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• 2007年, 0卷, 第8期
  刊出日期：2007-08-20

    

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  三维角联锁结构复合材料弹性性能的细观设计探讨

  杨彩云, 田玲玲, 刘雍

  2007, 0(8): 3-7,11.

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  杨彩云, 田玲玲, 刘雍. 三维角联锁结构复合材料弹性性能的细观设计探讨[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 3-7,11.
  YANG Cai-yun, TIAN Ling-ling, LIU Yong. Micro-design of Elastic Property for 3D Angle-interlock Structure Composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 3-7,11.

  基于对三维角联锁结构复合材料真实细观结构的图像分析,建立了几何分析模型,在该模型中假设经纱的横截面呈矩形,纬纱的横截面呈凸透镜形,并运用刚度平均原理,推导出了以角联锁结构复合材料预制件的7个宏观设计参数和纤维、树脂的弹性性能指标为参数变量的弹性性能计算公式,在此基础上编制了能提供三种选择的计算机预测软件,即选择组织结构、力学模型和任意一个偏轴角,从而初步实现了角联锁结构复合材料弹性性能的细观设计.实验结果表明,依据本研究提出的几何分析模型并采用刚度平均理论预测的等效工程弹性常数与实际测得的值之间总体趋势相同,数据基本相符.
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  GH742合金中γ′相粗化动力学研究

  李红宇, 左玲立, 宋西平, 王艳丽, 陈国良

  2007, 0(8): 8-11.

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  李红宇, 左玲立, 宋西平, 王艳丽, 陈国良. GH742合金中γ′相粗化动力学研究[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 8-11.
  LI Hong-yu, ZUO Ling-li, SONG Xi-ping, WANG Yan-li, CHEN Guo-liang. γ′ Particles Coarsening Kinetics in Nickel-base Superalloy GH742[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 8-11.

  采用场发射扫描电镜观察和定量金相分析等方法,研究了GH742合金在900,950,1050℃时效时,基体中γ′相的粗化规律.结果表明:合金在一定温度时效时,基体中初期析出的高密度细小γ′相随时效时间延长逐渐长大为低密度粗大γ′相,即发生Ostwald熟化;在1050℃时效2880min后γ′相形貌出现方化并沿一定方向排列;合金在时效过程中γ′相长大规律符合传统的LSW理论,并且随时效温度增高,γ′相粗化速率增加;用作图法得出了GH742合金中γ′相粗化激活能为(289.53±1.48)kJ/mol,这同Al,Ti等元素在Ni中的扩散激活能相当,说明GH742合金中γ′相的长大粗化主要由Al,Ti等元素在Ni基体中的扩散所控制.
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  导电涤纶织物的制备及其性能研究

  甘雪萍, 仵亚婷, 胡文彬, 汤义武

  2007, 0(8): 12-16.

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  甘雪萍, 仵亚婷, 胡文彬, 汤义武. 导电涤纶织物的制备及其性能研究[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 12-16.
  GAN Xue-ping, WU Ya-ting, HU Wen-bin, TANG Yi-wu. Study on Properties of Conductive PET Fabrics Prepared by Electroless Copper and Nickel Plating[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 12-16.

  采用化学镀的方法制备镀铜和镍导电涤纶织物.分别用四探针法和双轴传输线法测量了导电涤纶织物的表面电阻和电磁屏蔽效能.采用扫描电镜(SEM)分析了不同的粗化时间对织物表面粗糙度的影响和化镀铜和镍过程中的表面形态变化.采用自主设计的“透明胶带法”测量金属与织物纤维的结合力.采用条样法测定织物镀金属前后的断裂强力和断裂延伸率.
工艺
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  TC4-DT钛合金电子束焊接接头的损伤容限性能

  袁鸿, 余槐, 王金雪, 王新南, 朱知寿, 李晓红

  2007, 0(8): 17-19.

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  袁鸿, 余槐, 王金雪, 王新南, 朱知寿, 李晓红. TC4-DT钛合金电子束焊接接头的损伤容限性能[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 17-19.
  YUAN Hong, YU Huai, WANG Jin-xue, WANG Xin-nan, ZHU Zhi-shou, LI Xiao-hong. The Damage Tolerance Properties of the EBW Joint for TC4-DT Titanium Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 17-19.

  针对TC4-DT钛合金厚截面锻件开展了电子束焊接工艺实验和接头力学性能测试与分析.结果表明,TC4-DT钛合金不仅具有良好的焊接工艺特性,而且电子束焊接接头具有高的损伤容限性能.接头的断裂韧性优于母材并且比母材有更高的疲劳裂纹扩展抗力.
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  自蔓延高温合成La-Zn掺杂锶铁氧体改性研究

  乔梁, 蒋梅燕, 郑精武, 游李顺, 姜力强

  2007, 0(8): 20-23.

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  乔梁, 蒋梅燕, 郑精武, 游李顺, 姜力强. 自蔓延高温合成La-Zn掺杂锶铁氧体改性研究[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 20-23.
  QIAO Liang, JIANG Mei-yan, ZHENG Jing-wu, YOU Li-shun, JIANG Li-qiang. Sr-hexaferrites with La-Zn Substitution Prepared by Self-propagating High-temperature Synthesis[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 20-23.

  采用高温自蔓延(SHS)方法制备了化学组成为Sr_1-xLa_xFe_12-xZn_xO₁₉(x=0~0.4)的La-Zn联合掺杂的锶铁氧体,并研究了晶体结构与离子掺杂量对铁氧体磁性能的影响.根据相关的热力学数据,分析了合成过程中产生不同氧化物杂质的热力学机制,结果显示,通过合适控制反应体系中的Fe粉含量,可以合成单一的M型铁氧体相.SEM表明SHS方法制备的样品比传统方法制备的样品结晶更完整,粉体颗粒呈明显的六角平板状,颗粒尺寸基本分布在0.5~1.2μm之间.La³⁺,Zn²⁺的加入能够明显地提高试样的综合磁性能,相比于未掺杂的试样,在未取向情况下其剩磁提高了14.4%,(H)_cb提高了15.3%,(BH)_m提高了30.7%,并且与传统制备方法相比,采用SHS方法获得的样品的内禀矫顽力(H)_cj提高尤为明显,最高可达322kA/m.
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  溶胶-凝胶法制作PZT微驱动器的研究

  邱成军, 刘红梅, 张辉军, 赵全亮, 孟丽娜, 曹茂盛

  2007, 0(8): 24-27.

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  邱成军, 刘红梅, 张辉军, 赵全亮, 孟丽娜, 曹茂盛. 溶胶-凝胶法制作PZT微驱动器的研究[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 24-27.
  QIU Cheng-jun, LIU Hong-mei, ZHANG Hui-jun, ZHAO Quan-liang, MENG Li-na, CAO Mao-sheng. Research of Microactuator with PZT Prepared by Sol-gel[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 24-27.

  采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了PZT压电薄膜,利用PZT的压电效应制作以PZT薄膜为驱动的V型阀微驱动器.针对微驱动器的关键结构驱动膜,探索了Si/SiO₂/Ti/Au/PZT/Cr/Au多层驱动膜结构制备方法,解决了在硅基底上制备PZT薄膜的问题,同时详细探讨了硅各向异性刻蚀微驱动器的关键部件驱动腔、单向阀的工艺,解决了集成制作的V型阀微驱动器的关键工艺问题,并通过SEM照片对V型阀和多层驱动膜进行了表征.研究结果表明,采用MEMS与IC技术结合的方法成功地完成了微驱动器的研制,得到的驱动腔硅杯平坦均匀.在V型阀微驱动器整体设计中需要的硅片数目少,降低了器件的复杂性,可以满足低功耗、小型化和批量生产的要求.
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  空心玻璃微珠表面化学镀镍活化新工艺

  邵谦, 杨玉香, 葛圣松

  2007, 0(8): 28-31.

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  邵谦, 杨玉香, 葛圣松. 空心玻璃微珠表面化学镀镍活化新工艺[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 28-31.
  SHAO Qian, YANG Yu-xiang, GE Sheng-song. New Activation Process About Electroless Nickel Coating on Cenospheres Surface[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 28-31.

  研究了在空心玻璃微珠表面化学镀镍磷合金的无钯活化新工艺.通过正交实验研究了镍盐水体系活化液的组成、活化的工艺条件,并通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱仪(EDS)对施镀前后的微珠形貌和成分进行了观察和测试.
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  工艺

  TC11钛合金热变形特性分析及其本构关系的建立

  陈慧琴, 林海, 郭灵, 曹春晓

  2007, 0(8): 32-36.

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  陈慧琴, 林海, 郭灵, 曹春晓. TC11钛合金热变形特性分析及其本构关系的建立[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 32-36.
  CHEN Hui-qin, LIN Hai, GUO Ling, CAO Chun-xiao. Hot Deformation Characteristics and Constitutive Relation of TC11 Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 32-36.

  对具有原始β转变组织的TC11钛合金在温度1090~800℃,应变速率10^-3~s^-1条件下进行了热力模拟压缩实验,获得了该合金不同热变形条件下的应力-应变曲线.通过分析该合金的热变形行为,获得了应力指数、应变速率敏感指数和热变形激活能等表征其变形特性的重要特征参数,并采用所得参数建立了热变形本构关系.对比结果表明,所建立函数关系与实验结果吻合较好.
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  工艺

  4J42 Invar合金粉末注射成形工艺研究

  段柏华, 林冰涛, 曲选辉, 何新波, 程彤

  2007, 0(8): 37-40.

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  段柏华, 林冰涛, 曲选辉, 何新波, 程彤. 4J42 Invar合金粉末注射成形工艺研究[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 37-40.
  DUAN Bo-hua, LIN Bing-tao, QU Xuan-hui, HE Xin-bo, CHENG Tong. Powder Injection Molding of 4J42 Invar Alloys[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 37-40.

  以羰基Fe,Ni粉为原料,蜡基聚合物为粘结剂,采用粉末注射成形技术制备了4J42 Invar合金零件.研究了粉末注射成形Invar合金的脱脂及烧结工艺.结果显示:“溶剂脱脂+热脱脂”工艺能有效快速地实现粘结剂的完全脱除;经1350℃氢气烧结,可以获得致密度98.5%,30~300℃内平均热膨胀系数为4.5×10^-6K^-1、漏气率<1.4×10^-9Pa·m³·s^-1的PIM 4J42 Invar合金.金相显微组织及XRD分析表明合金为单一稳定的奥氏体(γ相)组织.
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  工艺

  稳恒强磁场对Al-Cu扩散偶界面中间相形成和生长的影响

  任晓, 周文龙, 陈国清, 黄朝晖, 张俊善

  2007, 0(8): 41-44,78.

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  任晓, 周文龙, 陈国清, 黄朝晖, 张俊善. 稳恒强磁场对Al-Cu扩散偶界面中间相形成和生长的影响[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 41-44,78.
  REN Xiao, ZHOU Wen-long, CHEN Guo-qing, HUANG Zhao-hui, ZHANG Jun-shan. Effect of High Magnetic Field on Intermetallic Compound Layers of Al-Cu Diffusion Couple[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 41-44,78.

  研究了稳恒强磁场作用下Al-Cu扩散偶界面中间相组成和扩散行为.结果表明:强磁场作用下扩散偶中间相厚度显著增加,并且随磁场强度增大,界面中间相组成发生变化.按照抛物线规律计算了强磁场作用下扩散偶中间相的扩散系数,发现在平行和垂直于磁场的两个方向上扩散系数有显著差异,垂直于磁场方向的扩散系数比平行于磁场方向更大.强磁场促进了Al-Cu扩散偶中Al和Cu原子的扩散,加速了界面中间相的形成和生长过程.磁场作用差异导致了扩散的各向异性.利用原子扩散理论初步分析了产生上述现象的原因.
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  工艺

  Na_0.5Bi_0.5TiO₃-K_0.5Bi_0.5TiO₃无铅压电陶瓷的制备与性能

  张昌松, 郭晨洁

  2007, 0(8): 45-48,52.

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  张昌松, 郭晨洁. Na_0.5Bi_0.5TiO₃-K_0.5Bi_0.5TiO₃无铅压电陶瓷的制备与性能[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 45-48,52.
  ZHANG Chang-song, GUO Chen-jie. Synthesis and Properties of Na_0.5Bi_0.5TiO₃-K_0.5Bi_0.5TiO₃ Lead-free Piezoelectric Ceramics[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 45-48,52.

  采用传统的干压成型法制备了Na_0.5Bi_0.5TiO₃-K_0.5Bi_0.5TiO₃无铅压电陶瓷,研究了不同K_0.5Bi_0.5TiO₃含量对Na_0.5Bi_0.5TiO₃-K_0.5Bi_0.5TiO₃陶瓷的微观结构与电性能的影响规律.结果表明,Na_0.5Bi_0.5TiO₃-K_0.5Bi_0.5TiO₃无铅压电陶瓷随K_0.5Bi_0.5TiO₃含量增加,晶格常数增大,密度减小,晶粒尺寸减小,压电常数先增大后减小,介电常数增大,介电损耗增加,机械品质因数下降,而居里温度不断升高,在200℃附近存在由铁电相向反铁电相转变的一个相变点,组分为0.84 Na_0.5Bi_0.5TiO₃-0.16 K_0.5Bi_0.5TiO₃的陶瓷位于准同型相界附近,具有最佳的压电性能.
测试与表征
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  测试与表征

  三醋酸纤维素的结构与性能研究

  王文俊, 李胤, 门爽, 邵自强

  2007, 0(8): 49-52.

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  王文俊, 李胤, 门爽, 邵自强. 三醋酸纤维素的结构与性能研究[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 49-52.
  WANG Wen-jun, LI Yin, MEN Shuang, SHAO Zi-qiang. Structure and Properties of Cellulose Triacetate[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 49-52.

  采用乙酸酐/乙酸/硫酸体系制备了三醋酸纤维素(CTA),运用IR,化学滴定,¹H-NMR,X射线衍射,DSC等手段对产物的结构及性质进行了表征和测试.结果表明,所合成的CTA结合醋酸质量分数均达到60%以上.与纤维素相比,CTA的晶型发生了明显变化,结晶度也降低到30%左右.同时,所制备的CTA的DSC谱图中都出现了明显而完整的熔融峰.
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  测试与表征

  聚苯胺/钛酸钡复合粒子的合成及结构表征

  廖梓珺, 晏华, 陈勇, 陈国需

  2007, 0(8): 53-56.

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  廖梓珺, 晏华, 陈勇, 陈国需. 聚苯胺/钛酸钡复合粒子的合成及结构表征[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 53-56.
  LIAO Zi-jun, YAN Hua, CHEN Yong, CHEN Guo-xu. Synthesis and Properties of Barium Titanate/Polyaniline （BaTiO₃/PAn） Complex Particle[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 53-56.

  采用硅烷偶联剂对钛酸钡进行表面修饰,并实施接枝聚合,制备聚苯胺/钛酸钡壳核型的复合粒子.采用SEM、XRD等分析方法对复合粒子的表观形貌和结构进行表征,并应用Gaussian 03软件对硅烷偶联剂分子在钛酸钡表面接枝的几何构型进行计算.结果表明,采用硅烷偶联剂后,苯胺在钛酸钡表面有效地实施了接枝聚合,形成壳核结构,与理论计算结果一致.
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  测试与表征

  Ti60钛合金中富钕稀土相颗粒对叶片室温振动疲劳性能的影响

  蔡建明, 李臻熙, 曹春晓, 黄旭, 雷强, 张元伟

  2007, 0(8): 57-60.

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  蔡建明, 李臻熙, 曹春晓, 黄旭, 雷强, 张元伟. Ti60钛合金中富钕稀土相颗粒对叶片室温振动疲劳性能的影响[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 57-60.
  CAI Jian-ming, LI Zhen-xi, CAO Chun-xiao, HUANG Xu, LEI Qiang, ZHANG Yuan-wei. Effect of Nd-rich Particles on Room Temperature Vibration Fatigue of Ti60 Titanium Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 57-60.

  采用振动疲劳实验及SEM断口分析等方法,研究了含稀土元素Nd的Ti60高温钛合金稀土相颗粒对叶片振动疲劳裂纹萌生的影响.结果表明:叶片振动疲劳寿命与稀土相颗粒的尺寸和分布位置具有密切关系.稀土相颗粒尺寸越大,对叶片振动疲劳裂纹的萌生作用也越大,疲劳寿命降低;外露于或镶嵌于叶片表面的稀土相颗粒明显促进了叶片振动疲劳裂纹的萌生.
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  测试与表征

  液态树脂基材料与铜基材料的界面润湿现象分析

  肖锋, 陶鑫, 廖伟, 刘兰霄, 杨仁辉, 傅亚

  2007, 0(8): 61-64.

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  肖锋, 陶鑫, 廖伟, 刘兰霄, 杨仁辉, 傅亚. 液态树脂基材料与铜基材料的界面润湿现象分析[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 61-64.
  XIAO Feng, TAO Xin, LIAO Wei, LIU Lan-xiao, YANG Ren-hui, FU Ya. Wettability Analysis of Liquid Epoxy Resin-based Materials with Copper Substrate[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 61-64.

  采用静滴法观察了液态树脂基材料与铜基材料的界面润湿现象,测定了298~363K温度范围内的接触角,计算了附着功.结果表明:接触角随时间呈下降趋势,基板表面粗糙度对接触角的影响较大,在表面粗糙度较小时,接触角随时间下降较快,平衡接触角较小;初始接触角和平衡接触角均随树脂基材料中环氧树脂含量的增加而降低;升高温度使接触角的变化速率加快,加入树脂后的液体的平衡接触角对温度更加敏感;附着功随着时间的延长逐渐增加,但随着温度的上升而减小.
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  测试与表征

  高周疲劳和低周疲劳统一的能量表征方法研究

  许超, 张国栋, 苏彬

  2007, 0(8): 65-68,72.

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  许超, 张国栋, 苏彬. 高周疲劳和低周疲劳统一的能量表征方法研究[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 65-68,72.
  XU Chao, ZHANG Guo-dong, SU Bin. A Uniform Method for High Cycle Fatigue and Low Cycle Fatigue[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 65-68,72.

  对高周疲劳和低周疲劳寿命预测模型进行了研究,提出了一种能够将高周疲劳和低周疲劳统一表征的能量形式参量.用统一的能量形式表征参量对高温合金GH141的760℃高周疲劳和低周疲劳数据进行处理,得到理想的能量-寿命方程.用1Cr11Ni2W2MoV钢500℃和粉末盘材料FGH95的600℃高温低周疲劳和高周疲劳数据对统一表征方法进行验证,验证结果表明,用能量形式的表征参量能够得到理想的能量-寿命方程.
表面工程
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  表面工程

  镀银羰基铁粉的制备及其性能的研究

  曹晓国, 张海燕

  2007, 0(8): 69-72.

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  曹晓国, 张海燕. 镀银羰基铁粉的制备及其性能的研究[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 69-72.
  CAO Xiao-guo, ZHANG Hai-yan. Preparation and Performance of Silver-coated Carbonyl Iron Powder[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 69-72.

  用化学镀法,甲醛为还原剂,制备镀银羰基铁粉.用XRD,SEM和EDX对粉体进行表征.用重法测定粉体的抗氧化性能,并以镀银羰基铁粉制备电磁屏蔽材料,检测其在100kHz~1.5GHz的屏蔽效能.结果表明:用该法制备的镀银羰基铁粉能够实现表面银层包覆完整、致密;羰基铁粉镀银后的抗氧化性能得到明显提高;电磁屏蔽材料在100kHz~1.5GHz频率范围内获得优于-32dB的屏蔽效能.
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  表面工程

  两种AC-HVAF喷涂WC涂层微观组织以及耐蚀性研究

  马光, 王国刚, 孙冬柏, 樊自拴, 俞宏英, 孟惠民, 王旭东

  2007, 0(8): 73-78.

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  马光, 王国刚, 孙冬柏, 樊自拴, 俞宏英, 孟惠民, 王旭东. 两种AC-HVAF喷涂WC涂层微观组织以及耐蚀性研究[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 73-78.
  MA Guang, WANG Guo-gang, SUN Dong-bai, FAN Zi-shuan, YU Hong-ying, MENG Hui-min, WANG Xu-dong. Investigation of Microstructures and Corrosion Resistance of Two Types of AC-HVAF Sprayed WC Coatings[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 73-78.

  利用AC-HAVF喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了WC-10Co-4Cr,WC-12Co涂层,并利用XRD,SEM,电化学以及盐雾实验分析了涂层的微观组织以及耐蚀性.结果表明:两种涂层相组成与其粉末一致,未出现其他喷涂技术普遍存在的W₂C以及W,AC-HAVF喷涂技术可以有效的抑制WC的分解;两种涂层都很致密且与基体结合良好,孔隙率低;电化学以及盐雾实验发现,WC-10Co-4Cr涂层的耐蚀性好于WC-12Co涂层,并较基体0Cr13Ni5Mo不锈钢有较大的提高,粘结相中Cr元素的加入以及孔隙率低是WC-10Co-4Cr涂层耐蚀性优异的重要原因.
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  表面工程

  脱氧工艺对铝合金表面粘接性能的影响

  张金生, 赵旭辉, 左禹, 熊金平, 张晓丰

  2007, 0(8): 79-82.

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  张金生, 赵旭辉, 左禹, 熊金平, 张晓丰. 脱氧工艺对铝合金表面粘接性能的影响[J]. 材料工程, 2007, 0(8): 79-82.
  ZHANG Jin-sheng, ZHAO Xu-hui, ZUO Yu, XIONG Jin-ping, ZHANG Xiao-feng. Effects of Deoxidization Processes on Adhesion Properties of Aluminum Alloys[J]. Journal of Materials Engineering, 2007, 0(8): 79-82.

  利用拉剪实验、180°剥离实验及楔子实验等测定2A14铝合金粘接件的结合强度和耐久性,研究铝合金粘接前表面处理过程中不同脱氧处理方式(碱腐蚀(AE),铬硫酸腐蚀(FPL),三酸浸蚀(TAD),硫酸浸蚀(P2)及低压磷酸阳极化(LVPAA))对其粘接性能的影响.结果表明粘接件的初始粘接强度(拉剪强度和180°剥离强度)和湿热耐久性皆受脱氧处理方式的影响,其初始粘接强度由高至低依次为FPL>LVPAA>P2或TAD>AE;其湿热耐久性由高至低依次为AE>LVPAA>FPL≈P2>TAD;其综合粘接性能排序为FPL或LVPAA>P2>AE或TAD.由于FPL处理液中含有大量六价铬致癌物,对人体和环境危害很大,经济、环保的LVPAA法和P2法具有良好的应用前景.