2012年第41卷第4期文章目次
2012, 41(4):565-569.
摘要:
用快淬工艺制备了Mg2Ni型合金，其名义成分为 Mg2Ni1-xCox (x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)。以XRD、SEM、TEM分析了铸态及快淬合金的结构。用程控模拟电池测试仪测试了合金的电化学贮氢动力学。用电位跃迁法计算了氢在合金中的扩散系数。用电化学工作站测试了合金的电化学交流阻抗谱 (EIS) 和Tafel极化曲线。结果表明，快淬态无Co合金具有典型的纳米晶结构，而Co含量为0.4的快淬态合金具有纳米晶/非晶结构，表明Co 替代Ni可以提高Mg2Ni型合金的非晶形成能力，且快淬态合金的非晶化程度随Co替代量的增加而增加。Co替代Ni显著地提高了合金电化学贮氢动力学。当Co含量从0增加到0.4时，淬速为25 m/s的快淬态合金的高倍率放电能力 (HRD) 从65.3% 增加到75.3%，氢扩撒系数 (D) 从2.22 cm2/s增加到3.34 cm2/s，极限电流密度 (IL) 从247.8 mA/g增加到712.4 mA/g
用快淬工艺制备了Mg2Ni型合金，其名义成分为 Mg2Ni1-xCox (x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)。以XRD、SEM、TEM分析了铸态及快淬合金的结构。用程控模拟电池测试仪测试了合金的电化学贮氢动力学。用电位跃迁法计算了氢在合金中的扩散系数。用电化学工作站测试了合金的电化学交流阻抗谱 (EIS) 和Tafel极化曲线。结果表明，快淬态无Co合金具有典型的纳米晶结构，而Co含量为0.4的快淬态合金具有纳米晶/非晶结构，表明Co 替代Ni可以提高Mg2Ni型合金的非晶形成能力，且快淬态合金的非晶化程度随Co替代量的增加而增加。Co替代Ni显著地提高了合金电化学贮氢动力学。当Co含量从0增加到0.4时，淬速为25 m/s的快淬态合金的高倍率放电能力 (HRD) 从65.3% 增加到75.3%，氢扩撒系数 (D) 从2.22 cm2/s增加到3.34 cm2/s，极限电流密度 (IL) 从247.8 mA/g增加到712.4 mA/g
2012, 41(4):570-574.
摘要:
对利用非自耗电弧熔炼设备得到的Ti-46Al, Ti-46Al-0.3B, Ti-46Al-0.5B, Ti-46Al-2Fe, Ti-46Al-2Fe-0.3B和Ti-46Al-2Fe-0.5B合金的凝固组织进行了研究。结果表明，铸态TiAl基合金的宏观组织为典型的柱状晶组织，而且平均柱状晶直径随着Fe和B元素的加入显著减小。其中，Ti-46Al-2Fe-0.5B合金的柱状晶直径最小。B元素可以显著地细化TiAl基合金的柱状晶组织和枝晶组织，这主要是由于B元素的添加可以显著增加固液界面前沿的成分过冷度从而细化TiAl基合金的凝固组织。而且，Fe元素的添加还可以显著地提高B元素对TiAl基合金的柱状晶组织的细化效果
对利用非自耗电弧熔炼设备得到的Ti-46Al, Ti-46Al-0.3B, Ti-46Al-0.5B, Ti-46Al-2Fe, Ti-46Al-2Fe-0.3B和Ti-46Al-2Fe-0.5B合金的凝固组织进行了研究。结果表明，铸态TiAl基合金的宏观组织为典型的柱状晶组织，而且平均柱状晶直径随着Fe和B元素的加入显著减小。其中，Ti-46Al-2Fe-0.5B合金的柱状晶直径最小。B元素可以显著地细化TiAl基合金的柱状晶组织和枝晶组织，这主要是由于B元素的添加可以显著增加固液界面前沿的成分过冷度从而细化TiAl基合金的凝固组织。而且，Fe元素的添加还可以显著地提高B元素对TiAl基合金的柱状晶组织的细化效果
2012, 41(4):575-580.
摘要:
研究了一种包含有多尺度微结构的高MnN低Ni超级双相不锈钢25Cr-2Ni-3Mo-10Mn-0.5N经过冷轧和退火后，多尺度晶粒度对点腐蚀和力学性能的影响。结果表明：多尺度微结构与退火时间密切相关，在1050 oC，奥氏体与铁素体平均晶粒大小随着时效时间的增加而增加，时效1 min后，奥氏体和铁素体的晶粒大小分别为1.5和7.18 μm。随着多尺度晶粒的长大，样品的抗拉强度，屈服强度和断面收缩率下降，而样品的耐腐蚀性能增强。多尺度微结构对该双相钢25Cr-2Ni-3Mo-10Mn-0.5N的点腐蚀性能和力学性能起着重要作用
研究了一种包含有多尺度微结构的高MnN低Ni超级双相不锈钢25Cr-2Ni-3Mo-10Mn-0.5N经过冷轧和退火后，多尺度晶粒度对点腐蚀和力学性能的影响。结果表明：多尺度微结构与退火时间密切相关，在1050 oC，奥氏体与铁素体平均晶粒大小随着时效时间的增加而增加，时效1 min后，奥氏体和铁素体的晶粒大小分别为1.5和7.18 μm。随着多尺度晶粒的长大，样品的抗拉强度，屈服强度和断面收缩率下降，而样品的耐腐蚀性能增强。多尺度微结构对该双相钢25Cr-2Ni-3Mo-10Mn-0.5N的点腐蚀性能和力学性能起着重要作用
2012, 41(4):581-584.
摘要:
采用热模拟系统研究半固态变形参数对合金微观组织演变和元素分布的影响，并讨论变形过程中的Ti2Cu析出行为。结果表明：微观组织，特别是Ti2Cu析出过程受变形参数影响较大；温度的增加，应变速率和变形量的降低将促进Ti2Cu在晶界的偏析，最终形成了网状晶界结构。分析认为：半固态晶界的析出过程主要受控于包晶反应，升温或降低其他变形参数将有利于液相在晶界的析出，形成晶界Cu元素富集区。液相的偏析和Cu元素的富集增加了该区域的包晶反应，最终在冷却过程中形成了粗大的网状晶界结构
采用热模拟系统研究半固态变形参数对合金微观组织演变和元素分布的影响，并讨论变形过程中的Ti2Cu析出行为。结果表明：微观组织，特别是Ti2Cu析出过程受变形参数影响较大；温度的增加，应变速率和变形量的降低将促进Ti2Cu在晶界的偏析，最终形成了网状晶界结构。分析认为：半固态晶界的析出过程主要受控于包晶反应，升温或降低其他变形参数将有利于液相在晶界的析出，形成晶界Cu元素富集区。液相的偏析和Cu元素的富集增加了该区域的包晶反应，最终在冷却过程中形成了粗大的网状晶界结构
2012, 41(4):585-588.
摘要:
利用自制的抛光液对高纯镍片进行化学机械抛光，研究化学机械抛光过程中抛光压力、pH值、H2O2浓度、络合剂种类及其浓度、SiO2浓度等参数对抛光速率的影响。结果表明在抛光压力为13.79 kPa、H2O2浓度为0.5%，pH值为3.0，SiO2浓度为0.5%，络合剂EDTA及其浓度为1%时，得到最大抛光速率为312.3 nm/min; 在抛光压力为13.79 kPa、pH值为4.0、SiO2浓度为1%、络合剂EDTA为1%、H2O2浓度为1%条件下抛光得到的镍片表面质量较好，表面粗糙度Ra达到5 nm。并利用电化学手段研究了镍片在抛光液中的溶解与钝化行为
利用自制的抛光液对高纯镍片进行化学机械抛光，研究化学机械抛光过程中抛光压力、pH值、H2O2浓度、络合剂种类及其浓度、SiO2浓度等参数对抛光速率的影响。结果表明在抛光压力为13.79 kPa、H2O2浓度为0.5%，pH值为3.0，SiO2浓度为0.5%，络合剂EDTA及其浓度为1%时，得到最大抛光速率为312.3 nm/min; 在抛光压力为13.79 kPa、pH值为4.0、SiO2浓度为1%、络合剂EDTA为1%、H2O2浓度为1%条件下抛光得到的镍片表面质量较好，表面粗糙度Ra达到5 nm。并利用电化学手段研究了镍片在抛光液中的溶解与钝化行为
2012, 41(4):589-593.
摘要:
研究和探讨了银介观晶体的形成过程和机理，银介观晶体通过AgNO3溶液和Sn替换反应合成原始的纳米微粒。在200 mmol/L 浓度下，纳米颗粒沿着<211>方向聚集形成树突，银纳米颗粒是3×{422}位面；相应的，当浓度达到1 mol/L 时，形成的纳米颗粒在沿着<211>方向聚集的同时，在<110>方向形成第2个聚集单位，并最终形成多空的盘状结构的介观晶体，其厚度约为50 nm ；当浓度为2 mol/L时，纳米颗粒继续沿着<110>方向聚集，形成三角形的板状结构，随着聚集的越来越多，最终形成厚度超过100 nm 的单晶介观晶体
研究和探讨了银介观晶体的形成过程和机理，银介观晶体通过AgNO3溶液和Sn替换反应合成原始的纳米微粒。在200 mmol/L 浓度下，纳米颗粒沿着<211>方向聚集形成树突，银纳米颗粒是3×{422}位面；相应的，当浓度达到1 mol/L 时，形成的纳米颗粒在沿着<211>方向聚集的同时，在<110>方向形成第2个聚集单位，并最终形成多空的盘状结构的介观晶体，其厚度约为50 nm ；当浓度为2 mol/L时，纳米颗粒继续沿着<110>方向聚集，形成三角形的板状结构，随着聚集的越来越多，最终形成厚度超过100 nm 的单晶介观晶体
2012, 41(4):594-598.
摘要:
在TC11钛合金大量实验数据的基础上，应用人工神经网络建立TC11钛合金的化学元素与力学性能关系模型。模型的输入参数包括Al、Mo、Zr、Si、Fe、C、O、N和H共9种化学元素；输出为常规力学性能指标 (抗拉强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率)。运用未知数据样本对已建立神经网络模型的预测能力进行检验，并以Al、Mo、Zr和C元素为研究对象，利用该模型分析TC11钛合金化学元素对力学性能的影响规律。结果表明：网络的预测值与实验值的相对误差均在10%以内，说明所建立的神经网络预测模型具有较精确的预测能力，而且能够清楚地反映出该合金化学元素与力学性能之间的非线性关系
在TC11钛合金大量实验数据的基础上，应用人工神经网络建立TC11钛合金的化学元素与力学性能关系模型。模型的输入参数包括Al、Mo、Zr、Si、Fe、C、O、N和H共9种化学元素；输出为常规力学性能指标 (抗拉强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率)。运用未知数据样本对已建立神经网络模型的预测能力进行检验，并以Al、Mo、Zr和C元素为研究对象，利用该模型分析TC11钛合金化学元素对力学性能的影响规律。结果表明：网络的预测值与实验值的相对误差均在10%以内，说明所建立的神经网络预测模型具有较精确的预测能力，而且能够清楚地反映出该合金化学元素与力学性能之间的非线性关系
2012, 41(4):599-602.
摘要:
采用三电极体系对La3+离子在0.01 mol/L LaCl3-0.1 mol/L LiCl-EMIMBF4离子液体电化学还原制备金属镧的电极过程进行了研究。循环伏安法结合恒电位电解法研究结果表明：La3+离子的电化学还原是不可逆过程，还原步骤为一次完成La3++3e-→La。计时电流法结合恒电位电解法研究表明：La3+离子的还原过程受到扩散控制，传递系数和扩散系数分别为0.0492和 (1.07~1.19)×10-6 cm2/s
采用三电极体系对La3+离子在0.01 mol/L LaCl3-0.1 mol/L LiCl-EMIMBF4离子液体电化学还原制备金属镧的电极过程进行了研究。循环伏安法结合恒电位电解法研究结果表明：La3+离子的电化学还原是不可逆过程，还原步骤为一次完成La3++3e-→La。计时电流法结合恒电位电解法研究表明：La3+离子的还原过程受到扩散控制，传递系数和扩散系数分别为0.0492和 (1.07~1.19)×10-6 cm2/s
2012, 41(4):603-606.
摘要:
采用激光立体成形技术 (LSF) 制备Rene88DT高温合金，对其在760~840 ℃温度区间进行高温短时 (4~16 h)时效处理，采用微观测试分析方法对高温短时时效处理后γ′相形态、尺寸变化及粗化动力学行为进行了研究。结果表明：激光立体成形Rene88DT高温合金在高温短时时效条件下，γ′相分布均匀，形态基本为球形，时效温度对γ′相的影响比时效时间更为显著；γ′相的粗化规律符合Lifshitz-Slyozov-Wagner (LSW) 理论，γ′粗化激活能Q=211.65 kJ/mol，γ′相的粗化行为主要由Ti和Al在基体中的扩散所控制
采用激光立体成形技术 (LSF) 制备Rene88DT高温合金，对其在760~840 ℃温度区间进行高温短时 (4~16 h)时效处理，采用微观测试分析方法对高温短时时效处理后γ′相形态、尺寸变化及粗化动力学行为进行了研究。结果表明：激光立体成形Rene88DT高温合金在高温短时时效条件下，γ′相分布均匀，形态基本为球形，时效温度对γ′相的影响比时效时间更为显著；γ′相的粗化规律符合Lifshitz-Slyozov-Wagner (LSW) 理论，γ′粗化激活能Q=211.65 kJ/mol，γ′相的粗化行为主要由Ti和Al在基体中的扩散所控制
2012, 41(4):607-611.
摘要:
针对TC4钛合金CO2激光深熔焊接接头具有组织性能非线性大梯度特征，并对其塑性损伤行为产生影响的科学问题，采用多试样拉伸试验法研究其非线性塑性损伤行为，提出采用金相法检测的微孔洞体积分数以表征塑性损伤程度。结果表明：TC4钛合金激光深熔焊接头的塑性损伤过程表现为微孔洞的产生与聚合；微孔洞体积分数沿焊接接头从焊缝、热影响区(HAZ)至母材呈非线性分布；激光焊接接头的焊缝、HAZ和母材的微孔洞长大规律和施加应力与显微组织有关，在应力较小时，粗大的晶粒尺寸使得焊缝损伤大于HAZ损伤，而在应力较大时，晶内微孔洞使得HAZ损伤大于焊缝；而且随着施加应力的增大，HAZ中的微孔洞体积分数增长速度比焊缝快
针对TC4钛合金CO2激光深熔焊接接头具有组织性能非线性大梯度特征，并对其塑性损伤行为产生影响的科学问题，采用多试样拉伸试验法研究其非线性塑性损伤行为，提出采用金相法检测的微孔洞体积分数以表征塑性损伤程度。结果表明：TC4钛合金激光深熔焊接头的塑性损伤过程表现为微孔洞的产生与聚合；微孔洞体积分数沿焊接接头从焊缝、热影响区(HAZ)至母材呈非线性分布；激光焊接接头的焊缝、HAZ和母材的微孔洞长大规律和施加应力与显微组织有关，在应力较小时，粗大的晶粒尺寸使得焊缝损伤大于HAZ损伤，而在应力较大时，晶内微孔洞使得HAZ损伤大于焊缝；而且随着施加应力的增大，HAZ中的微孔洞体积分数增长速度比焊缝快
2012, 41(4):612-616.
摘要:
采用激光加工在Ti6Al4V试样表面加工不同间距的点阵结构，采用自组装技术制备4种自组装分子膜。通过表面形貌和接触角的测量表征试样的表面特性。 结果表明：通过激光点阵加工和沉积自组装分子膜，可显著增加Ti6Al4V试样的水接触角。长链分子FDTS、FOTS和OTS制备的自组装分子膜，使Ti6Al4V试样的接触角均大于150°，形成超疏水表面，其中沉积FDTS自组装分子膜时，试样的接触角最大，可达164.5°。沉积短链分子MPS自组装分子膜时，只有当激光加工间距为50 μm时，试样方可形成超疏水表面；间距增大后，试样表面变成疏水表面。沉积4种自组装分子膜时，试样的接触角均随激光点阵加工间距的增大而减小
采用激光加工在Ti6Al4V试样表面加工不同间距的点阵结构，采用自组装技术制备4种自组装分子膜。通过表面形貌和接触角的测量表征试样的表面特性。 结果表明：通过激光点阵加工和沉积自组装分子膜，可显著增加Ti6Al4V试样的水接触角。长链分子FDTS、FOTS和OTS制备的自组装分子膜，使Ti6Al4V试样的接触角均大于150°，形成超疏水表面，其中沉积FDTS自组装分子膜时，试样的接触角最大，可达164.5°。沉积短链分子MPS自组装分子膜时，只有当激光加工间距为50 μm时，试样方可形成超疏水表面；间距增大后，试样表面变成疏水表面。沉积4种自组装分子膜时，试样的接触角均随激光点阵加工间距的增大而减小
2012, 41(4):617-622.
摘要:
借助光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和DNS100电子万能试验机研究AM60合金中加入Sm后的显微组织和力学性能，并分析Sm对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，添加元素 Sm可以细化镁合金的晶粒，改变β相的形态和大小，从连续或断续网状、长条状，变为卵石状或颗粒状均匀弥散分布在α-Mg基体上，显著改善合金的显微组织。Sm的加入可形成稳定性较高的颗粒状Al2Sm高温化合物相。随着 Sm 含量的增加，合金的抗拉伸强度和伸长率呈现先升后降的趋势，当 Sm 含量为1.0 %(质量分数, 下同)时抗拉伸强度和伸长率分别达到最大值210 MPa和6.9%。室温下AM60合金的断口呈解理断裂，加入Sm 变质后其断口形貌表现为准解理+局部韧性断裂特征
借助光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和DNS100电子万能试验机研究AM60合金中加入Sm后的显微组织和力学性能，并分析Sm对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，添加元素 Sm可以细化镁合金的晶粒，改变β相的形态和大小，从连续或断续网状、长条状，变为卵石状或颗粒状均匀弥散分布在α-Mg基体上，显著改善合金的显微组织。Sm的加入可形成稳定性较高的颗粒状Al2Sm高温化合物相。随着 Sm 含量的增加，合金的抗拉伸强度和伸长率呈现先升后降的趋势，当 Sm 含量为1.0 %(质量分数, 下同)时抗拉伸强度和伸长率分别达到最大值210 MPa和6.9%。室温下AM60合金的断口呈解理断裂，加入Sm 变质后其断口形貌表现为准解理+局部韧性断裂特征
2012, 41(4):623-626.
摘要:
大气下采用固态扩散锌钇共渗的方法，在390 ℃对纯镁进行表面合金化改性处理。采用OM、SEM、EDS、XRD和显微硬度、电化学腐蚀极化曲线测试等方法分析渗层的组织结构、显微硬度和耐蚀性能。结果表明，经表面合金化处理，在纯镁表面获得了致密的渗层，厚约900 μm。渗层由过渡层和合金反应层两部分组成，过渡层是α-Mg固溶体，合金反应层由大量的Mg7Zn3和α-Mg固溶体及α-Mg和MgZn片层状共晶组织组成，材料表层的显微硬度有很大提高，平均硬度约为纯镁的4倍，自腐蚀电位比纯镁正移87 mV，自腐蚀电流密度降低了约1个数量级，耐腐蚀性能明显改善
大气下采用固态扩散锌钇共渗的方法，在390 ℃对纯镁进行表面合金化改性处理。采用OM、SEM、EDS、XRD和显微硬度、电化学腐蚀极化曲线测试等方法分析渗层的组织结构、显微硬度和耐蚀性能。结果表明，经表面合金化处理，在纯镁表面获得了致密的渗层，厚约900 μm。渗层由过渡层和合金反应层两部分组成，过渡层是α-Mg固溶体，合金反应层由大量的Mg7Zn3和α-Mg固溶体及α-Mg和MgZn片层状共晶组织组成，材料表层的显微硬度有很大提高，平均硬度约为纯镁的4倍，自腐蚀电位比纯镁正移87 mV，自腐蚀电流密度降低了约1个数量级，耐腐蚀性能明显改善
2012, 41(4):627-630.
摘要:
采用PCT (pressure-conten-temperature)、XRD等测试方法对掺杂Ag2SO4、SrCO3、TiO2和ZnO的NaAlH4放氢性能进行研究。结果显示，掺杂TiO2的NaAlH4试样具有最大的放氢量，而掺杂SrCO3的试样放氢量最小，并且对比所有掺杂试样在第1阶段的放氢速率发现，掺杂TiO2的NaAlH4试样具有最大的放氢速率，在整个放氢性能的测试过程中，试样表现出了明显的2个分解阶段，并且在第1阶段的分解速率明显大于第2阶段。此外，掺杂TiO2和ZnO试样的XRD结果表明，掺杂试样经过30 min的球磨之后，试样的晶体结构没有发生明显变化，并且没有新的物相生成，这说明NaAlH4具有很好的稳定性
采用PCT (pressure-conten-temperature)、XRD等测试方法对掺杂Ag2SO4、SrCO3、TiO2和ZnO的NaAlH4放氢性能进行研究。结果显示，掺杂TiO2的NaAlH4试样具有最大的放氢量，而掺杂SrCO3的试样放氢量最小，并且对比所有掺杂试样在第1阶段的放氢速率发现，掺杂TiO2的NaAlH4试样具有最大的放氢速率，在整个放氢性能的测试过程中，试样表现出了明显的2个分解阶段，并且在第1阶段的分解速率明显大于第2阶段。此外，掺杂TiO2和ZnO试样的XRD结果表明，掺杂试样经过30 min的球磨之后，试样的晶体结构没有发生明显变化，并且没有新的物相生成，这说明NaAlH4具有很好的稳定性
2012, 41(4):631-634.
摘要:
为了研究Al-Ag固溶体在氧化气氛下热处理过程中Ag的扩散行为与转变过程，采用雾化与高能球磨相结合的方法制备合金粉末，氧化反应合成制备Ag/Al2O3复合材料，通过BSE、XRD、分子动力学的方法，对形成过程的物相变化进行研究。结果表明： Al-Ag固溶体在600 K能够实现较高的单质Ag的析出量，析出的Ag能够控制在纳米尺度内，析出过程伴随着Al2O3致密氧化膜的形成以及内部合金相的转变，计算模型合理地解释和预测了实验结果
为了研究Al-Ag固溶体在氧化气氛下热处理过程中Ag的扩散行为与转变过程，采用雾化与高能球磨相结合的方法制备合金粉末，氧化反应合成制备Ag/Al2O3复合材料，通过BSE、XRD、分子动力学的方法，对形成过程的物相变化进行研究。结果表明： Al-Ag固溶体在600 K能够实现较高的单质Ag的析出量，析出的Ag能够控制在纳米尺度内，析出过程伴随着Al2O3致密氧化膜的形成以及内部合金相的转变，计算模型合理地解释和预测了实验结果
2012, 41(4):635-639.
摘要:
用箔-纤维-箔法制备SiC纤维增强Ti-6Al-4V复合材料，研究复合材料在加载频率f=10 Hz、应力比R=0.1、最大应力σmax=300 MPa条件下的疲劳裂纹扩展速率 (da/dN)，并采用扫描电子显微镜对疲劳破坏断口进行观察和分析。结果显示，在该加载条件下，复合材料第Ⅱ阶段疲劳裂纹扩展速率符合高斯函数。断口观察表明，复合材料的基体在裂纹稳态扩展区出现明显的疲劳条带，复合材料的疲劳损伤可以分为纤维断裂、基体开裂和纤维/基体界面脱粘等多种形式
用箔-纤维-箔法制备SiC纤维增强Ti-6Al-4V复合材料，研究复合材料在加载频率f=10 Hz、应力比R=0.1、最大应力σmax=300 MPa条件下的疲劳裂纹扩展速率 (da/dN)，并采用扫描电子显微镜对疲劳破坏断口进行观察和分析。结果显示，在该加载条件下，复合材料第Ⅱ阶段疲劳裂纹扩展速率符合高斯函数。断口观察表明，复合材料的基体在裂纹稳态扩展区出现明显的疲劳条带，复合材料的疲劳损伤可以分为纤维断裂、基体开裂和纤维/基体界面脱粘等多种形式
2012, 41(4):640-644.
摘要:
以钛合金单榫头叶片为研究对象，对其精锻过程有限元三维反向模拟中需要解决的关键问题提出了相应的算法和处理技术，并对其精锻过程进行了三维反向模拟，获得了形状满足要求、变形均匀性有所提高的预成形毛坯，为其精锻工艺的制订提供了工程实用的科学依据
以钛合金单榫头叶片为研究对象，对其精锻过程有限元三维反向模拟中需要解决的关键问题提出了相应的算法和处理技术，并对其精锻过程进行了三维反向模拟，获得了形状满足要求、变形均匀性有所提高的预成形毛坯，为其精锻工艺的制订提供了工程实用的科学依据
2012, 41(4):645-648.
摘要:
采用高能球磨和晶化热处理方法制备钕铁吸波粉体，研究Si含量对钕铁粉体吸波性能的影响。结果发现：在高能球磨和微氧化气氛下进行700 ℃，1 h晶化处理后，Nd8Fe92、Nd8Fe89Si3和Nd8Fe87S5粉体组织均由α-Fe、Nd2O3和Fe17Nd2相组成，加入Si后，粉体的Fe17Nd2相对量增加；Nd8Fe92粉体的反射率最小值约为–4.5 dB，吸收峰频率约为4.4 GHz，加入Si后，粉体的反射率最小值降低, 吸收峰频率升高, 吸波带宽变宽；Nd8Fe92粉体以介电损耗为主，Nd8Fe89Si3和Nd8Fe87Si5粉体以磁损耗为主
采用高能球磨和晶化热处理方法制备钕铁吸波粉体，研究Si含量对钕铁粉体吸波性能的影响。结果发现：在高能球磨和微氧化气氛下进行700 ℃，1 h晶化处理后，Nd8Fe92、Nd8Fe89Si3和Nd8Fe87S5粉体组织均由α-Fe、Nd2O3和Fe17Nd2相组成，加入Si后，粉体的Fe17Nd2相对量增加；Nd8Fe92粉体的反射率最小值约为–4.5 dB，吸收峰频率约为4.4 GHz，加入Si后，粉体的反射率最小值降低, 吸收峰频率升高, 吸波带宽变宽；Nd8Fe92粉体以介电损耗为主，Nd8Fe89Si3和Nd8Fe87Si5粉体以磁损耗为主
2012, 41(4):649-652.
摘要:
在80 ℃双酚A型环氧树脂E-51中，通过还原原位构筑了超分散稳定纳米银 (n-Ag)；用冷冻蚀刻电镜、离心实验对其进行表征和分散稳定性评价；用间歇微波对分散系中n-Ag的微波吸收特性和环氧树脂的微波固化行为进行研究；通过拉伸试验和冲击试验考察n-Ag对环氧树脂的增韧改性行为。结果表明：银为30 nm的粒状颗粒，大小均匀，有理想的分散稳定性; n-Ag对环氧树脂有显著地增韧作用，当其含量为2.0%～2.5%(质量分数)时，增韧改性效果最佳，复合材料的断裂伸长率可提高l10%～130%；原位合成n-Ag有良好的微波吸收特性，它的存在能明显减少环氧树脂的微波固化时间，当n-Ag含量超过2.5%时，微波固化时间可缩短38%；微波固化环氧树脂速度比传统加热固化速度快数倍, 其抗拉伸强度和抗冲击强度也好于热固化，但拉伸断裂伸长率比热固化的小
在80 ℃双酚A型环氧树脂E-51中，通过还原原位构筑了超分散稳定纳米银 (n-Ag)；用冷冻蚀刻电镜、离心实验对其进行表征和分散稳定性评价；用间歇微波对分散系中n-Ag的微波吸收特性和环氧树脂的微波固化行为进行研究；通过拉伸试验和冲击试验考察n-Ag对环氧树脂的增韧改性行为。结果表明：银为30 nm的粒状颗粒，大小均匀，有理想的分散稳定性; n-Ag对环氧树脂有显著地增韧作用，当其含量为2.0%～2.5%(质量分数)时，增韧改性效果最佳，复合材料的断裂伸长率可提高l10%～130%；原位合成n-Ag有良好的微波吸收特性，它的存在能明显减少环氧树脂的微波固化时间，当n-Ag含量超过2.5%时，微波固化时间可缩短38%；微波固化环氧树脂速度比传统加热固化速度快数倍, 其抗拉伸强度和抗冲击强度也好于热固化，但拉伸断裂伸长率比热固化的小
2012, 41(4):653-657.
摘要:
采用箔-纤维-箔 (FFF) 法分别制备无涂层、C涂层和Cu/Mo双涂层改性的SiCf/Ti6Al4V复合材料，对制备态复合材料的力学性能和界面微观组织进行对比分析，进一步研究不同真空热暴露处理对Cu/Mo双涂层改性复合材料的界面微区的影响规律。结果表明，制备态下Cu/Mo涂层比C涂层较好地改善了复合材料的界面组织和性能，且对基体和纤维中元素扩散均具有一定的阻挡作用；求得900 ℃下SiCf/Cu/Mo/Ti6Al4V界面反应的生长动力学公式为H=1.380t1/2+ 5.397
采用箔-纤维-箔 (FFF) 法分别制备无涂层、C涂层和Cu/Mo双涂层改性的SiCf/Ti6Al4V复合材料，对制备态复合材料的力学性能和界面微观组织进行对比分析，进一步研究不同真空热暴露处理对Cu/Mo双涂层改性复合材料的界面微区的影响规律。结果表明，制备态下Cu/Mo涂层比C涂层较好地改善了复合材料的界面组织和性能，且对基体和纤维中元素扩散均具有一定的阻挡作用；求得900 ℃下SiCf/Cu/Mo/Ti6Al4V界面反应的生长动力学公式为H=1.380t1/2+ 5.397
2012, 41(4):658-662.
摘要:
采用水冷铜模吸铸法制备直径2 mm的 (Cu50Zr50)92Al8块体非晶合金。利用X射线衍射 (XRD)、差示扫描量热分析仪 (DSC) 对该非晶合金的结构及热力学参数进行表征。利用万能试验机在过冷液相区内对该非晶合金进行压缩变形，研究变形量 (20%，60%和80%) 对非晶合金显微结构和热稳定性的影响。结果表明，塑性变形使得该非晶合金的热稳定性降低，并导致其部分晶化，其晶化程度取决于合金的变形量的大小，当变形量为80%时，该合金的XRD图谱中出现了明显的晶化峰。晶化相的析出使得变形后的非晶合金的显微硬度有明显提高
采用水冷铜模吸铸法制备直径2 mm的 (Cu50Zr50)92Al8块体非晶合金。利用X射线衍射 (XRD)、差示扫描量热分析仪 (DSC) 对该非晶合金的结构及热力学参数进行表征。利用万能试验机在过冷液相区内对该非晶合金进行压缩变形，研究变形量 (20%，60%和80%) 对非晶合金显微结构和热稳定性的影响。结果表明，塑性变形使得该非晶合金的热稳定性降低，并导致其部分晶化，其晶化程度取决于合金的变形量的大小，当变形量为80%时，该合金的XRD图谱中出现了明显的晶化峰。晶化相的析出使得变形后的非晶合金的显微硬度有明显提高
2012, 41(4):663-666.
摘要:
用XRD，SEM，TEM等手段对TC18钛合金进行显微组织结构分析。采用仪器化摆锤冲击试验机测试带有不同V型缺口深度TC18钛合金试样的冲击韧性，并得出标准样 (0.2 cm缺口深度) 的冲击过程曲线，用扫描电镜对试样断口进行观察。结果显示TC18钛合金冲击韧性值随缺口深度的减小而增大，有0.2 cm深度缺口的标准试样冲击韧性值为20.08 J/cm2，即使有0.02 cm深度缺口的试样，其冲击韧性(77.92 J/cm2)也比无缺口试样低很多，无缺口试样冲击时只发生弯曲而未断裂
用XRD，SEM，TEM等手段对TC18钛合金进行显微组织结构分析。采用仪器化摆锤冲击试验机测试带有不同V型缺口深度TC18钛合金试样的冲击韧性，并得出标准样 (0.2 cm缺口深度) 的冲击过程曲线，用扫描电镜对试样断口进行观察。结果显示TC18钛合金冲击韧性值随缺口深度的减小而增大，有0.2 cm深度缺口的标准试样冲击韧性值为20.08 J/cm2，即使有0.02 cm深度缺口的试样，其冲击韧性(77.92 J/cm2)也比无缺口试样低很多，无缺口试样冲击时只发生弯曲而未断裂
2012, 41(4):667-671.
摘要:
在Gleeble-1500热模拟机上对室温120°模具等径弯曲通道变形(ECAP)制备的平均晶粒尺寸为200 nm的工业纯钛(CP-Ti)进行等温变速压缩实验，研究超细晶(UFG)工业纯钛在变形温度为298~673 K和应变速率为10-3~100 s-1条件下的流变行为。利用透射电子显微镜分析超细晶工业纯钛在不同变形条件下的组织演化规律。结果表明：流变应力在变形初期随应变的增加而增大，出现峰值后逐渐趋于平稳；峰值应力随温度的升高而减小，随应变速率的增大而增大；随变形温度的升高和应变速率的降低，应变速率敏感性指数m增加，晶粒粗化，亚晶尺寸增大，再结晶晶粒数量逐渐增加；超细晶工业纯钛热压缩变形的主要软化机制随变形温度的升高和应变速率的降低由动态回复逐步转变为动态再结晶
在Gleeble-1500热模拟机上对室温120°模具等径弯曲通道变形(ECAP)制备的平均晶粒尺寸为200 nm的工业纯钛(CP-Ti)进行等温变速压缩实验，研究超细晶(UFG)工业纯钛在变形温度为298~673 K和应变速率为10-3~100 s-1条件下的流变行为。利用透射电子显微镜分析超细晶工业纯钛在不同变形条件下的组织演化规律。结果表明：流变应力在变形初期随应变的增加而增大，出现峰值后逐渐趋于平稳；峰值应力随温度的升高而减小，随应变速率的增大而增大；随变形温度的升高和应变速率的降低，应变速率敏感性指数m增加，晶粒粗化，亚晶尺寸增大，再结晶晶粒数量逐渐增加；超细晶工业纯钛热压缩变形的主要软化机制随变形温度的升高和应变速率的降低由动态回复逐步转变为动态再结晶
2012, 41(4):672-676.
摘要:
采用激光冲击处理 (LSP) 工艺对TC4钛合金钨极氩弧焊焊缝进行焊后处理，分别检测经过激光处理的焊缝及未经处理的焊缝的表面显微硬度、接头的拉伸性能、接头的疲劳寿命。结果表明：与未经LSP处理的接头相比，TC4钛合金TIG焊焊缝经过激光冲击强化处理后，焊缝区域表面显微硬度降低，而焊缝热影响区表面显微硬度增大；焊接接头的抗拉强度、屈服强度、断后延伸率、疲劳寿命均得到了不同程度的提高
采用激光冲击处理 (LSP) 工艺对TC4钛合金钨极氩弧焊焊缝进行焊后处理，分别检测经过激光处理的焊缝及未经处理的焊缝的表面显微硬度、接头的拉伸性能、接头的疲劳寿命。结果表明：与未经LSP处理的接头相比，TC4钛合金TIG焊焊缝经过激光冲击强化处理后，焊缝区域表面显微硬度降低，而焊缝热影响区表面显微硬度增大；焊接接头的抗拉强度、屈服强度、断后延伸率、疲劳寿命均得到了不同程度的提高
2012, 41(4):677-680.
摘要:
在不同保压时间下制备Mm0.3Ml0.7Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3储氢合金电极，研究保压时间对合金电极的活化性能、最大放电容量、放电特性和循环稳定性的影响规律和机制。结果表明，保压时间对合金电极的活化性能基本无影响。合金电极的其它电化学性能随保压时间的增加均呈现出先变好后变坏的变化规律，保压时间为15 min时，合金展示了最佳的综合电化学性能，电化学性能的改善主要归因于合金电极的电荷转移速度加速和内阻减小
在不同保压时间下制备Mm0.3Ml0.7Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3储氢合金电极，研究保压时间对合金电极的活化性能、最大放电容量、放电特性和循环稳定性的影响规律和机制。结果表明，保压时间对合金电极的活化性能基本无影响。合金电极的其它电化学性能随保压时间的增加均呈现出先变好后变坏的变化规律，保压时间为15 min时，合金展示了最佳的综合电化学性能，电化学性能的改善主要归因于合金电极的电荷转移速度加速和内阻减小
2012, 41(4):681-684.
摘要:
采用L9(34) 混合正交体系，系统地研究复合络合剂-乙二胺、乙二胺四乙酸二钠和丙烯酸在不同工艺参数和不同添加配比情况下对化学镀钯质量的影响，以镀层的光亮度，镀液的稳定性和沉积速度为评价指标，筛选出最佳的化学镀钯添加剂为：乙二胺0.2 mol/L，乙二胺四乙酸二钠0.01 mol/L，丙烯酸0.3 mol/L，pH值8。研究结果表明，优化后的化学镀钯镀液稳定性高、沉积速度快、钯膜与基体镍镀层结合力强、钯镀层光亮性好
采用L9(34) 混合正交体系，系统地研究复合络合剂-乙二胺、乙二胺四乙酸二钠和丙烯酸在不同工艺参数和不同添加配比情况下对化学镀钯质量的影响，以镀层的光亮度，镀液的稳定性和沉积速度为评价指标，筛选出最佳的化学镀钯添加剂为：乙二胺0.2 mol/L，乙二胺四乙酸二钠0.01 mol/L，丙烯酸0.3 mol/L，pH值8。研究结果表明，优化后的化学镀钯镀液稳定性高、沉积速度快、钯膜与基体镍镀层结合力强、钯镀层光亮性好
2012, 41(4):685-691.
摘要:
对新型镍基粉末高温合金FGH98Ⅰ分别进行亚固溶前处理+过固溶和过固溶热处理，利用光学显微镜，场发射扫描电镜和显微硬度仪研究冷却速度对合金组织与显微硬度的影响。结果表明：过固溶处理前的亚固溶前处理使锻态合金中大晶界γ′相发生部分溶解，晶粒稍有长大，对过固溶热处理冷却γ′相析出的影响不显著；随着冷速增加，合金中二次和三次γ′相的尺寸减小，二次γ′相的形状从蝶形向球形转变，γ′相的颗粒密度增大，面积分数减小，在冷却速度≤1.4 ℃/s时，γ′相分两阶段形核；冷速越快，合金的硬度越高，时效后硬度增高越多。另外，还建立了冷速与γ′相平均尺寸和合金硬度之间的函数关系式。该结果为FGH98Ⅰ合金实际双性能盘固溶热处理工艺的选择提供了理论参考
对新型镍基粉末高温合金FGH98Ⅰ分别进行亚固溶前处理+过固溶和过固溶热处理，利用光学显微镜，场发射扫描电镜和显微硬度仪研究冷却速度对合金组织与显微硬度的影响。结果表明：过固溶处理前的亚固溶前处理使锻态合金中大晶界γ′相发生部分溶解，晶粒稍有长大，对过固溶热处理冷却γ′相析出的影响不显著；随着冷速增加，合金中二次和三次γ′相的尺寸减小，二次γ′相的形状从蝶形向球形转变，γ′相的颗粒密度增大，面积分数减小，在冷却速度≤1.4 ℃/s时，γ′相分两阶段形核；冷速越快，合金的硬度越高，时效后硬度增高越多。另外，还建立了冷速与γ′相平均尺寸和合金硬度之间的函数关系式。该结果为FGH98Ⅰ合金实际双性能盘固溶热处理工艺的选择提供了理论参考
2012, 41(4):692-696.
摘要:
调整精炼温度和时间，对不同精炼工艺下高温合金IN792中冶金缺陷及O，N和S等元素含量的变化进行研究；用CS分析仪测定S含量，用TC-436氧氮测定仪测定O和N含量；通过金相显微镜和扫描电镜，对疏松和夹杂物进行观察和测定；并测定拉伸性能。随着O和N含量增加，疏松易于形成；随着O，N和S含量升高，夹杂物含量增加；提高精炼温度和延长精炼时间，O，N和S的含量降低；合金的室温抗拉强度和屈服强度提高
调整精炼温度和时间，对不同精炼工艺下高温合金IN792中冶金缺陷及O，N和S等元素含量的变化进行研究；用CS分析仪测定S含量，用TC-436氧氮测定仪测定O和N含量；通过金相显微镜和扫描电镜，对疏松和夹杂物进行观察和测定；并测定拉伸性能。随着O和N含量增加，疏松易于形成；随着O，N和S含量升高，夹杂物含量增加；提高精炼温度和延长精炼时间，O，N和S的含量降低；合金的室温抗拉强度和屈服强度提高
2012, 41(4):697-700.
摘要:
通过高温拉伸试验研究Hastelloy C-276合金在不同温度和初始应力下的应力松弛行为。实验得到了一系列应力松弛曲线，应用二次延迟函数对实验测得的应力松弛曲线进行拟合，拟合出的曲线与实验应力松弛曲线符合得较好。从实验测得的应力松弛曲线可以推导出不同温度下材料的蠕变应变速率与应力之间的关系，此外，还探讨了温度对Hastelloy C-276合金应力松弛的影响，为转子屏蔽套真空热胀形过程的有限元模拟工作奠定了理论基础，并为其提供了有价值的数据
通过高温拉伸试验研究Hastelloy C-276合金在不同温度和初始应力下的应力松弛行为。实验得到了一系列应力松弛曲线，应用二次延迟函数对实验测得的应力松弛曲线进行拟合，拟合出的曲线与实验应力松弛曲线符合得较好。从实验测得的应力松弛曲线可以推导出不同温度下材料的蠕变应变速率与应力之间的关系，此外，还探讨了温度对Hastelloy C-276合金应力松弛的影响，为转子屏蔽套真空热胀形过程的有限元模拟工作奠定了理论基础，并为其提供了有价值的数据
2012, 41(4):701-706.
摘要:
在有无磁场条件下进行Cu-25Ag (%, 质量分数, 下同) 合金凝固实验，并对铸锭进行冷拉拔处理，系统的研究强磁场对Cu-25Ag合金凝固组织、拉拔组织以及复合材料电导率的影响。发现有无磁场条件下合金凝固组织和拉拔组织都有所不同。无磁场条件下初生Cu一次枝晶较长，以柱状枝晶方式生长，在试样顶部，枝晶生长方向沿弧形径向；在试样中部，生长方向与试样轴向夹角约45°；试样下部，生长方向与试样轴向夹角约90°。另外，共晶组织壁厚较薄，两相分布不均匀，片层间距较大。强磁场条件下初生Cu一次枝晶变短，以胞状枝晶方式生长，在试样顶部，枝晶生长方向沿弧形径向，试样中部和下部，枝晶生长方向与试样轴向夹角约90°。共晶组织壁厚较大，两相分布比较均匀，片层间距较小。冷拉拔后，共晶网状结构被拉长、变细，形成纤维结构，无磁场条件试样中共晶纤维厚度和间距较小，强磁场试样中共晶纤维厚度和间距较大。随着纤维组织厚度不断减小，试样的电导率降低，并且相同变形量下有无磁场条件的试样电导率有所差别。对强磁场下合金凝固组织及拉拔组织影响机理进行了探讨，并分析了纤维组织对复合材料电导率的影响机制
在有无磁场条件下进行Cu-25Ag (%, 质量分数, 下同) 合金凝固实验，并对铸锭进行冷拉拔处理，系统的研究强磁场对Cu-25Ag合金凝固组织、拉拔组织以及复合材料电导率的影响。发现有无磁场条件下合金凝固组织和拉拔组织都有所不同。无磁场条件下初生Cu一次枝晶较长，以柱状枝晶方式生长，在试样顶部，枝晶生长方向沿弧形径向；在试样中部，生长方向与试样轴向夹角约45°；试样下部，生长方向与试样轴向夹角约90°。另外，共晶组织壁厚较薄，两相分布不均匀，片层间距较大。强磁场条件下初生Cu一次枝晶变短，以胞状枝晶方式生长，在试样顶部，枝晶生长方向沿弧形径向，试样中部和下部，枝晶生长方向与试样轴向夹角约90°。共晶组织壁厚较大，两相分布比较均匀，片层间距较小。冷拉拔后，共晶网状结构被拉长、变细，形成纤维结构，无磁场条件试样中共晶纤维厚度和间距较小，强磁场试样中共晶纤维厚度和间距较大。随着纤维组织厚度不断减小，试样的电导率降低，并且相同变形量下有无磁场条件的试样电导率有所差别。对强磁场下合金凝固组织及拉拔组织影响机理进行了探讨，并分析了纤维组织对复合材料电导率的影响机制
2012, 41(4):707-710.
摘要:
选用硼氢化钠(NaBH4)作为还原剂，聚乙二醇 (PEG 2000) 作为表面活性剂，利用简单的湿化学还原工艺，在室温下制备花状自组装的FePt纳米颗粒。XRD和TEM 表征显示：所制备的FePt纳米颗粒是化学无序的面心立方 (fcc)结构。颗粒形貌主要由平均粒径分别为19.2和4.9 nm的梭形和球形颗粒组成。这些梭形的“花瓣”和球形的“花蕊”自组装形成大小不等的花状结构。推测认为，纳米颗粒的花状自组装主要是表面活性剂集合的结果。VSM显示所制备FePt纳米颗粒的磁性能室温下为超顺磁性，饱和磁化强度Ms约为10.9 (A·m2)/kg，相同条件下PVP作为表面活性剂时Ms约为0.6 (A·m2)/kg，两者比较，选用PEG作为表面活性剂，Ms大约增大18倍
选用硼氢化钠(NaBH4)作为还原剂，聚乙二醇 (PEG 2000) 作为表面活性剂，利用简单的湿化学还原工艺，在室温下制备花状自组装的FePt纳米颗粒。XRD和TEM 表征显示：所制备的FePt纳米颗粒是化学无序的面心立方 (fcc)结构。颗粒形貌主要由平均粒径分别为19.2和4.9 nm的梭形和球形颗粒组成。这些梭形的“花瓣”和球形的“花蕊”自组装形成大小不等的花状结构。推测认为，纳米颗粒的花状自组装主要是表面活性剂集合的结果。VSM显示所制备FePt纳米颗粒的磁性能室温下为超顺磁性，饱和磁化强度Ms约为10.9 (A·m2)/kg，相同条件下PVP作为表面活性剂时Ms约为0.6 (A·m2)/kg，两者比较，选用PEG作为表面活性剂，Ms大约增大18倍
2012, 41(4):711-716.
摘要:
采用碳纳米管孕育块铸造法制备多壁碳纳米管/AZ31镁基复合材料，经等径角挤压(ECAP)变形后对复合材料在3.5%NaCl (质量分数) 的腐蚀介质中进行静态浸渍试验和电化学极化曲线测定，研究等径角挤压变形工艺对复合材料抗腐蚀性能的影响；利用数码相机、扫描电子显微镜对复合材料腐蚀前后的表面形貌进行观察和分析；并对复合材料的抗腐蚀机理进行分析。结果表明：等径角挤压变形工艺能有效的提高多壁碳纳米管(CNTs)/AZ31复合材料的抗腐蚀性能，经等径角挤压变形4道次后，复合材料的平均腐蚀速率由挤压态的0.6035 mg/(m2·s)降为0.2963 mg/(m2·s)。腐蚀电流密度Icorr由ECAP变形前的3.363 μA/cm2减小到2.269 μA/cm2
采用碳纳米管孕育块铸造法制备多壁碳纳米管/AZ31镁基复合材料，经等径角挤压(ECAP)变形后对复合材料在3.5%NaCl (质量分数) 的腐蚀介质中进行静态浸渍试验和电化学极化曲线测定，研究等径角挤压变形工艺对复合材料抗腐蚀性能的影响；利用数码相机、扫描电子显微镜对复合材料腐蚀前后的表面形貌进行观察和分析；并对复合材料的抗腐蚀机理进行分析。结果表明：等径角挤压变形工艺能有效的提高多壁碳纳米管(CNTs)/AZ31复合材料的抗腐蚀性能，经等径角挤压变形4道次后，复合材料的平均腐蚀速率由挤压态的0.6035 mg/(m2·s)降为0.2963 mg/(m2·s)。腐蚀电流密度Icorr由ECAP变形前的3.363 μA/cm2减小到2.269 μA/cm2
2012, 41(4):717-721.
摘要:
在低压无磨料条件下，利用碱性FA/O型螯合剂具有极强螯合能力的特性，对铜互连线进行化学机械平坦化，获得了高抛光速率和表面一致性。提出了铜表面低压无磨料抛光技术的平坦化原理，在分析了抛光液化学组分与铜化学反应机理的基础上，对抛光液中的主要成分FA/O型螯合剂、氧化剂的配比和抛光工艺参数压力、抛光机转速进行了研究。结果表明：在压力为6.34 kPa和抛光机转速为60 r/min时，抛光液中添加5%螯合剂与1%氧化剂(体积分数, 下同)，抛光速率为1825 nm/min，表面非均匀性为0.15
在低压无磨料条件下，利用碱性FA/O型螯合剂具有极强螯合能力的特性，对铜互连线进行化学机械平坦化，获得了高抛光速率和表面一致性。提出了铜表面低压无磨料抛光技术的平坦化原理，在分析了抛光液化学组分与铜化学反应机理的基础上，对抛光液中的主要成分FA/O型螯合剂、氧化剂的配比和抛光工艺参数压力、抛光机转速进行了研究。结果表明：在压力为6.34 kPa和抛光机转速为60 r/min时，抛光液中添加5%螯合剂与1%氧化剂(体积分数, 下同)，抛光速率为1825 nm/min，表面非均匀性为0.15
2012, 41(4):722-726.
摘要:
以CuMoO4-MoO3粉末为前驱体，采用机械化学-氢气共还原的方法制备出Mo-Cu纳米复合粉末。通过DSC对前躯体的制备温度进行研究，通过XRD、SEM及TEM分别对粉末的相组成、形貌和粒度进行表征，从热力学的角度对粉末的还原过程进行分析。结果表明，机械球磨可以有效地降低粉末的颗粒尺寸，增大反应面积，提高粉末还原活性，从而在低温下制备出Mo-Cu复合粉末。通过优化工艺参数，对机械球磨15 h的CuMoO4-MoO3混合粉末在680 ℃下还原，可以得到颗粒尺寸为50~100 nm的Mo-25%Cu (质量分数) 纳米复合粉末
以CuMoO4-MoO3粉末为前驱体，采用机械化学-氢气共还原的方法制备出Mo-Cu纳米复合粉末。通过DSC对前躯体的制备温度进行研究，通过XRD、SEM及TEM分别对粉末的相组成、形貌和粒度进行表征，从热力学的角度对粉末的还原过程进行分析。结果表明，机械球磨可以有效地降低粉末的颗粒尺寸，增大反应面积，提高粉末还原活性，从而在低温下制备出Mo-Cu复合粉末。通过优化工艺参数，对机械球磨15 h的CuMoO4-MoO3混合粉末在680 ℃下还原，可以得到颗粒尺寸为50~100 nm的Mo-25%Cu (质量分数) 纳米复合粉末
2012, 41(4):727-732.
摘要:
利用物理模拟实验方法对690合金进行恒温恒速压缩实验，变形温度范围为1050~1250 ℃，应变速率分别为0.1, 1、5, 10 s-1，获得了合金的流变应力数据，并对合金变形后的组织特征进行了分析。建立了690合金高温热变形的本构方程和动态再结晶模型。结果表明： 690合金高温变形时的流变行为可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述，所建立流变应力本构模型的预测值与实验值吻合较好，建立了690合金的动态再结晶模型，为热挤压过程中的组织控制提供理论依据
利用物理模拟实验方法对690合金进行恒温恒速压缩实验，变形温度范围为1050~1250 ℃，应变速率分别为0.1, 1、5, 10 s-1，获得了合金的流变应力数据，并对合金变形后的组织特征进行了分析。建立了690合金高温热变形的本构方程和动态再结晶模型。结果表明： 690合金高温变形时的流变行为可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述，所建立流变应力本构模型的预测值与实验值吻合较好，建立了690合金的动态再结晶模型，为热挤压过程中的组织控制提供理论依据
2012, 41(4):733-737.
摘要:
通过胶体法制备不同含量的活性碳/氧化钌复合电极材料，然后把该材料在240 ℃热处理，随后对复合物进行热失重分析，利用X射线衍射仪及扫描电镜分别对该电极材料的形貌和结构进行表征；此外，对复合电极材料进行电化学性能测试。结果表明：活性碳与氧化钌复合有利于获得较细的颗粒，但是不影响氧化钌的结构；活性碳/氧化钌复合电极中碳的质量分数从13.6%增加到36.18%时，其比电容由664 F/g减小为526 F/g，能量密度从103.27 Wh/kg降为75.18 Wh/kg，功率密度从0.48 kW/kg增加为0.64 kW/kg，阻抗也随之降低；此外，采用该工艺制备氧化钌复合电极便捷实用
通过胶体法制备不同含量的活性碳/氧化钌复合电极材料，然后把该材料在240 ℃热处理，随后对复合物进行热失重分析，利用X射线衍射仪及扫描电镜分别对该电极材料的形貌和结构进行表征；此外，对复合电极材料进行电化学性能测试。结果表明：活性碳与氧化钌复合有利于获得较细的颗粒，但是不影响氧化钌的结构；活性碳/氧化钌复合电极中碳的质量分数从13.6%增加到36.18%时，其比电容由664 F/g减小为526 F/g，能量密度从103.27 Wh/kg降为75.18 Wh/kg，功率密度从0.48 kW/kg增加为0.64 kW/kg，阻抗也随之降低；此外，采用该工艺制备氧化钌复合电极便捷实用
2012, 41(4):738-742.
摘要:
采用区域熔炼液态金属冷却超高温度梯度定向凝固法 (ZMLMC)，研究凝固速率对一种镍基高温合金微观组织的影响。结果显示：在温度梯度基本不变的条件下，随着凝固速率的提高，枝晶结构逐渐细化，一次枝晶间距λ1与二次枝晶间距λ2减小，且λ1和λ2分别与V-1/4和V-1/2呈线性关系；γ'相尺寸随凝固速率的提高而减小，形貌逐渐趋向于立方状，而在同一速率下，枝晶干的γ'相形状相对较规则，接近立方形，枝晶间的γ'相则趋于无规，其尺寸也较枝晶干区域更为粗大；γ/γ'共晶尺寸随凝固速率的提高而减小，分布趋于弥散，但总的体积分数变化不大
采用区域熔炼液态金属冷却超高温度梯度定向凝固法 (ZMLMC)，研究凝固速率对一种镍基高温合金微观组织的影响。结果显示：在温度梯度基本不变的条件下，随着凝固速率的提高，枝晶结构逐渐细化，一次枝晶间距λ1与二次枝晶间距λ2减小，且λ1和λ2分别与V-1/4和V-1/2呈线性关系；γ'相尺寸随凝固速率的提高而减小，形貌逐渐趋向于立方状，而在同一速率下，枝晶干的γ'相形状相对较规则，接近立方形，枝晶间的γ'相则趋于无规，其尺寸也较枝晶干区域更为粗大；γ/γ'共晶尺寸随凝固速率的提高而减小，分布趋于弥散，但总的体积分数变化不大
2012, 41(4):743-747.
摘要:
利用粉末冶金热挤压技术制备短碳纤维增强镁合金复合材料。为了改善碳纤维与基体的润湿性，对碳纤维进行表面无钯化学镀镍处理。通过扫描电子显微镜 (SEM) 观察碳纤维化镀层以及碳纤维镁基复合体的形貌，通过超景深金相显微镜观察纤维在复合材料中的分布并对复合材料的挤压过程进行分析。结果表明：镀镍碳纤维能满足制备的要求并有利于纤维在复合体中的均匀分散，在含4.0% (质量分数) 碳纤维的预制体采用压制压力为420 MPa，烧结温度为550 ℃保温0.5 h后，在480 ℃用280 MPa的压力进行热挤压得到材料的力学性能最佳
利用粉末冶金热挤压技术制备短碳纤维增强镁合金复合材料。为了改善碳纤维与基体的润湿性，对碳纤维进行表面无钯化学镀镍处理。通过扫描电子显微镜 (SEM) 观察碳纤维化镀层以及碳纤维镁基复合体的形貌，通过超景深金相显微镜观察纤维在复合材料中的分布并对复合材料的挤压过程进行分析。结果表明：镀镍碳纤维能满足制备的要求并有利于纤维在复合体中的均匀分散，在含4.0% (质量分数) 碳纤维的预制体采用压制压力为420 MPa，烧结温度为550 ℃保温0.5 h后，在480 ℃用280 MPa的压力进行热挤压得到材料的力学性能最佳
2012, 41(4):748-752.
摘要:
电极材料是推进电池技术发展及应用的关键。作为锂离子电池正极材料的LiFePO4表现出优异的电池性能 (大容量、优异循环特性)，但也有本征低电导率的缺点。具有橄榄石结构的LiFePO4在电池充放电过程发生FePO4 与LiFePO4 之间的相变， 已有实验证明充放电过程中出现固溶体LixFePO4。掺杂是提高材料电导率的常用手段，但LiFePO4的掺杂却一直饱受争议；缺陷化学的研究初步认定通过适当点缺陷的电荷补偿，晶体内引入掺杂元素是可以实现的，并且提出几种缺陷补偿机制。导电相复合可降低电极颗粒间的接触电阻，特别是LiFePO4的碳包覆有效地改善其电化学性能，促进其工业化推广；碳包覆的有效性取决于碳的sp2杂化键的比例及碳含量。由于电极材料形貌影响电池的充放电动力学过程，LiFePO4的颗粒尺寸、形状、表面粗糙度等的控制都成为提高电池性能的重要手段；LiFePO4的薄膜制备及三维构架技术则进一步推动微型电池的应用发展
电极材料是推进电池技术发展及应用的关键。作为锂离子电池正极材料的LiFePO4表现出优异的电池性能 (大容量、优异循环特性)，但也有本征低电导率的缺点。具有橄榄石结构的LiFePO4在电池充放电过程发生FePO4 与LiFePO4 之间的相变， 已有实验证明充放电过程中出现固溶体LixFePO4。掺杂是提高材料电导率的常用手段，但LiFePO4的掺杂却一直饱受争议；缺陷化学的研究初步认定通过适当点缺陷的电荷补偿，晶体内引入掺杂元素是可以实现的，并且提出几种缺陷补偿机制。导电相复合可降低电极颗粒间的接触电阻，特别是LiFePO4的碳包覆有效地改善其电化学性能，促进其工业化推广；碳包覆的有效性取决于碳的sp2杂化键的比例及碳含量。由于电极材料形貌影响电池的充放电动力学过程，LiFePO4的颗粒尺寸、形状、表面粗糙度等的控制都成为提高电池性能的重要手段；LiFePO4的薄膜制备及三维构架技术则进一步推动微型电池的应用发展
