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  • 材料工程
      2011年, 第0卷, 第8期 刊出日期:2011-08-20 上一期    下一期
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    论文
    铝合金轴对称法兰件热挤压成形极限的理论分析
    杜之明, 丛森, 柳君, 秦晋, 谢水生
    2011, 0 (8): 1-4.  
    摘要 ( 291 )   HTML( PDF (1175KB) ( 166 )   引文文本
    对铝合金轴对称零件热挤压成形进行了理论分析,总结出零件成形极限的影响因素及规律.通过建立法兰类轴对称零件在热挤压成形过程中变形区应力计算的力学模型,得出应力变化和法兰区外径最大尺寸的表达式.并通过不同应力状态下临界尺寸表达式的对比,分析径向压力P、材料与模具之间的摩擦力τ以及法兰区厚度t对法兰区外径最大尺寸Rmax的影响规律,为实验过程中成形极限的预测提供一定理论依据.
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    双纳米硅p层优化非晶硅太阳能电池
    刘石勇, 曾湘波, 彭文博, 姚文杰, 谢小兵, 杨萍, 王超, 王占国
    2011, 0 (8): 5-7,13.  
    摘要 ( 244 )   HTML( PDF (1097KB) ( 194 )   引文文本
    采用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)技术在高功率密度、高反应气压和低衬底温度下制备出不同氢稀释比RH的硅薄膜.高分辨透射电镜(High-Resolution Transmission Electron Microscopy,HRTEM)图像与拉曼谱显示在较高氢稀释比条件下生长的薄膜为纳米硅(nanocrystalline silicon,nc-Si)薄膜,纳米硅颗粒尺寸约为3~5nm.对不同氢稀释比下纳米硅薄膜光学带隙的变化趋势进行了研究.结果表明:随着氢稀释比的增加,纳米硅薄膜的光学带隙逐渐增加.提出采用双纳米硅p层结构改善非晶硅太阳能电池,发现双纳米硅p层电池效率比单纳米硅p层的电池效率提高了17%.
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    测试与表征
    耐热钢12Cr1MoV在NaHCO3溶液中早期腐蚀行为的电化学噪声研究
    田志强, 孔小东, 吴港, 王源升
    2011, 0 (8): 8-13.  
    摘要 ( 331 )   HTML( PDF (3185KB) ( 197 )   引文文本
    运用电化学手段测试和分析耐热钢12Cr1MoV在含不同浓度Cl-的0.5mol/L NaHCO3溶液体系中的早期腐蚀行为.电化学噪声测量技术记录12Cr1MoV在不同介质条件下早期腐蚀过程的噪声图谱,通过腐蚀形貌观察和极化曲线、微观分析等手段验证电化学噪声分析结果.结果显示,12Cr1MoV基体与HCO3-反应形成腐蚀产物膜.Cl-的加入破坏钝化膜,形成电化学噪声点蚀特征峰,HCO3-的作用使亚稳态点蚀得到修复.随着Cl-浓度增大,亚稳态点蚀噪声峰波动幅度变大,形核率λ增大,点蚀诱导期缩短.极化曲线测试结果、腐蚀形貌观察、微观分析结果和电化学噪声分析结果有良好的一致性.
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    DD6单晶高温合金热处理过程中的再结晶组织演化
    曲彦平, 刘丽荣, 祖国庆, 金涛, 胡壮麒
    2011, 0 (8): 14-18.  
    摘要 ( 345 )   HTML( PDF (2953KB) ( 333 )   引文文本
    研究DD6单晶高温合金塑性变形后热处理过程中的组织演化.结果表明,1500kg加载后,在铸态γ′相溶解温度以下预处理没有再结晶现象,预处理后再进行固溶处理发生明显的再结晶;γ′相溶解温度以上预处理发生明显的再结晶,再结晶晶界细小,晶界由粗大γ′相组成.与固溶态相比,时效处理后的再结晶深度变化不大,时效过程中,晶界由固溶态的窄晶界变为宽大的胞状晶界,并且有粒状M6C碳化物沿晶界析出.
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    泥浆膜在大气环境下对钻杆的腐蚀机理研究
    刘婉颖, 施太和, 曾德智, 朱泽华, 贾华明, 卢强, 刘鹏
    2011, 0 (8): 19-23.  
    摘要 ( 324 )   HTML( PDF (1859KB) ( 192 )   引文文本
    采用高温高压釜模拟研究塔里木油田现场环境所用聚磺体系钻井液对S135钻杆的腐蚀行为及腐蚀机理.通过对表面黏附有泥饼的挂片进行XRD和SEM观察,分析钻杆表面黏附的泥饼形貌特征及腐蚀行为.结果表明:S135钻杆发生了局部氧腐蚀,特征为溃疡状腐蚀、局部连片腐蚀和深坑蚀.腐蚀产物主要是正交(斜方)晶系的针铁矿.钻杆腐蚀的主要原因是起钻时未刮泥浆,黏附在钻杆外壁的泥浆膜在空气中因水分挥发而形成泥饼壳后,留下铁矿粉、重晶石、土粉、碳酸钙粉等作为骨架的固相物,该固相物称为垢层.垢层与钻杆表面接触,产生三种相互关联的局部腐蚀,即供氧差异微电池腐蚀、电偶腐蚀和缝隙腐蚀.
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    [011]取向DD6单晶高温合金薄壁持久性能
    刘维维, 李影, 刘世忠, 李嘉荣
    2011, 0 (8): 24-27.  
    摘要 ( 400 )   HTML( PDF (2354KB) ( 222 )   引文文本
    采用薄壁试样研究了760,980,1070℃条件下[011]取向第二代单晶高温合金DD6的持久性能.结果表明:与标准试样(直径5mm)相比,DD6单晶高温合金薄壁试样的持久寿命与之相当.对合金760℃/590MPa,980℃/270MPa及1070℃/270MPa条件下组织分析发现:760℃合金γ′相局部发生变形,980,1070℃条件下DD6合金γ′相发生了定向粗化,形成筏排.
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    ZnFe2O4纳米结构制备及其Mössbauer谱分析
    徐波, 王树林, 李生娟, 李来强
    2011, 0 (8): 28-31.  
    摘要 ( 406 )   HTML( PDF (1077KB) ( 422 )   引文文本
    通过水解Zn/Fe3O4纳米粒子制备ZnFe2O4纳米结构,采用XRD和TEM检测产品的成分和形貌变化,验证反应过程方程的正确性.结果表明:当反应温度为260℃时,产品中含有ZnO纳米棒,随着反应温度升至300℃,ZnO纳米棒逐渐消失,得到纯度较高的ZnFe2O4纳米颗粒,粒度分布在20~30nm范围内.产品的Mössbauer谱分析,显示样品为磁分裂六线谱,晶体结构为正、反尖晶石混合结构,为磁有序结构,呈反铁磁性.
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    铸态、挤压态和快速凝固态ZK60镁合金微观组织及压缩性能
    王敬丰, 魏怡芸, 吴夏, 潘复生, 汤爱涛, 丁培道
    2011, 0 (8): 32-35,41.  
    摘要 ( 303 )   HTML( PDF (1491KB) ( 364 )   引文文本
    采用铜模喷铸的方法制备得到快速凝固态ZK60镁合金,并通过X射线衍射仪,扫描显微镜和能谱分析仪对铸态、挤压态和快速凝固态ZK60镁合金的组织结构及相的组成进行表征.结果发现:快速凝固态ZK60镁合金的组织均匀细小,并且样品中弥散分布着颗粒状的MgZn相,除此之外,该合金中还存在尺寸较大的富Zr共晶团.通过压缩实验发现,快速凝固态ZK60镁合金具有高强度,其压缩断裂强度达到444MPa,远高于铸态和挤压态.
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    表面工程
    AZ-1改性炭纤维/聚三唑复合材料界面研究
    费军, 扈艳红, 黄发荣, 杜磊
    2011, 0 (8): 36-41.  
    摘要 ( 320 )   HTML( PDF (2001KB) ( 224 )   引文文本
    研究了一种用氮丙啶处理炭纤维的方法在新型聚三唑树脂复合材料中的界面作用效果和作用机理.用硝酸氧化处理炭纤维,再引入分子结构中含氮丙啶环的化合物AZ-1,通过化学手段对炭纤维进行改性.结果表明,经改性后炭纤维增强聚三唑树脂复合材料比未处理复合材料的层间剪切强度提高86%.AFM,SEM和接触角测试表明化学改性增加了炭纤维的表面粗糙度和极性,提高了炭纤维与聚三唑树脂间的界面黏结;XPS测试进一步证明,炭纤维经硝酸氧化处理后,在纤维表面生成了酸性基团;AZ-1中的氮丙啶环常温下可在氧化了的炭纤维表面开环,形成胺基类化合物,改善了与聚三唑基体之间的界面作用.
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    表面处理对第二代单晶高温合金胞状再结晶的影响
    魏文娟, 唐海军, 冯强
    2011, 0 (8): 42-47.  
    摘要 ( 376 )   HTML( PDF (2756KB) ( 243 )   引文文本
    对第二代镍基单晶高温合金进行表面处理并在1000~1200℃保温,研究表面加工工艺和热处理条件对胞状再结晶行为的影响.结果表明:磨削、吹砂、喷丸试样热处理后表面均发生了胞状再结晶,其生成厚度依次增加.喷丸试样经1200℃/50h后胞状再结晶区厚度可达0.1mm,晶团之间及与基体之间存在取向差小于5°的小角晶界和35~45°的大角晶界.热处理温度比保温时间对胞状再结晶区生长速率和最终厚度的影响更加显著.
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    丙烯酸树脂涂层对透明导电薄膜整体性能的影响
    张官理, 伍建华, 霍钟祺, 张晓锋
    2011, 0 (8): 48-51.  
    摘要 ( 247 )   HTML( PDF (1669KB) ( 406 )   引文文本
    在有机玻璃(Polymethyl Methacrylate,PMMA)上磁控溅射透明导电金属薄膜,并引入丙烯酸树脂底涂层和面涂层,以期提高透明导电薄膜的耐环境性能,研究了涂层的引入对透明导电膜整体性能的影响.结果表明:引入丙烯酸树脂涂层后,透明导电薄膜的耐环境性能有了明显提高,且丙烯酸树脂涂层由于具有较低折射率,还可作为光学增透层使用;丙烯酸树脂涂层的引入对成膜质量也有一定的改善.
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    HP40Nb钢热浸镀Al-Si高温氧化行为及组织研究
    钱庆生, 李海, 王芝秀, 王秀丽, 史志欣
    2011, 0 (8): 52-57.  
    摘要 ( 349 )   HTML( PDF (2607KB) ( 278 )   引文文本
    为提高高温抗氧化性能,对HP40Nb钢进行了热浸镀Al-10%(质量分数)Si,并进行不同温度扩散处理,研究了不同扩散处理试样在1000℃条件下的高温氧化行为,通过SEM,EDS和XRD分析了经不同扩散处理后的渗层在高温氧化过程中的组织结构变化.结果表明:经800℃/4h扩散处理,渗层由内层(NiAl+Cr3Si)、中间层(Fe2Al5+少量Ni2Al3)和外层(FeAl3)组成;经900℃/4h扩散处理,渗层由内层(NiAl+Cr3Si)和外层(Fe2Al5+少量Ni2Al3)组成;经1000℃/4h扩散处理渗层由内层(α+Ni3Al,NiAl+Cr3Si)和外层(Fe2Al5+Ni2Al3)组成.不同扩散工艺处理试样经高温氧化360h后渗层均由外层(NiAl+Cr3Si)和内层(σ,α+Ni3Al)组成;经1000℃/4h扩散处理试样高温氧化性能最好,其氧化增重速率仅为未浸镀试样的13%.氧化过程中,渗层表面经扩散处理生成的α-Al2O3能显著提高钢的高温抗氧化性能.扩散温度越高,α-Al2O3越完整,致密抗高温氧化性能越好;渗层中σ相能阻碍铝原子的内扩散,从而保证了氧化过程中渗层表面生成α-Al2O3所需铝含量,除表面的α-Al2O3外,渗层中的NiAl,Cr3Si相也起到了抗氧化作用.
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    纳米凹凸棒石的化学镀镍
    汪冬梅, 张学斌, 刘丽华, 王峰, 徐康
    2011, 0 (8): 58-61,67.  
    摘要 ( 296 )   HTML( PDF (1908KB) ( 199 )   引文文本
    以天然凹凸棒石矿物为原料,分散提纯获得纳米纤维凹凸棒石,并利用化学镀镍技术对纳米凹凸棒石进行改性.采用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析研究预处理工艺对纳米凹凸棒石化学镀镍的影响.结果表明:通过镀前预处理以增加凹凸棒石表面的活化点,能够在凹凸棒石表面实现化学镀镍,但由于纳米凹凸棒石长径比较大,反应活性低,要在凹凸棒石表面得到完整的均匀分布的镀镍层,还须对镀前预处理方式(特别是粗化、活化)和化学镀镍工艺参数进行进一步的优化.
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    工艺
    超临界二氧化碳发泡热硫化硅橡胶的研究
    冯培杰, 宋丽贤, 卢忠远, 芦艾
    2011, 0 (8): 62-67.  
    摘要 ( 436 )   HTML( PDF (2217KB) ( 364 )   引文文本
    对超临界二氧化碳制备硅橡胶泡沫材料的可行性进行了研究.采“预硫化—发泡—完全硫化”工艺,研究了发泡温度、压力、溶胀时间、卸压时间等对硅橡胶泡沫的密度和泡孔结构的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)对泡孔结构进行了分析.结果表明:利用超临界二氧化碳发泡热硫化硅橡胶,得到了泡孔孔径小(<100μm)、泡孔均匀、泡孔结构可控的硅橡胶泡沫材料.
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    NiO-YSZ纳米复合粉体的制备及其表征
    郑育英, 廖世军, 黄慧民, 王俏运
    2011, 0 (8): 68-71.  
    摘要 ( 418 )   HTML( PDF (1393KB) ( 223 )   引文文本
    以氯氧化锆、硝酸钇、硫酸镍为原料,采用超声波-共沉淀法制备NiO-YSZ纳米复合粉体.通过TEM,TPR与XRD等测试手段,分析产物形貌、晶相及还原过程,对不同Ni含量的Ni-YSZ材料的电导率通过四端电极法进行了测定.结果表明:产物粒径分布窄,颗粒小,分散性好;Ni的质量分数为50%时较为合适.对机械混合法和超声波-共沉淀法制备得到的Ni-YSZ材料的电化学阻抗谱进行了比较,采用超声波-共沉淀法得到的Ni-YSZ具有较小的电阻.
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    等离子原位冶金复合碳化钨合金组织特性与结晶机理研究
    王淑峰, 李惠琪, 迟静, 李敏, 柴禄, 许慧
    2011, 0 (8): 72-76.  
    摘要 ( 347 )   HTML( PDF (2621KB) ( 277 )   引文文本
    采用等离子原位冶金技术得到了复合碳化钨合金.通过扫描电镜、X射线衍射分析、硬度测试等手段对其微观组织、物相组成和结晶机理进行了研究.结果表明:复合碳化钨合金的组织比较均匀,硬质相主要为WC,W2C,Fe3W3C和少量Cr7C3,平均硬度HRA可达84.2,合金中的WC相显微硬度HV0.1可达2636.高温液相熔体中,WC的形核主要靠溶解扩散反应方式,生长方式为以(0001)面为基面,沿〈0001〉方向的层片状堆叠方式生长,最终成长为层片状三角棱柱空间结构,晶粒最大能长到70μm以上.
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    3003铝合金动态再结晶实验研究
    陈贵清, 傅高升, 颜文煅, 程超增, 邹泽昌
    2011, 0 (8): 77-81.  
    摘要 ( 368 )   HTML( PDF (2935KB) ( 769 )   引文文本
    采用Gleeble-1500热模拟试验机对3003铝合金进行变形温度为300~500℃、应变速率为0.01~10.0s-1的高温等温压缩实验,由真应力-真应变曲线计算应变硬化速率,并采用截线法测量热压缩后平均晶粒尺寸,结果表明:3003铝合金动态再结晶临界应变εc随着Z参数的增大而提高,合金发生动态再结晶的临界条件为:ε>εc=7.28×10-5 Z0.1661;动态再结晶的平均晶粒尺寸随温度的升高、应变速率的减小而增大,其关系为:lndave=-0.0824lnZ+4.9532;在实验条件下,该合金具有正的应变速率敏感性,随变形温度的降低和应变速率的增大,合金进入稳态流变阶段时所对应的真应力值逐渐增大,并且峰值应力随动态再结晶平均晶粒尺寸的减小而增大,符合Hall-Petch关系:lnσm=-0.9378lndave+6.5232.
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    转相乳化法制备乙烯基酯树脂炭纤维上浆剂
    刘建叶, 陈娟, 柳华实, 王冬至, 葛曷一
    2011, 0 (8): 82-86,92.  
    摘要 ( 431 )   HTML( PDF (1370KB) ( 545 )   引文文本
    以乙烯基酯树脂与端环氧基反应型液态丁腈橡胶为主浆料,采用转相乳化法制备乳液型炭纤维上浆剂.探讨乳化剂种类、质量比、乳化温度、搅拌速率和溶剂对乳液性能的影响.结果表明:当乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚磷酸铵与蓖麻油聚氧乙烯醚质量比为3:1,乳化剂质量分数为主浆料的10%、乳化温度为50℃、搅拌速率为10000r/min、苯乙烯质量分数为主浆料的50%时,乳液稳定性最高,平均粒径0.068μm.离心沉淀分数为8.67%,Zeta电位为53.24mV,表面张力为32mN·m-1.电导率在转相时突增,转相后电导率趋于平稳,体系发生完全相反转.
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    综述
    纤维增强隐身复合材料的研究进展
    张晓红, 乔英杰
    2011, 0 (8): 87-92.  
    摘要 ( 280 )   HTML( PDF (383KB) ( 373 )   引文文本
    隐身技术是现代军事装备必不可少的技术,隐身材料是现代隐身技术重要的物质基础.本文从力学性能与电磁性能的角度出发,综述了不同构成成分的纤维增强隐身材料的在国内外的发展历程与现状,指出了在隐身技术研究中可能的发展方向.
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    等离子显示器滤光保护膜的研究进展
    张晓雯, 厉蕾, 颜悦
    2011, 0 (8): 93-98.  
    摘要 ( 254 )   HTML( PDF (1698KB) ( 269 )   引文文本
    本文介绍了等离子显示器的优缺点,并对其显示过程中所需的滤光保护膜进行了分析.分别对电磁屏蔽、近红外吸收、橘黄调色以及防反射等功能膜的研究进展进行了综述.重点阐述了各功能薄膜所用材料与薄膜制备方法在国内外的研究与应用.
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