2005, 34(4):505-509.
摘要:纳米晶材料是目前材料科学与工程领域中最具吸引力的材料之一。而非晶合金晶化法是纳米晶材料的主要制备方法之一。本文综述了国内外非晶合金纳米晶化的主要方法和研究动态,包括热致晶化、电致晶化、机械晶化和高压晶化等。并对各种方法的原理、特点、存在的问题以及最新进展进行了述评。同时介绍了清华大学在大块非晶合金高强脉冲电流晶化研究中取得的进展。
2005, 34(4):510-514.
摘要:电磁冷坩埚技术是l项尖端技术,被广泛用于活泼金属、难熔和特种材料的熔炼和成形。本文介绍了电磁冷坩埚技术的基本原理和优点:探讨了坩埚结构和电源参数对坩埚使用性能的影响,坩埚结构包括坩埚分瓣数、分瓣形状、坩埚质量和开缝宽度,电源参数包括电源频率、电压和电流,以及其它参数如被熔材料的物性、屏蔽罩和感应线圈位置对坩埚磁场的影响。并且综述了电磁冷坩埚技术在国内外的研究和应用领域以及存在的问题,并展望了该技术未来的发展。
2005, 34(4):515-520.
摘要:对骨种植医用碳材料的种类、碳材料对骨组织间的响应及碳/碳复合材料表面生物活化改性研究现状进行了综述。提出了碳/碳复合材料表面生物活性改性涂层结构,认为碳/碳复合材料表面活性改性的结构应由硬质阻挡层和不降解生物活化层组成;根据目前已研究的生物活性陶瓷种类,提出了碳/碳复合材料表面生物活性涂层具体结构思路,同时展望了医用骨种植碳材料的前景。
2005, 34(4):521-525.
摘要:用改良密度法对熔融Ni—Ta二元合金的液态密度进行了精密测量。结果表明:熔融Ni-Ta二元合金的密度随温度的增加而减少,但随合金中钽浓度的增加而增加:熔融Ni-Ta二元合金的摩尔体积随温度和合金中钽浓度的增加而增加,并对钽在熔融Ni-Ta二元合金中的偏摩尔体积进行了计算。
2005, 34(4):526-530.
摘要:利用XRD,TEM研究了渗氢后Ti6Al4V合金的组织变化。在渗氢0.302%(质量分数,下同)及0.490%的试样中发现了面心立方的氢化物巧和大量的斜方结构的马氏体α”。提出了1种基于扩散的由βH共析转变生成α及fcc结构的片状氢化物δ的机制,并指出氢的引入可能诱发马氏体转变。在室温拉伸试验中发现在氢含量不高于0.102%时不发生氢致脆化。氢化物δ和马氏体α″在Ti6Al4V合金的氢脆中起主要作用,氢化物δ既有利于裂纹的萌生又有利于裂纹的扩展,而马氏体α″对裂纹的扩展具有重要的作用,二者共同促进了Ti6Al4V合金的室温高氢含量氢脆。
2005, 34(4):531-538.
摘要:通过对Ti-2.5Cu,Ti-3Fe,Ti-3Cr,Ti-13Cu-1Al,Ti-6Al-1.7Fe几种合金铸锭成分的对比研究,建立了典型β钛合金元素的偏析模式。对Ti-2.5Cu,Ti-3Fe,Ti-3Cr合金铸锭的对比可知,Cu和Fe元素的偏析程度大,Cr元素的偏析程度小;对Ti-2.5Cu和Ti-13Cu-1Al合金铸锭的对比可知,Cu元素在2种合金铸锭中的偏析均比较明显,Cu含量越高,偏析程度越大;Cu元素在2种合金铸锭的晶界有截然不同的偏析方式,Cu元素在Ti-13Cu-1Al的晶界富集而在Ti-2.5Cu的晶界贫化。对Ti-3Fe和Ti-6Al-1.7Fe合金铸锭的对比可知,Fe元素在2种合金铸锭中的偏析均比较明显,Fe含量越高,偏析程度越严重;Fe元素在2种合金铸锭的晶界均贫化。
2005, 34(4):539-543.
摘要:将模拟退火算法用于神经网络,对AB5型储氢合金的初始放电容量性能进行预测。通过实验确定了冷却进度表中各项参数并讨论了其对网络预测性能的影响,提出了实用的冷却制度;将模拟退火算法与传统的梯度下降法结合,用于人工神经网络的优化与预测,得到了预测效果等与迭代时间性能更好的神经网络。
2005, 34(4):544-548.
摘要:采用分离式霍普金森压杆(SHPB)技术,研究了孔隙率对泡沫铝在高应变速率(700s(-1)~~2600s(-1)~)条件下力学性能的影响,并与准静态条件下(1×10(-3)~s(-1)~)的性能进行了对比。实验发现泡沫铝在准静态和动态条件下呈现逐层破坏的特征,从而在应力-应变曲线上出现一平台区;由于铝合金本身存在的应变速率敏感性和多孔材料中气体的作用,使泡沫铝的平台应力随应变速率的增加而增大,当孔隙率较低时,增加尤为明显;泡沫铝的应变速率敏感度随应变的变化而变化。
2005, 34(4):549-551.
摘要:研究了近α型TA15,α β型Ti6Al4V及亚稳定β型TB83种钛合金断裂韧性与屈服强度、强度极限的关系,提出了屈强差的概念。结果表明:屈强差增大,断裂韧性增加,且对Ti6Al4V和TB8两者之间有线性关系;β热变形或β热处理是提高屈强差和断裂韧性的有效方法。
陶明大 , 陈云贵 , 闫康平 , 周川 , 吴朝玲 , 涂铭旌
2005, 34(4):552-556.
摘要:研究了稀土氧化物La_2O3_,CeO_2,Nd_2O_3和Y_2O_3对AB_5型贮氢电极电化学性能的影响。研究表明,除Y2_O3_外,其余的稀土氧化物可提高贮氢电极的1C放电容量和放电电压,延长贮氢电极的循环寿命,且对贮氢电极性能有利的顺序为:La2_O3_>CeO2_>Nd2_O3_;稀土氧化物添加量越多,贮氢电极的循环稳定性越好,但对贮氢电极的1C放电容量和放电电压的影响存在最佳值。造成这些结果的原因是:稀土氧化物增大贮氢合金颗粒间的接触电阻;稀土氧化物的催化作用;稀土氧化物对镍催化剂的稳定作用及抑制贮氢合金进一步氧化的作用。
2005, 34(4):557-561.
摘要:用恒电流充放电和脉冲放电方法研究了含银添加剂对富镧AB5型贮氢合金电极电化学性能的影响。结果表明Ag添加剂加快了氧的电化学复合速度,延长了贮氢合金的使用寿命。含银添加剂MH/Ni电池在-20℃和55℃下的1C放电容量、循环寿命和高倍率(5C,10C,15C,20C)脉冲放电性能均高于空白电池。对不同温度下的含银添加剂MH电极进行了电化学阻抗谱和循环伏安实验,分析认为MH电极在25℃与55℃下的高倍率放电性能受氢扩散控制,而在0℃下则受电极表面的电子转移控制。
2005, 34(4):562-564.
摘要:为了解释锆合金在LiOH水溶液中耐腐蚀性能降低的原因,将3组粉状Zr-4合金样品分别放在500℃空气中、500℃过热蒸汽中和350℃的0.1mol/L LiOH水溶液中进行腐蚀,当氧化膜厚度约为1.5gm时,用XRD分析这3组样品的晶体结构。将一片状Zr-4合金样品在350℃的0.04mol/L LiOH水溶液中腐蚀2d,用SIMS检测Li^ 和OH^-在氧化膜剖面上的分布。根据实验结果提出OH^-在氧化膜中比O^-2扩散速度快,使t—ZrO2加速向m-ZrO2转变,导致Zr-4合金腐蚀速度加快。
2005, 34(4):565-568.
摘要:为进一步揭示Ga在SiO2/Si系统下的完整扩散特性和分布行为,利用扩展电阻(SRP)分析方法,对恒定源、限定源,二次氧化(指磷扩散的再分布过程)不同温度和气氛,Ga在近硅表面微区域浓度连续性变化状态进行了系统研究。结果表明,恒定源掺杂过程有Ga的低浓度区形成;限定源再分布过程Ga出现反扩散特性:二次氧化过程Ga产生异常分凝特性。上述分布行为的综合效果,导致近硅表面Ga的浓度处于耗尽状态。对Ga的表面耗尽,可通过适当的工艺方法给予补偿,因此Ga基区晶体管的电学性能仍然优于同类产品。
2005, 34(4):569-572.
摘要:对定向凝固DZ4合金机械预变形和热处理后的持久寿命与断裂行为进行了测试与分析,研究了再结晶对定向凝固DZ4合金持久行为的影响机制。结果表明,定向凝固DZ4合金机械预变形和热处理后在其表面形成再结晶层。再结晶层对定向凝固DZ4合金持久寿命的影响很大,表面130gm的再结晶使其持久寿命下降33%。再结晶层本身的强度极低、再结晶层与基体的变形不协调以及界面所具有的缺口效应导致了定向凝固DZ4合金机械预变形和热处理后持久强度的下降。
2005, 34(4):573-576.
摘要:基于余氏固体与分子经验电子理论,利用平均原子晶胞模型计算了Ti3Al基合金中延性β相的价电子结构,给出了其价电子结构信息——相结构因子nA,σN,F。用相结构因子nA,σN,F分析讨论了β相价电子结构与稳定性的关系及合金元素的合金化行为。认为β相及含不同合金元素的β相的精细价电子结构是金属间化合物α2-Ti3Al合金化与Ti3Al基合金选择Nb,V,Mo3种合金元素作为常用合金化元素的微观本质原因。
2005, 34(4):577-580.
摘要:用电化学方法研究了-40℃条件下Co含量对AB5型贮氢合金的放电容量、氢化物分解的稳定性及氢在贮氢合金中的扩散系数等的影响。结果表明:随Co含量的增大,晶胞体积增大,氢化物分解的焓变增大,低温放电容量减小。氢扩散是影响贮氢合金的低温放电性能的重要因素。
2005, 34(4):581-585.
摘要:采用由板材织构信息进行加权的CMTP屈服函数并考虑了摩擦和压边力的变化对3104铝合金薄板的深冲制耳进行了有限元模拟;并与采用Barlat(1991)屈服函数的预测值及实测值进行了比较;分析了深冲过程中圆片的厚度变化规律;讨论了进一步提高预测精度需考虑的因素。结果表明:采用CMTP屈服函数模拟的制耳轮廓与实测值比较吻合,随摩擦和压边力的增加,制耳轮廓高度也增加;且比采用Barlat(1991)屈服函数模拟的精度要高。模拟深冲过程中圆片厚度的变化规律与实际情况一致。
2005, 34(4):586-588.
摘要:利用扫描电镜(SEM),俄歇能谱分析(AES),X射线衍射分析(XRD)和电化学等技术,研究了磁控溅射沉积Al-Zn镀层的结构及其对铀的保护性能。结果表明施加偏压显著地影响Al-Zn镀层的结构和保护性能,在-100V偏压下沉积的Al-Zn镀层,其组织更致密,成分有择优重溅射现象并伴有合金相生成,更有利于铀的防腐保护。
2005, 34(4):589-592.
摘要:利用电子能谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等研究了稀土Y对真空熔结NiCrBSi合金涂层化学组成和组织结构的影响。结果表明:稀土Y改变了合金涂层的化学组成、减轻了因碳钢母材中的Fe向合金涂层扩散而造成的“稀释”现象,降低了涂层的Fe含量,基本消除了NiCrBSi合金涂层中的针状相,促进了球状相的析出和细化。含稀土Y的真空熔结NiCrBSi合金涂层还析出了新的第二相Cr7C3和Ni2B。
2005, 34(4):593-596.
摘要:用浸渍提拉法在玻璃基片上制备TiO2纳米薄膜和TiO2/ZnFe2O4纳米复合薄膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)以及紫外.可见分光光度计等分析测试方法对制备薄膜的相结构及光吸收性能进行了分析和表征。结果表明,在500℃热处理下薄膜为锐钛矿型,粒度在20nm~30nm;复合后薄膜的光吸收边发生了红移,不同的复合方式影响亚甲基蓝染料的光催化降解效率。
2005, 34(4):597-600.
摘要:发明了1种能够在钛材表面无氢式一次性形成金属碳化物的三栅极离子渗镀新方法。系统工作时所产生的等离子从空隙处直接奔向工件待处理表面,从而无氢式一次性在金属材料表面形成由镀层、或扩散层或渗镀层构成的金属碳化物表面改性合金层。利用该方法在纯钛(TA2)基材表面进行了一次性无氢式渗碳和C,Mo共渗的试验。试样的x射线衍射分析(XRD)、辉光放电分析(GDA)等测试结果表明,在钛基表面形成了具有金属碳化物及碳扩散次层的渗镀合金层,渗镀成分呈现明显的梯度分布,厚度在20μm以上,最高硬度可达13000MPa。
2005, 34(4):601-604.
摘要:钙磷陶瓷表面形成的类骨磷灰石层对材料诱导新骨生成起非常重要的作用。利用体外模拟装置首次研究了新工艺制备的含CO3^2-的双相HA/β-TCP多孔陶瓷相组成对表面类骨磷灰石形成的影响。结果表明,具有不同相组成的该种陶瓷因CO3^2-的存在,导致类骨磷灰石晶体的形成时间有不同程度的提前。并且相组成在β-TCP含量较低时(HA/β-TCP之比为9/1),该陶瓷也能在较短的作用时间内形成类骨磷灰石晶体。此外还有缺钙羟基磷灰石晶体的形成。类骨磷灰石晶体的形成情况随β-TCP含量的增加而越来越好。且相组成以HA/β-TCP比值为6/4时类骨磷灰石的形成情况最好。相组成的优化有利于该陶瓷材料骨诱导性的提高,进而有利于骨缺损的快速修复。
2005, 34(4):605-608.
摘要:采用机械共混法制备了复合材料Bi2Te3/PAn,并对其电化学嵌锂性能进行了研究.研究发现Bi2Te3/PAn快速充放电性能良好,在以100 mA·g-1的电流密度充放电时首次可逆容量为480 mAh·g-1,到第20个循环时容量保持在200mAh·g-1.通过非原位X射线衍射方法研究其嵌锂机理,发现Bi2Te3在首次放电时分解,在随后的循环中以Te和Bi为嵌锂中心进行可逆储锂.
2005, 34(4):609-611.
摘要:采用LaNi5稀土合金作为催化剂,用化学气相沉积法(CVD)制备了碳纳米管。研究了含有5%碳纳米管的LaNi5稀土合金电极样品的电化学性能。测定了碳纳米管电极的电化学储氢性能。实验发现:含有碳纳米管的LaNi5稀土合金的电化学放电容量更高,当放电电流密度为100mA/g时,其电化学储氢量高达385mAh/g。其循环寿命也得到了较大改善。循环100次,放电容量仅下降15%。
2005, 34(4):612-616.
摘要:研究了含Ag7055铝合金在T6,T73,RRA3种热处理状态下的力学性能、断裂特征及显微组织变化特征。实验结果表明,RRA处理可以在保持T6状态强度的同时,获得较高的电导率,然而试样的延伸率相对较低;断口SEM形貌观察表明,T6状态断裂机制为剪切型穿晶断裂和沿晶断裂同时并存,而T73处理后,主要呈韧窝型穿晶断裂,沿晶断裂部分减少,RRA试样断口则主要为沿晶断裂,并在晶界面上分布有韧窝型断裂特征;由于不同热处理状态下,强化相不同且其阻碍位错滑移能力也不同,同时晶界PFZ宽度也发生变化,这些因素的综合作用导致不同热处理状态下的断裂特征不同。
2005, 34(4):617-621.
摘要:给出了几种高效制备Ir/Re复合材料(CVD方法制备)金相的方法。发现Re层组织分为靠近Ir层的细晶粒区和柱状晶粒区,分别测定了相应晶粒度。同时对退火孪晶、V,W型侵蚀纹和晶界上的kirkendall孔洞等的特点进行观察和分析。通过Ir层组织的SEI像,了解了Ir晶粒的形貌和生长特点,同时计算并给出了Ir晶粒的生长动力学方程。
2005, 34(4):622-626.
摘要:运用弥散强化原理,分别选用Ag颗粒和Ni颗粒作为增强体,以63Sn37Pb共晶钎料为基体,制成金属颗粒增强锡铅基复合钎料。在再流焊条件下,弥散分布的增强体与基体冶金结合,在增强体表层形成一薄层金属间化合物,从而使复合钎料蠕变性能大幅度提高。试验证明:在相同条件下,与基体钎料63Sn37Pb相比,5%Ag(体积分数,下同)和10%Ag颗粒增强锡铅基复合钎料蠕变寿命分别提高了8倍和6倍,同时抗拉强度和剪切强度均得到提高;5%Ni和10%Ni颗粒增强锡铅基复合钎料蠕变寿命分别提高了84倍和185倍,但剪切强度和延伸率均明显降低。
2005, 34(4):627-631.
摘要:实验研究了CREM法半连铸7075铝合金过程中,低频交变电磁场对凝固前沿形态、微观组织结构、非平衡凝固液固相线位置、结晶区间间隔以及温度场和流动场的影响规律。并据此对CREM法抑制7075铝合金半连铸坯中溶质元素宏观偏析的机理进行了分析和说明。
2005, 34(4):632-634.
摘要:采用凝胶网格共沉淀法,以明胶为反应基质制备单分散球形纳米Y2O3:Eu^3 荧光粉,考察了制备条件对产物粒径的影响。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和荧光光谱等手段对样品进行了表征。结果表明:该法制得产物为球形,一次晶粒粒径在13nm~25nm之间,且粒度分布均匀,与微米晶相比,该纳米晶的激发光谱发生明显红移。
2005, 34(4):635-638.
摘要:采用Gleeble—1500D热模拟试验仪,就预设加热温度对55w%(Ti C) 45w%Fe压坯在大热流密度条件下燃烧合成过程的影响进行了研究。结果表明:在各预设加热温度条件下,体系的反应起始温度均在400℃以下,且随预设加热温度的升高,体系燃烧反应起始温度下降。同时讨论了在电场作用下体系燃烧合成的机理。认为:由于粉末压坯结构的不连续性,外加电场将对其产生能量有特有贡献,导致在低温条件下压坯获得巨大的能量而发生反应。
2005, 34(4):639-642.
摘要:用熔渗反应无压烧结技术制备了MoSi2-SiC复合材料,对制备过程的影响因素进行了分析。研究结果表明:在渗硅温度为1450℃时,反应生成颗粒细小、弥散分布的SiC相,从而使得材料具有较高的抗弯强度;当渗硅温度升高至1750℃时,生成的SiC相发生再结晶长大,使得材料强度下降。成型压力对熔渗硅样品强度影响不大。MoSi2-SiC复合材料的抗弯强度随SiC相含量的增加在增强相含量为40%时存在一极大值,这是由于当SiC数量超过40%后,SiC粒子的团聚、长大使弥散强化作用降低,从而使材料的断裂强度降低;复合材料电阻率随第二相含量的增加而增加。
2005, 34(4):643-647.
摘要:采用电弧熔炼(CA)和机械合金化(MA)技术制备了晶粒尺寸差别较大的Cu-Ni固溶体合金,并研究了它们在800℃空气中的氧化行为。结果表明:MACu-50Ni合金的氧化速率高于CACu-50Ni合金;而MACu-70Ni合金的氧化速率却低于CACu-70Ni合金。合金表面氧化膜外层均是CuO层,但相邻的内层则差别较大,其中,CACu-50Ni,CACu-70Ni和MACu-50Ni合金的内层是Cu2O和NiO的混合氧化物层,而MACu-70Ni合金内层则是较厚且致密均匀的NiO层。晶粒细化促使合金表面氧化膜内层由Cu2O和NiO的混合氧化物层向单一的NiO层转变。
2005, 34(4):648-652.
摘要:采用电弧离子镀技术、TC7双相钛合金靶沉积TiAlCrFeSiBN薄膜,研究了这种多元膜的显微硬度、高温氧化性能和组织结构。结果表明:这种多元膜具有优于TiN膜的显微硬度;具有不同于TiN膜的显微组织,其最显著的特征是存在较多细小的钛滴,这些钛滴与膜之间的融合效果很好;膜层上孔隙较少;具有TiN的面心立方结构,与TiN膜相比,具有更加明显的择优取向趋势。
2005, 34(4):653-656.
摘要:采用真空热压工艺制备了含SiC颗粒体积分数分别为5%,15%和25%的SiC颗粒增强铝基复合材料,利用Hopkinson高速压杆冲击实验系统对其从静态到动态(应变率为3.3×10-3s-1~5.2×103s-1)的压缩破坏响应进行了研究,结合其光学显微镜分析变形组织,分析了不同体积分数SiCp/Al复合材料高应变率压缩载荷下,材料的变形和微观损伤机理.结果表明,复合材料存在应变率敏感性,SiC含量的增加导致复合材料应变率敏感性的增加,以垂直于载荷方向的增强相颗粒的剪切开裂为主要破坏模式.
2005, 34(4):657-660.
摘要:在自制的气-固连续固定床反应器上,在反应温度为145℃,氢气体积流速为140ml/min,空速为10g/(g·cat)的条件下,对采用传统浸渍方法制备的载钯量为1.25%(质量分数)的Pd/C催化剂的寿命进行评价。其实验结果表明,Pd/C催化剂是氯乙酸母液混酯选择性加氢脱氯制备氯乙酸甲酯优良的催化剂。为了找到催化剂失活的原因,分别对反应前后的催化剂进行了XRD,差示热分析(DTA)和X射线光电子光谱(XPS)分析。结果表明,催化剂表面炭化物沉积是催化剂失活的主要原因,积炭物中以物理吸附的非永久性积炭为主,并可以通过惰性气体吹扫而除掉。
2005, 34(4):661-664.
摘要:采用高能球磨方法制备了Mg-Ni非晶,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析仪(DTA)、电池综合性能测试仪等分析了该非晶的热稳定性、活化性能、电化学稳定性以及容量衰减机理等。结果表明:Mg-Ni非晶在室温下首次活化即可达到最大容量440mAh.g^-1,具有较好的充放电活化特性,但是其容量衰减较快,其主要原因有:非晶相在充放电过程中逐渐晶化形成Mg2NiH4,Ni相;Mg被电解液腐蚀生成Mg(OH)2;非晶颗粒经多次循环后产生粉化。在Mg-Ni中添加适量的镧可提高其热稳定性、电化学稳定性且不影响其活化性能。
2005, 34(4):665-669.
摘要:采用快淬法和雾化法制得的2种不同形貌的NdFeB磁粉,以尼龙12作粘结剂,研究了注射成形粘结磁体的混炼过程。结果表明:混合料的均匀度与混合时间的关系近似符合Boltzmann方程,磁通热损失率近似符合指数函数,混合料的流变符合假塑性流体的特征;平均粒度相当的粉末、雾化粉的临界充填率、初始均匀度和充分混合后的均匀度都高于快淬粉;相同剪切速率下,雾化粉的粘度远比快淬粉低。
2005, 34(4):670-672.
摘要:运用电热爆炸定向喷涂新方法在45#钢基体上制备了钼涂层。借助扫描电镜以及能谱仪对涂层的组织结构、形貌以及涂层成分进行了分析。借助显微硬度测试仪对涂层硬度进行了测试。利用图像分析软件对涂层的晶粒尺寸进行了测量。实验表明:涂层组织晶粒细小,涂层硬度提高,HV值最大到达14110MPa,为原始硬度的3倍,且涂层致密,孔隙率低。能谱分析表明,喷涂过程没有发生氧化现象。
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