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  • 材料工程
      2010年, 第0卷, 第11期 刊出日期:2010-11-20 上一期    下一期
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    表面工程
    近等温成形IN718合金的组织和力学性能
    宁永权, 姚泽坤, 郭鸿镇
    2010, 0 (11): 1-4.  
    摘要 ( 364 )   HTML( PDF (KB) ( 189 )   引文文本
    对IN718合金进行近等温成形,研究了始锻温度、变形和应变速率对锻件拉伸性能的影响。结果表明:始锻温度对拉伸性能的影响最显著;随着始锻温度的升高合金的晶粒度水平降低。间隙相的形态和含量是影响拉伸性能的直接原因,含量适当的针状初生态间隙相对拉伸性能的提高十分有力,而短棒状长大后的间隙相对拉伸性能的作用较低。间隙相的长大与合金的位错密度和成形温度关系密切。在间隙相的完全析出条件下,即在能量和温度的公共作用下,针状初生相迅速长大成短棒状;而在不完全的间隙相析出条件下,间隙相仅在变形后期析出并且不发生长大,保持初生的针状形态。
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    气相渗硅工艺制备KD-1SiCf/SiC复合材料及其性能研究
    王洪磊, 周新贵, 于海蛟, 赵爽, 罗征
    2010, 0 (11): 5-7,93.  
    摘要 ( 325 )   HTML( PDF (KB) ( 228 )   引文文本
    以国产KD-1型SiC纤维为增强体,采用化学气相沉积和酚醛树脂浸渍裂解获得两种碳源的多孔SiCf/C,通过气相渗硅工艺制备了KD-1 SiCf/SiC复合材料,对复合材料的微观结构和力学性能进行了研究。结果表明:不同碳源的多孔SiCf/C,经过气相渗硅得到SiCf/SiC复合材料的断裂韧性相差较大,分别为12.9,2.0 MPa.m1/2。而对于酚醛树脂浸渍裂解制备的高孔隙率SiCf/C中间体,经过气相渗硅得到SiCf/SiC复合材料的密度及力学性能明显高于由低孔隙率SiCf/C得到的SiCf/SiC复合材料。
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    抽拉速率对DD6单晶高温合金组织的影响
    张明军, 骆宇时, 肖程波, 唐定中, 吴仲棠
    2010, 0 (11): 8-10,16.  
    摘要 ( 347 )   HTML( PDF (KB) ( 156 )   引文文本
    采用不同的抽拉工艺制备DD6单晶合金,分析了DD6单晶合金的显微组织,研究了不同抽拉工艺对DD6合金组织的影响。结果表明,随着抽拉速率的降低,DD6合金一次枝晶间距增加,枝晶干和枝晶间γ′相尺寸变大,共晶组织呈粗化趋势,γ-γ′共晶组织含量减少,合金中主要元素偏析程度减轻。
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    Al-N共掺杂型ZnO薄膜的制备及其性能研究
    许莹, 王娟, 窦玉博
    2010, 0 (11): 11-16.  
    摘要 ( 364 )   HTML( PDF (KB) ( 183 )   引文文本
    采用溶胶-凝胶法制备了Al-N共掺ZnO薄膜。用X射线光电子能谱检测Al-N共掺杂情况;用X射线衍射仪、原子力显微镜、场发射扫描电镜、分光光度计、霍尔测量仪等分析测试手段,分别研究了Al-N共掺的掺杂浓度和热处理温度对薄膜的结晶性能、微观形貌和光电性能的影响。结果表明:在基质ZnO溶胶浓度为0.5 mol/L,Al-N掺杂摩尔浓度为10%,热处理温度600℃下,Al-N共掺ZnO薄膜的结晶性能、微观形貌和光电性能最佳。
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    半固态7075+1.7TiC铝合金二次加热工艺的研究
    刘慧敏, 刘丽, 许萍
    2010, 0 (11): 17-20,25.  
    摘要 ( 267 )   HTML( PDF (KB) ( 178 )   引文文本
    在不同的二次加热温度和保温时间条件下,对喷射沉积7075+1.7%(体积分数)TiC铝合金的二次加热工艺进行研究。采用扫描电镜观察合金的二次加热组织,利用平均截线法统计晶粒尺寸。结果表明,在580℃进行二次加热时其晶粒长大非常缓慢,温度提高到600℃后,晶粒长大速度有所提高。在580℃和600℃分别保温60min后,合金对应的平均晶粒尺寸为14μm和20μm。二次加热温度超过610℃后晶粒长大速度显著提高,并出现明显的局部重熔现象。对应620℃保温30min的平均晶粒尺寸53μm。说明在上述条件下得到的半固态坯料仍保持细小等轴晶组织的特征,能够满足后续的触变成形工艺对合金组织的要求。
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    膨胀石墨基炭/炭复合材料的制备及其苯酚吸附性能
    王振邦, 陈志刚, 刘成宝, 段晓涛, 陈红, 付猛
    2010, 0 (11): 21-25.  
    摘要 ( 333 )   HTML( PDF (KB) ( 182 )   引文文本
    以蔗糖为炭源,磷酸为活化剂制备出了膨胀石墨基炭/炭复合材料(EGCs)。采用SEM和氮气吸附法对材料进行了表征。结果表明,复合材料保留了膨胀石墨的网络状孔隙结构,活性炭主要涂覆在膨胀石墨蠕虫二级孔的孔壁上,涂覆厚度在87nm左右。研究了磷酸/蔗糖比(Xp)、活化温度、活化时间对复合材料孔结构和比表面积的影响。在Xp=0.9、活化温度为350℃和活化时间为120min时所得的复合材料比表面积最高,达到1948m2/g,其对苯酚的吸附量为173.1mg/g,较同工艺制备的活性炭颗粒提高了24.8%。
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    聚酰胺-胺树形分子核的微波合成
    周旭, 吴江渝, 李妍, 姜铁坤
    2010, 0 (11): 26-29.  
    摘要 ( 290 )   HTML( PDF (KB) ( 147 )   引文文本
    采用微波辅助加热的方法从三乙醇胺出发合成聚酰胺-胺树形分子核。结合IR和1H NMR表征手段,证明合成产物与目标分子结构一致。通过单因素对比实验研究了微波功率与产率之间的关系,并综合实验数据确定出了合适的微波反应条件。微波反应30,60,50min,中间产物三腈、三酯及目标产物三胺的产率分别达到72.5%,73.8%,69.3%。
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    工艺
    EW83镁合金挤压板材的组织与性能不均匀性研究
    胡天云, 邓运来, 唐昌平, 张新明
    2010, 0 (11): 30-34,82.  
    摘要 ( 340 )   HTML( PDF (KB) ( 162 )   引文文本
    采用OM,SEM,EDS,XRD和硬度测试技术研究了EW83镁合金挤压板材的组织与性能不均匀性。结果表明,EW83合金挤压板材在成形过程中组织非均匀演变受再结晶与析出第二相的共同影响。在板材的边部,由于实际Z参数增大、析出相阻碍再结晶晶粒长大和粒子激发形核(PSN)再结晶等三类细化晶粒效应的耦合作用,实际晶粒尺寸小于平均Z 参数预测值约1倍;在板材的中部,由于温度升高引起的实际Z参数减小和静态再结晶晶粒长大效应的作用,实际晶粒尺寸大于平均Z 参数预测值约1倍。挤压态板材边部硬度值较中部高约5%;但时效处理后,其硬度值反而高出边部约10%。
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    叶蜡石基改性复合粉体部分替代N330对SBR/N330纳米复合材料性能的影响
    张景峰, 田一光, 林实俄, 翁学军, 刘海涛
    2010, 0 (11): 35-38,56.  
    摘要 ( 327 )   HTML( PDF (KB) ( 145 )   引文文本
    利用工业化生产中通用的橡胶混炼工艺制备了丁苯橡胶(SBR)/N330/叶蜡石基改性复合纳米粉体(PBMCN)纳米复合材料。对改性的叶蜡石基复合纳米粉体在SBR/N330/PBMCN纳米复合材料中的分散性能及对SBR/N330/PB-MCN体系纳米复合材料的力学和硫化性能的影响进行了研究。结果表明,PBMCN在SBR/N330/PBMCN复合材料中的分散效果良好。PBMCN取代N330 20%(质量分数)时,SBR/N330/PBMCN复合材料的拉伸强度、拉断伸长率及硫化性能都得到了改善。分析讨论了PBMCN在SBR/N330/PBMCN复合材料中的补强机理。
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    表面工程
    Fe基合金的微结构与频率特性
    刘永生, 张金仓, 谷民安, 郁黎明, 杨晶晶, 高湉, 杨正龙, 彭麟
    2010, 0 (11): 39-42.  
    摘要 ( 323 )   HTML( PDF (KB) ( 193 )   引文文本
    用高能球磨的方法制备铁基纳米晶铁钴和铁镍合金,研究材料的结构与频率特性。结果表明:具有体心立方晶体结构样品的颗粒尺寸在0.5~5μm之间,尺寸分布较宽;而具有体心立方和面心立方混合晶体结构样品的在5~20μm之间,尺寸分布较窄。含钴样品的钴含量有提高样品截止频率的作用;样品的磁导率实部在掺杂量为7.69%(原子分数)时均出现极大值。Co掺杂的样品显示出弛豫型磁谱特征,而Ni掺杂样品则显示出共振型磁谱特征。Fe-Co样品在高频区域磁导率虚部随着掺杂量的增大而减小,同时随着掺杂量的增加,磁导率虚部最小值向高频区域移动。Fe-Ni样品的磁导率虚部最小值也随着掺杂量的增加向高频区域移动。纯铁样品则在高频区域磁导率虚部小于掺杂样品。
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    湿热环境对蜂窝夹层复合材料性能的影响
    胡建平, 蔡吉喆, 肇研, 刘建华
    2010, 0 (11): 43-47.  
    摘要 ( 313 )   HTML( PDF (KB) ( 168 )   引文文本
    对不同类型的Nomex蜂窝夹层复合材料进行湿热处理,分别测定不同材料的吸湿曲线与材料处理前后的力学性能与介电性能。实验结果表明:不同材料具有不同的吸湿特性。湿热环境会对夹层复合材料试样的面板强度、芯材剪切与压缩强度造成不同程度的负面影响,通过比较,在力学性能方面,两种面板材料的耐湿热性能相似,而环氧/NH-1-72材料的芯材具有更好的耐湿热性能。同时,湿热环境会对不同材料的介电性能产生不同的影响,其中,环氧/NH-1-48材料因其具有的最低的芯材密度,而具有最好的介电性能耐湿热性。
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    热处理对Ni-P镀层结构及硬度的影响
    程延海, 朱真才, 韩正铜, 邹勇
    2010, 0 (11): 48-51.  
    摘要 ( 393 )   HTML( PDF (KB) ( 158 )   引文文本
    采用化学镀的方法,在低碳钢基体上制备了纳米相含量不同的镀层。镀层在氩气保护下,分别经200,400℃保温1h进行热处理。采用电子探针(EPMA)、XRD射线衍射以及维氏硬度计研究了镀层热处理前后结构及硬度的变化。结果表明,随着纳米相含量的增多,镀层由非晶逐渐变为纳米晶,而硬度相应变大。200℃保温1h热处理,非晶与混晶镀层由于少量析出物Ni3P的出现使得硬度增大,而纳米晶镀层由于发生了弛豫使得镀层硬度降低。400℃保温1h热处理时,试样均发生了晶化,析出弥撒的Ni3P金属间化合物以及Ni相,纳米晶镀层的Ni相峰值强度增大最多,而非晶镀层所对应的Ni相峰值强度增大较少。然而,经400℃保温1h热处理后,非晶镀层硬度增大最多,这归因于非晶镀层析出的Ni3P金属间化合物数量多于混晶以及纳米晶镀层。
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    7050铝合金高温变形过程中的微观组织特征
    胡会娥, 孔小东, 陈德斌, 胡裕龙
    2010, 0 (11): 52-56.  
    摘要 ( 364 )   HTML( PDF (KB) ( 172 )   引文文本
    研究了7050铝合金在温度为460℃,应变速率分别为1.0×10-4s-1和0.1s-1条件下的高温拉伸变形过程。结果表明:7050铝合金在高温拉伸过程中平均晶界取向差角与真应变之间保持比例关系,晶粒尺寸随变形的进行而增加。晶粒的长径比在变形条件为460℃/1.0×10-4s-1变形时基本保持不变;而变形条件为460℃/0.1s-1时,晶粒长径比则随着变形的进行而增加。微观组织结果表明,7050铝合金在460℃/1.0×10-4s-1的变形过程中,软化机制为连续动态再结晶,而变形条件为460℃/0.1s-1时,软化机制为动态回复。连续动态再结晶过程中平均晶界取向差角的持续增加与亚晶界的迁移和变形过程中晶界吸入位错有关。
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    硬脂酸处理钛酸钾晶须对坡缕石纤维树脂摩擦材料摩擦性能的研究
    程尧, 何林, 周元康, 阎建伟
    2010, 0 (11): 57-59,65.  
    摘要 ( 342 )   HTML( PDF (KB) ( 163 )   引文文本
    研究了硬脂酸对钛酸钾晶须的改性效果,用处理了的钛酸钾晶须增强坡缕石复合制备摩擦材料,研究复合两种矿物纤维的增强机制。发现15%(质量分数)的钛酸钾晶须添加量在复合材料中分散不易均匀,摩擦因数波动较大,不利于复合材料的摩擦性能;13%以下的钛酸钾添加量对复合材料的摩擦因数的影响不大;10%的钛酸钾晶须添加量制备的复合材料磨损率最低,比未添加的坡缕石复合材料,耐磨性提高了27%,对改善坡缕石的耐磨性有显著的作用,特别是250℃以上的高温阶段的耐磨性得到显著改善。
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    端硅氧烷基聚氨酯/环氧树脂复合材料形态及热力学性能研究
    何成汉, 刘平桂, 赫丽华, 宋江选, 李齐方
    2010, 0 (11): 60-65.  
    摘要 ( 344 )   HTML( PDF (KB) ( 171 )   引文文本
    用两种不同类型的低聚物二元醇与小分子硅烷偶联剂三乙氧硅丙基异氰酸酯(ICPTES)为原料,合成了不同结构的端硅氧烷基聚氨酯低聚物(PUSi):聚四氢呋喃醚二元醇型(PTSi)和聚己内酯二元醇型(PLSi),以此低聚物改性环氧树脂。通过Sol-gel技术及胺类固化剂与环氧基团的反应,得到了端硅氧烷基聚氨酯低聚物(PUSi)/环氧树脂(EP)复合体系。用FTIR表征了两种低聚物的化学结构;用扫描电镜(SEM)、动态力学性能测试(DMTA)及热重分析(TGA),研究了PLSi/PTSi含量对PUSi/EP复合体系的微观形态、热力学性能的影响。结果表明,PUSi在体系中形成了海岛结构,PLSi的加入改善了体系的相容性,当PLSi/PTSi的含量比为1:1时,复合体系的5%热失重温度相比纯环氧树脂提高了近100℃,达275℃。
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    交变载荷下化学镀Ni-P合金在45钢疲劳裂纹尖端的沉积行为研究
    王章忠, 周衡志, 巴志新, 白允强
    2010, 0 (11): 66-68,87.  
    摘要 ( 282 )   HTML( PDF (KB) ( 190 )   引文文本
    研究了在交变载荷作用下,化学镀液渗注到裂纹尖端的沉积行为对裂纹扩展速率的影响。用扫描电镜观察了化学沉积处理后裂纹面的形貌,并用能谱仪和X射线衍射仪对裂纹尖端镀层进行了成分和物相分析,最后将未处理试样与化学沉积处理过试样的裂纹扩展速率进行对比。结果表明:裂纹尖端发生了明显的镍磷合金的沉积行为,且在裂纹尖端进行化学沉积处理能有效降低裂纹扩展的速率。
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    不同厚度铝合金微弧氧化陶瓷层摩擦学性能研究
    孙志华, 刘明, 国大鹏, 郭孟秋, 陆峰, 陶春虎
    2010, 0 (11): 69-73,78.  
    摘要 ( 278 )   HTML( PDF (KB) ( 158 )   引文文本
    采用球-盘磨损实验方法,研究了不同厚度2A12铝合金微弧氧化陶瓷层的摩擦学特性及其磨损性能,用SEM观察陶瓷层的表面形貌、截面显微组织以及磨损后的形貌,XRD研究陶瓷层的相组成。研究表明,随氧化时间延长,样品表面膜厚度趋于均匀,界面处氧化膜变得比较平坦。陶瓷层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,随氧化时间的延长、厚度增大,γ-Al2O3相在陶瓷层中的含量逐渐减少,而高温态、高硬度的α-Al2O3相的含量随氧化时间的延长逐渐提高,陶瓷层的平均硬度逐渐增大;未磨光、有疏松层的陶瓷层的磨损失重和磨损速率随微弧氧化时间的延长、厚度增大均增大,而磨光、去除疏松层的陶瓷层的磨损失重和磨损速率则均逐渐下降;磨痕的形状均为滑动方向上呈现片状鱼鳞、沟槽,为黏着磨损特征,磨痕未见裂纹。
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    钛合金的电偶腐蚀与防护
    张晓云, 汤智慧, 孙志华, 宇波
    2010, 0 (11): 74-78.  
    摘要 ( 454 )   HTML( PDF (KB) ( 194 )   引文文本
    总结了不同牌号的钛合金与铝合金、钢、复合材料接触时产生电偶腐蚀的敏感性。结果表明:钛合金与铝合金和结构钢接触时会产生不同程度的电偶腐蚀,必须进行防护处理方可使用;钛合金与不锈钢接触在常温下可直接接触使用,但在高温下,其电偶腐蚀行为可能发生变;钛合金与炭纤维复合材料可直接接触使用。表面处理作为一种补充防护措施,可在一定程度上降低钛合金与铝合金、结构钢之间的电偶腐蚀的敏感性,但不能完全阻止,表面处理后进行喷涂防护涂层、密封等防护措施可进一步降低电偶腐蚀敏感性。
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    双辉等离子表面Ni-Cr合金渗层的组织及耐蚀性能研究
    黄俊, 吴红艳, 毕强, 张平则, 姜云东
    2010, 0 (11): 79-82.  
    摘要 ( 305 )   HTML( PDF (KB) ( 144 )   引文文本
    采用双层辉光等离子表面冶金技术在Q235钢表面制备Ni-Cr合金渗层,对合金渗层的组织特征、成分和耐蚀性能进行了研究。结果表明:Ni-Cr合金渗层与基体呈现良好的冶金结合状态;渗层中Ni,Cr元素含量由表及里逐渐减少,厚度约为30μm,渗层主要物相为Ni2.9Cr0.7Fe0.36。电化学极化试验表明经Ni-Cr共渗处理后试样的耐蚀性明显优于基材,且Ni-Cr合金渗层的保护效率高达99.7468%,而孔隙率仅有0.2%。
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    综述
    超临界电化学沉积技术的研究进展
    雷卫宁, 刘维桥, 曲宁松, 王江涛
    2010, 0 (11): 83-87.  
    摘要 ( 290 )   HTML( PDF (KB) ( 178 )   引文文本
    分析了超临界流体特性及其电化学沉积新方法,综述了二氧化碳超临界电化学沉积过程中,表面活性剂的特性、二氧化碳的含量以及对温度、压力等过程参数对所形成的超临界导电乳化液影响的研究进展。阐述开展该项电沉积技术在制备高性能纳米镀层材料等方面的研究成果,并对今后的发展方向进行了展望。
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    铁磁构件磁记忆检测技术的研究进展
    冷建成, 徐敏强, 邢海燕
    2010, 0 (11): 88-93.  
    摘要 ( 324 )   HTML( PDF (KB) ( 128 )   引文文本
    金属磁记忆技术在检测铁磁构件应力集中和疲劳损伤等早期失效方面具有潜力。从磁记忆效应的机理研究、基础性试验探讨到检测信号的影响因素分析以及工程应用,对该技术在近几年来的发展现状进行了综述,并讨论了其在理论和实际应用中存在的问题。在国内外现有研究的基础上,指出了磁记忆检测技术的特点和需要进一步研究的发展方向。
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    防弹复合材料结构及其防弹机理
    陈磊, 徐志伟, 李嘉禄, 张刘飞, 陈利, 吴晓青, 孙颖, 陈光伟
    2010, 0 (11): 94-100.  
    摘要 ( 399 )   HTML( PDF (KB) ( 150 )   引文文本
    探讨了弹块与防弹复合材料的作用机理,分析弹块在侵彻过程中复合材料吸能方式和破坏模式的变化,提出了防弹复合材料的结构设计概念。分别研究了单根纤维性能、织物结构、树脂性能、基体含量和复合材料界面粘接强度等因素对防弹性能的影响,并指出目前存在的不足,以期为今后防弹复合材料的结构设计提供借鉴。
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