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  • 2011年, 0卷, 第10期
    刊出日期:2011-10-20
      

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    耿煜, 宋燕, 钟明, 李鹏, 郭全贵, 刘朗
    2011, 0(10): 1-4.
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    耿煜, 宋燕, 钟明, 李鹏, 郭全贵, 刘朗. 酚醛基活性炭布的制备及电化学性能研究[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 1-4.
    GENG Yu, SONG Yan, ZHONG Ming, LI Peng, GUO Quan-gui, LIU Lang. Investigation of Preparation and Electrochemical Performance of Phenolic Resin Based Activated Carbon Cloth[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 1-4.

    以实验室自制的酚醛基纤维布为原料,以二氧化碳为活化剂制备了系列酚醛基活性炭布(Activated Carbon Cloths,ACCs),利用低温N2(77K)吸附法测定了所制活性炭布的孔结构,并将所制得活性炭布用做超级电容器电极材料,采用恒流充放电法和交流阻抗技术考察了所制模拟电容器的电化学性能(电解液:1M(CH2CH3)3CH3NBF4/PC)。结果表明:随着活性炭布的比表面积的增大,比电容也随之增大,其中ACC4样品在50mA·g-1的电流密度下达到135F·g-1。随着电流密度的增大,微孔对比电容的贡献下降而中孔的贡献增大,说明中孔有利于提高活性炭布的功率特性。随活化程度的加深,活性炭布的导电性下降,等效串联电阻增大。
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    袁训锋, 丁雨田
    2011, 0(10): 5-10.
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    袁训锋, 丁雨田. 强制对流作用下多枝晶生长的相场法研究[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 5-10.
    YUAN Xun-feng, DING Yu-tian. Phase-field Method of Multi-dendrites Growth Under Forced Flow[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 5-10.

    采用耦合溶质场、温度场和流场的相场模型,对Ni-Cu合金凝固过程中多枝晶生长进行模拟,研究了多枝晶生长形貌及温度场和溶质场分布。结果表明:熔体流动显著改变凝固前沿的传热和传质,从而影响枝晶生长。受过冷熔体冲刷,枝晶逆流侧前沿溶质浓度和温度低,枝晶臂尖端生长迅速;枝晶顺流侧前沿溶质浓度和温度高,枝晶臂尖端生长缓慢。在熔体流动和多枝晶之间相互影响下,枝晶呈现非对称生长。此外,熔体流动改变非流动方向枝晶臂的优先生长方向,使其向逆流方向倾斜。
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    李晶晶, 徐凌伟, 陈建中, 张能辉
    2011, 0(10): 11-14.
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    李晶晶, 徐凌伟, 陈建中, 张能辉. 芯片上单链DNA生物膜的弯电性能分析[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 11-14.
    LI Jing-jing, XU Ling-wei, CHEN Jian-zhong, ZHANG Neng-hui. Flexoelectric Analysis of Single-stranded DNA Biofilm on Chip[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 11-14.

    基于非线性Poisson-Boltzmann(NLPB)方程和液晶薄膜弯电理论,利用Fogolari修正公式,建立了单链DNA(ss-DNA)分子结构特征、溶液离子浓度等因素与生物膜电势、芯片宏观变形之间的非线性多尺度关系。结合现有的实验数据,拟合了单链DNA生物薄膜的弯电系数,并将生物膜电势分布及芯片变形的线性预测和非线性预测进行了比较,阐明了非线性多尺度关系的有效性。考察了DNA链片断数和封装密度等因素对芯片变形的影响。结果表明:随着DNA链片断数和封装密度的增加,芯片变形逐渐增加。
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    王建伟, 尚新春, 吕国才
    2011, 0(10): 15-18.
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    王建伟, 尚新春, 吕国才. bcc-Fe空位浓度对辐照损伤影响的分子动力学模拟[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 15-18.
    WANG Jian-wei, SHANG Xin-chun, LÜ Guo-cai. Molecular Dynamics Simulation of Vacancy Concentration on Irradiation Cascades Damage Effects in bcc-Fe[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 15-18.

    中子辐照引起的位移级联能在金属中产生各种缺陷。通过三维分子动力学方法模拟了bcc-Fe在不同空位浓度下中子辐照的位移级联过程。模拟结果表明,在空位浓度0%和初始碰撞原子能量5keV的情形下,位移级联过程会出现大量空位、间隙原子团等缺陷。经过0.5ps后点缺陷数量NF达到最大值1632,之后其逐渐减少,10ps后稳定在60。预置空位的存在加速了级联过程中点缺陷的湮灭。进一步的模拟指出,预置空位浓度越高,则点缺陷复合也就越快。这些结果有助于描述核反应堆结构钢的某些微观失效机理。
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    沈正祥, 吕中杰, 仝毅, 黄风雷
    2011, 0(10): 19-22.
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    沈正祥, 吕中杰, 仝毅, 黄风雷. 高温铝液与水混合过程热力学特性分析[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 19-22.
    SHEN Zheng-xiang, LÜ Zhong-jie, TONG Yi, HUANG Feng-lei. A Thermodynamic Analysis on Mixing Progress of Molten Aluminum and Water[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 19-22.

    为分析熔融铝液遇水爆炸特性,根据热力学定律对铝水混合过程进行了计算分析。结果表明:在常温常压下,铝水混合过程中水的比内能是随着铝水质量比的提高而变大,相应的能量转化率也随之变大;当初始状态或铝液温度改变时,铝水混合过程中水比内能及能量转化率的总变化趋势保持不变。当铝水质量比mAl/mw趋于零时,铝液以液滴形式存在,其能量转化率ηmAl/mw呈线性关系。
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    曹腊梅, 李相辉, 陈晶阳, 薛明, 张勇
    2011, 0(10): 23-27.
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    曹腊梅, 李相辉, 陈晶阳, 薛明, 张勇. 固溶温度对第三代镍基单晶高温合金DD10组织的影响[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 23-27.
    CAO La-mei, LI Xiang-hui, CHEN Jing-yang, XUE Ming, ZHANG Yong. Influence of Solution Heat Treatment Temperature on the Microstructure of the Third Generation Ni-based Single Crystal Superalloy DD10[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 23-27.

    采用扫描电镜(SEM)和金相显微镜(OM)组织观察以及能谱(EDS)分析等手段研究了固溶处理温度对第三代镍基单晶高温合金DD10显微组织、枝晶偏析和组织稳定性的影响。结果表明:合金经1290℃/6h固溶后共晶基本消除,1330℃/6h固溶时出现少量微孔,1340℃/6h时则出现初熔。合金经1320℃和1330℃固溶处理后,枝晶偏析程度明显改善。1095℃组织稳定性研究表明:合金经1330℃固溶处理后的由于枝晶偏析程度较小,析出的TCP相数量显著减少,合金的组织稳定性较好。此外,固溶温度对γ′相形貌、体积分数和尺寸的影响不大。
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    许飞, 陈俐, 巩水利, 杨璟, 赵晓明, 何恩光
    2011, 0(10): 28-32,37.
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    许飞, 陈俐, 巩水利, 杨璟, 赵晓明, 何恩光. 铝锂合金YAG-MIG复合焊缝成形特征及性能研究[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 28-32,37.
    XU Fei, CHEN Li, GONG Shui-li, YANG Jing, ZHAO Xiao-ming, HE En-guang. Weld Appearance and Mechanical Properties of Aluminum-lithium Alloy by YAG-MIG Hybrid Welding[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 28-32,37.

    对5A90铝锂合金薄板YAG-MIG复合焊缝成形特征及性能进行了研究。结果表明:YAG-MIG复合焊可以显著改善5A90铝锂合金激光焊缝下塌、咬边等现象,扩大激光焊的最大间隙容许裕度,使之可达1.0mm。复合焊接头的主要组织特征为细晶层和焊缝区大范围等轴晶,与激光焊接头类似。而不同之处表现为复合焊接头的显微组织相对粗化,柱状晶区范围相对减小。复合焊缝区硬度(83.57HV0.2)低于激光焊缝区硬度(95.65HV0.2),但前者硬度分布更加均匀。复合焊接头的抗拉强度和断后伸长率均低于激光焊接头,拉伸断裂往往发生在熔合区附近,呈现以脆性断裂为主的混合断裂。若使复合焊接头的综合力学性能达到使用要求,不仅需要焊后热处理强化,还需要与母材匹配性更好的焊丝。
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    陈水生, 林建平
    2011, 0(10): 33-37.
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    陈水生, 林建平. 焊缝位置对拼焊板拉伸行为影响的解析预测[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 33-37.
    CHEN Shui-sheng, LIN Jian-ping. An Analytical Model to Predict the Effect of Weld Location on Tensile Behaviors of Tailor Welded Blanks[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 33-37.

    分别定义综合伸长率和焊缝移动量来量化拼焊板单向拉伸行为。在不同焊缝初始位置条件下,分别建立了焊缝位置对综合伸长率和焊缝移动量影响的解析模型。为验证解析模型的正确性,采用有限元和实验法获得了焊缝位置对综合伸长率和焊缝移动的影响规律。结果表明,解析模型预测结果与实验、有限元结果相一致,综合伸长率和焊缝移动量都随着焊缝位置向拼焊板强侧移动而线性地增大,增大的速率取决于拼焊板的母材材料参数和厚度。解析模型揭示出综合伸长率和焊缝移动量影响因素及焊缝初始位置对拼焊板单向拉伸行为的影响规律。
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    张传臣, 黄继华, 张田仓, 季亚娟
    2011, 0(10): 38-41,46.
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    张传臣, 黄继华, 张田仓, 季亚娟. 振幅对线性摩擦焊接头组织及界面原子浓度分布的影响[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 38-41,46.
    ZHANG Chuan-chen, HUANG Ji-hua, ZHANG Tian-cang, JI Ya-juan. Effects of Amplitude on Joint Microstructure and the Interfacial Atomic Concentration Distribution of Linear Friction Welding[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 38-41,46.

    通过改变振幅对TC11/TC17异质钛合金进行了线性摩擦焊及测温实验。焊后利用光学显微镜、扫描电镜及电子探针分析仪等对飞边、焊接接头微观组织及焊缝界面近域原子浓度进行了分析。结果表明,振幅越大,界面获得的焊接热输入越大,形成的飞边越大。线性摩擦焊接过程中焊缝组织温度超过1100℃,超过β相变温度。飞边组织发生明显的再结晶,界面依然存在且没有发生明显的机械混合。焊缝组织为再结晶组织,再结晶晶粒尺寸随振幅的减小而减小,焊缝中心存在明显的界面,界面处存在扩散过渡区,扩散层厚度随振幅的减小而变窄。
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    赵嘉琪, 杨伟光, 南海, 吴国清
    2011, 0(10): 42-46.
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    赵嘉琪, 杨伟光, 南海, 吴国清. 热等静压工艺参数对ZTC4钛合金力学性能的影响[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 42-46.
    ZHAO Jia-qi, YANG Wei-guang, NAN Hai, WU Guo-qing. Effects of Hot Isostatic Pressing Treatment Parameters on Mechanical Properties of ZTC4 Casting Titanium Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 42-46.

    为了使ZTC4钛合金铸件具有较优的力学性能,系统地研究了热等静压温度、时间、压力等工艺参数对ZTC4钛合金铸板力学性能的影响。结果表明:热等静压工艺参数变化对ZTC4钛合金室温拉伸性能、弯曲性能都有影响,其中对ZTC4钛合金伸长率的影响最为明显,但对冲击性能影响不显著。综合考虑各因素,在920℃/125MPa/2h热等静压工艺条件下可使ZTC4钛合金铸件获得较好的综合力学性能。
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    李洪梅, 孙大千, 董鹏, 王文权, 殷世强
    2011, 0(10): 47-51,57.
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    李洪梅, 孙大千, 董鹏, 王文权, 殷世强. TiNi形状记忆合金/不锈钢异种材料激光焊研究[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 47-51,57.
    LI Hong-mei, SUN Da-qian, DONG Peng, WANG Wen-quan, YIN Shi-qiang. Study on Laser Welding of Dissimilar Materials Between TiNi Shape Memory Alloy/Stainless Steel[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 47-51,57.

    采用纯镍中间夹层和激光焊技术,连接TiNi形状记忆合金丝和不锈钢丝异种材料。对比分析了加镍夹层与未加镍夹层的激光焊接头的组织和性能。结果表明,与未加镍夹层的接头相比,加镍夹层的接头组织和性能得到明显改善,接头组织中γ-Fe相含量增加,TiFe2,TiCr2等金属间化合物相含量减少,焊缝区硬度明显降低,接头抗拉强度提高。未加镍夹层的接头的抗拉强度仅为187MPa,断口呈现典型的脆性断裂特征。加镍夹层后,接头抗拉强度提高至372MPa,断口具有脆-韧混合型断裂特征。
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    王莉贤, 郭强, 郭春英, 潘国梁
    2011, 0(10): 52-57.
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    王莉贤, 郭强, 郭春英, 潘国梁. 铝阳极氧化膜原位偶合反应着色工艺研究[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 52-57.
    WANG Li-xian, GUO Qiang, GUO Chun-ying, PAN Guo-liang. Study of the Method for Coloring on Aluminum Anodic Oxide Films by Coupling Reaction[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 52-57.

    在铝阳极氧化(AAO)膜表面,通过N,N′-二苯基丙二酰胺衍生物与取代苯基重氮盐的原位偶合反应,得到有色的取代苯偶氮N,N′-二苯基丙二酰胺衍生物,使AAO膜呈黄色。研究结果表明,氧化膜的制作工艺为:电流密度3~3.5A/dm2(AC),温度25~35℃,时间为1h;偶合反应的条件为:DMF为溶剂,六氢吡啶为催化剂,温度0~10℃,反应时间5~20min。性能测试结果表明:着色膜层厚度大于20μm;168h耐盐雾实验腐蚀评级为10级,240h的耐交变湿热实验试片膜层无变化,连续730天自然气候暴露实验试片不变色,不腐蚀,具有较好的防护装饰效果。
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    刘广庆, 张帅, 刘孟寅, 李德军
    2011, 0(10): 58-60,65.
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    刘广庆, 张帅, 刘孟寅, 李德军. 调制周期对ReB2/TaN纳米多层膜的结构和力学性能影响[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 58-60,65.
    LIU Guang-qing, ZHANG Shuai, LIU Meng-yin, LI De-jun. Effect of Modulation Period on Structure and Mechanical Properties of ReB2/TaN Nanoscale Nanomultilayers[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 58-60,65.

    利用射频磁控溅射方法(衬底温度20℃)制备TaN,ReB2单层膜及ReB2/TaN纳米多层膜,并通过XRD,SEM,XP-2表面轮廓仪及纳米力学测试系统对薄膜的微结构和力学性能进行表征,分析调制周期对其影响。结果表明:TaN和ReB2均具有典型的六方结构,在其构成的多层膜中,当调制周期达到8~12nm附近时,纳米多层膜的硬度和弹性模量均高于两种材料所构成单层膜的相应值。在Λ=9.6nm,多层膜达到最高硬度(28.8GPa)及弹性模量(345.9GPa),同时内应力取得较好结果。
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    唐天顺, 龚建勋, 肖逸锋, 路德斌
    2011, 0(10): 61-65.
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    唐天顺, 龚建勋, 肖逸锋, 路德斌. SiC对自保护明弧高铬堆焊合金性能的影响[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 61-65.
    TANG Tian-shun, GONG Jian-xun, XIAO Yi-feng, LU De-bin. The Effect of SiC on the Properties of Self-shielded Open Arc High Chromium Hardfacing Alloys[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 61-65.

    采用药芯焊丝自保护明弧堆焊方法制备了系列高铬合金,借助光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及湿砂耐磨性实验,研究了SiC含量对其性能的影响。结果表明,SiC显著影响其显微组织形态、尺寸、数量及分布。当SiC含量0%~4%(质量分数,下同)时,堆焊层组织晶粒细化,共晶组织(α-Fe+M3(C,B))数量增加,耐磨性下降;当其含量增加到8%时,堆焊层组织形成初生M23C6碳化物而改善耐磨性;但当SiC加入量大于12%时,SiC分解出过量的硅原子反而会使焊缝的石墨化倾向增加,抑制初生M23C6碳化物形成,致使耐磨性下降。磨损形貌分析表明,随SiC增加,其磨损方式从凿削为主转变为刮伤与凿削两种方式共存。
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    毛卫国, 陈强, 张斌, 万杰
    2011, 0(10): 66-71,77.
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    毛卫国, 陈强, 张斌, 万杰. 等离子喷涂热障涂层材料弹性模量与硬度的压痕测试分析[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 66-71,77.
    MAO Wei-guo, CHEN Qiang, ZHANG Bin, WAN Jie. Investigations of Elastic Modulus and Hardness of Air Plasma Sprayed Thermal Barrier Coatings by Nanoindentation Method[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 66-71,77.

    采用纳米压痕法,研究了经高温热循环处理后的等离子喷涂热障涂层材料弹性模量和硬度的抛物线式演变规律,并采用Weibull统计分析方法对纳米压痕测试数据进行了处理和分析,提高了实验数据的可靠性。结果表明,经过高温热循环处理之后,不同位置处的热障涂层弹性模量和硬度都呈现出明显的各向异性分布。随着热循环次数的增加,涂层表面和截面上的弹性模量和硬度都随之增大,当达到一定次数之后,两者的数值变化趋于平缓。涂层截面处的弹性模量和硬度都大于涂层表面处的数值。最后结合热循环处理前后热障涂层材料微观结构的变化观察,简单讨论了其弹性模量和硬度演变的原因。
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    姜兆辉, 付鹏, 金剑, 肖长发, 李鑫, 孔令熙
    2011, 0(10): 72-77.
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    姜兆辉, 付鹏, 金剑, 肖长发, 李鑫, 孔令熙. 基于TEM图像的炭黑在聚合物基体中分散性的定量表征[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 72-77.
    JIANG Zhao-hui, FU Peng, JIN Jian, XIAO Chang-fa, LI Xin, KONG Ling-xi. Quantitative Characterization Dispersion of Carbon Black Particles in Polymeric Matrix Based on TEM Images[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 72-77.

    采用熔融共混-母粒稀释技术并辅以高效动态混合器制备了聚丙烯/炭黑薄膜。基于TEM图像定性和定量表征了炭黑在其中的分散与分布。首次将Image J图像分析软件引入分析过程,获取了粒子数目、粒子表面密度、平均粒径及其分布等统计数据。结果表明,粒子平均直径为0.2μm,当量直径服从多峰非正态分布。Origin拟合结果表明,粒子面积服从对数正态分布。此外,将TEM图像所呈现的定性信息与描述混合体系混合效果的森下氏分散指数(I)、偏斜度(β)及莱西指数(M)结合起来,对炭黑粒子在聚丙烯基体中的分散与分布进行了定量表征。森下氏分散指数为0.985,表明炭黑粒子在基体中的空间分布均匀;偏斜度为0.0014,意味着薄膜中炭黑粒子分散良好及分布均匀;莱西指数为0.987,表明炭黑粒子与聚合物基体混合效果较好。
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    刘德林, 胡小春, 何玉怀, 张兵, 刘昌奎, 姜涛
    2011, 0(10): 78-83.
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    刘德林, 胡小春, 何玉怀, 张兵, 刘昌奎, 姜涛. 从失效案例探讨钢制紧固件的氢脆问题[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 78-83.
    LIU De-lin, HU Xiao-chun, HE Yu-huai, ZHANG Bing, LIU Chang-kui, JIANG Tao. Hydrogen Brittleness Fracture of Steel Fasteners[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 78-83.

    讨论了影响钢制紧固件氢脆敏感性的主要因素。分析认为,设计上要充分考虑材料强度对氢脆敏感性的影响,尽量降低其强度水平;要采用合适的热处理工艺,以减少晶界脆化元素,抑制薄膜状碳化物的形成,从而获得氢脆敏感性小的显微组织;在加工及装配过程中,应尽可能避免在零件表面产生机械损伤;要采用低氢脆电镀工艺,必要时采用无氢脆的达克罗等涂覆方法;电镀后要采用合理的除氢工艺,进行严格除氢处理;对于重复使用件,在酸洗去除镀层后要先进行除氢处理,然后电镀,再除氢。
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    迪力穆拉提·阿卜力孜, 段玉岗, 李涤尘, 鲁中良
    2011, 0(10): 84-90,96.
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    迪力穆拉提·阿卜力孜, 段玉岗, 李涤尘, 鲁中良. 树脂基复合材料原位固化制造技术概述[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 84-90,96.
    ABULIZI Dilimulati, DUAN Yu-gang, LI Di-chen, LU Zhong-liang. Overview of In-situ Curing Manufacturing Technology for Resin Matrix Composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 84-90,96.

    随着树脂基复合材料应用领域的扩大和使用量的增加,发展树脂基复合材料自动化、低成本制造技术成为先进制造技术领域的研究热点。本文详细介绍了树脂基复合材料原位固化制造技术的概念、产生与意义,对目前国内外各种树脂基复合材料原位固化制造技术的研究作了综述;对比分析了用γ射线、X射线、热、微波、紫外光和电子束等固化方式进行原位固化制造中各自优缺点及存在的问题,并对其发展方向进行了展望。
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    蒋海云, 杭祖圣, 王继刚, 吴申庆
    2011, 0(10): 91-96.
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    蒋海云, 杭祖圣, 王继刚, 吴申庆. 酚醛树脂的热改性方法及研究进展[J]. 材料工程, 2011, 0(10): 91-96.
    JIANG Hai-yun, HANG Zu-sheng, WANG Ji-gang, WU Shen-qing. Thermal Modifying Methods and Progress of Phenol-formaldehyde Resin[J]. Journal of Materials Engineering, 2011, 0(10): 91-96.

    酚醛树脂是一种传统的合成树脂,在诸多行业有着广泛的应用。提高酚醛树脂的耐热性一直是业内研究的热点。系统介绍了国内外提高酚醛树脂耐热性所采取的改性方法,以及所取得的研究成果。提出了今后酚醛树脂耐热改性的主要研究方向是进一步提高PF在400~700℃时的结构热稳定性,并开发出良好的改性剂组合、优化热处理工艺,使酚醛树脂分别在低、中、高温区均具有较稳定的结构与性能。
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创刊于1956年,月刊

ISSN:1001-4381

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