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• 2007年, 0卷, 第7期
  刊出日期：2007-07-20

    

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  TA15钛合金两类组织对疲劳性能和断裂韧度的影响

  张庆玲, 李兴无

  2007, 0(7): 3-5.

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  张庆玲, 李兴无. TA15钛合金两类组织对疲劳性能和断裂韧度的影响[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 3-5.
  ZHANG Qing-ling, LI Xing-wu. Effect of Structure on Fatigue Properties and Fracture Toughness for TA15 Titanium Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 3-5.

  研究了TA15钛合金片状和双态两种典型组织对疲劳性能和断裂韧度的影响,结果表明:在S-N曲线的高应力区,双态组织的疲劳强度高于片状组织;在低应力区,情况则相反,且片状组织的疲劳极限(656MPa)高于双态组织(565MPa).片状组织的疲劳裂纹扩展速率低于双态组织,且断裂韧度K_1C高于双态组织,即片状组织的损伤容限性能优于双态组织.
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  低速冲击下复合材料层合板损伤分析

  温卫东, 徐颖, 崔海坡

  2007, 0(7): 6-11.

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  温卫东, 徐颖, 崔海坡. 低速冲击下复合材料层合板损伤分析[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 6-11.
  WEN Wei-dong, XU Ying, CUI Hai-po. Damage Analysis of Laminated Composites Under Low Velocity Impact Loading[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 6-11.

  根据低速冲击下复合材料层合板的分层损伤机理,发展了一种分层失效准则,该准则同时考虑了层间拉应力、层间剪应力和基体开裂等因素对分层损伤的影响,并在损伤分析中,区分了冲击正面由挤压应力引起的纤维挤压损伤和冲击背面由弯曲拉应力引起的纤维断裂损伤,模拟了纤维断裂、纤维挤压、基体开裂、基体挤压、分层等五种损伤的起始和扩展过程,完善了作者以前发展了低速冲击逐渐累积损伤模型.通过与实验结果进行比较,验证了模型的合理性.
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  毫米波/厘米波兼容吸波涂层的设计与研究

  于名讯, 丁文皓, 李云南, 何华辉

  2007, 0(7): 12-15.

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  于名讯, 丁文皓, 李云南, 何华辉. 毫米波/厘米波兼容吸波涂层的设计与研究[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 12-15.
  YU Ming-xun, DING Wen-hao, LI Yun-nan, HE Hua-hui. Design of and Research on Millimeter-wave/Centimeter-wave Compatible Absorbing Coatings[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 12-15.

  以电磁理论为基础,对两层结构的毫米波/厘米波兼容吸收涂层的设计方法进行了分析,并根据理论分析的结果进行了系列吸波涂层的实验.理论分析和实验结果表明,先分别以电损耗和磁损耗为主,采用单层结构分别对毫米波和厘米波实现较好的吸收,然后以厘米波吸收层作为内层,以毫米波吸收层作为外层,并进一步改善内外层之间的阻抗匹配,利用两层结构可以对毫米波和厘米波实现较好的兼容吸收.
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  往复挤压高韧Mg-Zn-Y合金

  徐春杰, 郭学锋, 郑水云, 张忠明

  2007, 0(7): 16-20,32.

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  徐春杰, 郭学锋, 郑水云, 张忠明. 往复挤压高韧Mg-Zn-Y合金[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 16-20,32.
  XU Chun-jie, GUO Xue-feng, ZHENG Shui-yun, ZHANG Zhong-ming. Mg-Zn-Y Alloy with High Elongation Properties by Reciprocating Extrusion[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 16-20,32.

  将铸态Mg_92.5Zn_6.4Y_1.1镁合金往复挤压2,4,8,12不同道次,然后分别正挤压制成 φ12mm的棒材.采用OM,XRD及DTA研究了往复挤压不同道次镁合金的组织和力学性能.研究表明,铸态Mg_92.5Zn_6.4Y_1.1镁合金往复挤压后,组织得到显著细化,力学性能得到大幅度提高,获得了高强韧镁合金.2道次后,晶粒约5μm,拉伸强度超过300MPa,伸长率高达20%.继续增加往复挤压道次,晶粒细化和拉伸性能提高均不明显,当往复挤压12道次时,拉伸强度明显降低,而伸长率达到23%.Mg_92.5Zn_6.4Y_1.1镁合金的伸长率大幅度提高归因于在往复挤压过程中,铸态组织中的缩松、缩孔等缺陷闭合和成分偏析非均匀相的分布均匀化,以及晶粒的破碎、回复和动态再结晶所引起的晶粒细化及材料的流动,最终获得完全致密、细小而均匀的等轴晶组织.
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  超音速火焰喷涂WC-Co与NiCr-Cr₂C₃涂层磨损性能研究

  简中华, 马壮, 曹素红, 王富耻, 王全胜

  2007, 0(7): 21-24.

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  简中华, 马壮, 曹素红, 王富耻, 王全胜. 超音速火焰喷涂WC-Co与NiCr-Cr₂C₃涂层磨损性能研究[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 21-24.
  JIAN Zhong-hua, MA Zhuang, CAO Su-hong, WANG Fu-chi, WANG Quan-sheng. Study on Wear Resistance of WC-Co and NiCr-Cr₂C₃ Coatings Sprayed by HVOF[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 21-24.

  采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了WC-Co和NiCr-Cr₂C₃涂层,测定了涂层孔隙率、显微硬度及油润滑下摩擦磨损过程中涂层材料失重,得出涂层摩擦系数随时间的变化关系,分析了涂层摩擦磨损机理.结果表明,WC-Co和NiCr-Cr₂C₃涂层致密,孔隙率分别为1.29%和1.08%,显微硬度分别为1140HV0.3和950HV0.3.两种涂层均在摩擦时间25min时进入稳定磨损阶段,稳定摩擦系数均为0.1,涂层摩擦失重极小.油润滑下WC-Co涂层的摩擦磨损方式主要以为接触疲劳为主,伴随轻微的粘着磨损和磨粒磨损;NiCr-Cr₂C₃涂层碳化物的剥落和表面划痕较为明显,表面裂纹明显增多.
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  聚己内酯/聚硅氧烷/环氧树脂复合体系的形态和耐热性能

  宋江选, 刘平桂, 赫丽华, 梁兴泉, 李克文, 唐忠峰

  2007, 0(7): 25-28.

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  宋江选, 刘平桂, 赫丽华, 梁兴泉, 李克文, 唐忠峰. 聚己内酯/聚硅氧烷/环氧树脂复合体系的形态和耐热性能[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 25-28.
  SONG Jiang-xuan, LIU Ping-gui, HE Li-hua, LIANG Xing-quan, LI Ke-wen, TANG Zhong-feng. Morphology and Thermal Properties of Polycaprolactone/Polydimethylsioxane/Epoxy Resin Composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 25-28.

  利用—OH与—NCO的亲核加成反应,直接合成出端硅氧基封端的聚己内酯-聚二甲基硅氧烷(PCL-TESi/PDMS-TESi).利用合成出的PCL-TESi/PDMS-TESi对环氧树脂进行复合改性,通过sol-gel技术及胺类固化剂与环氧基的交联作用固化复合体系.利用扫描电镜(SEM)、热失重分析(TGA)及在甲苯中的溶胀试验对不同含量的PCL-TE-Si/PDMS-TESi的复合材料进行了研究.结果表明,随着PCL-TESi/PDMS-TESi含量的增加,体系的交联密度下降.SEM结果表明,此复合体系微观上存在着两相结构,聚己内酯和聚硅氧烷柔性链的引入可显著改善环氧树脂的脆性.当环氧树脂与PCL-TESi/PDMS-TESi以1:1(质量比)比例复合时,可显著提高体系的耐热性和柔韧性,其5%失重时的热分解温度可达310.2℃,比纯环氧树脂固化体系提高了144.4℃.
工艺
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  工艺

  镁合金板材超塑性成形极限的实验研究

  宋美娟, 汪凌云, 刘饶川, 向毅

  2007, 0(7): 29-32.

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  宋美娟, 汪凌云, 刘饶川, 向毅. 镁合金板材超塑性成形极限的实验研究[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 29-32.
  SONG Mei-juan, WANG Ling-yun, LIU Rao-chuan, XIANG Yi. Research on Superplastic Forming Limit of Magnesium Alloy Sheet[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 29-32.

  通过超塑性刚性凸模胀形实验研究了AZ31B镁合金板材的超塑性成形极限.在变形温度为573K,初始变形速率为3.3×10^-4s^-1的条件下,建立了AZ31B镁合金板料成形极限实验曲线(FLC),并且得到无论在拉压变形方式或是在双向受拉变形方式下超塑性变形时,AZ31B镁合金板料发生集中性失稳的条件均是d₂=0.
表面工程
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  表面工程

  复杂轿车前底板变压边力数值模拟和物理模拟研究

  朱伟, 董湘怀, 张质良, 舒世湘

  2007, 0(7): 33-39.

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  朱伟, 董湘怀, 张质良, 舒世湘. 复杂轿车前底板变压边力数值模拟和物理模拟研究[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 33-39.
  ZHU Wei, DONG Xiang-huai, ZHANG Zhi-liang, SHU Shi-xiang. Numerical and Physics Simulations of Variable Blank Holder Force in Process of Deep Drawing Complex Overlay[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 33-39.

  为了有效地解决实际生产中如何优化复杂轿车前底板拉深成形过程中的变压边力工艺,首先基于相似物理模拟理论建立了前底板的简化物理模拟模型,其次通过数值模拟手段从众多典型变压边力模式中得到一条最优化变压边力加载曲线,使拉深件不出现起皱和拉破现象,且厚度分布最均匀.最后通过实际物理模拟实验对比来验证所得结果.数值模拟和物理模拟最终结果均表明:U型变压边力加载模式是复杂轿车前底板拉深成形的较优压边力控制曲线,其状态下不仅拉深工件的厚度最大减薄率最小,而且工件的最终厚度变化率的整体均方差为最小.
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  表面工程

  新型硅烷类胶黏剂在氟橡胶与钢粘接中的应用研究

  颜录科, 寇开昌, 哈恩平

  2007, 0(7): 40-43.

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  颜录科, 寇开昌, 哈恩平. 新型硅烷类胶黏剂在氟橡胶与钢粘接中的应用研究[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 40-43.
  YAN Lu-ke, KOU Kai-chang, HA En-ping. Research on the Application of a Newly Silane Adhesive in Bonding Fluorine Rubber to Steel[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 40-43.

  采用自制的六亚甲基四胺-间苯二酚络合物与KH-550,A-151两种硅烷偶联剂以及其他助剂等制备了可用于氟橡胶与金属粘接的FM胶黏剂,与Chemlok 607胶黏剂和合神FA-1胶黏剂进行了胺类硫化的氟橡胶与钢粘接的对比实验,研究了粘接机理.结果表明:等摩尔比的六亚甲基四胺-间苯二酚络合物是优良的粘合促进剂,所制备的FM胶黏剂用于胺类硫化的氟橡胶与钢粘接时平均拉剪强度大于5MPa,最高可达6.28MPa,综合性能优于Chemlok 607和合神FA-1.络合物分解生成具有活性亚甲基的物质,促进氟橡胶与硅烷偶联剂生成化学键,同时,这些活性物质在硫化过程中生成多种具有氮亚甲基结构特征的、含有大量活性基(—OH)的氨基树脂,提高了与金属的粘接力.
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  表面工程

  高效防霉聚硫密封剂的研究

  蔺艳琴, 聂丽川, 刘若愚, 章菊华

  2007, 0(7): 44-47.

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  蔺艳琴, 聂丽川, 刘若愚, 章菊华. 高效防霉聚硫密封剂的研究[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 44-47.
  LIN Yan-qin, NIE Li-chuan, LIU Ruo-yu, ZHANG Ju-hua. Study on the High-efficient Mildewproof Polysulfied Sealant[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 44-47.

  选用了噻唑类、有机金属络合物、咪唑类3种防霉剂应用于聚硫密封剂,考察了聚硫密封剂的防霉效果,并研究了不同防霉剂对密封剂工艺性能和力学性能的影响.结果表明,聚硫密封剂中添加噻唑类防霉剂综合性能最好.
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  表面工程

  复杂铝合金结构件复合型整体精密铸造方法研究

  周永江, 洪润洲, 姚惟斌, 张喆

  2007, 0(7): 48-50.

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  周永江, 洪润洲, 姚惟斌, 张喆. 复杂铝合金结构件复合型整体精密铸造方法研究[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 48-50.
  ZHOU Yong-jiang, HONG Run-zhou, YAO Wei-bin, ZHANG Zhe. Study of Composite Mould Integral Precision Casting of Aluminium Alloy Complex Structure[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 48-50.

  以某电子舱铸件为例,阐述了一种复合型芯整体精密铸造方法.铸造时,壁薄难成形的部位采用熔模壳型,保证其充型完整;其他部位采用树脂砂型,保证其冶金质量和尺寸精度,从而获得了外形完整、组织致密、尺寸精度高的整体电子舱铸件.
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  表面工程

  热和化学亚胺化对ODPA/ODA聚酰亚胺薄膜性能的影响

  程茹, 朱梦冰, 黄培

  2007, 0(7): 51-54,58.

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  程茹, 朱梦冰, 黄培. 热和化学亚胺化对ODPA/ODA聚酰亚胺薄膜性能的影响[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 51-54,58.
  CHENG Ru, ZHU Meng-bing, HUANG Pei. Properties of Polyimide Films Based on ODPA and ODA by Thermal and Chemical Imidization[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 51-54,58.

  以4,4′-二胺基二苯醚(ODA)和3,3′,4,4′-二苯醚四酸二酐(ODPA)为单体,采用两步法,分别经热亚胺化和化学亚胺化过程制备了两种聚酰亚胺(PI)薄膜,并对两种薄膜的性能进行了表征.傅立叶红外光谱(FT-IR)表明两种薄膜均已完全亚胺化.化学亚胺化的PI薄膜的玻璃化温度、热稳定性均高于热亚胺化的薄膜.拉伸性能测试表明热亚胺化的薄膜具有较高的断裂伸长率,而化学亚胺化的薄膜的拉伸强度、弹性模量较大.
工艺
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  工艺

  TC21合金315℃高周疲劳光滑和缺口试样断口分析

  虞忠良, 赵永庆, 周廉, 孙军

  2007, 0(7): 55-58.

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  虞忠良, 赵永庆, 周廉, 孙军. TC21合金315℃高周疲劳光滑和缺口试样断口分析[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 55-58.
  YU Zhong-liang, ZHAO Yong-qing, ZHOU Lian, SUN Jun. Fractography Analysis of Smooth and Notched High Cycle Fatigue Specimens in TC21 Alloy at 315℃[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 55-58.

  开展了TC21研究合金光滑和缺口试样的315℃高周疲劳实验,并对疲劳断口进行详细观察,研究了缺口对TC21合金疲劳寿命的影响.结果表明,光滑和缺口试样的疲劳强度比值随循环寿命降低而降低;光滑试样的失稳疲劳裂纹长度随循环应力升高而降低;瞬断区所承受的断裂应力随循环应力升高而降低;这说明裂纹失稳决定试样的断裂,缺口试样断口有多个裂纹源,以缺口试样名义应力乘以应力集中因子与光滑试样的应力相等作为比较时,缺口试样主裂纹长度大于光滑试样的裂纹长度,缺口试样的裂纹扩展寿命更长.
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  工艺

  三维四向编织复合材料压缩力学性能实验研究

  严实, 吴林志, 孙雨果

  2007, 0(7): 59-62,66.

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  严实, 吴林志, 孙雨果. 三维四向编织复合材料压缩力学性能实验研究[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 59-62,66.
  YAN Shi, WU Lin-zhi, SUN Yu-guo. Experimental Investigation Compressive Mechanical Properties of 3D 4-directional Braided Composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 59-62,66.

  通过对三维四向编织复合材料薄板试件的宏观压缩实验,研究了三维四向编织复合材料的抗压力学性能.实验结果表明:材料的编织角对其压缩力学性能的影响很大,随编织角的变化,编织复合材料的压缩破坏机制发生了变化.编织角度较小时,材料表现为脆性特征;当编织角度大于某个临界角度时,材料的应力-应变曲线趋于非线性,更多地表现为塑性破坏.
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  硅酸铝纤维增强纳米孔绝热材料的制备与表征

  杨海龙, 倪文, 梁涛, 徐国强, 徐丽

  2007, 0(7): 63-66.

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  杨海龙, 倪文, 梁涛, 徐国强, 徐丽. 硅酸铝纤维增强纳米孔绝热材料的制备与表征[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 63-66.
  YANG Hai-long, NI Wen, LIANG Tao, XU Guo-qiang, XU Li. Preparation and Characterization of Nanoporous Super Insulation Materials Reinforced with Aluminum Silicate Fiber[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 63-66.

  为解决SiO₂气凝胶质脆的难题,以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法和超临界干燥工艺制备了硅酸铝纤维增强纳米孔超级绝热材料,容重为74～189 kg.m^-3,并采用瞬时热带法和BET法分别测试了样品的热导率和孔径分布.结果表明,常温常压热导率为25.3～30.5 mW.(m.K)-1,103 kg.m^-3典型样品723 K时的热导率为93.78 mW.(m.K)^-1,孔径主要集中在10～20 nm,并且与SiO₂气凝胶相比具有一定的强度,因而可用于工程实际,必将拥有广阔的应用前景.
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  工艺

  W丝/Zr基非晶合金复合材料动态拉伸断裂模式研究

  程焕武, 才鸿年, 王鲁, 王扬卫, 薛云飞

  2007, 0(7): 67-69.

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  程焕武, 才鸿年, 王鲁, 王扬卫, 薛云飞. W丝/Zr基非晶合金复合材料动态拉伸断裂模式研究[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 67-69.
  CHENG Huan-wu, CAI Hong-nian, WANG Lu, WANG Yang-wei, XUE Yun-fei. Research on Fracture Mode Under Dynamic Tension of W Fiber/Zr-based Amorphous Alloy Matrix Composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 67-69.

  采用霍普金森杆拉伸技术研究了W丝体积分数为80%的W丝/Zr基非晶合金复合材料的动态拉伸性能,通过扫描电镜研究了该复合材料动态拉伸断裂模式.结果表明:随着打击速度增加,复合材料动态拉伸强度和断裂应变总体呈上升趋势;复合材料的动态拉伸断裂模式以钨丝解理断裂为主导,伴随非晶合金基体产生脉纹状花样和钨丝劈裂;脉纹状花样的形态不同于在动态压缩条件下所形成的,不存在"尖脊"形貌.
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  工艺

  疲劳缺口系数K_f与理论应力集中系数K_t之间的关系

  胡本润, 刘建中, 陈剑峰

  2007, 0(7): 70-73.

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  胡本润, 刘建中, 陈剑峰. 疲劳缺口系数K_f与理论应力集中系数K_t之间的关系[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 70-73.
  HU Ben-run, LIU Jian-zhong, CHEN Jian-feng. Relationship Between Fatigue Notch Factor K_{f and Stress Concentration Factor Kt[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 70-73.}

  疲劳缺口系数K_f是表征缺口部位疲劳强度降低程度的参量,这一系数在结构抗疲劳设计中经常被使用.一般认为K_f与理论应力集中系数K_t呈线性关系,线性的斜率与不同材料类别(铝合金、钛合金和钢)有关.通过对大量不同材料、不同应力比和不同缺口试样形式的高周疲劳极限的系统分析,发现大多数情况下K_f与K_t的呈线性关系,但有些情况下二者不服从线性关系.K_f与K_t的关系除与材料类别有关外还与实验的应力比有关.
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  综述

  单晶涡轮叶片合金的薄截面尺寸效应

  郑运荣

  2007, 0(7): 74-77.

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  郑运荣. 单晶涡轮叶片合金的薄截面尺寸效应[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 74-77.
  ZHENG Yun-rong. Size Effects of Thin Section for Single Crystal Turbine Blade Superalloys[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 74-77.

  单晶涡轮叶片合金存在明显的薄截面尺寸效应,当截面尺寸小于0.5mm时,持久寿命大幅降低,尤其是中温持久寿命.截面尺寸效应是由于试样厚度减小引起显微组织和表面完整性的变化以及实验误差综合影响所致.
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  综述

  材料断口分形研究现状及发展前景

  曹睿, 马勤, 陈剑虹

  2007, 0(7): 78-82.

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  曹睿, 马勤, 陈剑虹. 材料断口分形研究现状及发展前景[J]. 材料工程, 2007, 0(7): 78-82.
  CAO Rui, MA Qin, CHEN Jian-hong. Current Situation and Prospects for Investigation of Fractal Fracture of Materials[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(7): 78-82.

  讨论了分形几何应用于断裂研究的几个基本问题,主要包括断面的分形特征与分形测量,分维与断裂韧性的关系以及金属断裂的多种分形模型.进一步阐述了分形理论在金属断裂方面的应用前景.