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非晶态ITO透明导电薄膜的制备及热处理晶化技术研究进展
李佳明, 姜良宝, 陈牧, 李晓宇, 韦友秀, 张晓锋, 马一博, 颜悦
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000035
[摘要](28) [HTML全文](23) [PDF 832KB](2)
摘要:
透明导电氧化物薄膜现已在液晶显示器、太阳能电池、电致变色窗、气体传感器、高层建筑物的幕墙玻璃、飞机和高速列车导热玻璃(防冰除雾)等领域得到广泛应用。为了制备高透光性、高导电性的氧化铟锡(ITO)透明导电氧化物薄膜,一般采用两种途径:高温制备方法直接沉积出结晶态薄膜和室温下沉积出非晶薄膜后再进行热处理使其晶化。对于不耐高温的基底材料,研究快速热处理晶化方法具有重要的指导意义。该方法旨在既能保证ITO薄膜的使用要求,又能降低晶化方法对基底产生的影响。根据不同的应用背景与使用要求,选择合适的制备方法与晶化方法,是获得高透光性、高导电性薄膜的关键。本文综述了目前国内外对ITO透明导电氧化物薄膜晶化方法的研究进展。通过对比不同的薄膜晶化方法的机理和优缺点,指出了红外晶化法、激光晶化法、闪光灯晶化法可以实现薄膜快速结晶。并且,采用上述方法处理过程中基底温度低于薄膜温度,有望取代目前商业生产中使用的传统炉式晶化法,能够提高生产效率、节约生产成本、获得高质量、高性能的透明导电氧化物薄膜,适用范围更广。
Mo对IN718合金组织和力学性能的影响
韩大尉, 孙文儒, 于连旭, 刘芳, 张滨, 胡壮麒
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000025
[摘要](33) [HTML全文](34) [PDF 1687KB](11)
摘要:
采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜及能谱分析等手段,研究了Mo对IN718合金组织和力学性能的影响。结果表明,Mo抑制晶界δ相析出,当Mo含量高于5.50%时,晶界上不再析出δ相,转而析出白色颗粒状Laves相,Mo含量升高,Laves相析出数量增加。Mo对晶内强化相析出类型无影响,Mo含量升高,盘状γ″相和球状γ′相析出数量无明显变化,但析出尺寸明显减小。经过标准热处理后,Mo略微降低IN718合金的室温拉伸强度和680 ℃屈服强度,但可大幅提高合金680 ℃/725 MPa持久寿命,并且Mo对合金的持久塑性无明显影响。
异种高温合金电子束焊接接头析出相研究
刘谨, 赵志毅
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000008
[摘要](24) [HTML全文](19) [PDF 2651KB](3)
摘要:
利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)与能谱仪(EDS)对GH141/GH907异种高温合金板材电子束焊接接头区域析出相进行研究,包括GH141热影响区,GH907热影响区以及焊缝区域。结果表明,异种高温合金电子束焊接热影响区无新析出相的产生;在现行热处理工艺下,GH141热影响区析出相为密布于基体的方形颗粒状γ′相、随机分布的粗大块状MC型碳化物及沿晶界析出的M6C型碳化物;GH907热影响区析出相为密布于基体的针状ε相及分散分布的块状G相Nb3Ni2Si;焊缝区域存在析出相与两种焊接母材都不同,一种为平行或交错分布的针状新析出相,一种为细小的方形或椭球形颗粒状新析出相,其中颗粒状析出相为正交晶系NbTi4
基于渐进损伤理论的复合材料开孔拉伸失效分析
李汝鹏, 陈磊, 刘学术, 曾祥钱, 高航
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000133
[摘要](24) [HTML全文](22) [PDF 3965KB](2)
摘要:
为研究碳纤维复合材料在受载情况下损伤的萌生、扩展及材料失效行为,采用三维Hashin失效准则预测材料的初始失效,基于渐进损伤理论提出了一种用于材料损伤后的刚度折减方案。利用编写的UMAT用户子程序对碳纤维复合材料板开孔拉伸进行数值分析,并将数值计算结果与碳纤维复合材料板开孔拉伸实验结果进行对比分析,结果表明数值分析对极限载荷的预测和失效过程的预测结果与实验结果吻合较好。
高红外反射率稀土氧化物掺杂YSZ/YSZ多层结构热障涂层
杨薇, 王玉锋
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000233
[摘要](15) [HTML全文](12) [PDF 1074KB](0)
摘要:
由于先进航空发动机工作温度的不断提升,迫切需要提高热障涂层的隔热效果和工作温度。本论文设计并制备了一种新型的稀土氧化物掺杂YSZ/YSZ多层结构热障涂层,并对这种涂层的微观组织、热导率及红外热反射率进行了表征,研究了稀土氧化物掺杂多层结构热障涂层材料微观结构对涂层相结构、热导率及红外热反射率的影响规律。结果表明:多层结构涂层表现为(200)择优取向,层数增多有助于降低涂层的热导率并提高其热反射率;具有200亚层的等厚比多层涂层的热导率为1.1~1.16 W/m·K,比普通的单层YSZ下降了11%,红外热反射率可达48%~55%;
DZ22B高温合金定向叶片粘砂形成机制与抑制措施
李飞, 陈晓燕, 赵彦杰, 王飞, 孙宝德, 孙东科, 李振锋
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000019
[摘要](44) [HTML全文](40) [PDF 1160KB](4)
摘要:
采用SEM、EDS等分析手段研究了DZ22B合金定向叶片粘砂层的微观形貌与化学组成。结果表明,合金熔体渗入型壳面层孔隙中,包覆部分陶瓷颗粒而形成了金属-陶瓷状粘砂缺陷。粘砂层主要成分为Al2O3,并含有Cr2O3和HfO2这两种合金熔体与电熔刚玉陶瓷型壳的高温界面反应产物。针对叶片粘砂部位横截面的SEM分析表明,DZ22B合金定向叶片表面粘砂缺陷的形成机制是以热机械渗透粘砂机制为主。向型壳面层浆料中加入了一定量的粘砂抑制剂,可显著改善电熔刚玉型壳面层抗合金熔体渗透性能,经浇注验证,DZ22B高温合金定向叶片表面光洁无粘砂,且呈现出明显的金属光泽。
湿热环境下表面处理对GFRP加固铝板结构耐久性的影响
余周辉, 赵培仲, 胡芳友
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000171
[摘要](22) [HTML全文](18) [PDF 1519KB](1)
摘要:
用3种不同工艺分别处理铝合金表面,通过湿热环境下玻璃纤维增强复合材料(glass fiber reinforced polymers,GFRP)和GFRP加固损伤铝板的拉伸实验,测定不同方法处理的GFRP-铝板在湿热环境下粘接强度,研究湿热环境、表面处理工艺等因素对修复效果影响。结果表明:界面粘接强度顺序为阳极氧化 > 硅烷偶联剂 > 喷砂;湿热处理后,GFRP片材的抗拉强度、弹性模量和断裂伸长率均下降;不同表面处理修复试样初始载荷提高顺序为阳极氧化 > 硅烷偶联剂 > 喷砂;湿热环境下,不同表面处理修复试样承载能力出现不同幅度下降,喷砂试样承载能力下降主要是树脂-铝板界面粘接强度下降引起的,破坏主要发生在树脂-铝板界面,偶联剂和阳极氧化处理试样破坏主要发生树脂-GFRP界面,树脂-铝板界面力学性能优于树脂-GFRP界面力学性能。
镁合金表面冷喷涂420不锈钢/WC-17Co涂层及其耐磨耐蚀性能
陈杰, 宋惠, 戴宇, 马冰, 郑子云, 贾利
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000161
[摘要](22) [HTML全文](16) [PDF 1636KB](1)
摘要:
采用冷喷涂工艺在AZ80镁合金表面制备420/WC-17Co涂层。利用SEM分析喷涂粉末形貌及涂层显微结构;通过显微硬度计和万能材料试验机测定涂层的显微硬度和结合强度;采用球盘式摩擦磨损试验机考察涂层的摩擦磨损性能;通过电化学实验测定涂层和镁合金基材的耐腐蚀性能。结果表明:采用冷喷涂工艺可在AZ80镁合金基体上制备出高质量的420/WC-17Co涂层,冷喷涂420/WC-17Co涂层的显微硬度为(615 ± 62) HV,结合强度为(57 ± 11) MPa,涂层的磨损率为3.3 × 10–6 mm3·N·m,其耐磨性较镁合金基材提高了2个数量级,涂层自腐蚀电流较镁合金基材降低了1个数量级。因此,冷喷涂420/WC-17Co涂层在不产生明显热影响的情况下,可以显著提高镁合金表面的耐磨耐蚀性能,是一种较为理想的镁合金表面强化工艺。
铸造压强对Mg-6Zn-1Al-0.5Mn-0.5Ca合金的组织和性能影响
王荣, 乐启炽, 王恩刚, 崔建忠, 任政, 程翔宇, 张潇, 朱秀荣, 陈敏
当前状态:   doi: 10.868/j.issn.1005-5053.2017.000156
[摘要](31) [HTML全文](12) [PDF 2185KB](3)
摘要:
利用XRD衍射仪、扫描电镜、透射电镜和拉伸测试研究挤压铸造压强对Mg-6Zn-1Al-0.5Mn-0.5Ca合金组织和性能的影响。结果表明:挤压铸造合金的相由α-Mg,τ(Mg32(Al, Zn)49)和少量的Al8Mn5相组成,压强变化并不改变第二相的组成;提高挤压铸造压强,合金铸态组织中第二相数量增加,尺寸减小且弥散分布;合金元素分布更均匀,尤其是添加的微量Mn,Ca,有效减轻了合金的枝晶偏析程度;随着挤压铸造压强的增加,合金的强度和塑性也随之提高;压强由0 MPa增加到100 MPa,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别提高了27%,14%,31%和9%;合金的力学性能提高主要是因为随着挤压铸造压强的增加,原子扩散激活能和晶体长大速率下降,冷却速率提高,使得第二相细化且数量增加。
稀土Y对Sn-58Bi焊料合金组织性能的影响
廖金发, 龚留奎, 袁继慧, 李贵河, 陈辉明
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000007
[摘要](97) [HTML全文](31) [PDF 3196KB](12)
摘要:
在真空熔炼炉中采用氮气气氛保护方法熔炼制备不同Y含量的Sn-58Bi-xY(x(质量分数) = 0.0%,0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%)合金,研究不同含量的稀土Y对Sn-58Bi合金的组织、熔化特性、润湿性及剪切强度的影响,并分析稀土Y对Sn-58Bi/Cu焊点形成过程及其焊点剪切强度的影响。结果表明:稀土Y能细化Sn-58Bi合金铸态组织,Sn-58Bi-xY合金的组织为富Sn相、富Bi相以及两相形成的层片状共晶组织,稀土元素Y会在Bi中固溶、富集;稀土Y对Sn-58Bi合金的熔点、熔程影响较小;Y的添加,降低了合金的润湿性能,但能提高焊料的硬度且在0.4%时焊料硬度达到最大值24.18 HV;稀土Y能提高Sn-58Bi-xY/Cu焊点的剪切强度,在0.2%Y时Sn-58Bi-xY/Cu焊点剪切强度达53.55 MPa;Y能促进Sn-58Bi焊料与Cu在焊接过程中的反应并形成Cu6Sn5金属间化合物。
高强韧钛合金热加工技术与显微组织
王欢, 赵永庆, 辛社伟, 周伟, 李倩, 张思远
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000193
[摘要](20) [HTML全文](12) [PDF 920KB](1)
摘要:
高强韧钛合金作为结构材料在航空航天等领域中具有不可或缺的地位,是钛合金发展最为重要的方向之一。高强韧钛合金的主要热加工方式是锻造。锻造的目的主要是:细化晶粒和调控组织形态,以最大限度满足合金对塑性与韧性的综合性能要求。晶粒细化主要发生在开坯锻造和改锻阶段,通过控制锻造温度和变形量,影响合金组织的静态和动态再结晶过程。组织形态调控主要发生在成品锻阶段,通过控制钛合金锻造过程中的锻造温度,控制合金的相变形式而调控所需要的组织形态。本文综述了高强韧钛合金热加工方面的研究进展,从细化晶粒和调控组织形态两方面总结了热加工对显微组织结构的影响。
超声振动对纳米SiCp/Al-5Cu复合材料组织与性能的影响
李建宇, 吕书林, 吴树森, 鲁康, 高琦
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000213
[摘要](29) [HTML全文](18) [PDF 2221KB](2)
摘要:
结合超声处理、干式高能球磨与挤压铸造工艺制备纳米SiCp/Al-5Cu(质量分数/%,下同)铝基复合材料。研究发现超声振动处理能有效改善纳米颗粒分布。超声振动1 min后,由于声空化与声流作用,大块的颗粒团聚被消除。超声处理5 min后,所有的团聚被分散,颗粒在基体合金中均匀分布。1%(质量分数)纳米SiCp/Al-5Cu复合材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为270 MPa,173 MPa和13.3%,相比于Al-5%Cu基体合金,相应地提高了7.6%,6.8%和29%,并且比未超声的复合材料分别提高了27.4%,9.5%和303%。经超声振动处理后的复合材料,其力学性能的提高主要归因于增强相的均匀分布与铝合金基体的晶粒细化。
金属-金属间化合物叠层复合材料研究进展
孔凡涛, 孙巍, 杨非, 王晓鹏, 陈玉勇
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000204
[摘要](26) [HTML全文](19) [PDF 2452KB](4)
摘要:
金属-金属间化合物叠层复合材料既可以保留金属间化合物的高温强度,又可以继承金属在室温下的良好的塑性和韧性,逐渐成为国内外学者的研究重点。本文综述了Ti-Al系、Ni-Al系、Fe-Al系、Nb-Al系及其他常见金属-金属间化合物叠层材料的研究现状,并着重介绍了其常用制备方法,如热压复合法、爆炸焊接法、放电等离子烧结法等,分析了每种制备方法的优缺点。同时从内、外部两个方面归纳总结了金属-金属间化合物叠层材料增韧机理。最后分析了金属-金属间化合物叠层复合材料现阶段研究存在的问题,并认为Ti-Al系叠层复合材料仍将是未来研究的重点。如何进一步提升金属-金属间化合物叠层复合材料的室温塑性和韧性,深入探讨复合材料的增韧机理,优化制备工艺,是金属-金属间化合物叠层复合材料能否实现工程化应用的关键。
形状记忆聚合物复合材料可展开结构的研究进展
任天宁, 朱光明, 聂晶
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000159
[摘要](22) [HTML全文](26) [PDF 911KB](2)
摘要:
形状记忆聚合物(shape memory polymers,SMPs)作为一种新型的智能材料,在航空航天领域显示出巨大的前景。根据SMPs材料的变形机理、组成及结构将其与一定的增强相进行复合,可设计出具有低成本,展开过程平缓,振动小,高强度,导电性能优良的智能材料。本文主要介绍三种可用于SMPs复合材料展开结构的基体,以及每种基体制备形状记忆展开结构的方法,从宏观结构上对三种SMPs复合材料展开结构进行分类讨论,分析不同种类聚合物形状记忆的机理、力学性能、形状变化的固定率和回复率等,介绍SMPs复合材料在空间可展开结构中的应用。
MT300/603复合材料工艺仿真与缺陷控制
李桂洋, 赵光辉, 韩志昌, 郭鸿俊, 李艳霞, 张霄楠
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000002
[摘要](12) [HTML全文](10) [PDF 1064KB](0)
摘要:
从热传导/固化反应和树脂流动/纤维密实两方面对MT300/603复合材料热压罐成型工艺进行仿真分析,研究固化温度、保温时间、加压时机及成型压力对先进网格结构纤维体积含量与内部质量的影响规律,建立工艺改进与缺陷控制措施。通过ϕ1 m网格试件无损检测及轴压破坏实验验证,结果表明:提高成型压力、强化预压实等工艺优化与缺陷控制措施有效,试件的内部质量及承载能力明显提高。
Ti-6Al-4V/ELI高温250 ℃裂纹扩展性能
吕志阳, 熊峻江, 赵延广, 马少俊
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000155
[摘要](13) [HTML全文](10) [PDF 1141KB](0)
摘要:
高温环境下裂纹扩展性能是进行航空金属结构损伤容限设计的重要依据。本工作测定典型航空钛合金Ti-6Al-4V/ELI在两种温度(25 ℃和250 ℃)、三种应力比(0.06,0.5,–1)下的裂纹扩展性能;采用割线法处理实验数据,获得材料的裂纹扩展速率da/dNK曲线和da/dNK-R曲面,进行裂纹扩展性能对比分析;通过疲劳断口SEM分析,探讨高温和载荷联合作用对裂纹扩展性能的影响机理。结果表明:在相同的应力强度因子变程ΔK下,疲劳裂纹扩展速率da/dN随着应力比R的增加而变快;Ti-6Al-4V/ELI的高温断口表面可见氧化产物和大量二次裂纹,温度升高导致材料裂纹扩展过程逐渐由解理断裂向准解理断裂转变;氧化产物的加速作用和二次裂纹分支的减速作用共同影响材料的裂纹扩展性能,应力比R为0.5或0.06时,氧化加速和分支减速作用基本相抵,裂纹扩展受温度变化影响并不明显,拉压加载下应力比为R为–1时,二次裂纹受温度与载荷的充分影响密集萌生并深化,使得Ti-6Al-4V/ELI在高温环境下裂纹扩展速率慢于室温下扩展速率。
冲击损伤和开孔对CYCOM 7701/7781玻纤环氧复合材料层压板典型力学性能的影响
管清宇
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000002
[摘要](11) [HTML全文](11) [PDF 559KB](1)
摘要:
采用CYCOM 7701/7781玻纤环氧织物预浸料和中温固化工艺制造复合材料单向层压板试件。将试件分为三组,分别在低温干态(cold temperature dry,CTD)、室温干态(room temperature dry,RTD)和高温湿态(elevated temperature wet,ETW)三种温度和试件吸湿情况下,测试复合材料单向层压板的无缺口拉伸强度、开孔拉伸强度、无缺口压缩强度、开孔压缩强度和冲击后压缩强度,研究冲击损伤和开孔对CYCOM 7701/7781复合材料单向层压板典型力学性能的影响。结果表明:在CTD、RTD和ETW三种环境下,开孔对CYCOM 7701/7781玻纤环氧复合材料层压板平均拉伸强度均有十分不利的影响,拉伸强度下降约50%;开孔明显地降低了复合材料层压板的拉伸强度的变异系数;在CTD和RTD情况下,冲击损伤和开孔对CYCOM 7701/7781玻纤环氧复合材料层压板平均压缩强度均有十分不利的影响,两种情况的影响比较接近,均下降45%~55%;在ETW环境下开孔使压缩强度下降约为50%,冲击损伤使压缩强度下降30%左右,表明开孔对压缩强度的影响比冲击损伤更为显著。
含铜网复合材料雷电流直接效应实验研究
肖尧, 李曙林, 尹俊杰, 姚学玲, 张先航
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000117
[摘要](9) [HTML全文](9) [PDF 765KB](0)
摘要:
为了研究铜网防护层对复合材料的雷击防护效果,采用两种不同雷电流波形,对不同尺寸含铜网(0.25 mm厚)与无铜网防护复合材料试件进行模拟雷电流冲击实验,通过目视损伤观察、光学显微镜放大、超声损伤扫描,对比分析复合材料的雷击损伤程度及特征。结果表明:雷电流波形1,峰值电流分别为50 kA和80 kA时,Type 1(150 mm × 100 mm)型试件无铜网防护下复合材料的雷击损伤面积和深度分别为1785 mm2,0.63 mm和3041 mm2,0.96 mm,而含铜网防护试件基本无损伤;雷电流波形2,峰值电流为40 kA时,Type 2(250 mm × 45 mm)型试件无铜网防护下的雷击损伤面积和深度分别为2156.75 mm2,0.36 mm,而含铜网防护试件损伤面积小于100 mm2,里层还未损伤;0.25 mm铜网能够承受的最大雷电流强度存在一个门槛值,该门槛值可用作用积分来表示,雷击防护效果与试件尺寸无关,仅与作用积分有关,其对应作用积分门槛值约为85218 A2·s。
SPS烧结温度对ZrB2-SiC复合陶瓷性能的影响
李麒, 郭丰伟, 曹腊梅, 益小苏
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000082
[摘要](12) [HTML全文](14) [PDF 905KB](2)
摘要:
以放电等离子烧结法(spark plasma sintering,SPS)分别在1700 ℃和1900 ℃烧结制备ZrB2-20%SiC(ZS)复合陶瓷(分别简称为ZS1700和ZS1900),通过分析两种陶瓷的SEM、EDS、硬度、断裂韧性、高温弯曲强度、氧化增重和氧化截面等,研究烧结温度对ZS复合陶瓷微观结构、力学性能和抗氧化性能的影响。结果表明:烧结温度由1700 ℃提升至1900 ℃,ZS陶瓷晶粒长大,致密度由98%提高至99.8%,硬度由12.6 GPa提高至14.7 GPa;1600 ℃弯曲强度由101 MPa提高至286 MPa,1800 ℃弯曲强度由138 MPa提高至302 MPa,高温弯曲强度显著提高;与ZS1700相比,ZS1900在1500 ℃空气中的氧化深度小,基体中氧渗入量较少,抗氧化性能有一定提升。
碳纤维增强复合材料层间断裂韧性
谢宗蕻, 蔡书杰, 郭奇, 李想
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000189
[摘要](24) [HTML全文](26) [PDF 705KB](1)
摘要:
采用双悬臂梁(double cantilever beam,DCB)和端部缺口弯曲(end notch bending,ENF)实验方法,对T300/CYCOM 970复合材料的Ⅰ型和Ⅱ型层间断裂韧性性能进行研究。通过体式显微镜及CCD摄像机对裂纹尖端位置做连续记录,观察损伤起始和演变,并对观察到的基体开裂、分层扩展等现象进行分析,研究层间断裂的特点,计算得出材料Ⅰ型断裂韧性GIC和Ⅱ型层间断裂韧性GⅡC,并通过实验对比分析热压罐固化和热补仪固化对复合材料断裂韧性的影响。结果表明:Ⅰ型断裂韧性实验中产生的裂纹扩展过程并不非常稳定,载荷随着位移以及裂纹长度的增加出现上下波动;Ⅱ型断裂韧性实验中产生的裂纹最初随着位移增加并不扩展且载荷线性增长,当载荷接近临界载荷Pc时,裂纹沿层间迅速不稳定扩展,载荷急剧下降;采用热压罐固化比采用热补仪固化Ⅰ型断裂韧性高43%,Ⅱ型断裂韧性高19%。
Co-Ni-Al复合粘结相硬质合金研究进展
龙坚战, 杜勇, 陆必志, 张卫兵, 徐涛, 张忠健, 易茂中
当前状态:   
[摘要](0) [HTML全文]($v.htmlCount) [PDF 2630KB](0)
摘要:
介绍了Co-Ni-Al复合粘结相在硬质合金中的应用背景;简述了Co基高温合金最新研究成果和有序相沉淀强化粘结相硬质合金的性能特点;分析了集成计算材料工程在Co-Ni-Al复合粘结相开发上的应用;总结了WC-Co-Ni-Al硬质合金在制备、显微结构表征及性能研究上的进展情况。研究表明Co-Ni-Al复合粘结相成分对合金的固-液界面能及液相形核驱动力具有明显的影响,相应地,影响了粘结相晶粒大小和WC晶粒形貌,最终这些因素影响合金的性能。指出通过有序γ′相沉淀强化硬质合金粘结相可显著改善合金的性能,有望获得耐高温、抗腐蚀、抗氧化等性能优异的硬质合金材料。提出未来应重点研究Co-Ni-Al复合粘结相硬质合金的界面微结构,C含量与析出相关系以及抗磨性机理等方面。
陶瓷基FGM材料线形变厚度圆板的热后屈曲
李清禄, 段鹏飞, 张靖华
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.00035
[摘要](61) [HTML全文](39) [PDF 661KB](4)
摘要:
建立了沿半径线形变厚度陶瓷基功能梯度材料(FGM)圆板在热环境中后屈曲控制微分方程,采用打靶法研究了由陶瓷二氧化锆基变厚度圆板的温度场中的后屈曲行为。给出了均匀和非均匀升温场中变厚度圆板的热后屈曲平衡路径特性曲线。讨论了陶瓷梯度指标和厚度变化系数对后屈曲行为的影响。数值结果表明:非均匀升温下FGM圆板的热临界载荷小于均匀升温下的临界载荷,径向厚度的变化并不会影响热临界载荷的值,但会影响到屈曲以后的平衡路径,中心挠度随变厚度系数的增加而增加。

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2018-03-目录
2018, 38(3): 1-2.  
[摘要](26) [HTML全文](21) [PDF 1077KB](7)
摘要:
第326次青年科学家论坛专栏(Ⅰ)
耐高温吸波材料的研究进展
梁彩云, 王志江
2018, 38(3): 1-9.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.001010
[摘要](63) [HTML全文](47) [PDF 1044KB](4)
摘要:
耐高温雷达隐身材料对提高武器装备的生存能力具有重要意义和实际应用价值。本文总结了耐高温吸波材料的研究进展,详细论述了SiC基无氧陶瓷材料、三元层状化合物、碳材料和金属氧化物高温吸波剂的研究现状,主要介绍了电子结构调控、掺杂、多层结构设计和多孔结构设计等提高材料吸波性能的方法与机制,指出了现阶段高温吸波材料研究中存在高温氧化和变温吸波特性不明晰的问题。最后,展望了耐高温吸波材料应用化和智能化的研究趋势。
增材制造超材料及其隐身功能调控的研究进展
张磊, 卓林蓉, 汤桂平, 宋波, 史玉升
2018, 38(3): 10-19.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.001009
[摘要](25) [HTML全文](17) [PDF 2130KB](2)
摘要:
超材料作为一种新型拓扑优化设计的结构材料,展现出特殊的物理性质,比如负泊松比、负折射率等,在波动控制和隐身方面有重要的潜在应用价值,因此受到国内外的广泛关注。增材制造技术,又称为3D打印技术,适合于制造复杂形状的结构,利用增材制造技术制造隐身超材料具有较高的几何自由度和尺寸精度,为超材料的广泛应用提供技术条件。本文基于超材料的基本概念,对隐身超材料结构设计、功能调控的研究进展进行详细介绍,进一步介绍增材制造隐身超材料的光固化法、熔融沉积法、激光选区烧结/熔化法等工艺方法,并讨论了增材制造超材料在制造过程中存在的阶梯效应、原材料黏附现象、热扩散现象、尺寸精度、粗糙度等问题。
研究论文
低温球磨对7050铝合金组织及力学性能的影响
张海平, 王旭东, 李炯利, 何天兵, 曹振, 陈军洲
2018, 38(3): 20-25.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000030
[摘要](54) [HTML全文](33) [PDF 2148KB](3)
摘要:
采用气雾化7050铝合金粉末为原料,通过低温球磨 + 热等静压 + 热挤压 + T6热处理的方式制备7050铝合金样品;采用SEM和XRD分析低温球磨对铝合金粉末的形貌、晶粒尺寸和微观应变的影响,采用OM、EBSD、TEM和XRD分析低温球磨对热处理后样品的微观组织的影响,通过显微硬度和拉伸性能分析低温球磨对样品力学性能的影响。结果表明:低温球磨能有效细化材料晶粒,提高基体中纳米析出相的数量;相对于气雾化粉体,低温球磨后粉体制备的7050铝合金试样抗拉强度明显提高,且保持了较好的塑性。
低氧含量SiC纤维在模拟航空发动机环境中结构和性能
李亮, 毛仙鹤, 简科, 王亦菲, 袁晓宁
2018, 38(3): 26-30.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000093
[摘要](43) [HTML全文](29) [PDF 2238KB](3)
摘要:
一种低氧含量碳化硅纤维在 \begin{document}${P_{{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}}}:{P_{{{\rm{O}}_2}}}:{P_{{\rm{Ar}}}} = 14$\end{document} kPa \begin{document}$:8$\end{document} kPa \begin{document}$:78$\end{document} kPa的模拟航空发动机环境中1200 ℃保温1~50 h,利用元素分析,XRD和SEM以及强度测试表征碳化硅纤维结构和性能的变化。结果表明:与干燥空气环境相比,在模拟环境中高温处理后的纤维氧含量更高、氧化层厚度更大,强度更低;氧化膜中更容易出现α-SiO2结晶和裂纹;模拟环境中水蒸气能加速纤维氧化和氧化膜破裂。
填料法制备SiCf/SiC复合材料的力学性能和高温介电性能
穆阳, 邓佳欣, 李皓, 周万城
2018, 38(3): 31-39.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000167
[摘要](27) [HTML全文](21) [PDF 3947KB](4)
摘要:
为获得性能优异的耐高温结构吸波材料,以纳米SiO2颗粒为填料,采用有机先驱体浸渍裂解法(precursor infiltration and pyrolysis,PIP)制备SiCf/SiC复合材料,研究填料对复合材料力学性能和高温介电性能的影响。结果表明:随着SiO2含量从3%(质量分数,下同)增加至15%,SiCf/SiC复合材料的弯曲强度先增加后减小,最高可达275 MPa;低介电常数SiO2填料的引入使得复合材料的复介电常数逐渐减小,室温吸波性能得到有效改善,15% SiO2含量的复合材料厚度为3.2~4.0 mm时,室温反射率在整个X波段均达到–8 dB以下;复合材料的复介电常数随着温度的升高逐渐增大,而SiO2能显著降低高温复介电常数及其增幅,700 ℃时15% SiO2含量复合材料在2.7~3.0 mm厚度范围具有优异的吸波性能。
热变形工艺对FGH96高温合金PPB析出相及组织的影响
刘昌奎, 魏振伟, 张佳庆, 郑真
2018, 38(3): 40-45.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000207
[摘要](92) [HTML全文](37) [PDF 4881KB](7)
摘要:
以AA粉制备的HIP态FGH96高温合金为研究对象,研究不同热变形工艺前后FGH96高温合金PPB析出物及组织状态的变化。结果表明:HIP态FGH96高温合金可见呈圆形分布的PPB析出物,粗大的长条状γ′相呈圆形链状分布是PPB的主要特征之一;经热变形后,FGH96高温合金PPB变形、破碎,再结晶晶粒细化、扭转,晶粒取向差变小;随着热变形温度升高、变形量增大、变形速率减小,PPB析出物变形和破碎程度越显著,粗大的初生γ′相和二次γ′相残留越少、尺寸越小;热变形温度升高、变形量增大以及变形速率减小有利于PPB的减轻甚至消除。
热等静压工艺对SLM成形K4536合金组织与性能的影响
刘凯, 王荣, 祁海, 杨启云, 李雅莉
2018, 38(3): 46-51.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000172
[摘要](23) [HTML全文](17) [PDF 2359KB](2)
摘要:
对选择性激光熔化(selective laser melting,SLM)成形K4536合金试样进行热等静压(hot isostatic pressure,HIP)处理,分析HIP工艺对试样组织及高温力学性能的影响。结果表明:SLM成形K4536合金试样表面存在微裂纹,横向和纵向的金相组织形貌存在差异;试样经HIP处理后,微裂纹得到一定程度上的修复,组织形貌发生变化,并且晶粒中析出较多第二相粒子,经TEM衍射分析得知该析出物为M23C6相;HIP处理后的试样近表面出现30 μm左右的“白亮层”,经EDS能谱分析可知,该“白亮层”区域是由于铬元素浓度降低所导致;SLM成形K4536合金试样的高温力学性能存在较大差异,纵向试样的高温性能优于横向,HIP工艺后,试样纵向和横向试样的性能值相当,且试样的高温强度降低、高温塑性提高。
定向凝固工艺对DZ466高温合金显微组织的影响
姜华, 暴云飞, 李青, 杨振宇, 陈晶阳
2018, 38(3): 52-57.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000205
[摘要](17) [HTML全文](14) [PDF 2354KB](2)
摘要:
研究凝固工艺(抽拉速率、模壳保温温度)对DZ466合金铸态组织的影响。结果表明:定向凝固过程中,随着抽拉速率的增加或型壳温度的升高,一次枝晶间距逐渐减小,γ′相尺寸减小,碳化物尺寸减小;随着抽拉的进行,散热效率下降,一次枝晶间距增大,γ′相尺寸增大;在1520 ℃/1530 ℃的壳温下,以8 mm/min的速率抽拉,可以获得细小的枝晶组织和γ′相组织,有利于提高合金的性能。
单晶镍基高温合金在600~760 ℃下的低循环疲劳行为
张志华, 于慧臣, 李影, 董成利
2018, 38(3): 58-64.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000014
[摘要](21) [HTML全文](14) [PDF 1133KB](3)
摘要:
研究[001]晶体取向的第二代单晶镍基高温合金DD6中温段下的低循环疲劳行为,实验温度为600 ℃,650 ℃,700 ℃和760 ℃,应变比为–1。结果表明:在此温度范围内,合金呈现循环硬化特性;随着温度的升高,[001]晶体取向DD6合金的弹性模量有所降低,合金的应变-寿命关系与温度相关。采用考虑温度影响修正的循环损伤累积(CDA)模型对[001]晶体取向DD6合金在中温段下的低循环疲劳寿命进行统一预测,预测寿命值位于实验结果的±3倍分散带以内。
TiC含量对激光熔覆制备TiC/Ti基复合涂层组织与性能的影响
杨胶溪, 余兴, 王艳芳, 贾无名, 陈虹, 王喜兵
2018, 38(3): 65-71.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000081
[摘要](25) [HTML全文](17) [PDF 3199KB](3)
摘要:
为提高钛合金的耐蚀性能和承载性能,采用半导体激光器在钛合金表面制备冶金质量良好的TiC/Ti基复合涂层,研究Ni包TiC+TC4混合粉末中TiC含量对TiC/Ti基复合层组织及性能的影响。使用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对熔覆层进行组织形貌、物相表征,并对熔覆层的显微硬度、耐蚀性能及承载性能进行研究。结果表明:熔覆层物相主要由TiC,TiC0.95,NiTi2,α'-Ti组成;熔覆层整体硬度波动较大,硬质相硬度为1000~1500HV,热影响区硬度约为437HV;Ni包TiC ≤ 60%(质量分数,下同)时,熔覆层耐蚀性随着TiC质量分数的增加而增强,60%TiC时的耐蚀性能最优;Ni包TiC ≤ 50%时,熔覆层承载性能随TiC质量分数的增加而提高,50%TiC时承载性能最优。
应力比对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金疲劳裂纹扩展行为的影响
季英萍, 吴素君
2018, 38(3): 72-76.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000208
[摘要](16) [HTML全文](15) [PDF 1821KB](1)
摘要:
采用三点弯曲试样,对钛合金Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V在R = 0.1,0.3和0.5三个应力比条件下的疲劳裂纹扩展行为进行研究,得到相应实验条件下的疲劳裂纹扩展速率,并结合断口分析探讨应力比R对该合金疲劳裂纹扩展行为和断裂机理的影响。结果表明:随着应力比R增大,Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金在同一ΔK时的疲劳裂纹扩展速率增大,裂纹扩展对应的应力强度因子ΔK范围和扩展门槛值ΔKth减小;三个应力比R作用下试样的疲劳断口表面均可见一些疲劳台阶和二次裂纹;随着应力比R的增加,试样断口表面粗糙度增加,二次裂纹减小;在R = 0.1,0.3和0.5三个应力比条件下的疲劳断裂均表现为穿晶断裂。
基于增材制造的多层金字塔点阵夹芯板抗压缩性能
郑权, 冀宾, 李昊, 韩涵, 雷磊
2018, 38(3): 77-82.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000036
[摘要](16) [HTML全文](15) [PDF 1450KB](2)
摘要:
基于增材制造工艺制备多层金字塔点阵夹芯板,并根据标准测试方法进行准静态平压破坏实验,得到多层金字塔点阵结构的抗压缩强度。结果表明:制备的金字塔点阵结构抗压缩性能的稳定性非常好,载荷-位移曲线变化规律基本一致;试件的点阵胞元节点处首先进入塑性,之后中间两层点阵在节点处发生断裂,试件平压强度的平均值为6.72 MPa;由于成型工艺的限制,杆件“背面”质量较差,实际杆件的直径小于理论值,导致平压强度的实验结果小于理论和仿真分析值;理想化假设导致理论分析的平压强度结果与实验结果相差较大,而仿真结果与实验结果误差较小,可以控制在20%左右,满足工程精度要求;通过对比载荷-位移曲线和典型载荷下的结构变形情况可知,仿真分析可以较准确预测该点阵结构的压缩行为。
聚酚氧/环氧树脂共改性氰酸酯树脂的制备及其低温性能
张海琪, 王冠, 高堂铃, 付刚, 吴健伟, 匡弘, 付春明
2018, 38(3): 83-90.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000130
[摘要](40) [HTML全文](24) [PDF 2270KB](7)
摘要:
采用聚酚氧树脂(PKHH)和高纯环氧树脂(EP),通过熔融预聚的方式共改性氰酸酯树脂(CE),制备可在超低温环境中稳定使用的改性氰酸酯树脂。结果表明:PKHH能加速CE树脂固化反应;PKHH通过半互穿网络(SIPN)的增韧机理改善CE树脂的韧性;含有10%(质量分数)PKHH的CE/EP混合物在–196 ℃下的冲击强度为18.4 kJ/m2,模量约为3.5 GPa;经14次冷-热循环后(–196~200 ℃),试样表面未见裂纹产生。
含初始缺陷的复合固体推进剂力学性能
封涛, 许进升, 韩龙, 陈雄, 周长省
2018, 38(3): 91-99.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000085
[摘要](21) [HTML全文](12) [PDF 3547KB](2)
摘要:
为研究含初始界面缺陷的复合固体推进剂力学性能,基于周期性假设和分子动力学算法构建复合固体推进剂细观结构模型,在高氯酸铵(ammonium perchlorate,AP)颗粒与端羟基聚丁二烯(hydroxyl-terminated polybutadiene,HTPB)基体界面处设置粘接单元,并引入双线型内聚力模型描述界面层的力学响应。通过相应算法实现对界面缺陷单元的自定义,基于商业有限元软件ABAQUS数值计算存在初始界面缺陷的推进剂的宏观力学响应,其应力-应变云图表明缺陷界面处会更早达到损伤条件发生脱粘,缺陷的存在会加速推进剂的断裂失效的进程。通过对比不同界面缺陷含量的仿真结果,发现界面缺陷降低了推进剂的力学性能,缺陷含量越高则力学性能下降越明显,推进剂的初始模量及抗拉强度随缺陷含量的增加呈指数下降的趋势。
注胶修理层合板的力学性能
赵梦如, 关志东, 黄永杰, 苏雨茹
2018, 38(3): 100-106.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000041
[摘要](17) [HTML全文](14) [PDF 2506KB](1)
摘要:
通过实验研究注胶修理层合板的拉伸、压缩力学性能,评估修理对半穿透损伤层合板的强度、刚度和破坏模式的影响。采用完好件、损伤件和修理件对照的实验方法,使用应变仪采集实验中变形情况,然后对实验所得数据进行分析。结果表明:修理后半穿透损伤层合板恢复了部分强度,拉伸强度恢复率为73.7%,压缩屈曲强度恢复率为77.4%,修理结构薄弱部分为填料部分及填料-母板的黏合界面;损伤件刚度强度下降是由于母板的材料缺失导致层合板的不对称性,层合板受到拉弯/压弯耦合载荷,损伤区出现应力集中;修理件中填料的刚度小于母板刚度,但可改善母板不对称的问题,使修理层合板力学性能提高。
真空加压钎焊FGH96/DD6接头的组织和性能
邹文江, 陈波, 程耀永, 毛唯, 熊华平
[摘要](16) [HTML全文](11) [PDF 1576 KB](0)
摘要:
采用Ni-Cr-B钎料分别在1120℃/10 min和1120℃/10 min/2 MPa的工艺下实现FGH96与DD6的钎焊连接。测试两种工艺下接头的抗拉强度,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针(EPMA)分析接头的组织、成分和断口。结果表明:真空加压钎焊所得接头的室温平均抗拉强度达到1187 MPa,远高于真空钎焊接头621 MPa的强度;与不加压的真空钎焊相比,真空加压钎焊所得FGH96/DD6接头的钎缝中心没有平行于被焊面的晶界,而是单个晶粒贯穿整个钎缝,并与母材连接面发生韧性断裂;真空钎焊接头中存在Ni3B相,而真空加压钎焊钎缝中并没有残留的Ni3B相,主要由(Ni,Cr)固溶体组成。
2016-04-目录
[摘要](24) [PDF 873 KB](0)
摘要:
镍对C/SiC化学气相渗透碳的催化研究
许漂, 成来飞, 张立同, 徐永东, 童长青
[摘要](20) [PDF 645 KB](0)
摘要:
用液相浸渗还原法将Ni渗入C/SiC复合材料,研究复合材料中Ni对化学气相渗透PyC过程的影响。用重量分析法研究Ni的催化作用,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)技术分析材料的微观结构及组成。结果表明,Ni对化学气相渗透PyC具有催化作用,它加速了PyC的沉积,Ni含量为4.4%时增重率达最大值9.98%。沉积的PyC为细小颗粒聚集体。CVI过程中Ni与基体SiC反应生成Ni2Si,Ni3Si。
中性水基氧化铝陶瓷料浆的流变学研究
仝建峰, 陈大明
[摘要](19) [PDF 1036 KB](0)
摘要:
采用流变学的方法在RV20型流变仪上研究了不同条件对中性氧化铝悬浮体流变性的影响.重点研究了固含量、分散剂加入量、球磨工艺对料浆流变性的影响.研究表明:随临界固含量的降低,“剪切增厚”的临界剪切速率呈明显的升高趋势,从固含量为56vol%时的82s-1增加到固含量为50vol%时的192s-1;分散剂的加入量对料浆的临界剪切速率具有显著的影响,当固含量为56vol%时,分散剂合适的量为1.0wt%;随着球磨时间的延长,料浆的“剪切增厚”临界剪切速率增大,而且逐渐不再有“剪切变稀”阶段.
Ti600合金板材的轧制工艺与电子束焊接性能研究
洪权, 戚运莲, 刘向, 赵永庆
[摘要](19) [PDF 447 KB](0)
摘要:
测试研究了Ti600高温钛合金板材在不同加工及热处理状态下的室温拉伸及高温蠕变性能,分析对比了热机械处理工艺(ther momechanical process-TMP)与常规加工热处理对合金板材组织形态特征与性能的影响规律与内在机制;另外还对Ti600合金板材的焊接性能进行了研究。结果表明:采用热机械处理工艺(TMP)可获得充分生长的片层状团束组织(colony structure),这种类型的组织显著提高了合金的高温蠕变性能。而且合金经电子束焊接后仍然具有良好的综合性能。
磁性金属纤维与树脂混合物的有效介电常数和有效磁导率的预测
高正平, 毕兆亿, 王晓红
[摘要](15) [PDF 950 KB](0)
摘要:
提出了一个预测磁性金属纤维与树脂混合物的有效介电常数与有效磁导率的方法。首先推导了单根纤维的磁矩、电矩、表观介电常数和表观磁导率的计算公式;分析了纤维的表观磁导率与纤维的几何尺寸间的关系,说明了高磁导率的机理。然后用Maxwell-Garnett模型计算了纤维以不同方式分布的混合物的有效介电常数和有效磁导率。
高能球磨与无压烧结制备高铌TiAl合金
路新, 何新波, 曲选辉
[摘要](13) [PDF 1598 KB](0)
摘要:
以大粒度Ti-45Al-8.5Nb-0.2B-0.2W-0.1Y预合金粉末为原料,研究了高能球磨与无压烧结制备高铌TiAl合金工艺.结果表明高能球磨可显著改善合金粉末的压制性能,并对粉末的烧结致密化有促进作用;高能球磨60min的预合金粉末经过1500℃,2h无压烧结后,可获得高致密度、具有细小全层片组织的高铌TiAl合金,其抗压强度为3150MPa,相对压缩率为25.2%,显示出较好的室温压缩性能.
热压辅助先驱体裂解制备的三维Cf/Si-O-C复合材料的微观结构与力学性能
马青松, 陈朝辉, 郑文伟, 胡海峰
[摘要](15) [PDF 775 KB](0)
摘要:
采用聚硅氧烷(PSO)先驱体浸渍裂解工艺制备出碳纤维三维编织物增强Si—O—C复合材料(3D-B Cf/Si—O—C).研究发现,第一周期采用热压辅助裂解可以显著提高材料的力学性能与致密度.第一周期经1600℃、10MPa的条件热压裂解处理5min后,材料的弯曲强度和断裂韧性从未处理前的246.2MPa和9.4MPa·m1/2提高到502MPa和23.7MPa·m1/2.该材料的弯曲强度在真空中可以保持到1400℃.探讨了工艺参数对材料结构与力学性能的影响.高温裂解弱化界面结合同时提高纤维就位强度以及加压提高材料致密度是热压辅助裂解能提高材料力学性能的主要原因.
碳纳米管表面修饰的研究进展
曹茂盛, 邱成军, 朱静
[摘要](16) [PDF 174 KB](0)
摘要:
回顾了碳纳米管表面修饰的理论与实验方法,详细介绍了碳纳米管表面修饰的新方法和最新研究进展,并对碳纳米管表面修饰技术给出了简要评价。
树脂基三维机织复合材料结构与力学性能的关系研究
杨彩云, 李嘉禄, 陈利, 张国利
[摘要](18) [PDF 1048 KB](0)
摘要:
通过拉伸、弯曲、压缩等实验,评价了4种不同结构的三维机织角联锁织物增强的碳/树脂基复合材料结构与力学性能的关系。结果表明:对于纤维体积含量相近的4种不同结构的3D机织复合材料而言,它们之间的拉伸、弯曲、压缩性能差异很大,在2倍左右;衬经纱和衬纬纱可以显著改善力学性能;纤维与树脂之间的界面破坏-脱粘是3D机织复合材料最先发生失效的形式;带衬经衬纬的No.1结构复合材料的综合力学性能最佳。可以推断,改进界面结合力能大大提高3D机织复合材料的力学性能。
稀土Y对Sn-58Bi焊料合金组织性能的影响
廖金发, 龚留奎, 袁继慧, 李贵河, 陈辉明
[摘要](97) [HTML全文](31) [PDF 3196KB](12)
摘要:
在真空熔炼炉中采用氮气气氛保护方法熔炼制备不同Y含量的Sn-58Bi-xY(x(质量分数) = 0.0%,0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%)合金,研究不同含量的稀土Y对Sn-58Bi合金的组织、熔化特性、润湿性及剪切强度的影响,并分析稀土Y对Sn-58Bi/Cu焊点形成过程及其焊点剪切强度的影响。结果表明:稀土Y能细化Sn-58Bi合金铸态组织,Sn-58Bi-xY合金的组织为富Sn相、富Bi相以及两相形成的层片状共晶组织,稀土元素Y会在Bi中固溶、富集;稀土Y对Sn-58Bi合金的熔点、熔程影响较小;Y的添加,降低了合金的润湿性能,但能提高焊料的硬度且在0.4%时焊料硬度达到最大值24.18 HV;稀土Y能提高Sn-58Bi-xY/Cu焊点的剪切强度,在0.2%Y时Sn-58Bi-xY/Cu焊点剪切强度达53.55 MPa;Y能促进Sn-58Bi焊料与Cu在焊接过程中的反应并形成Cu6Sn5金属间化合物。
Mo对IN718合金组织和力学性能的影响
韩大尉, 孙文儒, 于连旭, 刘芳, 张滨, 胡壮麒
[摘要](33) [HTML全文](34) [PDF 1687KB](11)
摘要:
采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜及能谱分析等手段,研究了Mo对IN718合金组织和力学性能的影响。结果表明,Mo抑制晶界δ相析出,当Mo含量高于5.50%时,晶界上不再析出δ相,转而析出白色颗粒状Laves相,Mo含量升高,Laves相析出数量增加。Mo对晶内强化相析出类型无影响,Mo含量升高,盘状γ″相和球状γ′相析出数量无明显变化,但析出尺寸明显减小。经过标准热处理后,Mo略微降低IN718合金的室温拉伸强度和680 ℃屈服强度,但可大幅提高合金680 ℃/725 MPa持久寿命,并且Mo对合金的持久塑性无明显影响。
热变形工艺对FGH96高温合金PPB析出相及组织的影响
刘昌奎, 魏振伟, 张佳庆, 郑真
[摘要](92) [HTML全文](37) [PDF 4881KB](7)
摘要:
以AA粉制备的HIP态FGH96高温合金为研究对象,研究不同热变形工艺前后FGH96高温合金PPB析出物及组织状态的变化。结果表明:HIP态FGH96高温合金可见呈圆形分布的PPB析出物,粗大的长条状γ′相呈圆形链状分布是PPB的主要特征之一;经热变形后,FGH96高温合金PPB变形、破碎,再结晶晶粒细化、扭转,晶粒取向差变小;随着热变形温度升高、变形量增大、变形速率减小,PPB析出物变形和破碎程度越显著,粗大的初生γ′相和二次γ′相残留越少、尺寸越小;热变形温度升高、变形量增大以及变形速率减小有利于PPB的减轻甚至消除。
2018-03-目录
[摘要](26) [HTML全文](21) [PDF 1077KB](7)
摘要:
高温钛合金的现状与前景
王清江, 刘建荣, 杨锐
[摘要](55) [PDF 9215KB](7)
摘要:
简要回顾国内外固溶强化型高温钛合金材料的发展历史,分析英、美、俄等国的高温钛合金研究与应用情况及发展趋势。介绍国内自主研制、使用温度在550~650℃范围内的三种钛合金新材料及其相关技术发展,对国内高温钛合金材料进行初步梳理。参考国外高温钛合金研究、应用经验及发展趋势,结合国内实际情况,对国内高温钛合金材料体系的建立及完善提出具体建议,并展望国内高温钛合金近期研究重点和未来发展方向。
聚酚氧/环氧树脂共改性氰酸酯树脂的制备及其低温性能
张海琪, 王冠, 高堂铃, 付刚, 吴健伟, 匡弘, 付春明
[摘要](40) [HTML全文](24) [PDF 2270KB](7)
摘要:
采用聚酚氧树脂(PKHH)和高纯环氧树脂(EP),通过熔融预聚的方式共改性氰酸酯树脂(CE),制备可在超低温环境中稳定使用的改性氰酸酯树脂。结果表明:PKHH能加速CE树脂固化反应;PKHH通过半互穿网络(SIPN)的增韧机理改善CE树脂的韧性;含有10%(质量分数)PKHH的CE/EP混合物在–196 ℃下的冲击强度为18.4 kJ/m2,模量约为3.5 GPa;经14次冷-热循环后(–196~200 ℃),试样表面未见裂纹产生。
等离子物理气相沉积热障涂层研究进展
石佳, 魏亮亮, 张宝鹏, 高丽华, 郭洪波, 宫声凯, 徐惠彬
[摘要](126) [HTML全文](92) [PDF 3912KB](6)
摘要:
等离子物理气相沉积(plasma spray-physical vapor deposition,PS-PVD)是一种最近发展的功能薄膜与涂层制备技术。该技术结合了等离子喷涂(PS)和物理气相沉积(PVD)两种技术的特点,可以实现气、液、固多相的快速共沉积,进行涂层/薄膜微结构的高度柔性加工,并可实现复杂工件遮蔽区域的非视线均匀沉积,在热障涂层、环境障涂层、超硬耐磨涂层、透氧膜和电极膜等领域具有广阔的应用前景,被认为代表了高性能热/环境障涂层制备技术的发展方向。本文综述了PS-PVD的工作原理、技术特点以及近年来国内外在PS-PVD热障涂层制备科学和沉积机理等方面的研究进展,展望了新型高性能热障涂层制备技术的研究热点及未来的发展方向。
金属-金属间化合物叠层复合材料研究进展
孔凡涛, 孙巍, 杨非, 王晓鹏, 陈玉勇
[摘要](26) [HTML全文](19) [PDF 2452KB](4)
摘要:
金属-金属间化合物叠层复合材料既可以保留金属间化合物的高温强度,又可以继承金属在室温下的良好的塑性和韧性,逐渐成为国内外学者的研究重点。本文综述了Ti-Al系、Ni-Al系、Fe-Al系、Nb-Al系及其他常见金属-金属间化合物叠层材料的研究现状,并着重介绍了其常用制备方法,如热压复合法、爆炸焊接法、放电等离子烧结法等,分析了每种制备方法的优缺点。同时从内、外部两个方面归纳总结了金属-金属间化合物叠层材料增韧机理。最后分析了金属-金属间化合物叠层复合材料现阶段研究存在的问题,并认为Ti-Al系叠层复合材料仍将是未来研究的重点。如何进一步提升金属-金属间化合物叠层复合材料的室温塑性和韧性,深入探讨复合材料的增韧机理,优化制备工艺,是金属-金属间化合物叠层复合材料能否实现工程化应用的关键。
4D打印的研究进展及应用展望
王亚男, 王芳辉, 汪中明, 刘建军, 朱红
[摘要](29) [HTML全文](14) [PDF 2468KB](4)
摘要:
4D打印技术为基于3D打印技术和智能材料的一种新兴的制造技术,是3D打印结构在形状、性质和功能方面的有针对性的演变。4D打印技术能够实现材料的自组装、多功能和自我修复,是一种具有可预测功能的材料制备技术。4D打印技术可以实现材料特定性质的改变,从而使其满足各个领域中的应用需求。本文按照时间顺序对4D打印技术的研究进行了综述,总结了在这一技术在材料科学、制造产业、生物工程及医学等领域中的突出成果以及创新性技术。结合4D打印技术的概念及研究现状,对其在各个领域中的应用进行了展望。
填料法制备SiCf/SiC复合材料的力学性能和高温介电性能
穆阳, 邓佳欣, 李皓, 周万城
[摘要](27) [HTML全文](21) [PDF 3947KB](4)
摘要:
为获得性能优异的耐高温结构吸波材料,以纳米SiO2颗粒为填料,采用有机先驱体浸渍裂解法(precursor infiltration and pyrolysis,PIP)制备SiCf/SiC复合材料,研究填料对复合材料力学性能和高温介电性能的影响。结果表明:随着SiO2含量从3%(质量分数,下同)增加至15%,SiCf/SiC复合材料的弯曲强度先增加后减小,最高可达275 MPa;低介电常数SiO2填料的引入使得复合材料的复介电常数逐渐减小,室温吸波性能得到有效改善,15% SiO2含量的复合材料厚度为3.2~4.0 mm时,室温反射率在整个X波段均达到–8 dB以下;复合材料的复介电常数随着温度的升高逐渐增大,而SiO2能显著降低高温复介电常数及其增幅,700 ℃时15% SiO2含量复合材料在2.7~3.0 mm厚度范围具有优异的吸波性能。
DZ22B高温合金定向叶片粘砂形成机制与抑制措施
李飞, 陈晓燕, 赵彦杰, 王飞, 孙宝德, 孙东科, 李振锋
[摘要](44) [HTML全文](40) [PDF 1160KB](4)
摘要:
采用SEM、EDS等分析手段研究了DZ22B合金定向叶片粘砂层的微观形貌与化学组成。结果表明,合金熔体渗入型壳面层孔隙中,包覆部分陶瓷颗粒而形成了金属-陶瓷状粘砂缺陷。粘砂层主要成分为Al2O3,并含有Cr2O3和HfO2这两种合金熔体与电熔刚玉陶瓷型壳的高温界面反应产物。针对叶片粘砂部位横截面的SEM分析表明,DZ22B合金定向叶片表面粘砂缺陷的形成机制是以热机械渗透粘砂机制为主。向型壳面层浆料中加入了一定量的粘砂抑制剂,可显著改善电熔刚玉型壳面层抗合金熔体渗透性能,经浇注验证,DZ22B高温合金定向叶片表面光洁无粘砂,且呈现出明显的金属光泽。
耐高温吸波材料的研究进展
梁彩云, 王志江
[摘要](63) [HTML全文](47) [PDF 1044KB](4)
摘要:
耐高温雷达隐身材料对提高武器装备的生存能力具有重要意义和实际应用价值。本文总结了耐高温吸波材料的研究进展,详细论述了SiC基无氧陶瓷材料、三元层状化合物、碳材料和金属氧化物高温吸波剂的研究现状,主要介绍了电子结构调控、掺杂、多层结构设计和多孔结构设计等提高材料吸波性能的方法与机制,指出了现阶段高温吸波材料研究中存在高温氧化和变温吸波特性不明晰的问题。最后,展望了耐高温吸波材料应用化和智能化的研究趋势。
定向层片组织铸造TiAl合金的热等静压温度选择
朱春雷, 王红卫, 韩波, 张熹雯, 易健宏
[摘要](28) [HTML全文](14) [PDF 2404KB](4)
摘要:
研究热等静压温度对定向层片组织常规铸造TiAl合金层片分解程度和室温拉伸性能的影响,以期优选出适于定向层片组织的热等静压温度。结果表明:在1250℃热等静压处理,析出过多的等轴γ晶粒,降低了该合金的室温拉伸强度;在1290℃热等静压处理,发生层片粗化和生成随机取向二次层片,破坏了取向一致性,降低了室温拉伸性能的稳定性。在1270℃等静压处理,等轴γ晶粒析出量较少,且未见明显的层片粗化和二次层片,所得组织保持较好的层片组织完整性和取向一致性,并表现出最佳的室温强度、塑性和性能稳定性。确定适于定向层片组织铸造TiAl合金的热等静压温度是1270℃。
二次硬化型钢中过时效机理的研究
赵振业, 钟炳文
[摘要](22) [PDF 1130KB](4)
摘要:
本文研究了二次硬化型Cr-Mo-V钢在620~640℃回火时出现的过时效现象.其力学行为表现为伴随拉伸强度降低,断裂韧性提高,而冲击韧性降低.此降低与冲击裂纹起始功或冲击裂纹起始塑性功相关,而沿晶界、马氏体束界以及马氏体板条界偏聚的粗大碳化物是过时效现象的原因.提出了一个综合机理模型,用以解释断裂韧性和冲击韧性间的相互矛盾现象.
陶瓷基FGM材料线形变厚度圆板的热后屈曲
李清禄, 段鹏飞, 张靖华
[摘要](61) [HTML全文](39) [PDF 661KB](4)
摘要:
建立了沿半径线形变厚度陶瓷基功能梯度材料(FGM)圆板在热环境中后屈曲控制微分方程,采用打靶法研究了由陶瓷二氧化锆基变厚度圆板的温度场中的后屈曲行为。给出了均匀和非均匀升温场中变厚度圆板的热后屈曲平衡路径特性曲线。讨论了陶瓷梯度指标和厚度变化系数对后屈曲行为的影响。数值结果表明:非均匀升温下FGM圆板的热临界载荷小于均匀升温下的临界载荷,径向厚度的变化并不会影响热临界载荷的值,但会影响到屈曲以后的平衡路径,中心挠度随变厚度系数的增加而增加。
高强铝合金中间相Al2Cu,Al2CuMg和MgZn2性能的第一性原理计算
廖飞, 范世通, 邓运来, 张劲
[摘要](25) [HTML全文](14) [PDF 1295KB](3)
摘要:
采用第一性原理平面波赝势方法,计算Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金主要中间相Al2Cu,Al2CuMg和MgZn2的结合能、形成焓、弹性常数及态密度。计算结果表明:3相结合能按MgZn2 > Al2CuMg > Al2Cu顺序递减;形成焓按MgZn2 > Al2Cu > Al2CuMg顺序递减;Al2Cu具有很高的弹性模量,同时具有一定的塑性,可以作为合金的强化相;Al2CuMg是典型的脆性相,并表现出明显的各向异性,容易诱导产生裂纹;MgZn2具有良好的塑性,同时熔点较低,是合金的主要强化相;3相中均存在离子键的相互作用,提高了结构稳定性;通过适当降低Cu,Mg含量,提高Zn的含量,有利于生成MgZn2相,进一步提高合金的综合性能。
1981 年创刊,双月刊

CN 11-3159/V
ISSN 1005-5053

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