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热压烧结ZrC-TaC陶瓷的组织结构与力学性能
张岩, 郭英奎
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000196
[摘要](71) [HTML全文](54) [PDF 1662KB](4)
摘要:
碳化锆超高温陶瓷在航空航天、核工艺、电子等领域有广阔的应用前景。为了改善ZrC陶瓷的烧结及力学性能,以ZrO2粉和TaO2粉为原料,采用碳热还原法制备TaC与ZrC固溶体粉末,热压烧结工艺制备ZrC-TaC陶瓷,探索烧结温度和TaC含量对陶瓷固溶体的固溶行为、致密化行为、组织结构和力学性能的影响规律。结果表明:当烧结温度从2000 ℃升高到2050 ℃时,TaC在ZrC中的固溶度提高;当TaC含量从5%升高到15%时,陶瓷的致密度、维氏硬度和弹性模量单调下降,抗弯强度没有明显规律,断裂韧性随着TaC含量的增加逐渐减小。
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](130) [HTML全文](76) [PDF 661KB](8)
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。
异种高温合金电子束焊接接头析出相
刘谨, 赵志毅
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000008
[摘要](88) [HTML全文](62) [PDF 1381KB](5)
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
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](60) [HTML全文](55) [PDF 1075KB](3)
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。本工作设计并制备一种新型的稀土氧化物掺杂YSZ/YSZ多层结构热障涂层,对涂层的微观组织、热导率及红外热反射率进行表征,研究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。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%。
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](117) [HTML全文](73) [PDF 851KB](15)
摘要:
透明导电氧化物薄膜已在液晶显示器、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;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。
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](98) [HTML全文](79) [PDF 1161KB](7)
摘要:
采用SEM、EDS等分析手段研究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,包覆部分陶瓷颗粒形成金属-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;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,叶片表面光洁无粘砂,呈现出明显的金属光泽。
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](47) [HTML全文](37) [PDF 556KB](3)
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。
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](132) [HTML全文](56) [PDF 3967KB](3)
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。
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](60) [HTML全文](42) [PDF 1519KB](4)
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。
碳化硅陶瓷基复合材料的自愈合及结构吸波一体化研究进展
马晓康, 殷小玮, 范晓孟, 成来飞, 张立同
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.00000
[摘要](61) [HTML全文](42) [PDF 800KB](3)
摘要:
为满足高推重比航空发动机在长时热力氧化环境下的使用需求和航空发动机关键热结构部件的隐身需求,碳化硅陶瓷基复合材料正朝着自愈合抗氧化、兼具承载和吸波性能的结构吸波一体化发展。本文分别介绍了碳化硅陶瓷基复合材料在强韧化、自愈合抗氧化、电磁波吸收三方面的设计原则,综述了在这三方面的研究现状。一种材料同时具有高强度高韧性、自愈合抗氧化和吸收电磁波三方面的性质将是结构功能一体化CMC-SiC未来发展的大趋势。
一种1350MPa级低密度高强度钢的组织性能
江志华, 金建军, 王晓震, 胡春文, 倪志铭
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000032
[摘要](19) [HTML全文](9) [PDF 1485KB](0)
摘要:
开发了一种1350 MPa级低密度Fe-29Mn-10Al-1.0C钢。采用光学显微镜、X射线衍射、高分辨电镜等方法对不同热处理状态下低密度钢的力学性能和组织演变规律进行研究。结果表明:实验钢在固溶、时效过程中发生了调幅分解,形成了L′12结构有序相-κ′碳化物;实验钢经950℃固溶处理后,尺寸为2~5 nm的κ′碳化物弥散分布在奥氏体基体上;随后的时效过程中,随着时效温度提高,κ′碳化物尺寸增大,趋向于沿<100>方向分布,长大粗化择优取向,最终形成规则的“方格阵”调制组织;在有序强化和调幅组织强化的共同作用下,实验钢具有良好的强塑性配合,抗拉强度高达1350 MPa,密度小于6.80 g/cm3
复合材料电导率对雷击烧蚀损伤程度的影响
肖尧, 李曙林, 王育虔, 常飞, 尹俊杰
当前状态:   
[摘要](47) [HTML全文](20) [PDF 877KB](0)
摘要:
根据雷击过程中能量转换关系,建立基于热-电耦合的复合材料雷击烧蚀损伤分析模型,该模型考虑了复合材料电导率随热解度的变化。通过该模型,对比复合材料方向电导率多个数量级变化后的雷击烧蚀损伤。结果表明:在相同雷电流参数下,复合材料沿不同方向的电导率变化对雷击烧蚀损伤影响程度不同沿纤维方向电导率提升,表观损伤面积均下降垂直于纤维方向电导率提升,表观损伤面积增加;沿厚度方向电导率提升,损伤深度增加;三个方向任一电导率提升,复合材料总体的损伤体积均下降,当各方向上的电导率分别提高13个数量级,损伤体积影响程度最大的是沿纤维方向变化,分别降低47.83%、75.08%和97.82%,沿厚度方向变化影响程度次之,分别降低36.25%、53.44%、65.54%,垂直于纤维方向影响程度最小,分别降低8.72%、12.58%和24.76%提高复合材料电导率,能够对雷击防护起到明显作用,对于防雷击效果的全面评估需要二维损伤和三维损伤相结合。
基于Weibull分布函数的等离子喷涂涂层接触疲劳寿命预测
费晓瑜, 李国禄, 王海斗
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000188
[摘要](16) [HTML全文](13) [PDF 689KB](1)
摘要:
Weibull分布是最常用的处理和分析疲劳寿命的统计方法之一,但在对涂层接触疲劳寿命的研究中,大多学者在未做多元统计分析的基础上建立Weibull分布模型,在一定程度上影响了模型的准确性。本工作采用超音速等离子喷涂技术在45钢基体表面制备NiCrBSi合金涂层,使用球盘式接触疲劳试验机,对涂层进行不同载荷条件下的抗接触疲劳实验,得到涂层的接触疲劳寿命。通过范-蒙特福特检验法验证涂层接触疲劳寿命。结果表明:接触疲劳寿命数据符合Weibull分布;建立的Weibull概率分布图可在实验数据较少的情况下,精确表征涂层的接触疲劳寿命;建立的接触疲劳特征寿命及其对数与载荷之间的指数回归模型以及接触疲劳特征寿命的对数与载荷之间的线性回归模型,可在一定范围内精确表征涂层的接触疲劳寿命。
吸收剂复合改性对材料电磁性能影响研究
刘政, 何山, 黄大庆
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.002
[摘要](31) [HTML全文](14) [PDF 663KB](0)
摘要:
采用硅烷偶联剂对W型铁氧体类吸收剂和F型铁氧体类吸收剂进行复合改性,通过扫描电镜(SEM)研究了偶联剂改性对吸收剂微观结构的影响,分析了硅烷偶联剂复合改性对吸波材料电磁性能的影响,并通过有效媒质理论(Effective Medium Theory)讨论了吸收剂电磁参数理论值与实际值的差异。实验结果表明,通过吸收剂复合改性可以实现复合吸波材料的电磁性能调整,实现材料宽带匹配,提高吸波材料吸收效率,改性后的吸波材料在8~18 GHz时反射率小于–10 dB,最小反射值可达–14.5 dB。
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](105) [HTML全文](58) [PDF 2621KB](8)
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。
石墨烯填充丁腈橡胶纳米复合材料研究进展
董慧民, 牟维琦, 史海燕, 钱黄海, 陆明, 刘嘉
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-xxxx.xxxx.x.xxx
[摘要](34) [HTML全文](17) [PDF 717KB](1)
摘要:
概述了石墨烯的制备、功能化,介绍了石墨烯/丁腈橡胶(NBR)纳米复合材料的3种主要制备方法,即乳液共混法、溶液共混法和机械混炼法,综述了石墨烯/丁腈橡胶的物理机械性能、硫化性能、疲劳性能、电学性能、热学性能、摩擦性能和气体阻隔性能等,通过深入研究石墨烯与NBR分子作用机理来逐步理解石墨烯/NBR复合材料结构与性能的关系。最后,指出未来应加强拓展石墨烯/NBR复合材料在耐介质腐蚀、耐辐照、阻尼、减震、阻燃等领域的应用。

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2018-04-目录
2018, 38(4): 1-2.  
[摘要](36) [HTML全文](34) [PDF 268KB](5)
摘要:
先进镁合金
高强塑积镁稀土合金的研究进展
李扬欣, 曾小勤
2018, 38(4): 1-9.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.001012
[摘要](109) [HTML全文](41) [PDF 781KB](4)
摘要:
镁稀土合金通常具有优良的室温和高温力学性能,良好的高温蠕变性能和耐腐蚀性等,已成为越来越受瞩目的镁合金研究体系,并在航空航天、电子通讯、汽车等领域得到了广泛应用。目前为止,国内外所研发的镁合金大多表现出了“强度与塑性匹配性较差”这样一个特点。本文综述了高强塑积镁稀土合金的研究进展,尤其是含长周期堆垛有序结构相(long period stacking ordered phase,LPSO相)的Mg-RE-X系合金的研究现状,未来研发高强塑积镁稀土合金亟待解决的三大关键科学问题为:(1)多维度结构单元的形成机制及其微纳力学行为;(2)基于多晶取向相关与界面应变协调的强韧化机制;(3)高强塑积镁稀土合金组织与性能的演变规律与调控机制。
高塑性铸态镁合金研究进展
蒋斌, 刘文君, 董含武, 程仁菊, 张娜, 潘复生
2018, 38(4): 10-25.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.001011
[摘要](76) [HTML全文](27) [PDF 635KB](2)
摘要:
铸态金属结构材料具有足够的塑性是后续进行变形加工以提高综合力学性能的前提,开发塑性相对较好的铸态镁合金,对于变形镁合金的多样化发展和扩大应用范围,具有重要的意义。本文综述了Mg-Al、Mg-Li、Mg-Zn、Mg-RE(稀土)等系列镁合金中塑性相对较好的铸态合金的研究情况,总结了熔铸工艺等的影响。铸态镁合金塑性的提高,多是合金化元素带来的晶粒细化与第二相弥散强化两种作用的综合结果;多种元素复合微合金化的方法更有优势;热处理也能进一步优化合金性能,快冷铸造、外加电磁场等熔铸工艺和方法也有不错的效果,值得在生产中推广使用。
镁基复合材料研究进展及新思路
何阳, 袁秋红, 罗岚, 京玉海, 刘勇
2018, 38(4): 26-36.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.001013
[摘要](228) [HTML全文](59) [PDF 648KB](6)
摘要:
镁合金是最轻的金属结构材料,然而其强度低、塑性和耐腐蚀性能差,严重限制了其作为轻金属材料在工程领域中的广泛应用。镁基复合材料因具有比强度高、比刚度高、比模量高、质量轻等优异特性,被认为是目前提高镁合金力学性能、实现其工业化应用最具优势的途径之一。本文着重介绍了碳纳米管、石墨烯、SiC等增强镁基复合材料研究现状。从增强体分散、界面结合及其结构稳定性等方面深入分析了目前镁基复合材料存在的瓶颈;从增强体表面改性、基体合金设计、复合材料制备工艺等方面探索了镁基复合材料的设计新思路;提出了镁基复合材料的发展趋势与研究方向。
综述论文
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
2018, 38(4): 37-46.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000204
[摘要](110) [HTML全文](73) [PDF 2452KB](10)
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
2018, 38(4): 47-55.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000159
[摘要](107) [HTML全文](83) [PDF 912KB](9)
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。
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
2018, 38(4): 56-63.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000193
[摘要](70) [HTML全文](54) [PDF 981KB](4)
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。
研究论文
Mo含量对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
2018, 38(4): 64-74.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000025
[摘要](125) [HTML全文](90) [PDF 1652KB](19)
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合金的室温抗拉强度和680 ℃屈服强度,但可大幅提高合金680 ℃/725 MPa持久寿命;Mo对合金的持久塑性无明显影响。
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
2018, 38(4): 75-81.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000156
[摘要](95) [HTML全文](49) [PDF 2237KB](6)
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。
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
2018, 38(4): 82-86.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000161
[摘要](72) [HTML全文](47) [PDF 1636KB](6)
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。
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
2018, 38(4): 87-92.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000082
[摘要](66) [HTML全文](60) [PDF 807KB](9)
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、断裂韧度、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。
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
2018, 38(4): 93-100.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000213
[摘要](103) [HTML全文](61) [PDF 2232KB](5)
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%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-5Cu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。
稀土Y对Sn-58Bi焊料合金组织性能的影响
龚留奎, 廖金发, 袁继慧, 李贵河, 陈辉明
2018, 38(4): 101-108.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000007
[摘要](220) [HTML全文](83) [PDF 3220KB](21)
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 = 0.0%,0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%(质量分数,下同))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24.18HV;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。
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
2018, 38(4): 109-114.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000117
[摘要](48) [HTML全文](34) [PDF 765KB](2)
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。
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
2018, 38(4): 115-122.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000002
[摘要](83) [HTML全文](76) [PDF 1064KB](6)
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钛合金250 ℃裂纹扩展性能
吕志阳, 熊峻江, 赵延广, 马少俊
2018, 38(4): 123-129.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000155
[摘要](63) [HTML全文](39) [PDF 1127KB](3)
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。
先进铝锂合金层板疲劳裂纹扩展分层行为
黄啸, 黄颐, 刘建中
2018, 38(4): 130-136.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000050
[摘要](48) [HTML全文](31) [PDF 839KB](4)
摘要:
纤维金属层板的分层形状和尺寸对于研究其疲劳裂纹扩展行为具有至关重要的作用。为了研究一种先进铝锂合金层板在疲劳裂纹扩展过程中的分层行为,本研究通过有限元分析获得试样表面应变接近于0区域的尺寸与实际分层区域尺寸的计算关系式,将数字图像关联技术(DIC)实时获取的试样表面应变数据与实际分层结果进行关联,并通过不同铺层结构、切口尺寸、裂纹长度下的分层尺寸数据对该方法进行验证,实现先进铝锂合金层板疲劳裂纹扩展实验中分层行为的实时监测。结果表明,该方法具有优异的适用性、经济性和数据一致性。
碳纤维增强复合材料层间断裂韧度
谢宗蕻, 蔡书杰, 郭奇, 李想
2018, 38(4): 137-142.   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000189
[摘要](98) [HTML全文](65) [PDF 705KB](7)
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型层间断裂韧度进行研究。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型断裂韧度GIC和Ⅱ型层间断裂韧度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度的影响。结果表明:Ⅰ型断裂韧度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型断裂韧度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型断裂韧度高43%,Ⅱ型断裂韧度高19%。
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](74) [HTML全文](47) [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](82) [PDF 873 KB](1)
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](62) [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](59) [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](60) [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](53) [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](44) [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](82) [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](47) [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](52) [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
龚留奎, 廖金发, 袁继慧, 李贵河, 陈辉明
[摘要](220) [HTML全文](83) [PDF 3220KB](21)
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 = 0.0%,0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%(质量分数,下同))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24.18HV;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含量对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](125) [HTML全文](90) [PDF 1652KB](19)
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合金的室温抗拉强度和680 ℃屈服强度,但可大幅提高合金680 ℃/725 MPa持久寿命;Mo对合金的持久塑性无明显影响。
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](114) [HTML全文](48) [PDF 2468KB](15)
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。
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
[摘要](117) [HTML全文](73) [PDF 851KB](15)
摘要:
透明导电氧化物薄膜已在液晶显示器、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;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。
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](163) [HTML全文](75) [PDF 4881KB](14)
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](133) [HTML全文](94) [PDF 1077KB](13)
摘要:
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](305) [HTML全文](142) [PDF 3912KB](13)
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。
非晶透明导电氧化物薄膜研究进展
张晓锋, 颜悦, 陈牧, 刘宏燕, 郝常山, 张官理
[摘要](121) [HTML全文](38) [PDF 5399KB](12)
摘要:
随着有机/聚合物衬底的广泛使用,非晶透明导电氧化物薄膜由于兼具优异的透明与导电性、性能稳定、表面平整光滑、易于刻蚀和大面积制备、兼容现有工艺、无须后续退火处理进而简化工艺流程等优点,已应用于薄膜晶体管、有机/聚合物太阳能电池、电致变色、电磁屏蔽等诸多领域。尽管非晶态透明导电氧化物的原理与结晶态的基本相同,但其不是简单的结晶态透明氧化物的非晶态,而是特定组元在特定条件下制备获得的。在简要介绍透明与导电及两者间的耦合关系的基础上,重点介绍了更为一般的非晶半导体氧化物的研究历程及其特点,并与结晶态透明导电氧化物薄膜对比,指出N型非晶透明导电氧化物的电子结构特征是其金属阳离子结构为(n-1)d10ns0,由于s电子轨道呈球对称,且相邻重叠积分较大,迁移率较高,结构容错性较强,因此可以稳定保持其结晶态时的中近程结构及优异的特性,并详细介绍了表征其近程结构的中程有序、因缺乏衡量周期的量子数而使用更为一般的态密度以及非晶结构的亚稳特性。在此基础上,详细举例介绍了N型和P型非晶透明导电氧化物体系的性质和特点,特别介绍了铟系非晶透明导电氧化物的种类和特点,其中又以氧化铟锌的性能最为优异。由于目前的非晶透明导电氧化物体系主要是针对N型导电的,故P型非晶透明导电氧化物的例子较少。最后结合产业动态简要介绍了非晶透明导电氧化物薄膜的应用领域,并结合当前研究现状和发展趋势指出了今后三个可能的研究发展方向:(1)非铟系透明导电氧化物的研究与开发有待进一步加强;(2)另辟蹊径开发P型透明导电氧化物的基本原理和材料;(3)充分发挥非晶透明导电氧化物的优势,拓展其在部分半导体领域的应用。
新型热障涂层陶瓷隔热层材料
薛召露, 郭洪波, 宫声凯, 徐惠彬
[摘要](144) [HTML全文](61) [PDF 2249KB](12)
摘要:
热障涂层(thermal barrier coatings, TBCs)是先进燃气涡轮发动机核心热端部件高压涡轮叶片的关键技术,已经在航空发动机和地面燃气轮机上获得成功应用的热障涂层陶瓷隔热层材料为氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)。由于受高温稳定性、隔热性能等的局限,YSZ已不能满足下一代航空发动机的发展要求。本文介绍了近年来国内外在多元氧化物掺杂氧化锆、A2B2O7型烧绿石或萤石化合物、磁铅石型六铝酸盐化合物、石榴石型化合物、钙钛矿结构化合物和其他新型氧化物陶瓷等先进超高温热障涂层陶瓷材料方面的研究进展,并展望了今后超高温热障涂层陶瓷材料所面临的挑战和发展动向。
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](110) [HTML全文](73) [PDF 2452KB](10)
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。
高温钛合金的现状与前景
王清江, 刘建荣, 杨锐
[摘要](180) [PDF 9215KB](10)
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。
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
[摘要](105) [HTML全文](66) [PDF 2148KB](10)
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。
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
[摘要](102) [HTML全文](60) [PDF 2130KB](10)
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。
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
[摘要](107) [HTML全文](83) [PDF 912KB](9)
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。
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](83) [HTML全文](52) [PDF 2270KB](9)
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。
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
[摘要](66) [HTML全文](60) [PDF 807KB](9)
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、断裂韧度、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。
1981 年创刊,双月刊

CN 11-3159/V
ISSN 1005-5053

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