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  • 综述_特约
    张学军, 唐思熠, 肇恒跃, 郭绍庆, 李能, 孙兵兵, 陈冰清
    材料工程. 2016, 44(2): 122-128. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2016.02.019
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    CSCD(101)

    本文首先简要介绍了3D打印技术的基本原理及分类,然后重点介绍了有关金属材料3D打印的几种方法:电子束熔化成形(EBM)、激光选区熔化成形(SLM)、激光快速成形技术(LDMD)。简述了金属材料3D打印的应用领域及国内外发展情况及研究现状。文章最后结合国内外金属材料3D打印的研究现状,指出金属材料3D打印需要在打印用粉末、金属3D打印设备、3D打印零件无损检测方法、3D打印零件的失效行为和寿命预测等方面进行重点研究,并建立3D打印零件的无损检测标准规范以及3D打印材料全面力学性能数据库。

  • 论文
    蔡建明, 弭光宝, 高帆, 黄浩, 曹京霞, 黄旭, 曹春晓
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    CSCD(49)

    新一代高推重比航空发动机压气机和涡轮系统高温环境使用的叶片、盘、机匣、整体叶盘和整体叶环等构件设计通常选用先进高温钛合金材料。本文综述近年来我国600℃高温钛合金、阻燃钛合金、TiAl合金、连续SiC纤维增强钛基复合材料及其应用技术取得的最新研究进展,并提出材料及构件设计、加工和使用亟待突破的关键技术,包括工业铸锭成分高纯化和均匀化控制技术、大规格棒材及特殊锻件制备技术、整体叶盘和整体叶环零件机械加工技术、材料性能评价及应用设计技术等。先进高温钛合金材料的不断应用将有力推动我国航空发动机技术发展。

  • 综述
    刘巧沐, 黄顺洲, 何爱杰
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    CSCD(32)

    随着航空发动机推重比的不断提高,急需发展轻质、高强韧、耐高温、长寿命、抗烧蚀、抗氧化的碳化硅陶瓷基复合材料(SiC matrix ceramic composites,CMC-SiC),以满足航空发动机愈加苛刻的服役要求。本文简要介绍了CMC-SiC复合材料的特点和制备方法,综述了CMC-SiC复合材料在国外先进航空发动机热端部件上的应用进展及国内的研究现状。从工程化角度,指出了国内在高性能纤维、构件设计及制备、环境障涂层、无损检测技术、考核验证方法、修复技术等方面存在的差距及需突破的关键技术,指出了今后国内的研究目标与发展方向。

  • 测试与表征
    尚建丽, 张浩, 熊磊, 麻向龙
    材料工程. 2015, 43(9): 94-102. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2015.09.015
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    CSCD(29)

    以SiO2作为载体材料,癸酸-棕榈酸作为相变材料制备癸酸-棕榈酸/SiO2复合相变材料。基于均匀设计和多元非线性回归法研究了各因素对复合相变材料吸放湿性能和控温性能的影响。结果表明,各因素对性能影响的主次顺序为:溶液pH值>无水乙醇与正硅酸乙酯的物质的量比>癸酸-棕榈酸与正硅酸乙酯的物质的量比>去离子水与正硅酸乙酯的物质的量比>超声波功率;优化制备方案:溶液pH值为3.62,超声波功率为100W,去离子水与正硅酸乙酯的物质的量比为9.67,无水乙醇与正硅酸乙酯的物质的量比为5.21,癸酸-棕榈酸与正硅酸乙酯的物质的量比为0.52。

  • 材料与工艺
    燕绍九, 杨程, 洪起虎, 陈军洲, 刘大博, 戴圣龙
    CSCD(28)
    采用球磨和粉末冶金方法成功制备出石墨烯增强铝基纳米复合材料,命名为铝基烯合金。首次发现石墨烯纳米片的添加在保持材料良好塑性的同时,显著提高了其强度。利用OM,SEM和TEM对铝基烯合金微观组织结构进行表征,并测试其拉伸性能。结果表明:石墨烯纳米片均匀分布在铝合金基体中,与基体形成良好的结合界面,且石墨烯纳米片与铝合金基体未发生化学反应,并保留了原始的纳米片结构;铝基烯合金中石墨烯纳米片含量为0.3%(质量分数)时,铝基烯合金的平均屈服强度和抗拉强度分别达到322MPa和454MPa,较未添加石墨烯纳米片的合金分别提高58%和25%,且伸长率略有提高。基于石墨烯纳米片特殊的二维褶皱结构,讨论铝基烯合金的增强增韧行为。
  • 观点
    刘大响
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    CSCD(27)

    在对世界航空动力技术加速发展态势进行简要综述的基础上,对航空发动机关键材料技术的发展现状与趋势进行分析研究,并按照一代新材料、一代新型发动机的思路,提出先进航空发动机主要部件和系统对材料技术的发展需求,并从质量稳定性和工艺成熟度、工程化研究和验证、材料体系和数据、复合材料、适航取证等方面,对提高我国材料技术的发展和应用水平提出了建议。

  • 综述
    杨平华, 高祥熙, 梁菁, 史亦韦, 徐娜
    材料工程. 2017, 45(9): 13-21. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2016.001226
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    CSCD(26)

    简要论述金属增材制造技术的国内外发展动向、应用情况,以及金属增材制造制件的特点和检测难点等;重点报道金属增材制造制件无损检测研究进展,主要包括金属增材制造的主要工艺类型及缺陷特征、组织特征,缺陷对性能影响的分析,无损检测方法研究现状,以及无损检测标准方面的最新进展等。在此基础上,对金属增材制造制件无损检测未来应关注的研究方向给出建议,即无损检测新技术的应用、在线检测方法、数值模拟技术、应力测试与特征技术和无损检测方法标准的建立和完善。

  • 测试与表征
    杜楠, 叶超, 田文明, 赵晴
    CSCD(25)
    综合运用动电位电化学阻抗谱(DEIS)和时间扫描模式下的电化学阻抗谱(TSEIS)研究了304不锈钢在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的点蚀行为。DEIS的结果表明,在比点蚀电位0.15V负得多的电位0.02V下,亚稳态点蚀就已经开始,并且亚稳态蚀孔的产生与再钝化是随机的,DEIS测试得到的稳态点蚀电位比动电位极化法得到的点蚀破裂电位要负0.05V。TSEIS的结果表明,只有在钝化膜减薄到一定程度后,点蚀的形核才能发生。通过对等效电路中元件参数的分析,揭示了点蚀发展过程中双电层和钝化膜结构的变化特点。
  • 综述
    陈永星, 朱胜, 王晓明, 杜文博, 张垚
    材料工程. 2017, 45(11): 129-138. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2015.001124
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    CSCD(25)

    高熵合金目前的研究大多针对块体、粉体、涂层、薄膜等领域,在其他领域的研究较少且缺乏统一分类。本文根据当前高熵合金研究进展,对所有研究的高熵合金种类进行了划分,介绍了元素选取原则,总结了高熵合金制备方法,综述了高熵合金研究机构、研究形式、研究内容等现状,展望了高熵合金应用前景,提出了当前高熵合金机理研究较少、性能研究不全面、热稳定性研究不系统、涂层制备工艺参数有待优化、轻质高熵合金设计、课题研究领域拓展等系列科学问题并给出针对解决方法,对于高熵合金课题未来的应用领域拓展研究方向有一定的指导意义。

  • 综述
    陈颖, 姜庆辉, 辛集武, 李鑫, 孙兵杨, 杨君友
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    CSCD(24)

    人类在面临化石能源枯竭的同时,对能量的利用率依然还停留在较低的水平。因此,在大力发展新能源的同时,着力研发节能环保新材料新技术具有十分重要的意义。相变材料(phase-change materials,PCM)是一种节能环保的储能材料,它在蓄热与温控等领域具有大规模商业应用的潜力。本文首先对相变储能材料的基本特征、工作原理以及分类等方面作了简要的介绍;并就相变储能材料在温控与蓄热等领域的应用与发展情况进行了具体的分析,指出了PCM的性能是制约其深入广泛应用的主要技术障碍。在此基础上,详细评述了PCM存在的主要问题以及针对这些问题开展的相关研究工作和最新发展动态,指出通过功能复合等新技术优化材料性能、设计新材料体系、拓展新的应用领域将是相变储能材料未来的主要发展方向。

  • 综述
    贾志宏, 丁立鹏, 吴赛楠, 王雪丽, 刘庆, 陈昌云
    材料工程. 2014, 0(12): 104-113. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2014.12.018
    CSCD(24)
    本文介绍了6000系铝合金在汽车车身上的应用现状及其性能特点,并详细论述了该系合金的时效析出特征、强化机理、织构演化和合金元素对性能的影响.此外,分析了6000系铝合金的传统热处理工艺,阐述了固溶后预时效和预变形对合金烘烤硬化性的影响,并探讨了汽车车身用6000系铝合金目前存在的问题及当前的主要研究方向.
  • 综述
    杨文彬, 张丽, 刘菁伟, 刘欢锐, 唐兵华
    材料工程. 2015, 43(3): 91-97. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2015.03.016
    PDF全文 (2027) HTML (191)   可视化   收藏
    CSCD(22)

    石墨烯是碳原子以sp2杂化连接而成的单原子层结构,这一独特的二维结构使得石墨烯具有优异的光电性能、热稳定性以及化学性能。石墨烯复合材料的制备、性能和应用成为近年的研究热点。本文综述了石墨烯复合材料的制备方法,包括石墨烯/高分子复合材料、石墨烯/金属(金属氧化物)复合材料、石墨烯三元复合材料,以及石墨烯复合材料在锂电池、电容器、光伏材料、传感器等方面的应用研究进展,指出了石墨烯复合材料研究的重要方向。

  • 研究论文
    张浩, 黄新杰, 宗志芳, 刘秀玉
    材料工程. 2017, 45(6): 67-72. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2016.000979
    CSCD(22)

    以废弃核桃壳作为原料,采用微波加热法制备生物质基多孔活性炭。基于响应面法和数值模拟方法研究活性炭前驱体进行物理活化过程中微波功率、活化时间以及磷酸质量分数对生物质基多孔活性炭吸附性能的影响,对生物质基多孔活性炭制备方案进行优化,并对最优条件下制备的生物质基多孔活性炭进行表征。结果表明,3个因素均对生物质基多孔活性炭的吸附性能有影响,其影响显著性为:微波功率>磷酸质量分数>活化时间。优化的制备条件为:微波加热法对活性炭前驱体进行物理活化过程中的微波功率为746W、活化时间为11.2min以及磷酸质量分数为85.9%。优化生物质基多孔活性炭的碘吸附值为1074.57mg/g,亚甲基蓝吸附值为294.4mL/g,获得率为52.1%。

  • 论文
    李文亚, 黄春杰, 余敏, 廖汉林
    CSCD(21)
    鉴于目前冷喷涂技术制备复合材料涂层受到国内外越来越多学者的关注,本文在大量文献分析的基础上对冷喷涂制备复合材料涂层进行了分类和总结。首先,探讨了喷涂前粉末准备和喷涂工艺参数对复合材料涂层的影响;其次,归纳了冷喷涂制备的金属-金属、金属-陶瓷、金属-金属间化合物以及纳米复合材料涂层等研究成果;最后,分析了冷喷涂制备复合材料涂层的应用前景和当前存在的主要问题。
  • 综述
    于相龙, 周济
    材料工程. 2016, 44(7): 119-128. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2016.07.020
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    CSCD(20)

    本文以智能超材料关键技术为主线,基础研究和新产品研发为辅,简要论述近年来智能超材料的发展现状和趋势。根据智能超材料所调控激元的不同,可分为智能电磁超材料,智能机械超材料,智能热学超材料,智能耦合超材料,此外两项关键技术为智能超材料新型设计与仿真技术和材料制备技术与材料基因工程。这些智能超材料在科学基础研究方面涉及超材料中多物理场耦合机制,新型人工原子与人工分子设计,超材料与自然材料的融合,超材料可调性探索和新型传感型超材料机制探求。基础研发和技术拓展将推进智能超材料施展到更加广泛的应用领域,如微型天线及无线互联,光电磁隐身,医学图像上用的完美成像,航空航天和交通车辆所用的智能蒙皮,精密仪器制程与片上实验室集成型超材料等。基于上述国内外智能超材料研究的发展趋势,本文进行了系统性的分类厘清,并分析了其研究现状,给出了我国智能超材料发展的美好愿景。

  • 综述
    倪楠楠, 温月芳, 贺德龙, 益小苏, 郭妙才, 许亚洪
    材料工程. 2015, 43(6): 90-101. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2015.06.015
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    CSCD(20)

    航空航天飞行器的高速、轻质和多功能化的发展,精密电子仪器设备的应用及舒适性要求的提高,对传统结构材料的减重和降噪提出了巨大的挑战。近年来,随着纤维增强复合材料的在航空航天领域应用比重的迅速提升,开发兼具高力学性能和高振动阻尼性能的新型结构-阻尼多功能材料也成为研究的热点问题之一。本文在介绍结构-阻尼复合材料阻尼机理的基础上,综述了国内外关于结构阻尼复合材料主要研究内容及研究成果,并讨论了其今后的发展趋势,包括开发新的多功能阻尼插层材料、引入新的阻尼耗能机制、开发多层次结构模型和对阻尼性能和力学性能的多尺度模拟等。

  • 材料与工艺
    余煜玺, 吴晓云, 伞海生
    材料工程. 2015, 43(8): 31-36. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2015.08.006
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    CSCD(19)

    以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为复合硅源,玻璃纤维为增强体,采用溶胶-凝胶和常压干燥工艺制备出疏水性SiO2-玻璃纤维复合气凝胶。利用N2吸附脱附、扫描电镜、 高分辨透射电镜、红外光谱、接触角、热重-差热分析及力学测试等手段表征复合气凝胶,并分析预处理玻璃纤维时的盐酸浓度及浸泡时间对复合气凝胶密度的影响。结果表明:当玻璃纤维的预处理条件为2.5mol/L盐酸浸泡0.5h时,制备得到的SiO2-玻璃纤维复合气凝胶表观密度最低,为0.12g/cm3,孔径主要分布在2~50nm,疏水角为142°,热稳定性温度高达500℃,抗压强度为0.05MPa,弹性模量为0.5MPa。

  • 研究论文
    黄丹, 朱志华, 耿海滨, 熊江涛, 李京龙, 张赋升
    材料工程. 2017, 45(3): 66-72. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2015.000552
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    CSCD(19)

    选用φ1.2mm的5A06铝焊丝为成形材料,研究TIG丝材-电弧增材制造工艺。以TIG焊机为电源(交流模式),以四轴联动数控机床为运动机构,研究单层和多层成形时预热温度和电流对成形形貌的影响,观察成形件微观组织,并测试其力学性能。建立了单层单道基板预热温度和电弧峰值电流工艺规范带判据,以保证良好成形。结果表明:成形件的高度从第一层的3.4mm急剧下降,直到第8层后高度稳定在1.7mm。层间组织为细小的树枝晶和等轴晶;层间结合处组织最粗大,为柱状树枝晶;顶部组织最细小,由细小的树枝晶转变为等轴晶。成形件的力学性能各向同性,抗拉强度为295MPa,伸长率为36%。

  • 综述
    周锋, 任向红, 刘建友, 刘嫔
    材料工程. 2018, 46(10): 9-19. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2017.000972
    PDF全文 (1759) HTML (52)   可视化   收藏
    CSCD(19)

    全球面临的能源危机和环境污染问题日益严峻,光催化技术的快速发展让人们看到了曙光,而光催化材料作为其基本要素则成了关注重点。本文主要从光催化降解水体有机污染物方面,综述了光催化技术的发展现状,9类光催化材料体系及其属性、作用机理与研究应用,以及对材料体系修饰改性的方法。最后,提出了现阶段材料体系依旧存在太阳能利用率低、量子产率低和光化学稳定性不足的问题,而金属有机骨架(MOF)新型材料体系和微纳米介孔、多级孔复合、Z型复合半导体等修饰改性方法为光催化材料体系的开发探索提供更广阔的空间。

  • 复合材料专栏
    陈利, 焦伟, 王心淼, 刘俊岭
    材料工程. 2020, 48(8): 62-72. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000210
    CSCD(19)

    三维机织复合材料具有结构可设计性强、复杂构件整体近净成型、冲击损伤容限高等优点,成为航空航天领域新材料研制关注的重点。近年来,三维机织复合材料的结构设计、细观建模、性能分析等得到了快速的发展,并取得了实质性成果。多轴向机织结构的开发,精细化建模研究,自动化连续生产是三维机织复合材料的发展趋势。本文介绍了典型的三维机织预制体的结构特点,对比分析了不同预制体结构的三维机织复合材料的准静态力学性能,回顾了三维机织复合材料的细观结构建模、理论分析和数值模拟等方面的研究进展,列举了三维机织复合材料在航空航天领域的典型应用,为三维机织复合材料应用研究提供参考。

  • 复合材料专栏
    包建文, 钟翔屿, 张代军, 彭公秋, 李伟东, 石峰晖, 李晔, 姚锋, 常海峰
    材料工程. 2020, 48(8): 33-48. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000208
    CSCD(19)

    高强中模碳纤维增强复合材料是当前及未来相当长时期内主要的航空结构复合材料。借鉴国外高强中模碳纤维及其高韧性复合材料发展经验,在国内高强型碳纤维复合材料成熟经验的基础上,实现了高强中模T800级碳纤维规模化生产,系统分析了与国产高强中模碳纤维匹配的树脂基体、预浸料及其复合材料技术现状。国产T800H级碳纤维增强高韧性环氧树脂基和双马树脂基复合材料抗冲击性能达到国外同类复合材料的水平,高韧性环氧树脂基复合材料的耐湿热性能优于国外同等韧性的复合材料。国产T800H级碳纤维增强高韧性复合材料预浸料具有优异的工艺性能,可同时满足手工铺贴、自动铺带和自动铺丝3种铺放工艺要求。在T800级复合材料成熟应用的基础上,未来主要发展高压缩强度、高模量和基于BVID的高冲击韧性高强中模碳纤维复合材料。

  • 综述
    刘雨, 陈张伟
    CSCD(18)

    综述三类主要的陶瓷光固化3D打印技术,即立体光固化(SL)、数字光处理(DLP)和双光子聚合(TPP)的工艺历史起源与演变及其在各类陶瓷材料零部件制造的最新应用研究进展以及部分设备相关产业现状。从原料特性、打印工艺、后处理和陶瓷件性能等方面进行重点总结与讨论。同时,探讨面临的部分问题和挑战,如目前仍然无法规模化生产且生产效率较低,打印件高端工业应用场景还有待挖掘,需要有针对性地进一步发展陶瓷光固化3D打印新材料、新理论和新技术,以寻求效率与应用突破。最后指出结构功能一体化/梯度化制造以及多材料/多工艺复合高效制造是未来陶瓷3D打印技术的重要发展方向。

  • 综述
    康海峰, 李飞, 赵彦杰, 徐华苹, 王飞, 吕和平, 孙宝德
    材料工程. 2013, 0(8): 85-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4381.2013.08.014
    CSCD(18)
    介绍了高温合金空心叶片熔模铸造用陶瓷型芯与型壳的应用背景,及其对于高温合金空心叶片精密成形的重要意义,概述了采用熔模铸造工艺制备高温合金空心叶片对陶瓷型芯与型壳各项性能的基本要求;并指明了陶瓷型芯与型壳今后的发展方向。分别叙述了陶瓷型芯与型壳基体材料的选择、制备工艺及其对性能的影响,介绍了陶瓷型芯脱除工艺的研究进展及存在的问题。另外,对于陶瓷型芯与型壳定位的精确度、性能匹配性对高温合金空心叶片质量影响进行了评述。
  • 综述
    龚坚, 罗海文
    材料工程. 2015, 43(6): 102-112. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2015.06.016
    PDF全文 (981) HTML (133)   可视化   收藏
    CSCD(17)

    本文系统介绍了混合动力汽车和电动汽车所用驱动电机的特点和类型以及其对无取向硅钢片的要求,总结出适用于驱动电机的无取向硅钢片是既要求高强度、疲劳性能等力学性能,也要求高磁感和低的高频铁损等磁性能的复合材料。全面介绍了业界领先的各日本钢铁公司关于高强无取向硅钢片相关专利的具体内容,并通过相关热力学计算分析了各专利中所涉及的技术路线,得出析出强化技术路线是未来发展趋势,而其中Ti析出强化不可行,Nb析出强化可行但是成分和工艺窗口狭窄,且必须和Ni、Mn的固溶强化相结合;而Cu的析出强化途径工艺简单且易行、成本经济。

  • 综述
    刘虎, 杨金华, 周怡然, 吕晓旭, 齐哲, 焦健
    材料工程. 2018, 46(11): 1-12. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2018.000503
    PDF全文 (948) HTML (17)   可视化   收藏
    CSCD(17)

    国外在航空发动机用SiCf/SiC复合材料的研发和应用方面进展迅速,这得益于其开展了大量的材料级性能测试并借此建立的材料性能数据库。本文梳理了SNECMA,NASA,GE公司典型SiCf/SiC复合材料牌号的基本物理性能和力学性能,探讨了制备工艺等因素对材料性能的影响,着重分析并讨论了复合材料的拉伸性能;同时综述了国外在该类材料使用性能方面开展的测试,主要包括高温抗氧化性、高温水/氧环境性能、疲劳及蠕变性能、抗热冲击性能以及抗外来物冲击测试等,并对材料在热、力、水、氧等不同环境因素下的损伤行为和失效机制进行了阐述。在此基础上,提出了我国在SiCf/SiC复合材料后续性能测试研究方面的建议。

  • 综述
    叶想平, 李英雷, 翁继东, 蔡灵仓, 刘仓理
    材料工程. 2018, 46(12): 28-37. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2016.001214
    PDF全文 (2295) HTML (23)   可视化   收藏
    CSCD(16)

    本文总结了较低颗粒体积分数(≤ 14%)的颗粒增强金属基复合材料中主要存在的Orowan强化应力、位错强化应力、颗粒承载强化应力和其他强化应力的理论研究现状,以及各项强化应力之间的耦合关系。得出以下结论:(1)降低颗粒尺寸、提高颗粒体积分数和提高颗粒分布均匀性能够同时提高Orowan强化应力和位错强化应力,提高颗粒体积分数还能够提高颗粒承载强化应力;(2)采用微观非均匀分布的颗粒包围金属基体的材料设计方法,通过提高颗粒承载强化应力和提供塑性形变区,能够进一步提高复合材料屈服强度和延展性;(3)晶界强化效应和晶格摩擦应力对复合材料屈服强度也有贡献,但较少通过增强这两项强化效应提高复合材料屈服强度,通常可忽略复合材料中的固溶强化效应;(4)各项强化应力的耦合关系存在线性叠加、乘积叠加和均方根叠加3种形式。线性叠加和乘积叠加适用于纳米颗粒增强金属基复合材料,其中乘积叠加关系应用效果更好;均方根叠加主要应用于微米级颗粒增强金属基复合材料。

  • 研究论文
    张浩
    材料工程. 2018, 46(1): 114-118. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2016.001100
    PDF全文 (319) HTML (25)   可视化   收藏
    CSCD(16)

    以Cu(NO3)2·3H2O和Ce(NO3)3·6H2O为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备Cu-Ce/TiO2。探讨Cu-Ce负载量、Cu与Ce摩尔比和煅烧温度对Cu-Ce/TiO2性能的影响。利用SEM,LPSA,BET和UV-Vis测试Cu-Ce/TiO2的表面形貌、粒度分布、孔结构和光学性能。结果表明:Cu-Ce负载量3%、Cu与Ce摩尔比1:1、煅烧温度500℃时,制备的Cu-Ce/TiO2具有良好的光催化性能与湿性能。Cu-Ce/TiO2呈近似球体,具有较好的均匀化和分散性,其粒径分布为1202.98~5364.48nm,其中d50为2437.57nm。Cu-Ce/TiO2具有狭小瓶颈的"墨水瓶"型孔结构,其比表面积为105.55m2/g,孔体积为0.1200~0.1246mL/g,平均孔直径为3.44~4.02nm。Cu-Ce掺杂促使Cu-Ce/TiO2内部形成新的能级,提高捕获e-和h+的能力,增强光子的利用效率,促使吸收边带发生红移。

  • 复合材料专栏
    冯志海, 师建军, 孔磊, 罗丽娟, 梁馨, 匡松连
    材料工程. 2020, 48(8): 14-24. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000206
    CSCD(16)

    当前,树脂基烧蚀防热仍被认为是最有效、最可靠、最成熟和最经济的一种热防护方式,在航天飞行器热防护系统中普遍采用。近些年在载人航天、探月工程、深空探测和新型航天飞行器系列工程的需求牵引下,本团队开发了蜂窝增强低密度材料、新型防隔热一体化材料、轻质烧蚀维形材料等先进防热复合材料,并开展了相应的应用基础以及工程应用研究工作,对烧蚀材料复杂防热机理及多重防热机制的协同作用进行了探索研究。随着再入/进入航天飞行器先进热防护系统需求的发展,功能多样化、兼容与集成是低密度树脂基烧蚀防热材料的主要发展趋势。

  • 材料与工艺
    任学冲, 陈利钦, 刘鑫贵, 项彬, 林国标
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    CSCD(16)

    对EA4T型高速列车车轴钢棒状旋转弯曲疲劳试样实验段磨削加工后进行了表面超声滚压处理。观察了处理前后试样的表面形貌及表层微观组织,测量了处理前后试样的表面粗糙度、表层硬度及表层残余应力。利用旋转弯曲疲劳实验得到处理前后试样的疲劳极限。结果表明:表面超声滚压处理后,试样的疲劳极限由352MPa提高到401MPa。疲劳极限的提高主要由于表面超声滚压处理后试样表面粗糙度降低、表层强度及残余压应力增加。

  • 综述
    赵燕茹, 马建中, 刘俊莉
    材料工程. 2017, 45(6): 129-137. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2015.001083
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    CSCD(16)

    本文综述了ZnO基纳米复合光催化材料的基本结构与性能、光催化效果及其作用机理;系统概述了可见光响应型ZnO基纳米复合光催化材料在有机物污染物降解、光催化制氢和抗菌等方面的应用,并对其进一步研究提出了思路和建议。相信随着基础研究与应用实践的不断深入,ZnO基纳米复合光催化材料最终会在高效催化剂、环境净化、太阳能转换等方面得到长久发展与广泛应用。

  • 综述
    熊华平, 毛建英, 陈冰清, 王群, 吴世彪, 李晓红
    材料工程. 2013, 0(10): 1-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4381.2013.10.001
    CSCD(16)
    Ti-Al系金属间化合物、陶瓷和陶瓷基复合材料这两大类轻质高温结构材料在航空、航天领域具有很好的应用前景, 本文在分析大量文献的基础上, 评述了国内外焊接技术主要研究进展, 包括材料的可焊性研究进展、不同焊接方法和不同材料组合焊接接头对应的性能以及焊接技术应用研究进展, 指出耐高温焊接材料的研制、两大类轻质高温结构材料与异种材料组合的连接技术以及实际焊接接头的考核应用研究应该是今后本领域的重点研究方向。
  • 材料与工艺
    闫世兴, 董世运, 徐滨士, 王玉江, 任维彬, 方金祥
    材料工程. 2015, 43(1): 30-36. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2015.01.006
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    CSCD(16)

    采用CO2激光器在HT250基体上分别以不同预热温度制备NiCuFeBSi合金熔覆层,研究基体预热温度对白口组织控制、结合界面元素分布及抗拉强度的影响.结果表明:提高预热温度,有利于降低半熔化区白口化趋势,白口组织呈断续分布,但也导致熔覆层稀释率增大,更多基体Si,P杂质元素稀释进入熔池形成杂质相.拉伸实验表明:熔覆层抗拉强度远大于HT250,熔覆层断裂机制为解理与准解理混合型断裂.观察发现NiCuFeBSi合金激光熔覆层凝固后晶粒内部存在大量位错线并交叉缠结形成亚结构,进一步细化了晶粒,有利于提高熔覆层的强度与性能.最终获得NiCuFeBSi合金熔覆层在HT250基体上的最佳温度为室温30℃.

  • 测试与表征
    程远, 俞宏英, 王莹, 孟旭, 孙冬柏
    材料工程. 2013, 0(3): 77-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4381.2013.03.015
    CSCD(15)
    利用慢应变速率拉伸试验研究了应变速率对X80管线钢在土壤模拟溶液中的应力腐蚀的影响。采用的模拟溶液以我国西北部碱性土壤的化学成分为基础,在不同应变速率条件下进行试验。样品断裂后利用扫描电镜对断口形貌以及断口侧面二次裂纹进行观察。研究结果表明:X80钢在1.0×10-6s-1应变速率下表现出最高的应力腐蚀敏感性。低于该应变速率下,应力腐蚀敏感性略有降低;而高于该应变速率下,应力腐蚀敏感性明显减小。不同应变速率下应力腐蚀敏感性的差异主要是由应力腐蚀过程中腐蚀和力学作用的影响程度不同造成。应变速率低于1.0×10-6s-1时,腐蚀作用影响更大,较长的腐蚀时间造成裂纹被腐蚀,裂纹扩展受到影响,因此应力腐蚀敏感性略有降低。当应变速率高于1.0×10-6s-1时,力学作用主导整个过程,形成的裂纹没有受到足够腐蚀的情况下,在力学作用下发生快速机械扩展、断裂,因此产生了明显降低的应力腐蚀行为。
  • 研究论文
    马世榜, 夏振伟, 徐杨, 施焕儒, 王旭, 郑越
    材料工程. 2017, 45(6): 24-30. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2016.001215
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    CSCD(15)

    采用预置粉末法在45钢表面进行激光熔覆镍基Ni60A+x%(SiC+Ti)(质量分数,下同)复合粉末涂层的实验研究。使用往复式磨损试验机对不同涂层材料的熔覆层进行干摩擦磨损实验,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)观察和分析熔覆层的显微组织与磨损形貌。结果表明:复合粉末通过原位反应生成弥散分布的TiC颗粒增强复合涂层,随着(SiC+Ti)含量的增加,颗粒状TiC的尺寸和数目逐渐增加;复合粉(SiC+Ti)含量达到60%时,微观组织有气孔和夹杂缺陷;复合粉(SiC+Ti)含量为48%时,熔覆层耐磨性最佳;复合涂层的磨损主要为磨粒磨损,机理为微观切削和挤压剥落。

  • 测试与表征
    张晓云, 曹东, 陆峰, 刘建华
    材料工程. 2016, 44(4): 82-88. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2016.04.014
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    CSCD(15)

    研究T700/5224复合材料在湿热环境和15#液压油、4010#合成航空润滑油、RP-3航空煤油和AHC-1水基型清洗剂4种飞机上常用的化学介质中的老化行为、实验不同时间后的吸湿量及力学性能。采用红外光谱(IR)和动态力学(DMA)分析T700/5224复合材料在介质老化过程中的化学变化和玻璃化转变温度Tg。结果表明:在80℃-85%RH的湿热环境中实验1000h后吸湿量为1.05%,在80℃-100%RH的湿热环境中实验1000h后的吸湿量为1.35%;T700/5224复合材料湿热老化后,剪切性能随老化时间变化不大,弯曲性能下降较大,开孔拉伸性能变化较大,但总体上并没有降低,而开孔压缩性能一直缓慢下降。介质老化对T700/5224复合材料的力学性能影响不大,AHC-1水基型清洗剂对其影响大于其他3种介质,T700/5224复合材料在AHC-1水基型清洗剂中浸泡45天后其玻璃转变温度Tg下降10℃。

  • 材料与工艺
    马世榜, 苏彬彬, 王旭, 夏振伟, 刘敬, 徐杨
    材料工程. 2016, 44(1): 77-82. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2016.01.012
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    CSCD(15)

    采用预置粉末法,在Q235钢表面进行激光熔覆镍基SiC陶瓷涂层的实验研究。使用往复式磨损试验机对不同涂层材料的熔覆层进行干摩擦磨损实验,利用金相显微镜(OM),扫描电镜(SEM)观察和分析熔覆层的显微组织与磨损形貌。结果表明:在重载干滑动摩擦条件下,Ni基SiC复合涂层耐磨性得到显著提高;当复合粉末SiC含量为25%(质量分数)时,熔覆层耐磨性最佳;熔覆层的磨损机制以磨粒磨损为主,同时伴有黏着磨损特征,且随着SiC含量的增加,黏着磨损的特征愈加明显。

  • 材料与工艺
    朱亚利, 范伟博, 冯利邦, 强小虎, 王彦平
    材料工程. 2016, 44(1): 66-70. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2016.01.010
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    CSCD(15)

    通过盐酸刻蚀、氨水浸泡和疏水长链接枝,成功构建得到接触角达154°、滚动角为6°的超疏水镁合金表面。利用接触角测试、扫描电镜观察、红外光谱分析、防黏附和电化学实验等分别对超疏水镁合金表面的润湿性能、表面微结构与化学组成、防黏附行为以及耐腐蚀性能进行了考察。结果表明:盐酸刻蚀和氨水浸泡使得镁合金表面产生了微-纳复合结构,而硬脂酸修饰使疏水烃基长链通过化学键接枝到具有微-纳复合结构的镁合金表面。正是由于其特殊的表面微结构和化学组成,使得超疏水镁合金表现出良好的防黏附和耐腐蚀性能。

  • 材料与工艺
    何正林, 高文理, 陆政, 冯朝辉
    材料工程. 2015, 43(8): 13-18. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2015.08.003
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    CSCD(15)

    采用室温拉伸测试,电导率测试,晶间腐蚀及透射电镜等手段研究不同时效制度对7A85铝合金显微组织,力学性能以及晶间腐蚀性能的影响。结果表明:合金经过峰时效(120℃/24h)处理,抗拉强度,伸长率和电导率分别达到760.8MPa,8.9%和29.7%IACS;合金的主要强化相为GP区,峰时效(T6)合金晶内分布着大量细小而弥散的GP区和少量的η'相。双级时效(120℃/8h+165℃/12h)时,合金抗拉强度及电导率分别达到597.7MPa和38.1%IACS,且随着时效时间的延长,晶间析出相长大粗化,PFZ带宽化,晶间腐蚀敏感性降低。因此,采用120℃/8h+165/12h双级时效可以获得较好的综合性能。

  • 增材制造与再制造专栏
    郜庆伟, 赵健, 舒凤远, 吕成成, 齐宝亮, 于治水
    材料工程. 2019, 47(11): 32-42. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2019.000084
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    CSCD(15)

    铝合金是实现结构轻量化的首选材料,在航空航天、交通运输、船舶舰艇等领域具有广阔的应用前景。铝合金增材制造技术在复杂三维精密结构件的制造方面具有突出的优势和潜力,而且具有高效快速、成形结构可控性高等优点。关于铝合金增材制造技术的迅速发展,本工作从组织与性能、成形精度和质量、成形缺陷控制和数值模拟4个方面,着重介绍了铝合金增材制造的研究现状和最新成果,总结了当前研究存在的不足。在此基础上,对铝合金增材制造技术未来应关注的研究方向给出建议,即实现增材件微观组织控制、阐明增材件应力形成机理、提高增材件的成形精度、研究成形过程中的温度场分布规律等。

  • 综述
    梁秀兵, 程江波, 冯源, 陈永雄, 徐滨士
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    CSCD(15)

    综述铁基非晶涂层的研究进展,介绍典型的铁基非晶涂层合金体系及分类,重点讨论热喷涂和激光熔覆制备铁基非晶涂层技术的现状、进展和发展趋势,阐述铁基非晶涂层的主要力学性能特点及目前的应用概况。在综述铁基非晶涂层目前存在主要问题的基础上,指出今后的发展方向应体现开发高非晶含量铁基涂层的制备工艺与技术,研制新型低成本高性能铁基非晶涂层材料以及拓宽铁基非晶涂层的应用领域等趋势。

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创刊于1956年,月刊

ISSN:1001-4381

   CN:11-1800/TB

 主管:中国航空发动机

          集团有限公司

 主办:中国航发北京航

          空材料研究院

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