.3A·m2·kg-1
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    7B04铝合金应力腐蚀敏感性研究
    刘远勇, 张晓云, 裴和中, 陆峰, 高健
    2010, 0 (2): 33-36,41.  
    摘要 ( 364 )   HTML( PDF (1416KB) ( 282 )   引文文本
    利用慢应变速率拉伸应力腐蚀实验方法研究7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性。研究温度、腐蚀介质、电化学极化对应力腐蚀敏感性的影响,结果表明:随温度的升高7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性增强;溶液的腐蚀性越强,7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性越大;无论是阳极极化还是阴极极化都会增加7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性。
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    表面工程
    激光熔覆-活化屏等离子体复合处理层耐磨性能研究
    徐滨士, 张晓东, 董世运, 董汉山, 王志坚, 闫世兴
    2010, 0 (2): 37-41.  
    摘要 ( 357 )   HTML( PDF (1156KB) ( 387 )   引文文本
    为了研究激光熔覆层性能对活化屏等离子体氮化处理层耐磨性能的影响,采用两种铁基合金粉末(Fe90和Fe314)在45钢基体表面进行激光熔覆,然后进行等离子体氮化复合处理,测试涂层干摩擦条件下的磨损性能。研究结果表明:复合处理后,Fe90激光熔覆层的硬度由750HV提高到1350HV,Fe314激光熔覆层的硬度由540HV提高到927HV;在相同载荷(30N)下,Fe90复合处理层的耐磨性提高到1.2倍,而Fe314复合处理的耐磨性降低为原来的42%;复合处理耐磨性能提高的关键在于激光熔覆层与氮化层的合理搭配,熔覆层能够提供足够的支撑。
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    Al2O3/CrNx复合膜的摩擦磨损特性
    王远, 周飞, 张庆文
    2010, 0 (2): 42-46,51.  
    摘要 ( 376 )   HTML( PDF (1806KB) ( 285 )   引文文本
    为改善铝合金零部件的摩擦磨损特性,采用微弧氧化和射频磁控溅射技术,在2A12铝合金表面制备Al2O3/CrNx复合膜。用X射线衍射仪、涡流测厚仪、纳米硬度仪、微摩擦磨损试验机、非接触表面三维形貌仪及扫描电镜对Al2O3涂层及复合膜的相组成、膜厚、纳米硬度、摩擦磨损特性和磨痕形貌等进行了研究。实验结果表明:32μm厚的多孔Al2O3陶瓷涂层由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,外层1.2μm厚的CrNx膜由单质Cr,Cr2N和CrN相组成;Al2O3涂层及Al2O3/CrNx复合膜的摩擦因数和磨损率都随法向载荷的增加而增大,在相同实验参数下,复合膜的摩擦因数和磨损率都远小于Al2O3涂层的,这表明在Al2O3涂层表面沉积CrNx膜能明显改善其摩擦磨损特性,将延长对偶件的使用寿命。
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    退火对Y2O3薄膜结构和光学性能的影响
    王耀华, 陈广超, 贺琦, 李成明, 吕反修
    2010, 0 (2): 47-51.  
    摘要 ( 314 )   HTML( PDF (1177KB) ( 285 )   引文文本
    采用脉冲式静电辅助的气溶胶化学气相沉积方法成功的在Si(100)衬底上制备了Y2O3薄膜,研究了退火对Y2O3沉积薄膜的形貌、结构和光学性质的影响。X射线衍射分析结果表明沉积得到的Y2O3薄膜在退火前为非晶态结构,退火之后薄膜具有立方结构,并且具有(111)择优取向。SEM分析显示薄膜在退火后更加平滑、致密。椭偏仪的测试结果表明薄膜退火后的折射系数提高,消光系数减少。
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    Al含量对Cu基Ni镀层表面渗Si层组织和力学性能的影响
    王红星, 李迎光
    2010, 0 (2): 52-57.  
    摘要 ( 336 )   HTML( PDF (1261KB) ( 293 )   引文文本
    采用料浆包渗法,以SiO2粉为Si源,纯Al粉为还原剂,NaF和NH4Cl作为复合活化剂,Al2O3为惰性添加剂,蛋白质(鸡蛋清)为黏结剂,在Cu表面预先镀Ni层随后900℃,12h表面渗Si,制备渗Ni-Si层。研究了Al粉含量对渗Si层组织和力学性能的影响。结果表明:随铝粉含量的增加,渗层组织出现以下转变:Ni3Si+Ni31Si12→Ni31Si12+Ni2Si→Ni3Si+NiAl,包渗过程由渗硅为主转变为渗铝为主;渗层硬度增加;摩擦系数由铝粉含量为10%(质量分数,下同)时的0.37降低到45%时的0.18,分别为纯铜的1/2,1/5。
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    论文
    华东理工大学成功研制大型风机叶片用复合材料
    2010, 0 (2): 57-57.  
    摘要 ( 191 )   HTML( PDF (65KB) ( 144 )   引文文本
    科技日报讯华东理工大学华昌聚合物有限公司与上海玻璃钢研究院有限公司合作,近日成功研发出具有自主知识产权的、适用于大型风机叶片的关键技术“高性能环氧乙烯基酯树脂”,用以代替价格昂贵的进口树脂。目前,兆瓦级的风力发电机叶片所使用的基体树脂有环氧体系和聚酯体系,而国内叶片用的这两种树脂全部依赖进口。进口周期长,造成市场供应紧张,国内叶片生产商屡次经历断料的情况,损失巨大。我国风力发电机叶片生产商虽有30余家,但是他们迫切需要成本低、工艺性能好的国产化材料来取代进口材料。
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    表面工程
    湿热贮存环境下电子器件表面镀层的腐蚀研究
    刘慧丛, 邢阳, 李卫平, 朱立群
    2010, 0 (2): 58-63.  
    摘要 ( 321 )   HTML( PDF (710KB) ( 692 )   引文文本
    针对电子设备中器件在贮存环境下由于温度、湿度的变化引发的腐蚀问题,对引脚镀覆Ni/Pd/Au镀层的电子器件进行湿热试验,考察了贮存环境中的温度、相对湿度以及器件表面状态包括黏附盐分、表面划伤、黏附灰尘等因素对器件引脚表面镀层腐蚀的影响;用扫描电镜和能谱仪等研究了带Ni/Pd/Au镀层的电子器件在湿热环境下的腐蚀行为。结果表明:器件引脚表面存在三个腐蚀敏感区,分别是切边造成的基体暴露处、弯曲成形时形成的镀层裂纹处以及镀层表面的针孔处;温度和相对湿度对腐蚀有较大影响,当环境温度超过40℃,相对湿度超过80%后器件引脚镀层腐蚀加速;盐分和灰尘能够明显促进器件引脚镀层的腐蚀,有盐分和灰尘附着的表面,环境相对湿度在30%就能发生腐蚀。
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    论文
    装甲兵工程学院开发出自动化高速电弧喷涂技术
    陈永雄
    2010, 0 (2): 63-63.  
    摘要 ( 184 )   HTML( PDF (280KB) ( 232 )   引文文本
    装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室成功开发出新型自动化高速电弧喷涂技术,它是以电弧为热源,熔化金属丝材,并用高压空气雾化,雾化粒子高速喷涂、逐层沉积成涂层,同时,将喷枪固定在操作机或机器人上,通过电脑编程控制喷枪运动,实现喷涂过程的自动化。
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    工艺
    工艺参数对热冲压成型钢组织性能及硼偏聚的影响
    江海涛, 唐荻, 米振莉, 陈雨来
    2010, 0 (2): 69-73.  
    摘要 ( 302 )   HTML( PDF (1489KB) ( 493 )   引文文本
    通过Gleeble1500热/力模拟实验机对轧后含硼钢板进行了热冲压过程模拟,分析了各种热处理条件对含硼钢组织性能的影响,并采用X射线衍射技术和径迹照相技术分析了硼的偏聚和硼相析出情况。研究结果表明:提高加热温度或延长保温时间,可促进钢的奥氏体化和硼的偏聚。通过偏聚合适含量的硼,能够很好地起到提高淬透性作用,使材料得到全部马氏体组织。热冲压成型过程中的变形破碎了奥氏体组织,促进相变,更易获得细小的马氏体组织。当冷却速度不高时,钢中"硼相"会沿晶界连续析出,从而降低了硼钢的淬透性。
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    均匀化处理对新型Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织及锻造性能的影响
    龚澎, 张坤, 戴圣龙, 陆政
    2010, 0 (2): 74-77.  
    摘要 ( 381 )   HTML( PDF (1087KB) ( 392 )   引文文本
    采用扫描电镜观察(SEM)、透射电镜(TEM)、高温拉伸性能和高温冲击性能测试等方法,研究了不同均匀化处理工艺对一种采用常规半连续铸造方法生产的新型Al-Zn-Mg-Cu合金组织和锻造性能的影响。结果表明:随均匀化温度的升高,合金铸锭中的枝晶组织及难溶非平衡共晶相逐渐溶入基体中;当均匀化温度低于450℃时,基体中仍残留部分枝晶组织,并且合金的工艺塑性偏低;当均匀化温度达到470℃时,枝晶组织充分回溶到基体中,使铸锭获得最优的工艺塑性。铸锭经470℃/36h均匀化处理后,通过工艺塑性实验确定合金在380~430℃之间具有良好的锻造性能。根据以上实验结果,确定该新型Al-Zn-Mg-Cu合金的均匀化处理工艺为470℃/36h;锻造温度为380~430℃。
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    辅助电磁场作用下的铝基复合材料钎焊接头界面微观组织及其分析
    于治水, 李瑞峰, 祁凯
    2010, 0 (2): 78-80,90.  
    摘要 ( 380 )   HTML( PDF (830KB) ( 301 )   引文文本
    采用Zn-Al钎料,以铝基复合材料SiC/A356为研究对象,对该材料辅助电磁场作用下的钎焊工艺及其接头界面微观行为进行了探索性的研究。试图通过电磁场效应,控制液固界面处强化相的推斥/吞没行为,并对不同交变方波电流峰值作用下的接头微观组织进行分析。研究结果表明,在磁场强度为0.5T,交变电流频率为100Hz,电流峰值为70A时SiC强化颗粒的行为得到了有效的控制,避免了SiC强化相颗粒在界面处的偏聚行为,获得了SiC强化相颗粒在钎缝中均匀分布的铝基复合材料钎焊接头。
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    预处理对2124铝合金板材蠕变时效微结构与力学性能的影响
    周亮, 邓运来, 晋坤, 张新明
    2010, 0 (2): 81-85,96.  
    摘要 ( 238 )   HTML( PDF (1400KB) ( 502 )   引文文本
    研究了预处理(15%预变形+100℃×5h预时效)对2124铝合金板材蠕变时效成形微结构与力学性能的影响。结果表明,富Fe(Si)杂质相粒子在蠕变成形过程中会因应力集中效应而破碎,从而改善材料性能,固溶-淬火后直接进行蠕变时效处理,θ′相在{100}面上的析出行为呈现出明显的应力位向效应,但基体中存在的弥散第二相粒子周围存在着很大的晶格畸变能,能促进析出第二相的形核、长大,局部降低应力位向效应。在本研究条件下,预处理使得{111}面上析出了Ω强化相,显著提高了2124铝合金蠕变时效后的强度,但不会显著降低延伸率。
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    综述
    微弧氧化电源特性和参数对膜层性能及电能消耗的影响
    杨威, 赵玉峰, 杨世彦
    2010, 0 (2): 86-90.  
    摘要 ( 306 )   HTML( PDF (558KB) ( 1041 )   引文文本
    随着微弧氧化技术及其工业应用的发展,作为关键设备的电源对微弧氧化的影响得到了广泛的关注。综述了电源特性和参数对膜层性能以及工艺能耗影响方面的研究,总结了电源工作模式和电流密度、电压、频率等电参数对膜层相组成、表面形态、耐蚀性等性能以及工艺能耗的影响规律,指出电源特性和参数的影响本质上是电源脉冲能量的影响,能精确控制脉冲能量的电源是今后的发展方向。
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    电弧喷涂快速成形技术研究现状
    陈永雄, 梁秀兵, 刘燕, 徐滨士
    2010, 0 (2): 91-96.  
    摘要 ( 365 )   HTML( PDF (284KB) ( 657 )   引文文本
    电弧喷涂成形是新近发展起来的一项重要金属快速成形技术。对比分析电弧喷涂快速成形技术与近终喷射成形和等离子喷涂成形技术之间的差异与特点,综述电弧喷涂在模具快速制造领域的研究应用现状,并讨论了电弧喷涂成形材料,以及喷涂成形雾化与沉积工艺过程中的传热传质、残余应力和氧化行为等关键性问题。最后,展望了电弧喷涂厚成形技术的重点研究方向与解决途径。
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