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• 2004年, 0卷, 第12期
  刊出日期：2004-12-20

    

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  研究与应用
  工艺
  

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研究与应用
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  研究与应用

  碳纤维三维编织复合材料的结构对拉伸和弯曲性能的影响

  李嘉禄, 魏丽梅, 杨红娜

  2004, 0(12): 3-7.

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  李嘉禄, 魏丽梅, 杨红娜. 碳纤维三维编织复合材料的结构对拉伸和弯曲性能的影响[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 3-7.
  LI Jia-lu, WEI Li-mei, YANG Hong-na. Influence of Structures of Carbon Fiber Three Dimensional Braiding Composites on Their Tensile and Bending Properties[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 3-7.

  研究了碳纤维四步法三维四向、三维五向编织结构复合材料的拉伸和弯曲性能,以及结构参数-编织角的变化对其拉伸和弯曲性能的影响,并与层合复合材料作了对比性研究.结果表明,三维编织复合材料具有良好的力学性能,其拉伸强度可达810MPa、拉伸模量可达95.6GPa,弯曲强度可达829.03MPa、弯曲模量可达67.5GPa.同时,编织角和编织结构对复合材料性能有较大的影响.随着编织角的增大,复合材料的拉伸、弯曲强度和模量均减小;三维五向结构的拉伸、弯曲强度和模量均高于四向结构;在纤维体积含量相近的情况下,通过对编织角的设计,可以设计三维编织复合材料的性能.
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  航空铝合金大气腐蚀加速试验研究

  蔡健平, 刘明, 罗振华, 张晓云, 陆峰, 陶春虎, 姚琲

  2004, 0(12): 8-11,15.

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  蔡健平, 刘明, 罗振华, 张晓云, 陆峰, 陶春虎, 姚琲. 航空铝合金大气腐蚀加速试验研究[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 8-11,15.
  CAI Jian-ping, LIU Ming1, LUO Zhen-hua, ZHANG Xiao-yun, LU Feng, TAO Chun-hu, YAO Pei. Study on Accelerated Tests for Atmospheric Corrosion of Aeronautical Aluminum Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 8-11,15.

  针对航空铝合金LC4CS的大气腐蚀,采用电化学技术、扫描电子显微镜等方法研究了连续盐雾、周期浸润和综合环境等加速试验.通过户内外试验的比较,对加速试验的模拟性和加速性进行了讨论.结果表明,综合环境试验较好地模拟了大气腐蚀过程中材料表面干/湿循环和电化学特点;同时综合环境试验也较好地模拟了铝合金试样表面的宏观形貌和微观形貌,较好地反映了户外暴露试验的动力学特征.因此综合环境试验是更为合理的加速试验.
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  酚醛树脂基胶粘剂的高温粘接性能

  王继刚, 郭全贵, 刘朗, 白世鸿, 乔生儒

  2004, 0(12): 12-15.

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  王继刚, 郭全贵, 刘朗, 白世鸿, 乔生儒. 酚醛树脂基胶粘剂的高温粘接性能[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 12-15.
  WANG Ji-gang, GUO Quan-gui, LIU Lang, BAI Shi-hong, QIAO Sheng-ru. High Temperature Bonding Properties of Modified Phenol-formaldehyde Resin Matrix Adhesive[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 12-15.

  以酚醛树脂为基体,以碳化硼(B₄C)粉末为改性填料制备高温胶粘剂,并对碳材料进行粘接.粘接样品在200℃固化后,随即在马弗炉中进行1200℃的高温处理.在1000,1400,1800℃测试粘接样品的高温粘接性能.结果表明,改性酚醛树脂具有较好的高温粘接性能,且随着测试温度的提高,粘接样品的粘接强度随之提高.高温下改性组分结构、形态的变化对酚醛树脂的高温粘接性能有着重要的影响.适量B₂O₃的形成有利于在粘接界面处形成化学键合力,从而提高界面粘接能力;但B₂O₃在高温下熔融并呈现为玻璃相,致使破坏应力迅速扩展延伸,从而引起高温环境下粘接强度的迅速降低.随着温度的升高,B₂O₃玻璃相在粘接胶层中的含量逐渐减少,对高温粘接性能的影响降低,粘接制品的高温粘接性能随之提高,1800℃测试温度下的粘接强度达到5.22MPa.
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  ZL101A/SiC_P/20p电子束焊接工艺研究

  郭绍庆, 袁鸿, 谷卫华, 李艳, 崔岩, 李晓红

  2004, 0(12): 16-20,24.

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  郭绍庆, 袁鸿, 谷卫华, 李艳, 崔岩, 李晓红. ZL101A/SiC_P/20p电子束焊接工艺研究[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 16-20,24.
  GUO Shao-qing, YUAN Hong, GU Wei-hua, LI Yan, CUI Yan, LI Xiao-hong. Investigation on Electron Beam Welding of ZL101A/SiC_P/20p[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 16-20,24.

  研究了颗粒增强铝基复合材料ZL101A/SiC_P/20p的电子束焊接工艺.研究表明,直接采用电子束焊焊接该类材料,难以获得焊缝成形.采用富Si非增强中间层,通过熔化中间层间接熔化两侧SiC_P/Al,得到了较理想的焊缝成形.为获得良好焊缝成形,应合理选取中间层厚度、焊接速度和焊接电流及聚焦方式.采用非增强中间层电子束焊接气孔问题较突出.气孔主要发生于部分熔化的热影响区,快速焊接能使气孔形成受到部分抑制.
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  Ni/PTCR陶瓷复合材料的显微结构与再氧化效果

  李晓雷, 曲远方, 马卫兵, 郑占申

  2004, 0(12): 21-24.

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  李晓雷, 曲远方, 马卫兵, 郑占申. Ni/PTCR陶瓷复合材料的显微结构与再氧化效果[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 21-24.
  LI Xiao-lei, QU Yuan-fang, MA Wei-bing , ZHENG Zhan-shen. Microstructure and Reoxidation Effect of Ni/PTCR Ceramic Composite[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 21-24.

  用金属Ni复合的方法降低PTCR陶瓷的室温电阻率,采用草酸镍分解法制备了Ni/PTCR陶瓷复合材料,并对其显微结构进行了表征,研究了再氧化对PTCR效应的恢复和显微结构对再氧化效果的影响.结果表明,热处理可以明显地恢复复合材料的PTCR效应,而显微结构对热处理的效果有很大影响,在一定的工艺条件下这种Ni/PTCR陶瓷复合材料具有明显的PTCR特性和较低的室温电阻率.
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  先驱体转化法制备耐高温Si-Al-C-O纤维

  郑春满, 李效东, 余煜玺, 曹峰

  2004, 0(12): 25-28.

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  郑春满, 李效东, 余煜玺, 曹峰. 先驱体转化法制备耐高温Si-Al-C-O纤维[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 25-28.
  ZHENG Chun-man, LI Xiao-dong, YU Yu-xi, CAO Feng. Preparation of High Temperature Resistance Si-Al-C-O Fibers by Polymer-derived Method[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 25-28.

  以聚硅碳硅烷(PSCS)与乙酰丙酮铝为原料,在常压高温条件下反应制备出聚铝碳硅烷(PACS),经过熔融纺丝、空气预氧化、烧成等工艺,制备出性能优异的耐高温Si-Al-C-O(KD-A)纤维.研究了PACS纤维组成,预氧化过程中的质量增加、Si-H反应程度、凝胶含量,探讨了氧对KD-A纤维性能的影响;通过元素分析、AES和SEM等一系列分析,研究了KD-A纤维的结构组成以及耐高温性能.研究表明,PACS纤维空气预氧化过程中,主要是Si-H键与氧发生反应生成Si-O-Si交联结构;KD-A纤维的组成SiC_1.51O_0.31Al_0.013耐高温性能明显优于普通SiC纤维,在空气中1000℃下加热100h后,强度保留率达到60%左右.
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  熔盐法制备片状钛酸铋粉体的研究

  张昌松, 高峰, 杨祖培, 田长生

  2004, 0(12): 29-31,35.

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  张昌松, 高峰, 杨祖培, 田长生. 熔盐法制备片状钛酸铋粉体的研究[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 29-31,35.
  ZHANG Chang-song, GAO Feng, YANG Zu-pei, TIAN Chang-sheng. Investigation of Bi₄Ti₃O₁₂ Powder Prepared by Molten Salt Method[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 29-31,35.

  采用NaCl-KCl熔盐法制备了生长各向异性的片状Bi₄Ti₃O₁₂粉体.研究了预烧温度及熔盐含量对粉体形貌及显微结构的影响.结果表明,750℃预烧所得Bi₄Ti₃O₁₂粉体为单一的钙钛矿型结构,随熔盐含量的增加,Bi₄Ti₃O₁₂粉粒的尺寸及生长的各向异性程度均有所增大,预烧温度的增加也促进了粉粒的生长,获得明显生长各向异性的钛酸铋粉体的最佳预烧温度为950~1000℃.
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  Al₄SiC₄陶瓷的高温抗氧化性能和高温力学性能的研究

  黄小萧, 温广武, 程显明

  2004, 0(12): 32-35.

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  黄小萧, 温广武, 程显明. Al₄SiC₄陶瓷的高温抗氧化性能和高温力学性能的研究[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 32-35.
  HUANG Xiao-xiao, WEN Guang-wu, CHENG Xian-ming. Oxidation Resistance and Mechanical Properties of Al₄SiC₄ Ceramic at High Temperature[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 32-35.

  对Al₄SiC₄陶瓷的高温抗氧化性能及高温力学性能进行了研究.结果表明,Al₄SiC₄陶瓷具有优良的高温抗氧化性能,其高温氧化动力学符合抛物线氧化规律.氧化层由三层构成致密的外氧化层,具有较大孔洞的内氧化层和具有较多细小孔洞的反应层.该陶瓷显示了独特的高温弯曲强度特性,即在1000~1300℃的测试温度范围内,Al₄SiC₄陶瓷的高温弯曲强度随温度的升高而升高.1300℃时其值为449.73MPa,与室温弯曲强度(297.10MPa)相比,其增幅为50%左右.
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  引发角对碳纤维/环氧复合材料圆管件轴向压溃性能的影响

  陈永刚, 许亚洪, 益小苏

  2004, 0(12): 36-39.

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  陈永刚, 许亚洪, 益小苏. 引发角对碳纤维/环氧复合材料圆管件轴向压溃性能的影响[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 36-39.
  CHEN Yong-gang, XU Ya-hong, YI Xiao-su. Influence of Trigger Mechanism on Axial Crashing Behavior of Carbon/Epoxy Circular Tubes[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 36-39.

  研究了碳纤维增强高韧环氧树脂5288复合材料薄壁圆管件的轴向压溃行为和引发角尺寸之间的关系.对15°,45°,60°引发角的相同尺寸试件分别进行轴向压溃试验,记录了试验过程中的结构载荷力-位移曲线,对照各组不同引发角的管形件轴向压溃过程的峰值压溃载荷、最小压溃载荷后发现,当引发角为60°时,结构的峰值压溃载荷最高,最小压溃载荷最低.对试验件失效后组织进行微观分析后发现,对应于不同引发角,由于接触状态不同,圆管件发生了不同方式的压溃失效,导致了结构吸能力-位移曲线的变化.
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  T300碳纤维热处理对C_f/SiC复合材料性能的影响

  王松, 陈朝辉, 索相波, 郑文伟

  2004, 0(12): 40-42,46.

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  王松, 陈朝辉, 索相波, 郑文伟. T300碳纤维热处理对C_f/SiC复合材料性能的影响[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 40-42,46.
  WANG Song, CHEN Zhao-hui, SUO Xiang-bo, ZHENG Wen-wei. Effect of Heat Treatment of T300 Carbon Fiber on Properties of C_f/SiC Composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 40-42,46.

  以聚碳硅烷先驱体浸渍裂解工艺制备T300碳纤维增强3DC_f/SiC复合材料,研究了T300碳纤维预先热处理对材料性能的影响.结果表明,热处理能够弱化C_f/SiC复合材料中纤维-基体界面结合,减少碳纤维在复合过程的损伤,显著提高复合材料性能.纤维经热处理后制备的C_f/SiC复合材料弯曲强度和断裂韧性分别从未经处理的154MPa,4.8MPa·m^1/2提高到437MPa,20.4MPa·m^1/2.
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  7075铝合金瞬时腐蚀速率的计算和试验验证

  陈素晶, 袁庆铭, 何建平, 周建华

  2004, 0(12): 43-46.

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  陈素晶, 袁庆铭, 何建平, 周建华. 7075铝合金瞬时腐蚀速率的计算和试验验证[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 43-46.
  CHEN Su-jing, YUAN Qing-ming, HE Jian-ping, ZHOU Jian-hua. Experimental Evaluation of Computing Method of Instantaneous Corrosion Rate for 7075 Aluminum Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 43-46.

  针对铝合金腐蚀平均速率与瞬时速率的差异,根据腐蚀过程中试样横截面的变化与欧姆电阻的对应关系,建立了新的腐蚀速率计算方法.将试样全浸和半浸在腐蚀溶液中,分别测定了7075铝合金电阻随时间的变化,并由腐蚀速率计算公式获得了对应的腐蚀速率与时间的关系.结果表明,全浸6h前铝合金腐蚀速率随时间线性减小,接下来经历一个平坦区,25h后腐蚀速率又稍微增加.推断全浸6h之前铝合金表面主要发生点蚀,接下来是晶间腐蚀,25h之后进入剥蚀的发展期.铝合金半浸于电解液中的腐蚀速率随时间的变化趋势与全浸于溶液中相似.
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  HEPJet等离子喷涂Al₂O₃性能试验研究

  翟长生, 巫瑞智, 王海军, 周世魁, 孙宝德

  2004, 0(12): 47-50,55.

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  翟长生, 巫瑞智, 王海军, 周世魁, 孙宝德. HEPJet等离子喷涂Al₂O₃性能试验研究[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 47-50,55.
  ZHAI Chang-sheng, WU Rui-zhi, WANG Hai-jun, ZHOU Shi-kui, SUN Bao-de. Properties of Al₂O₃ Coatings by HEPJet Plasma Spray Method[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 47-50,55.

  研究了新开发的高效能超音速等离子喷涂系统(HEPJet-HighEfficiencyPlasmaJet)的射流特性,及所制备的Al₂O₃陶瓷涂层的结合强度、显微硬度和孔隙率等性能以及显微结构,并与一种普通等离子喷涂系统进行了对比试验研究.结果表明,HEPJet系统制备Al₂O₃涂层的性能及显微结构明显优于普通等离子喷涂的Al₂O₃涂层.
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  微束等离子喷涂Al₂O₃陶瓷涂层特性

  李长久, 孙波, 韩峰, 汪民

  2004, 0(12): 51-55.

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  李长久, 孙波, 韩峰, 汪民. 微束等离子喷涂Al₂O₃陶瓷涂层特性[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 51-55.
  LI Chang-jiu, SUN Bo, HAN Feng, WANG Min. Characteristics of Microplasma Spraying of Al₂O₃ Ceramic Coatings[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 51-55.

  采用轴向中心送粉式微束等离子喷涂系统在2kW级的小功率条件下制备了Al₂O₃陶瓷涂层.研究了电弧功率、工作气体流量和喷涂距离对粒子速度与涂层组织结构和性能的影响.采用光学显微镜观察涂层的组织结构,采用X射线衍射分析涂层的相结构,采用磨粒磨损质量损失表征涂层的性能,用热辐射粒子速度温度测量系统测试工艺参数对喷涂粒子速度的影响.结果表明,电弧功率、工作气体流量和喷涂距离对粒子速度的影响都比较明显,粒子速度随着电弧功率和工作气体流量的增加而增加,随着喷涂距离的增加而下降.涂层的磨粒磨损质量损失随电弧功率的增加而减少,而随工作气体流量和喷涂距离的增加而增加.分析表明粒子的温度对涂层磨粒磨损质量损失有较大的影响.采用微束等离子喷涂可以制备磨粒磨损性能与传统等离子喷涂在38kW下制备的涂层相当的Al₂O₃涂层.
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  纳米Ni粉对WC-8Ni硬质合金性能的影响

  雍志华, 汪仕元, 李娟, 梁雅庭, 朱世富, 赵北君

  2004, 0(12): 56-58.

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  雍志华, 汪仕元, 李娟, 梁雅庭, 朱世富, 赵北君. 纳米Ni粉对WC-8Ni硬质合金性能的影响[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 56-58.
  YONG Zhi-hua, WANG Shi-yuan, LI Juan, LIANG Ya-ting, ZHU Shi-fu, ZHAO Bei-jun. Influence of Nanometer Ni Powder on Properties of WC-8Ni Cemented Carbide[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 56-58.

  将WC-8Ni硬质合金中的粘结剂用不同比例的纳米镍Ni粉替代,采用常规硬质合金的工艺制备出合金试样,测试其物理力学性能,研究不同比例的纳米Ni粉及不同的烧结温度对合金性能的影响.结果表明,在适当比例的纳米镍粉及烧结温度下,合金的性能得到很大的提高.
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  工艺

  碳/碳复合材料摩擦学性能及摩擦机制研究进展

  胡志彪, 李贺军, 陈强, 李克智, 黄荔海

  2004, 0(12): 59-62.

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  胡志彪, 李贺军, 陈强, 李克智, 黄荔海. 碳/碳复合材料摩擦学性能及摩擦机制研究进展[J]. 材料工程, 2004, 0(12): 59-62.
  HU Zhi-biao, LI He-jun, CHEN Qiang, LI Ke-zhi, HUANG Li-hai. Advance in Research on Tribological Behavior and Mechanism of Carbon/Carbon Composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2004, 0(12): 59-62.

  碳/碳复合材料是一种性能优异的高温摩擦材料,作为刹车材料在航空工业已得到成功应用.但碳/碳复合材料的摩擦磨损性能强烈地依赖于试验条件和制备工艺.综述了各种因素对碳/碳复合材料摩擦磨损性能的影响,总结了碳/碳复合材料摩擦磨损机理,并指出了碳/碳复合材料摩擦学需进一步深入研究的问题及新的研究方向.