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  • 材料工程
      2014年, 第0卷, 第2期 刊出日期:2014-02-20 上一期    下一期
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    2014, 0 (2): 0-0.  
    摘要 ( 202 )   HTML( PDF (336KB) ( 130 )   引文文本
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    材料与工艺
    Fe85Si9.6Al5.4合金的制备、表征及其低频吸波性能
    冯永宝, 唐传明, 丘泰
    2014, 0 (2): 1-6,12.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.001
    摘要 ( 795 )   HTML( PDF (2599KB) ( 419 )   引文文本
    采用机械合金化法制备了Fe85Si9.6Al5.4合金,借助XRD,SEM,VSM和VNA,研究了Fe85Si9.6Al5.4合金的相结构、微观形貌、软磁性能以及Fe85Si9.6Al5.4/石蜡吸波材料的电磁和吸波性能。结果表明:采用一步法和两步法制备的FeSiAl合金的晶相均为无序bcc-Fe(Si,Al)相。一步法制备的FeSiAl合金形貌为不规则块状,而两步法制备的合金为片状。一步法与两步法制备的FeSiAl合金具有相近的比饱和磁化强度与矫顽力;但是与块状FeSiAl/石蜡吸波材料相比,片状FeSiAl/石蜡吸波材料具有更高的复介电常数和复磁导率,在0.5~5GHz范围内具有更低的反射率。厚度为2~5mm的片状FeSiAl/石蜡吸波材料,随厚度的增加反射率降低,匹配频率向低频移动;2mm材料反射率≤-10dB的带宽达1.07GHz。
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    离子液辅助水热法合成树枝状硫化镉及光催化性能
    赵荣祥, 李秀萍, 徐铸德
    2014, 0 (2): 7-12.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.002
    摘要 ( 627 )   HTML( PDF (2241KB) ( 324 )   引文文本
    采用氯化镉和硫脲为原料,在乙二胺氟硼酸盐离子液水溶液中水热法合成了树枝状硫化镉,所得产物经X射线衍射﹑扫描电镜﹑荧光光谱技术进行表征,并对枝状硫化镉光催化降解甲基橙的能力进行测试。结果表明,离子液和反应时间在枝状结构的形成中起重要作用,探讨了其形成机理。光催化性能的测试结果表明,枝状硫化镉在紫外光的照射下对甲基橙具有较高的光催化降解率,经过280min,甲基橙的降解率可以达到85%。
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    复合材料泡沫夹层板准静态压痕实验的有限元模拟
    谢宗蕻, 刘海涵, 田江
    2014, 0 (2): 13-17.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.003
    摘要 ( 938 )   HTML( PDF (4245KB) ( 286 )   引文文本
    采用准静态压痕(QSI)实验对复合材料泡沫夹层板进行研究,通过实验获得复合材料泡沫夹层板的损伤阻抗特性。使用ANSYS建立复合材料夹层板准静态压痕实验的有限元模型,使用刚度折减方法模拟持续加载过程中的芯体失效过程,建立了复合材料泡沫夹层板在准静态压痕力作用下损伤阻抗特性的预测方法。通过有限元结果与实验结果比较,验证了模型的准确性和合理性。
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    MSU-J及有机化修饰对PMMA杂化材料力学性能和热性能的影响
    焦剑, 吴广力, 刘蓬, 蔡宇
    2014, 0 (2): 18-23.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.004
    摘要 ( 1137 )   HTML( PDF (2136KB) ( 203 )   引文文本
    采用蠕虫状介孔SiO2(MSU-J)和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷后嫁接法有机化修饰的MSU-J-G,与MMA原位聚合制备具有三维纳米网络结构的MSU-J/PMMA和MSU-J-G/PMMA杂化材料。研究了杂化材料的微观结构、力学性能和热性能。结果表明:杂化材料中MSU-J及MSU-J-G保持原有的蠕虫状介孔结构,且近90%孔道被PMMA填充。MSU-J或MSU-J-G质量分数为7%时,两类杂化材料的性能最优,相对于纯PMMA,其拉伸强度和模量分别提高了38.9%和40.2%(MSU-J)以及46.7%和39.5%(MSU-J-G),断裂伸长率及冲击强度略有下降。杂化材料的热分解温度(Td)及玻璃化转变温度(Tg)也得到了改善。相对于MSU-J,MSU-J-G在PMMA中分散更均匀,对于杂化材料的力学和热性能改善效果更佳。
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    空间原子氧辐照对电刷镀Ni/MoS2-C镀层组织结构及摩擦学性能的影响
    李国禄, 王海斗, 徐滨士, 马国政, 张森
    2014, 0 (2): 24-28.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.005
    摘要 ( 636 )   HTML( PDF (2822KB) ( 245 )   引文文本
    研究了空间原子氧对电刷镀Ni/MoS2-C固体润滑镀层的影响,通过SEM,EDS以及TEM观测了镀层的微观结构及成分,采用XRD确定了镀层的相结构,并利用MSTS-1多功能摩擦磨损试验机对比原子氧辐照不同时间后镀层摩擦学性能的变化情况。结果表明:原子氧对电刷镀Ni/MoS2-C复合镀层的氧化腐蚀作用明显,镀层中氧化产物MoO3增加,同时镀层表面氧化膜的存在使得其摩擦因数在实验初期阶段相对较低,镀层表面经一定能量的原子氧高速轰击后材料表面结构分布不均,进而在真空吸气作用下造成的应力变化导致微观裂纹数量增加且镀层致密性遭到一定程度的破坏,但氧化膜的存在有效地降低了镀层起始摩擦因数,原子氧的能量还不足以完全破坏Ni/MoS2-C镀层的摩擦学性能。
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    压铸镁合金AZ91D搅拌摩擦焊接头焊核演变机理研究
    游国强, 张均成, 谭霞
    2014, 0 (2): 29-33.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.006
    摘要 ( 679 )   HTML( PDF (2134KB) ( 266 )   引文文本
    搅拌针旋转频率为1200r/min、焊接速率为40mm/min条件下,对4mm厚的压铸镁合金AZ91D进行连接,可获得无缺陷的焊缝接头。使用OM,SEM对焊缝接头微观组织进行观察。结果表明:压铸镁合金AZ91D搅拌摩擦焊接头焊核区域微观组织呈现出较大差异,顶部冠状区组织为均匀粗大、高致密度的再结晶晶粒,平均晶粒约为15μm;中心环形区域及焊核底部组织相对细小,均匀程度不如焊核冠状区;焊核区组织均为再结晶晶粒,晶粒形核模式与非连续动态再结晶模式类似。
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    接触应力对车轴钢旋转弯曲微动疲劳寿命的影响
    宋川, 刘建华, 彭金方, 张林, 周琰, 朱旻昊
    2014, 0 (2): 34-38.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.007
    摘要 ( 660 )   HTML( PDF (1985KB) ( 259 )   引文文本
    研究LZ50车轴钢不同过盈配合接触应力水平对旋转弯曲微动疲劳寿命的影响。分别利用光学显微镜、扫描电子显微镜对过盈配合表面的微动损伤表面和断口进行分析。结果表明,随着过盈量的增加,LZ50车轴钢旋转弯曲微动疲劳寿命呈现先降低而后升高的非线性特征,这是多轴复杂应力、配合面的接触应力、微动摩擦应力以及微动磨损交互作用的结果。
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    泡沫材料微结构设计与弹性性能分析
    张赋, 李旭东
    2014, 0 (2): 39-44,50.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.008
    摘要 ( 833 )   HTML( PDF (2589KB) ( 237 )   引文文本
    采用球填充算法对两组真实泡沫材料微结构进行模型拟合,分别获得基于Laguerre模型的各向异性开孔泡沫材料与各向同性闭孔泡沫材料的微结构;同时结合Laguerre算法编程与有限元软件ABAQUS,开发了泡沫材料微结构的仿真软件VirtualTPS。最后讨论了低密度范围内,不同胞体体积变异系数与基体相对密度对泡沫结构相对弹性模量的影响,其数值分析结果表明,泡沫材料的相对弹性模量随体积变异系数变化较小,与相对密度呈幂指数关系。
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    Al-Si电子封装材料粉末冶金法致密性研究
    禹胜林, 薛松柏, 尹邦跃, 黄薇
    2014, 0 (2): 45-50.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.009
    摘要 ( 699 )   HTML( PDF (2427KB) ( 229 )   引文文本
    采用粉末冶金方法研究Al-Si复合材料的烧结行为。结果表明:随着Si含量从40%分别增加至50%,60%时,Al-Si复合材料的烧结致密度从99.7%逐渐降低至99.0%;随着粉末的中位粒度增大,Al-Si复合材料的烧结密度略有降低,但差别不十分明显;随着烧结温度的提高,材料致密度明显增加,且最合适的烧结温度在550~600℃之间;随着烧结压力的提高,Al-50Si复合材料致密度明显增加,这是因为烧结压力增加时,球形粉末受挤压产生的塑性变形增加,有效地减小了粉末之间的间隙,从而增加了烧结材料的致密度,但最佳的烧结压力为60MPa,制得Al-50Si复合材料的致密度高达99.3%。
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    轮胎胎面胶料共挤出成型的有限元仿真研究
    王国林, 刘高君, 王磊, 张铃欣
    2014, 0 (2): 51-54.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.010
    摘要 ( 805 )   HTML( PDF (1482KB) ( 296 )   引文文本
    以胎面胶料复合挤出过程为研究对象,采用Phan-Thien and Tanner(PTT)本构模型和Navier滑移模型对胎面胶/下胎面胶(TWS/FB)的共挤出过程做了三维数值模拟,分析了流道长度对胶料共挤出质量的影响。结果表明:当两熔体的入口体积流率一致时,黏度差异是导致两种熔体的熔体界面向高黏度熔体偏转的主要原因之一。适当增加流道的长度,可以减小胶料出口处的速度场、剪切速率场的集中程度并使之趋于均匀,能够有效降低挤出胀大和模外熔体偏转流动现象。
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    测试与表征
    多孔金属介质的力学性能及其参数依赖性研究
    张晓伟, 王彦莉, 陈利, 张庆明
    2014, 0 (2): 55-59.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.011
    摘要 ( 706 )   HTML( PDF (2089KB) ( 315 )   引文文本
    采用万能材料试验机(MTS)和扫描电子显微镜(SEM)对几种典型多孔泡沫铜的准静态力学特性及其微观特征进行研究。结果表明,材料的压缩过程为典型的三阶段形式:弹性段、平台段和密实段;其力学性能不但依赖相对密度,而且受平均孔径的影响。材料力学性能的孔径依赖性主要是由其结构的各向异性所致。
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    消泡剂聚二甲基硅氧烷对聚氨酯/SiC复合材料性能的影响
    邢志国, 黄艳斐, 吕振林, 周永欣
    2014, 0 (2): 60-64.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.012
    摘要 ( 746 )   HTML( PDF (2114KB) ( 241 )   引文文本
    采用聚氨酯为胶体制备聚氨酯/SiC复合材料,研究消泡剂聚二甲基硅氧烷(PMDS)对聚氨酯/SiC复合材料粘接性能和冲蚀磨损性能的影响。结果表明:消泡剂可显著地提高改性聚氨酯/SiC复合材料的抗剪强度和抗拉强度,但对提高聚氨酯/SiC复合材料的抗弯强度没有明显作用;消泡剂的加入显著提高了改性聚氨酯/SiC复合材料的耐冲蚀磨损性能。
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    含水量及相关散射对气凝胶辐射传热的影响
    段远源, 于海童, 王晓东, 赵俊杰
    2014, 0 (2): 65-69.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.013
    摘要 ( 581 )   HTML( PDF (1364KB) ( 278 )   引文文本
    将分层颗粒的米氏散射理论应用于气凝胶体系,计算含水气凝胶的消光系数,并考虑气凝胶中的相关散射,使用几种已有模型对计算结果进行修正。计算结果与实验数据对比表明,考虑气凝胶含水对计算结果有所改进,而引入相关散射后计算结果改进不明显。
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    提拉法制备二氧化硅陶瓷膜的形貌及性能
    周琦, 万文露, 张春丽, 贺春林
    2014, 0 (2): 70-74.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.014
    摘要 ( 680 )   HTML( PDF (1703KB) ( 308 )   引文文本
    采用浸渍提拉工艺在复合镀镍的A3钢表面制备氧化硅陶瓷膜。借助扫描电镜观察陶瓷膜的微观形貌,应用电化学阻抗谱测试陶瓷膜的耐蚀性能并揭示耐蚀机理。用平面磨耗试验机测试了陶瓷膜的耐磨性能。结果表明:在500℃下烧结的氧化硅陶瓷膜为类似微裂纹镀铬的表面形貌;在400℃下烧结的氧化硅陶瓷膜与微孔镀铬的表面形貌相似;400℃及500℃烧结后形成无定形的SiO2陶瓷膜。阻抗较高的氧化硅陶瓷膜在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀过程为扩散控制,能明显抑制镀镍A3钢的腐蚀。氧化硅陶瓷膜降低了复合镀镍层的孔隙率。浸渍提拉成膜后膜层耐磨性能显著优于只复合镀镍的A3钢,浸渍提拉法能提高铁基体复合镀镍的耐磨性能。
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    SiC/C纳米复合材料的制备与性能表征
    甘小荣, 薛方红, 黄昊, 董星龙, 汪晓允, 于洪涛, 刘艳明, 全燮
    2014, 0 (2): 75-80,86.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.015
    摘要 ( 807 )   HTML( PDF (1789KB) ( 295 )   引文文本
    在Ar气的保护下,以微米级的石墨粉和Si粉为原料,H2为活性气体,通过直流电弧等离子体法原位合成SiC/C纳米复合材料。采用XRD,Raman和红外光谱分析产物的成分;应用SEM和TEM观察产物的形貌和微结构;使用紫外可见漫反射光谱仪和紫外可见分光光度计分别测试了产物的光吸收性质和对亚甲基兰的光催化降解性能。结果表明:产物是由占主相的β-SiC和少量的C组分构成的SiC/C球状复合物;包覆的C壳层厚度为60nm,核层是平均粒径50nm的SiC颗粒,复合体的尺寸约为0.5~1μm;带隙为2.35eV,此复合材料具有较好的电子迁移性能和一定的光催化性能。
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    38MnVS6非调质钢两种高温本构模型的对比
    王进, 褚忠, 张琦
    2014, 0 (2): 81-86.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.016
    摘要 ( 1039 )   HTML( PDF (1940KB) ( 336 )   引文文本
    采用Gleeble-1500热模拟实验机对38MnVS6非调质钢在温度为950~1200℃、应变速率为0.01~5s-1进行等温、等应变速率热压缩实验。依据实验所获得的流动应力曲线,分别采用双曲正弦形式的Arrhenius方程和BP人工神经网络模型建立该种钢的高温本构模型。分别统计计算两种模型预测值与实验值之间的相关系数和平均相对误差。结果表明:神经网络模型具有更高的精度,更适合用于该种钢的高温流动应力预测。
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    高压气相热充氢对SUJ2轴承钢超高周疲劳行为的影响
    李永德, 徐娜, 郭卫民, 吴晓峰, 时军波, 刘树伟
    2014, 0 (2): 87-93,98.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.017
    摘要 ( 592 )   HTML( PDF (3550KB) ( 234 )   引文文本
    研究了JIS-SUJ2轴承钢的超高周疲劳行为及高压气相热充氢对疲劳性能的影响。结果表明,高压气相热充氢后疲劳性能明显降低,裂纹源周围“GBF”区的颗粒状特征变浅甚至消失。断口上裂纹源处缺陷尺寸及分布对疲劳寿命没有影响,疲劳寿命随着“GBF”与夹杂物尺寸比的增加而增加。充氢前后裂纹源边缘的应力强度因子范围均近似正比于裂纹尺寸的1/3次方,“GBF”裂纹扩展的门槛值正比于“GBF”尺寸的1/6次方。高压气相热充氢明显提高了氢致附加应力强度因子,估算的“GBF”裂纹尺寸的极限值与实验值能够较好地吻合。
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    综述
    巨介电陶瓷CaCu3Ti4O12/聚合物复合材料研究进展
    苏艳丽, 黄鹤
    2014, 0 (2): 94-98.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.018
    摘要 ( 678 )   HTML( PDF (528KB) ( 415 )   引文文本
    介绍了具有巨介电常数的CaCu3Ti4O12陶瓷与聚合物形成复合材料的制备工艺,分析了复合材料介电性能的影响因素,展望了今后巨介电陶瓷CaCu3Ti4O12/聚合物复合材料的发展趋势。
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