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• 2005年, 0卷, 第8期
  刊出日期：2005-08-20

    

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  研究与应用
  测试与表征
  表面工程
  工艺
  

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研究与应用
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  研究与应用

  三维五向编织复合材料纵向性能的实验研究

  陈利, 梁子青, 马振杰, 刘景艳, 李嘉禄

  2005, 0(8): 3-6.

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  陈利, 梁子青, 马振杰, 刘景艳, 李嘉禄. 三维五向编织复合材料纵向性能的实验研究[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 3-6.
  CHEN Li, LIANG Zi-qing, MA Zhen-jie, LIU Jing-yan, LI Jia-lu. Experimental Investigation on Longitudinal Properties of 3-D 5-Directional Braided Composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 3-6.

  通过对具有不同编织结构参数的三维五向编织复合材料试件的纵向拉伸和压缩实验,分析了该类材料的纵向拉、压刚度和强度随编织工艺参数的变化规律以及材料的失效形式.三维五向编织复合材料在破坏前基本保持线弹性,纵向拉、压破坏具有脆性特征,拉伸模量和压缩模量比较接近,但拉伸强度远大于压缩强度.编织角和纤维体积含量对材料性能的影响显著,纱线粗细的影响不大.提高第五向纱线的比例,可提高材料的纵向性能.此外,研究中采用短标距薄板试件,以避免试件产生整体屈曲和端部纤维束开裂破坏.
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  研究与应用

  聚碳酸酯透明板材的高温力学行为实验研究

  颜悦, 王晓丽, 张官理, 胡平, 刘海鹏

  2005, 0(8): 7-9,14.

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  颜悦, 王晓丽, 张官理, 胡平, 刘海鹏. 聚碳酸酯透明板材的高温力学行为实验研究[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 7-9,14.
  YAN Yue, WANG Xiao-li, ZHANG Guan-li, HU Ping, LIU Hai-peng. Experimental Study on Mechanical Behavior of Polycarbonate at High Temperature[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 7-9,14.

  在温度为175~200℃、应变率为0.001~0.1s^-1的范围内通过Meissner新型拉伸流变仪对聚碳酸酯进行了恒应变率下的高温单轴拉伸实验.结果表明:聚碳酸酯的高温力学行为具有明显的温度效应和应变率效应,其真应力-真应变曲线存在明显的非线性.
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  研究与应用

  Re对单晶高温合金持久性能的强化作用

  骆宇时, 李嘉荣, 刘世忠, 孙凤礼, 曹春晓

  2005, 0(8): 10-14.

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  骆宇时, 李嘉荣, 刘世忠, 孙凤礼, 曹春晓. Re对单晶高温合金持久性能的强化作用[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 10-14.
  LUO Yu-shi, LI Jia-rong, LIU Shi-zhong, SUN Feng-li, CAO Chun-xiao. Strengthening Effect of Re on Stress Rupture Properties of Single Crystal Superalloys[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 10-14.

  通过对四种不同Re含量的单晶高温合金1100℃/140MPa持久性能研究,探讨了Re对单晶高温合金持久性能的强化作用.结果表明:合金的稳定性显著影响Re对高温持久性能的强化作用.适量Re提高单晶高温合金的持久寿命,过量Re降低合金的稳定性,明显降低Re对合金的强化作用.
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  喷射沉积坯体特征尺寸的神经网络模型建立与仿真

  曲迎东, 崔成松, 曹福洋, 陈善本, 李庆春

  2005, 0(8): 15-19.

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  曲迎东, 崔成松, 曹福洋, 陈善本, 李庆春. 喷射沉积坯体特征尺寸的神经网络模型建立与仿真[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 15-19.
  QU Ying-dong, CUI Cheng-song, CAO Fu-yang, CHEN Shan-ben, LI Qing-chun. Neural Network Modeling and Simulation of Characteristic Dimension of Spray Deposited Preform[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 15-19.

  采用神经网络技术建立了沉积坯特征尺寸模型,该模型描述了喷射成形关键工艺参数对沉积坯尺寸的影响规律,模型输出的相对误差为6.58%,RMS(均方差)为0.372mm.模型的仿真结果给出了沉积坯尺寸的变化规律,其中稳态仿真结果可用于预先确定喷射实验中所采用的合适工艺参数;而动态仿真结果表明,雾化气体压力和沉积器平移速度对沉积坯几何尺寸都有较大影响,其中沉积器平移速度具有调节范围大的优点,成为调节沉积坯几何尺寸较合适的工艺参数.
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  45钢表面激光熔覆NiCrBSi涂层的组织和摩擦磨损性能

  孙荣禄, 杨贤金

  2005, 0(8): 20-23,27.

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  孙荣禄, 杨贤金. 45钢表面激光熔覆NiCrBSi涂层的组织和摩擦磨损性能[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 20-23,27.
  SUN Rong-lu, YANG Xian-jin. Microstructure and Tribological Properties of NiCrBSi Laser Cladding on 45 Steel Substrate[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 20-23,27.

  采用激光熔覆技术在45钢表面制备NiCrBSi合金涂层,利用EPMA,SEM和TEM分析了激光熔覆层的微观组织,测试了激光熔覆层在不同环境气氛压力下的摩擦磨损性能.结果表明:激光熔覆层由熔覆区(CZ)、结合区(BZ)和基底热影响区(HAZ)三个区域组成.熔覆区的组织是在γ-Ni树枝晶和γ-Ni+Ni₃B共晶的基体上分布着细小的CrB颗粒和Cr₇C₃树枝晶,结合区是基底材料和熔覆材料的混熔区,呈定向凝固特征,基底热影响区为针状马氏体组织.激光熔覆层的摩擦磨损性能与环境气氛压力密切相关,随环境气氛压力的降低,摩擦系数增大,磨损量减少.
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  返回料添加比例对K44合金热疲劳性能的影响

  李志军, 周兰章, 郭建亭, 姚俊

  2005, 0(8): 24-27.

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  李志军, 周兰章, 郭建亭, 姚俊. 返回料添加比例对K44合金热疲劳性能的影响[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 24-27.
  LI Zhi-jun, ZHOU Lan-zhang, GUO Jian-ting, YAO Jun. Effect of Revert Proportion on Thermal Fatigue Properties of K44 Superalloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 24-27.

  研究了返回料添加比例对新型抗热腐蚀高温合金K44热疲劳性能的影响.结果表明:新料和返回料合金试样V型缺口尖端主裂纹扩展长度与热循环次数之间遵循L=bN^a规律.新料合金热疲劳裂纹萌生和扩展速率最低,随着合金中返回料比例的增大,热疲劳裂纹萌生速率和扩展速率也增大.热疲劳裂纹萌生于V型缺口尖端附近区域,沿枝晶间、晶界和开裂的碳化物扩展,主裂纹扩展以裂纹尖端连续开裂的形式进行.返回料合金由于氮含量增加导致共晶和夹杂物增多,碳化物聚集块化,加速了热疲劳裂纹的萌生与扩展.合金经热疲劳实验后,裂纹两侧产生氧化带和γ′相贫化带.
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  覆膜不锈钢粉末选择性激光烧结成型机理研究

  白培康, 李明照, 方明伦, 程军

  2005, 0(8): 28-31.

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  白培康, 李明照, 方明伦, 程军. 覆膜不锈钢粉末选择性激光烧结成型机理研究[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 28-31.
  BAI Pei-kang, LI Ming-zhao, FANG Ming-lun, CHENG Jun. Study on Selective Laser Sintering Mechanism of Polymer-coated Stainless Steel Powder[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 28-31.

  制备了一种适合于选择性激光烧结快速成型技术的覆膜不锈钢(1Cr18Ni9Ti)粉末材料,应用激光烧结快速成型机对自行开发的覆膜不锈钢粉末进行了烧结成型实验.应用微观分析方法研究了覆膜不锈钢粉末激光烧结成型动态过程,在此基础上建立了覆膜不锈钢粉末的激光烧结成型过程机理模型,当加热温度100℃<T<130℃时,粘性流动为主要的成型机理;当加热温度T>130℃时,可以用熔化/固化机理来描述.
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  原位聚合法制备环氧树脂/纳米SiO₂灌封材料的性能研究

  哈恩华, 寇开昌, 颜录科, 颜海燕

  2005, 0(8): 32-34,38.

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  哈恩华, 寇开昌, 颜录科, 颜海燕. 原位聚合法制备环氧树脂/纳米SiO₂灌封材料的性能研究[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 32-34,38.
  HA En-hua, KOU Kai-chang, YAN Lu-ke, YAN Hai-yan. Study on Properties of Epoxy/Nano-silica Encapsulating Materials Obtained from In situ Polymerization[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 32-34,38.

  采用原位聚合法制备了环氧树脂/纳米SiO₂灌封材料.用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、差热扫描量热法(DSC)等方法研究了材料的结构与性能.结果表明,环氧树脂/纳米SiO₂灌封材料的冲击强度和弯曲强度随纳米SiO₂含量而变化,当其含量为3%(质量分数)时二者出现最大值,与纯环氧树脂固化物相比冲击强度和弯曲强度分别提高了98%和112%.同时纳米SiO₂的加入也使灌封材料的电性能和热性能得到改善,线膨胀系数明显降低,环氧树脂的粘度稍有增加.
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  材料力学性能对高频感应弯板成形的影响

  罗宇, 江晓玲, 邓德安

  2005, 0(8): 35-38.

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  罗宇, 江晓玲, 邓德安. 材料力学性能对高频感应弯板成形的影响[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 35-38.
  LUO Yu, JIANG Xiao-ling, DENG De-an. Influence of Mechanical Properties of Materials on High Frequency Inducting Plate Bending[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 35-38.

  采用ANSYS软件对低碳钢平板的高频感应线状加热弯板成形过程进行热弹塑性有限元分析,利用相关数值结果定性分析材料模型、材料屈服应力和弹性模量对最终面内收缩变形和角变形的影响,为船板成形自动化加工提供数据支持.
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  研究与应用

  TC4钛合金激光焊接应力变形有限元分析

  何小东, 张建勋, 巩水利, 冯耀荣

  2005, 0(8): 39-42,63.

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  何小东, 张建勋, 巩水利, 冯耀荣. TC4钛合金激光焊接应力变形有限元分析[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 39-42,63.
  HE Xiao-dong, ZHANG Jian-xun, GONG Shui-li, FENG Yao-rong. Finite Element Analysis of Laser Welding Residual Stress and Distortion in Welded Joints of TC4 Titanium Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 39-42,63.

  基于ANSYS有限元分析软件,采用三维移动热源,对TC4钛合金激光焊接残余应力和变形进行了数值模拟和实验研究.结果表明:钛合金激光焊接产生很大的纵向残余应力,而横向残余应力较小.激光焊接线能量增加时,纵向残余应力拉伸区域变宽,峰值应力降低;而横向残余应力随线能量的增加而升高.在临界焊透规范以上焊接时,随焊接线能量的增大,角变形随之而减小,而横向收缩变形增大.焊件被完全穿透时,线能量对角变形的影响作用降低.钛合金激光焊接变形和残余应力实验结果与数值计算结果吻合性较好.通过焊缝金相实验分析了焊接残余应力和变形与线能量的内在关系.
测试与表征
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  测试与表征

  Cu/SiO₂纳米复合气凝胶的制备与表征

  陈一民, 许静, 谢凯, 肖加余

  2005, 0(8): 43-46.

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  陈一民, 许静, 谢凯, 肖加余. Cu/SiO₂纳米复合气凝胶的制备与表征[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 43-46.
  CHEN Yi-min, XU Jing, XIE Kai, XIAO Jia-yu. Preparation and Characterization of Cu/SiO₂ Nanocomposite Aerogels[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 43-46.

  采用含铜硅酸乙酯(CuTEOS)进行溶胶-凝胶反应来制备高Cu含量的Cu/SiO₂纳米复合气凝胶,复合气凝胶中的Cu含量可在小于66%(质量分数)的范围内调节.研究了水量、催化剂浓度、溶剂量及含铜硅酸乙酯的组成对溶胶-凝胶过程的影响.本研究中Cu/SiO₂纳米复合气凝胶中粒子粒径大部分小于25nm,其孔径小于50nm,比表面积在400~650m²/g范围内.
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  测试与表征

  水热法合成NaP1型粉煤灰沸石的性能表征

  汪飞, 吴德意, 何圣兵, 孔海南, 胡湛波, 叶春

  2005, 0(8): 47-50.

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  汪飞, 吴德意, 何圣兵, 孔海南, 胡湛波, 叶春. 水热法合成NaP1型粉煤灰沸石的性能表征[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 47-50.
  WANG Fei, WU De-yi, HE Sheng-bing, KONG Hai-nan, HU Zhan-bo, YE Chun. Property Characterization of NaP1 Zeolite From Coal Fly Ash by Hydrothermal Synthesis[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 47-50.

  通过碱性介质中的水热反应,由粉煤灰合成了单一沸石矿物种的NaP1沸石,并对合成产品进行了表征.经粉晶X射线衍射鉴定,合成产物中主要矿物成分为NaP1沸石,另有少量尚未反应的石英和莫来石.在电子显微镜下,粉煤灰颗粒呈球形且表面光滑,而合成产物颗粒表面粗糙.粉煤灰合成沸石含有大量的交换性Ca²⁺,且与粉煤灰原料相比,SiO₂含量明显减少,Al₂O₃稍有增加,SiO₂/Al₂O₃比值由3.3降至1.8.红外光谱分析和差热分析证实了合成的粉煤灰沸石中沸石水的存在.NaP1型粉煤灰沸石的阳离子交换容量(CEC)达213cmol/kg,比表面积达29m²/g,分别比粉煤灰高约100倍和26倍.
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  测试与表征

  双马来酰亚胺树脂基二维编织复合材料结构件性能研究

  李小刚, 李宏运, 胡宏军, 唐邦铭, 益小苏

  2005, 0(8): 51-52,58.

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  李小刚, 李宏运, 胡宏军, 唐邦铭, 益小苏. 双马来酰亚胺树脂基二维编织复合材料结构件性能研究[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 51-52,58.
  LI Xiao-gang, LI Hong-yun, HU Hong-jun, TANG Bang-ming, YI Xiao-su. Study on Performance of Structure Part of Bismaleimide Matrix Two-dimensional Braided Composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 51-52,58.

  通过对RTM成型二维双马来酰亚胺(BMI)树脂基编织复合材料盒型试样件进行压缩性能测试,分析发现其具有明显的各向异性,而且结构件的性能不仅与材料本身性能有关,而且与结构件的结构也有很大关系.
表面工程
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  表面工程

  射频直热法在碳纤维表面低温涂覆SiC涂层研究

  井敏, 王成国, 朱波, 白玉俊, 王延相, 陈新谋

  2005, 0(8): 53-58.

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  井敏, 王成国, 朱波, 白玉俊, 王延相, 陈新谋. 射频直热法在碳纤维表面低温涂覆SiC涂层研究[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 53-58.
  JING Min, WANG Cheng-guo, ZHU Bo, BAI Yu-jun, WANG Yan-xiang, CHEN Xin-mou. SiC Coating on Surface of Carbon Fibers at Low Temperature by Radio-frequency Direct-heating Method[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 53-58.

  采用新型工艺射频直热法在碳纤维表面低温化学气相沉积SiC涂层,以达到节能、控制涂层厚度和降低成本的工业生产要求.利用XRD,EPMA,TEM研究了工艺与涂层结构关系、涂层的微观结构、拉伸和抗氧化性能.结果表明:SiC涂层在700~780℃发生结晶,提高温度或者减慢走丝速度,结晶更完善;低温沉积涂覆后纤维的拉伸性能基本不下降,低温抗氧化性能有所提高;样品的高温抗氧化性能并不理想,有待于进一步的工艺探索.
工艺
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  工艺

  原位生成球状VC颗粒增强不锈钢基复合材料的制备工艺优化

  姚秀荣, 韩杰才, 刘兆晶, 高跃岗, 李凤珍, 任善之

  2005, 0(8): 59-63.

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  姚秀荣, 韩杰才, 刘兆晶, 高跃岗, 李凤珍, 任善之. 原位生成球状VC颗粒增强不锈钢基复合材料的制备工艺优化[J]. 材料工程, 2005, 0(8): 59-63.
  YAO Xiu-rong, HAN Jie-cai, LIU Zhao-jing, GAO Yue-gang, LI Feng-zhen, REN Shan-zhi. Optimized Preparation Process of Spherical VC_p Stainless Steel-based Composites by In-situ Synthesis[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(8): 59-63.

  用原位生成法制备了球状VC颗粒增强不锈钢基复合材料.利用正交设计实验法,确定了制备该复合材料的最佳工艺.采用SEM,XRD等测试手段对复合材料的微观组织和相结构进行观察,证实了该复合材料基体上弥散分布着球状VC增强颗粒.讨论了浇注温度、保温时间等因素对形成VC增强颗粒的影响.实验验证了制备复合材料的最佳工艺.