2009年29卷5期

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论文
La0.9Ba0.1MnO3-δ薄膜的结构及物性研究
吕笑公, 刘建, 董苏雅拉图, 金永军
2009, 29(5): 1-6.
[摘要](32) [PDF 1323KB](0)
摘要:
通过射频磁控溅射法在Si(100)基片上沉积了La0.9Ba0.1MnO3-δ(LBMO)薄膜,并得到在不同温度下退火后的薄膜。采用X射线衍射(XRD),扫描隧道显微镜(STM),X射线光电子能谱(XPS),四探针法等手段对退火后薄膜的结构、微结构、表面化学态、磁电阻等性质进行了系统研究,结果表明,薄膜在800~850℃温度范围内退火,形成单相结构且晶粒与基片之间存在着相对固定的外延关系。退火温度不同会引起薄膜中含氧量的不同。在温度为300K,磁场为1.5T的条件下,退火温度为850℃的薄膜样品磁电阻可高达30%。
电子束物理气相沉积Ni-Cr-Al合金薄板微观组织研究
关春龙, 单英春, 赫晓东
2009, 29(5): 7-10.
[摘要](51) [PDF 394KB](0)
摘要:
采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)在温度为700℃的不锈钢基片上沉积厚度为0.2mm的Ni-Cr-Al高温合金薄板,然后将合金薄板与基片剥离。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)等测试手段研究了Ni-Cr-Al合金薄板的微观组织。结果表明,沿厚度方向合金具有两种不同晶粒形貌的两层结构,在沉积材料的靠近基板侧观察到柱状晶区,同时表现出{111}织构,而在远离基板一侧晶粒形貌则为近等轴晶且无织构现象;合金表面晶粒细小均匀且呈岛状分布,每个"岛屿"由许多晶粒尺寸约为100 nm柱状晶粒组成;晶粒内部亚结构表现为孪晶。
CeO2含量对Nd2CexO3+2x热障涂层性能的影响
钟兴华, 许振华, 张彦飞, 张江峰, 陈小龙, 曹学强
2009, 29(5): 11-18.
[摘要](40) [PDF 2014KB](0)
摘要:
采用高温固相法合成了Nd2CexO3+2x(x=2.0,2.25,2.5,2.75,3.0)复合氧化物,在高温合金基体上采用等离子喷涂制备了该材料热障涂层。XRD分析结果表明Nd2CexO3+2x粉末和涂层均为立方萤石晶体结构。考察了CeO2含量对Nd2CexO3+2x的力学性能(弹性模量、维氏硬度和断裂韧性)和等离子喷涂涂层在1250℃抗热震性能的影响。随着CeO2含量增加,材料的弹性模量降低,维氏硬度和断裂韧性提高。通过提高初始粉末中CeO2的含量,获得了组成接近化学计量比Nd2Ce2O7的涂层,涂层的抗热震性能增强,热循环次数达到1000次以上。Nd2CexO3+2x涂层的失效原因主要是:与金属基体之间热膨胀系数不匹配、粘结层氧化和涂层烧结。
冷坩埚定向凝固工艺参数对Ti-46Al-0.5Si-0.5W合金扁锭宏观组织的影响
罗亮, 丁宏升
2009, 29(5): 19-23.
[摘要](31) [PDF 1036KB](0)
摘要:
利用冷坩埚定向凝固技术制备了晶粒较为细小柱状晶的Ti-46Al-0.5Si-0.5W扁锭试样。采用正交试验法考察了工艺参数对凝固组织晶粒形态的影响趋势。结果表明,随着功率增大,晶粒长大倾向明显,但晶粒的生长方向性会改善;随着抽拉速度增大,晶粒尺寸变小,但方向性会在试样一定范围内变差;随着预热时间延长,晶粒尺寸和取向均有变差的趋势。在抽拉速度为1.0mm/min时获得了最佳的定向凝固组织。
铝合金5083-6082搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为
沈长斌, 赵亚东, 刘书华, 葛继平, 黄振晖, 董春林
2009, 29(5): 24-28.
[摘要](40) [PDF 967KB](1)
摘要:
首先,对铝合金5083-6082搅拌摩擦焊(FSW)焊缝与5083母材、6082母材的金相组织进行了研究,结果表明,焊缝的组织与两种母材相比,其晶粒明显细化。其次,通过室温静态挂片试验以及动电位极化曲线测试,电化学阻抗谱(EIS)试验,在室温0.2 mol/L NaHSO3+0.6 mol/L NaCl溶液中,对铝合金5083-6082搅拌摩擦焊的焊缝以及两种母材的电化学腐蚀行为进行了研究。结果表明:主轴转速800 r/min,焊接速度160 mm/min,搅拌头倾角3°时的焊缝与两种母材相比,腐蚀电位Ecorr正向移动,平均腐蚀速率和腐蚀电流密度Icorr变小,极化电阻Rp增大。同时使用扫描电子显微镜(SEM)对室温静态挂片试验试样的表面形貌进行了观察,发现焊缝表面上只出现少量较浅的点蚀坑,而两种母材表面的点蚀现象较为严重。
重复搅拌摩擦加工对铸态L2纯铝组织性能影响
王快社, 郭韡, 王文, 王文礼
2009, 29(5): 29-32.
[摘要](33) [PDF 538KB](0)
摘要:
对铸态L2纯铝分别进行了单道次和2,3次重复搅拌摩擦加工处理,研究了搅拌摩擦加工次数对L2纯铝组织性能的影响。结果表明:剧烈的塑性变形促使粗大的枝状晶显著破碎,形成了细小且均匀分布的再结晶组织,重复加工次数对再结晶晶粒的尺寸影响较小。重复搅拌摩擦加工后,铸态L2纯铝的最大显微硬度值提高了17 HV,最大抗拉强度及延伸率分别提高了39 MPa和22%,试样的拉伸断口呈现出微孔聚合韧性断裂特征。随着重复加工次数的增加,相邻道次间的显微硬度、抗拉强度和延伸率差值均减小。
一种新型Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的均匀化工艺研究
龚澎, 张坤, 戴圣龙
2009, 29(5): 33-38.
[摘要](32) [PDF 991KB](0)
摘要:
采用拉伸性能测试、硬度测试、DSC分析、光学显微镜观察、扫描电镜观察(SEM)和透射电镜观察(TEM)等分析方法,研究了单、双级均匀化工艺对一种新型Al-Zn-Mg-Cu合金组织性能的影响及合金的过烧温度。结果表明,采用常规半连续铸造方法生产的该合金铸坯的过烧温度在480℃左右。随均匀化温度的升高,铸造组织中的非平衡共晶相逐渐溶入基体,均匀化温度达到450℃以上时,枝晶组织基本消失,基体固溶度随均匀化温度的升高而增大。在400℃左右对铸锭进行预处理,可促进第二相Al3Zr均匀弥散析出,抑制随后热加工过程中的再结晶,从而细化晶粒,并改善合金工艺塑性。确定该新型Al-Zn-Mg-Cu合金的均匀化工艺为400~420℃/12h+470℃/36h。
一级时效对DD3单晶高温合金蠕变性能的作用
骆宇时, 韩梅, 李嘉荣, 赵金乾, 唐定中
2009, 29(5): 39-43.
[摘要](44) [PDF 773KB](1)
摘要:
根据DD3合金的热分析和相分析结果,设计了以增大γ′平均尺寸、改善γ′尺寸分布和提高析出相含量为目的的时效和固溶处理制度,进行了提高DD3单晶高温合金蠕变性能的热处理工艺研究。结果表明,增加一级高温时效处理可使γ′相尺寸明显增大;高温时效温度高于1080℃时,γ′相过分长大;1060℃/4h时效处理后,γ′相组织最优;配合在1265℃/4h的固溶处理,γ′相含量得到提高的同时,合金蠕变、拉伸性能优异。组织与性能研究证明,加入一级高温时效处理的新工艺可使DD3合金组织得到明显优化,760~1038℃范围内的蠕变性能获得显著提高。根据该结果,新的热处理工艺确定为:1265℃/4h,AC+1060℃/4h,AC+870℃/32h。
镁合金环保型阳极氧化电解液组成优化及膜层性能的评价
郭兴华, 安茂忠, 杨培霞, 李海先
2009, 29(5): 44-50.
[摘要](36) [PDF 1616KB](0)
摘要:
以氢氧化钾和硅酸钠为基础,通过添加辅助成膜剂硼酸钠,添加剂碳酸钠,研制了适合于镁合金AZ31B的环保型阳极氧化电解液。通过4因素3水平的正交实验,以氧化膜耐蚀性作为主要评价指标,确定了最佳的电解液组成:氢氧化钾60g/L,硅酸钠70g/L,硼酸钠60g/L,碳酸钠30g/L。动电位极化曲线、电化学阻抗(EIS)、扫描电镜(SEM)研究表明,镁合金经优化后的电解液氧化后,膜层表面光滑、平整,致密性好,对镁合金基体有良好的防护性;能谱仪(EDS)以及X射线衍射仪(XRD)研究表明,氧化膜主要由MgO和Mg2SiO4组成。
石墨粉对针刺毡C/SiC刹车材料摩擦磨损性能的影响
董本兴, 徐永东, 蔡艳芝, 姜娟, 范尚武, 张立同, 成来飞
2009, 29(5): 51-55.
[摘要](41) [PDF 1498KB](0)
摘要:
以石墨粉为填料,采用单向加压浸渍-热解制备了多孔C/C复合材料,然后利用反应熔体浸渗法制备低成本针刺毡C/SiC刹车材料,研究了材料的微结构变化及石墨粉对摩擦磨损性能的影响,结果表明:在C/SiC刹车材料中,大量石墨粉分布在纤维束间和胎网层;材料的摩擦系数高且稳定,在10m/s刹车时摩擦系数和稳定系数分别达到最大值为0.60,0.78;添加石墨粉后,材料的摩擦曲线平稳,磨损率及摩擦面温度显著降低。在高速刹车过程中,极易在摩擦面形成一层均匀稳定的摩擦膜,减缓摩擦面直接接触,有利于改善材料的摩擦磨损性能。
不同碳黑填料含量2D-SiC_f/SiC复合材料介电及雷达吸波性能研究
刘海韬, 程海峰, 王军, 唐耿平, 周旺, 郑文伟
2009, 29(5): 56-60.
[摘要](37) [PDF 454KB](0)
摘要:
对先驱体浸渍裂解工艺(PIP)制备的含碳黑填料2D-SiCf/SiC复合材料介电以及雷达吸波性能进行研究。研究表明,由于KD-I型SiC纤维表面具有连续碳涂层,不能直接用于吸波材料,需通过空气热处理手段将其除去。对纤维表面去碳后制成的不同碳黑填料含量2D-SiCf/SiC复合材料微波介电常数进行测试,结果表明,随碳黑含量增加,复合材料介电常数明显增大,但由于碳黑的高比表面和先驱体溶液粘度的限制,复合材料中碳黑体积分数最大仅能达到7%~8%,介电常数难以继续增大,介电损耗低于0.3,并且介电常数频散效应不理想。对不同碳黑填料含量复合材料反射率进行计算,结果表明,单层复合材料在某一频段内具有较好的吸波性能,但由于复合材料介电常数频散效应较差,宽频吸波性能不理想,采用不同吸收剂含量复合材料层铺工艺可能可以解决吸波性能带宽问题。
射频磁控溅射法制备聚氟薄膜及其性能研究
高原, 秦晓刚, 郭云, 刘惠涛
2009, 29(5): 61-65.
[摘要](40) [PDF 938KB](0)
摘要:
研究了卫星相控阵雷达天线系统的TR组件表面聚氟材料薄膜的制备工艺,采用射频磁控溅射法成功地在TR组件表面制备了聚氟薄膜,并对所制备的薄膜进行了电子二次倍增效应阈值试验。结果表明,聚氟薄膜不但具有良好的绝缘性能,且其二次电子发射也较低,提高了电子二次倍增效应阈值。对薄膜组分与形貌进行了X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)分析表征,薄膜较好的保持了聚氟材料的特性,其均匀性和致密性均达到了实际应用要求。
基于三维静电场的TC4合金叶片预制坯设计
蔡军, 李付国, 张鹏
2009, 29(5): 66-71.
[摘要](36) [PDF 989KB](0)
摘要:
以一种TC4合金叶片为例提出了一种新的基于三维静电场的预成形设计方法。利用塑性变形过程中坯料流动规律类似于静电场等势线这一特征,通过三维静电场模拟选取适当的等势场作为预制坯的基本形状。并利用数值模拟软件对TC4合金叶片的等温成形过程进行模拟,与采用传统经验设计的预制坯成形过程进行了对比。结果表明,采用三维静电场设计的预制坯成形效果良好,该方法特别适合复杂表面锻件体积成形工艺的预制坯设计。
配制方法对真空成型5428VB双马树脂固化特性的影响
张宝艳, 周正刚, 鱼强, 李斌太
2009, 29(5): 72-76.
[摘要](61) [PDF 878KB](0)
摘要:
研究了浆料混合法配制的真空成型5428VB双马树脂的固化动力学和粘温特性,并与传统热熔法配制的树脂体系进行了比较分析。结果表明:浆料混合法和传统热熔法配制5428VB树脂的反应级数和反应活化能等固化动力学参数基本一致,树脂配制方法的改变没有改变树脂体系的反应历程;浆料混合法配制的5428VB树脂具有良好的粘性,室温储存期可以达到3个月,而传统热熔法配制的5428VB树脂的室温储存期只有1个月,无粘性;传统热熔法和浆料法配制的5428VB树脂浇铸体的基本力学性能和耐热性一致。
低温等离子处理对PTFE表面性能的影响
王云英, 孟江燕, 王运平
2009, 29(5): 77-81.
[摘要](43) [PDF 395KB](0)
摘要:
采用He,O2为处理介质,对PTFE(聚四氟乙烯)薄膜进行了低温等离子体表面改性。分析了表面元素,测试了接触角和表面能,用原子力显微镜观察了PTFE表面形貌。研究表明:经等离子体表面处理后,PTFE接触角降低,表面能提高;经He处理后,水接触角由108°最低下降至82.4°,表面能由24.0mJ/m2到34.4mJ/m2;经O2处理,水接触角由108°下降到了80.6°,表面能为35.8mJ·m2。形貌观察表明,处理后的PTFE表面粗糙度明显增加,引入了含氧官能团。另外,得到较佳的处理参数:O2为处理介质、功率300 W。
三维编织T300/环氧复合材料的弯曲性能及破坏机理
李典森, 卢子兴, 李嘉禄, 陈利
2009, 29(5): 82-87.
[摘要](33) [PDF 1333KB](1)
摘要:
针对不同编织角、不同纤维体积含量、不同编织结构的三维编织T300/环氧复合材料进行了三点弯曲试验,获得了这些编织复合材料的主要弯曲力学性能,分析了不同编织工艺参数对材料弯曲力学性能的影响。对试件断口进行了宏观及扫描电镜观察,从宏、细观角度研究了材料的变形及其破坏机理。结果表明,三维编织T300/环氧复合材料具有良好的弯曲力学性能,弯曲载荷-挠度曲线呈现明显的线性特征;编织角、纤维体积含量及编织结构对复合材料的弯曲性能有较大影响;三维编织复合材料的弯曲破坏机理与编织工艺参数有关。
含粘弹性界面相短纤维/弹性体复合材料的纤维临界长径比数学模型
朱大胜, 顾伯勤, 陈晔
2009, 29(5): 88-93.
[摘要](37) [PDF 450KB](0)
摘要:
建立了含粘弹性界面相短纤维/弹性体复合材料的纤维临界长径比理论模型,得到了不同界面相破坏形式下初始和长时的纤维临界长径比,并讨论了界面相剪切强度、界面相剪切松弛变量、界面相厚度等诸多参数对纤维临界长径比的影响。结果表明:纤维临界长径比和时间有关,初始时最小,长时最大;三种不同的界面相破坏形式下,纤维临界长径比计算方法也不同;纤维临界长径比和诸多力学性能和结构参数有关,它随着界面相剪切强度和厚度的增大而减小,随着纤维体积含量、弹性模量、断裂强度以及界面相剪切松弛变量的增大而增大;界面相厚度不同,纤维临界长径比差别甚大。所建模型既适合于具有一定厚度界面相的短纤维/弹性体复合材料,也适合于薄界面相或纤维没有经过表面处理的复合材料。
疲劳损伤对3D C/SiC复合材料裂纹分布的影响
张钧, 栾新刚, 张立同
2009, 29(5): 94-98.
[摘要](38) [PDF 854KB](0)
摘要:
采用χ2拟合优度检验方法对疲劳试验前后3D C/SiC复合材料基体和涂层裂纹分布规律进行研究。结果表明,原始试样中3D C/SiC复合材料基体和涂层裂纹间距分别服从分布函数为N(143.75,56.782)和N(562.59,100.092)的正态分布,疲劳后基体和涂层裂纹间距分别服从分布函数为N(105.48,29.162)和N(227.89,25.232)的正态分布。疲劳可以促使新裂纹的产生,但不能改变基体和涂层裂纹间距分布的基本特征,这是由3DC/SiC复合材料的编织结构所决定的。
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