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• 2008年, 0卷, 第6期
  刊出日期：2008-06-20

    

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  不同形态低维ZnO晶须的制备及表征

  陈尔凡, 张黎

  2008, 0(6): 1-4.

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  陈尔凡, 张黎. 不同形态低维ZnO晶须的制备及表征[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 1-4.
  CHEN Er-fan, ZHANG Li. Preparation and Characterization of Different Topography Low Dimensional ZnO Whiskers[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 1-4.

  采用热蒸发法制备出高纯度线状、棒状、多脚状的不同形态ZnO晶须材料。研究了氮气流量、反应温度、反应时间(保温时间)等因素对产物规整率、转化率及长径比的影响。利用SEM对产物形态进行表征。结果表明:采用不同条件的热蒸发法可制备出高质量不同形态的ZnO晶须。反应过程中锌蒸压气对产物形态的影响较大。以陈化锌粉为原料,在1000~1100℃保温较短的时间,并始终以0.2m³/h通入高纯氮气,得到棒状晶须;保温时间较长,得到线状晶须。而多脚状ZnO晶须则是在通入高纯氮气时间较短的情况下得到的。
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  苯并噁嗪树脂流变特性及工艺窗口预报研究

  尹昌平, 肖加余, 曾竟成, 刘钧, 代晓青

  2008, 0(6): 5-8,12.

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  尹昌平, 肖加余, 曾竟成, 刘钧, 代晓青. 苯并噁嗪树脂流变特性及工艺窗口预报研究[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 5-8,12.
  YIN Chang-ping, XIAO Jia-yu, ZENG Jing-cheng, LIU Jun, DAI Xiao-qing. Study on Rheological Behavior and Processing Window of Benzoxazine Resin for Resin Transfer Molding[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 5-8,12.

  苯并噁嗪树脂是一种适宜RTM工艺的新型耐烧蚀开环聚合酚醛树脂,本工作对该树脂的流变特性进行研究。在粘度实验和DSC热分析实验的基础上,依据双阿累尼乌斯方程建立了与实验数据较为吻合的化学流变模型。模型可揭示树脂在不同工艺条件下的粘度变化规律,定量预报树脂的低粘度平台工艺窗口,为该树脂RTM工艺窗口的确定以及RTM工艺参数优化提供了的科学依据。
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  钨合金材料的动态拉伸实验研究

  黄石松, 宋卫东

  2008, 0(6): 9-12.

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  黄石松, 宋卫东. 钨合金材料的动态拉伸实验研究[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 9-12.
  HUANG Shi-song, SONG Wei-dong. Dynamic Tensile Experiments of Tungsten Alloys[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 9-12.

  采用旋转盘式间接杆-杆型冲击拉伸装置(SHTB)对颗粒度分别为2,5μm和20μm的三种91%(质量分数)细化钨合金材料在动态冲击载荷作用下的力学性能进行了实验研究,分析了三种钨合金在应变率为0.001,200,500s^-1时动态力学性能,给出了颗粒度大小与材料屈服强度的关系;采用扫描电子显微镜(SEM)对动态拉伸实验中回收的试件断口进行断口分析,研究钨合金在不同应变率状态下材料的破坏特征,在动态拉伸载荷作用下钨合金材料呈现出一种混合破坏模式包括钨颗粒的劈裂以及颗粒与基体界面的开裂。
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  两类橡胶复合材料的疲劳特性

  田振辉, 谭惠丰, 杜星文

  2008, 0(6): 13-15,20.

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  田振辉, 谭惠丰, 杜星文. 两类橡胶复合材料的疲劳特性[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 13-15,20.
  TIAN Zhen-hui, TAN Hui-feng, DU Xing-wen. Fatigue Properties of Two Kinds of Rubber Composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 13-15,20.

  以[0°]单层和[±20°]双层橡胶复合材料为研究对象,对其在拉伸载荷下的疲劳损伤进行了研究。研究表明,疲劳载荷作用下,两类材料的周期最大应变随循环周次的变化均遵循三阶段规律,应变的变化对应着疲劳损伤从萌生、稳定扩展到加速扩展直至整体破坏的过程。单层和双层材料的疲劳破坏分别为帘线控制和基体控制。数据分析表明,用加载最大应力表征的疲劳寿命与循环周次的对数近似成线性关系。疲劳过程中材料的滞后损失基本保持不变。滞后损失和导热系数的差异是造成不同种类试件表面温升差异的主要原因。
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  一种基于TEC的智能温控材料系统探索研究

  廖芳平, 王小群, 王宏鹏

  2008, 0(6): 16-20.

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  廖芳平, 王小群, 王宏鹏. 一种基于TEC的智能温控材料系统探索研究[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 16-20.
  LIAO Fang-ping, WANG Xiao-qun, WANG Hong-peng. The Exploration of Intelligent Temperature Control Material System Based on Thermoelectric Cooler[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 16-20.

  研制了一种基于热电制冷器(TEC)的智能温控材料系统,系统地考察了材料周边环境、散热方式、控制算法、工作电流等因素对系统温控效果的影响。在此基础上,确定了该智能温控材料系统合理的工作条件,对温控效果的实验分析表明:该智能温控材料温度可以根据目标温度的复杂变化快速做出响应,表现出良好的智能温控能力。
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  Ti基复合材料界面反应扩散的微观分析

  吕祥鸿, 杨延清

  2008, 0(6): 21-24,28.

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  吕祥鸿, 杨延清. Ti基复合材料界面反应扩散的微观分析[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 21-24,28.
  LÜ Xiang-hong, YANG Yan-qing. Micro-analysis of Interfacial Reaction Diffusion in Ti Matrix Composite[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 21-24,28.

  通过SiC连续纤维增强Ti基复合材料的制备及在不同条件下的热处理试验,利用TEM,SEM,EDS及XRD分析技术研究复合材料的界面反应以及产物相的形成。研究结果表明:SiC/Ti复合材料界面发生了反应扩散,反应元素C,Ti,Si在界面反应层中出现浓度波动;界面反应产物被确认为是Ti₃SiC₂,TiC和Ti₅Si₃,在靠近SiC侧出现Ti₃SiC₂和Ti₅Si₃单相区,靠近Ti基体侧为Ti₅Si₃单相区,中间为TiC+Ti₅Si₃双相区;SiC/Ti复合材料界面相序列为SiC┃Ti₃SiC₂┃Ti₅Si₃┃TiC+Ti₅Si₃┃Ti₅Si₃┃Ti。
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  非对称/对称轧制AZ31镁合金微观组织研究

  张文玉, 刘先兰, 陈振华, 夏伟军

  2008, 0(6): 25-28.

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  张文玉, 刘先兰, 陈振华, 夏伟军. 非对称/对称轧制AZ31镁合金微观组织研究[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 25-28.
  ZHANG Wen-yu, LIU Xian-lan, CHEN Zhen-hua, XIA Wei-jun. Microstructure of AZ31 Magnesium Alloy Sheets During Asymmetric/Symmetric Rolling Procedure[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 25-28.

  研究了非对称轧制和对称轧制过程中,AZ31镁合金板材微观组织的变化特征,并结合有限元模拟对其差异进行了分析。结果表明,非对称轧制可明显细化板材的晶粒,可获得平均晶粒度约为8.9μm均匀分布的等轴晶组织,且其(0002)基面晶粒取向明显减弱;而对称轧制板材晶粒分布不均匀且有大量的孪晶存在,平均晶粒度达13.2μm。这主要是因为,与对称轧制相比,非对称轧制沿板材厚向引入了强烈的剪切应变所致。
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  S-2/F46复合材料低速冲击损伤及剩余弯曲性能

  贺成红, 张佐光, 李玉彬, 孙志杰

  2008, 0(6): 29-32.

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  贺成红, 张佐光, 李玉彬, 孙志杰. S-2/F46复合材料低速冲击损伤及剩余弯曲性能[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 29-32.
  HE Cheng-hong, ZHANG Zuo-guang, LI Yu-bin, SUN Zhi-jie. Damage and Residual Flexural Properties of S-2/F46 Composites Under Low Velocity Impact[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 29-32.

  考察了单向、正交和准各向同性S-2/F46复合材料低速冲击后的剩余弯曲强度和模量,结合冲击损伤形貌比较了其冲击损伤模式及演化过程。单向复合材料的冲击损伤呈突变式发展,而正交和准各向同性复合材料则呈多阶段渐进式发展,弯曲性能衰减也呈现相应模式。只有当试样的结构完整性损失较大时弯曲性能才明显下降,其衰减的临界冲击能以单向复合材料最大,正交复合材料最小。此外,角铺层复合材料弯曲模量比强度衰减更严重。
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  FeCoNbSiBCu大块非晶合金的热稳定性与晶化过程研究

  贾元智, 魏尊杰, 马明臻, 曾松岩, 王文魁

  2008, 0(6): 33-35,80.

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  贾元智, 魏尊杰, 马明臻, 曾松岩, 王文魁. FeCoNbSiBCu大块非晶合金的热稳定性与晶化过程研究[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 33-35,80.
  JIA Yuan-zhi, WEI Zun-jie, MA Ming-zhen, ZENG Song-yan, WANG Wen-kui. Thermal Stability and Crystallization Process of FeCoNbSiBCu Bulk Metallic Glasses[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 33-35,80.

  用差示扫描量热分析和原位高温X射线衍射研究了(Fe₃₆Co₃₆Nb₄Si_4.8B_19.2)_100-xCu_x(x=0,0.5,0.6,0.7)大块非晶合金的热稳定性及其晶化过程。结果表明,微量Cu显著改变了Fe₃₆Co₃₆Nb₄Si_4.8B_19.2大块非晶合金的晶化过程,无铜合金表现出单一尖锐晶化峰,而含铜量原子分数为0.5%,0.6%和0.7%的晶化过程分为四个阶段,Cu的加入提高了非晶合金纳米析出相的热稳定性。原位X射线衍射研究表明,FeCoNbSiBCu大块非晶合金初始晶化相为bcc-FeCo并于930K转变为bcc-Co₇Fe₃相。Cu添加后bcc-Co₇Fe₃的晶化表观激活能由460.41kJ/mol升高至545.69kJ/mol。用谢乐公式计算样品在840K保温17.5min的平均晶粒尺寸为22.3nm。
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  某型飞机前起落架断裂损伤分析

  曹大树, 姚红宇, 薛彩军, 聂宏

  2008, 0(6): 36-39,56.

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  曹大树, 姚红宇, 薛彩军, 聂宏. 某型飞机前起落架断裂损伤分析[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 36-39,56.
  CAO Da-shu, YAO Hong-yu, XUE Cai-jun, NIE Hong. Fracture Damage Analysis of a Nose Landing Gear[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 36-39,56.

  飞机起落架的结构安全性对航空运输安全至关重要。针对某型飞机起落架折断事故,通过理论计算和断口微观形貌分析,探讨了造成事故的原因。研究表明:飞机前起落架下阻力臂因受压失稳而过载断裂,当拖把施加于飞机的拉力超过2.261×10⁵N时下阻力臂就会发生压失稳断裂。研究结果对制定飞机地面安全技术规范有重要参考价值。
工艺
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  工艺

  深冷处理工艺对W6Mo5Cr4V2钢力学性能和微观组织的影响

  段春争, 王敏杰, 李士燕

  2008, 0(6): 40-43.

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  段春争, 王敏杰, 李士燕. 深冷处理工艺对W6Mo5Cr4V2钢力学性能和微观组织的影响[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 40-43.
  DUAN Chun-zheng, WANG Min-jie, LI Shi-yan. Effect of Process Variables of Cryogenic Treatment on Mechanical Properties and Microstructure of W6Mo5Cr4V2 Steel[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 40-43.

  采用正交实验设计的方法对W6Mo5Cr4V2高速钢循环深冷处理工艺进行了实验研究,分析不同深冷工艺参数对宏观力学性能的影响,使用SEM和TEM观察循环深冷处理断口形貌和微观组织。结果表明,采用循环深冷处理工艺后,随着深冷次数的增加,力学性能明显提高,沿马氏体位错网析出大量超细弥散分布的碳化物数量增多,尺寸和间距减小,与一次长时间深冷处理相比,循环深冷处理效果更好。
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  工艺

  铝液温度对热爆合成Al-Ti-C中间合金组织的影响

  侯运丰, 夏天东, 赵文军

  2008, 0(6): 44-47.

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  侯运丰, 夏天东, 赵文军. 铝液温度对热爆合成Al-Ti-C中间合金组织的影响[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 44-47.
  HOU Yun-feng, XIA Tian-dong, ZHAO Wen-jun. Effect of Molten Aluminum Temperature on Microstructures of Al-Ti-C Master Alloys Prepared by Thermal Explosion Synthesis[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 44-47.

  利用Al,Ti和C粉末原料,采用铝液中的热爆合成法制备出用于铝及铝合金晶粒细化的Al-Ti-C中间合金。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了热爆合成产物的成分,组织与形貌。结果表明:Al-Ti-C中间合金由Al,Al₃Ti和TiC三相组成,铝液温度对反应体系温度有重要影响,改变了中间合金中Al₃Ti,TiC的形态和分布,并影响其晶粒细化能力。
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  工艺

  空气中无压烧结Al₂O₃/SiC陶瓷的微观结构及性能

  龙知洲, 韩敏芳, 张佐光, 王明超, 李伟

  2008, 0(6): 48-52,75.

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  龙知洲, 韩敏芳, 张佐光, 王明超, 李伟. 空气中无压烧结Al₂O₃/SiC陶瓷的微观结构及性能[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 48-52,75.
  LONG Zhi-zhou, HAN Min-fang, ZHANG Zuo-guang, WANG Ming-chao, LI Wei. Study on Micro-structure and Properties of Al₂O₃/SiC Ceramics by Pressureless Sintering in Air[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 48-52,75.

  研究了Al₂O₃/SiC陶瓷在空气中的烧结行为,实现了该体系在空气中的致密化烧结,1600℃添加10%(体积分数,下同)SiC的试样致密度达到97.6%,维氏硬度达到14.45GPa。探讨了烧结温度与SiC含量对Al₂O₃/SiC陶瓷微观结构和致密度、硬度等性能的影响,高温下烧结可得到较致密的陶瓷,但SiC含量超过30%的试样会产生"夹心"现象。探索了粉末埋烧对陶瓷致密度的影响,表明埋烧的方法可以降低低SiC含量试样的气孔率,起到抑制氧化的作用。
测试与表征
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  测试与表征

  丙烯酸锌复合防污涂料的制备与防污性能评价

  陈美玲, 庄立, 高宏

  2008, 0(6): 53-56.

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  陈美玲, 庄立, 高宏. 丙烯酸锌复合防污涂料的制备与防污性能评价[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 53-56.
  CHEN Mei-ling, ZHUANG Li, GAO Hong. Preparation and Performance Evaluation of Zinc Acrylate Compound Antifouling Paint[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 53-56.

  研制了一种以丙烯酸锌树脂为基料、以氧化亚铜和三种不同的有机物为防污助剂的船舶防污涂料,检测了在不同有机防污助剂体系中铜离子的渗出率,并对防污涂料进行了实海测试。
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  测试与表征

  铁基触媒的组织结构对合成金刚石的影响

  李和胜, 崔建军, 李木森

  2008, 0(6): 57-59.

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  李和胜, 崔建军, 李木森. 铁基触媒的组织结构对合成金刚石的影响[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 57-59.
  LI He-sheng, CUI Jian-jun, LI Mu-sen. Effects of Iron-based Catalyst Structure on Diamond Synthesizing[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 57-59.

  采用粉末冶金铁基触媒在六面顶压机上高温高压合成金刚石。使用高性能金相显微镜,扫描电子显微镜和X射线衍射仪对合成之后触媒的组织结构进行系统的表征。试验发现,触媒组织主要由粗大的板条状初生渗碳体和细密的共晶莱氏体构成;金刚石生长效果不好时,触媒组织中夹杂有团絮状石墨。分析认为,初生渗碳体极有可能就是金刚石生长的直接碳源,即高温高压下溶解于触媒熔体的石墨首先与触媒合金形成碳化物,在触媒的催化作用下,碳原子自渗碳体脱溶,沉积到金刚石表面,完成金刚石的生长。
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  测试与表征

  碱性介质中旋塞阀磨损失效分析

  邱艳丽, 杨振国

  2008, 0(6): 60-63.

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  邱艳丽, 杨振国. 碱性介质中旋塞阀磨损失效分析[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 60-63.
  QIU Yan-li, YANG Zhen-guo. Failure Analysis on Wear of Stopcock in Alkali Solution[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 60-63.

  采用金相显微镜和扫描电镜对在碱性介质中发生泄漏的不锈钢旋塞阀进行了宏微观形貌和金相组织分析;并采用光电直读光谱仪、EDS、红外碳硫分析仪和NHO分析仪对旋塞阀材质和表面沉积物进行了系统的表征分析。结果表明旋塞阀的失效模式为腐蚀磨损和磨粒磨损。阀门塞子材质与设计规定不符以及塞子材料抗腐蚀性能降低是旋塞阀泄漏的主要原因。提出了解决问题的相应对策,为防止类似事故的再次发生提供了技术依据。
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  测试与表征

  表面再结晶对定向凝固DZ4合金疲劳行为的影响

  贾波, 李春光, 李海燕

  2008, 0(6): 64-67,71.

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  贾波, 李春光, 李海燕. 表面再结晶对定向凝固DZ4合金疲劳行为的影响[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 64-67,71.
  JIA Bo, LI Chun-guang, LI Hai-yan. Influence of Recrystallization Layer at Surface on Fatigue Behaviors of Directionally Solidified DZ4 Superalloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 64-67,71.

  对表面通过喷丸预变形后的定向凝固DZ4板材试样进行1220℃/4h的热处理,以在板材试样表面形成再结晶层。在760℃下进行疲劳试验,以研究表面再结晶层对定向凝固DZ4合金板材的疲劳性能的影响。结果表明,表面有再结晶层的定向凝固DZ4板材试样的疲劳性能大大降低,且疲劳寿命随着再结晶层深度的增大而降低;断口观察表明,疲劳裂纹均起源于表面的再结晶区或其与基体的界面。通过有限元模拟对含再结晶区的板材试样的损伤演化行为进行模拟,结果表明再结晶区的存在改变了试样表面的应力场分布,再结晶区与基体的界面上的应力最大,裂纹一般从此处萌生,并向表面和基体扩展。
表面工程
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  表面工程

  化学气相沉积法制备SiC/SiO₂梯度复合涂层的热力学分析

  付志强, 周家斌, 王成彪, 唐春和, 梁彤祥, 赵宏生, ROBIN Jean-charles

  2008, 0(6): 68-71.

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  付志强, 周家斌, 王成彪, 唐春和, 梁彤祥, 赵宏生, ROBIN Jean-charles. 化学气相沉积法制备SiC/SiO₂梯度复合涂层的热力学分析[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 68-71.
  FU Zhi-qiang, ZHOU Jia-bin, WANG Cheng-biao, TANG Chun-he, LIANG Tong-xiang, ZHAO Hong-sheng, ROBIN Jean-charles. Thermodynamic Analysis of Chemical Vapor Deposition Process for SiC/SiO₂ Graded Composite Coating[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 68-71.

  SiC/SiO₂复合涂层是显著改善先进高温气冷用石墨抗氧化性能的一个理想涂层体系,但目前其优化的化学气相沉积工艺还未见诸报道。本研究利用HSC-CHEMISTRY 4.1分析了化学气相沉积工艺对制备的SiC/SiO₂复合涂层的影响。分析结果表明:载气中加入足够的氢气对制备不含杂质的SiC/SiO₂复合涂层很有必要;合适的沉积温度为1100~1200℃;最佳反应物浓度为:SiCl₄摩尔分数为1%~2%,沉积SiC涂层时CH₄与SiCl₄的摩尔比为1,沉积SiO₂涂层时水蒸气与SiCl₄摩尔比为2,通过逐渐改变CVD气氛中的水蒸气与CH₄的比例来沉积SiC/SiO₂梯度过渡层。
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  表面工程

  激光熔覆WC-Ni/TiC涂层的组织和摩擦磨损性能研究

  郭绍义, 李兴俊, 杨秋合, 杨金林, 孟凡英

  2008, 0(6): 72-75.

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  郭绍义, 李兴俊, 杨秋合, 杨金林, 孟凡英. 激光熔覆WC-Ni/TiC涂层的组织和摩擦磨损性能研究[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 72-75.
  GUO Shao-yi, LI Xing-jun, YANG Qiu-he, YANG Jin-lin, MENG Fan-ying. Microstructure and Tribological Properties of Laser Clad WC-Ni/TiC Composite Coatings[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 72-75.

  采用7kW横流CO₂激光器,在H13钢表面激光熔覆制备了WC-Ni/TiC涂层。测量了熔覆层的显微硬度,用扫描电镜(SEM)观测熔覆层的显微结构以及磨损形貌并进行分析,对涂层的摩擦磨损性能进行研究。结果表明:纳米TiC通过弥散强化和细晶强化,提高了涂层的硬度和韧性,TiC含量为30%(质量分数)时涂层的平均硬度为HV1500。涂层耐磨性能是基体的8~15倍。
综述
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  综述

  X-cor夹层结构复合材料力学性能实验研究进展

  党旭丹, 肖军, 李勇

  2008, 0(6): 76-80.

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  党旭丹, 肖军, 李勇. X-cor夹层结构复合材料力学性能实验研究进展[J]. 材料工程, 2008, 0(6): 76-80.
  DANG Xu-dan, XIAO Jun, LI Yong. Progress of Experimental Study on Mechanical Properties of X-cor Sandwich Structure[J]. Journal of Materials Engineering, 2008, 0(6): 76-80.

  作为一种新型复合材料夹层结构,X-cor夹层结构具有高刚性、抗冲击、损伤容限大等优点,可以取代传统蜂窝夹层结构作为航空航天器主承力结构材料。X-cor夹层结构的突出优点是具有可设计性,通过改变面板、芯材和增强物的几何物理参数,可以获得需要的力学性能。本文综述了国内外X-cor夹层结构力学性能的实验研究进展,讨论了静态载荷和动态载荷下X-cor夹层结构的力学性能、损伤机理和失效模式,提出了X-cor夹层结构尚需深入研究的各类问题。