2014年第43卷第9期文章目次
2014, 43(9):2055-2059.
摘要:
采用化学共沉积方法制备了5种不同化学成分的氢氧化镍正极材料。用含有Co、Zn、Ca、Mg、Cu或者Mn元素的化合物与硫酸镍混合，在一定的搅拌速率、温度和pH值下使之相互发生反应。XRD衍射分析表明所制备材料的显微结构为β-Ni(OH)2。SEM图片显示氢氧化镍为球形颗粒，且颗粒表面略显粗糙。电化学测试结果表明氢氧化镍样品B在不同的充放电倍率和温度下具有优异的性能，25和65 ℃下、充放电倍率分别为1和3 C时氢氧化镍样品B的放电容量均超过了285 mAh·g-1。实验表明，通过化学共沉积其他元素可以制备性能优异的氢氧化镍正极材料，这将有益于改进镍氢电池的性能
采用化学共沉积方法制备了5种不同化学成分的氢氧化镍正极材料。用含有Co、Zn、Ca、Mg、Cu或者Mn元素的化合物与硫酸镍混合，在一定的搅拌速率、温度和pH值下使之相互发生反应。XRD衍射分析表明所制备材料的显微结构为β-Ni(OH)2。SEM图片显示氢氧化镍为球形颗粒，且颗粒表面略显粗糙。电化学测试结果表明氢氧化镍样品B在不同的充放电倍率和温度下具有优异的性能，25和65 ℃下、充放电倍率分别为1和3 C时氢氧化镍样品B的放电容量均超过了285 mAh·g-1。实验表明，通过化学共沉积其他元素可以制备性能优异的氢氧化镍正极材料，这将有益于改进镍氢电池的性能
2014, 43(9):2064-2068.
摘要:
研究了稀土元素钇对超临界发电机组用9Cr-1Mo 焊缝组织和性能的影响。采用熔滴过渡的方式将氧化钇从焊条药皮中添加到焊缝金属中，通过力学性能、相变点测试、扩散氢含量测量等试验确定了最佳综合性能的钇含量，在此基础上进一步对稀土含量相对比(RRY) 为1.5实际焊接接头和未含稀土元素的商用焊条进行了室温拉伸、系列冲击、高温拉伸、硬度试验。结果表明，含稀土元素组的性能均高于未含稀土元素的试样，通过金相、SEM、XDR等分析，发现了第二相粒子是提高性能，特别是低温冲击性能的主要原因
研究了稀土元素钇对超临界发电机组用9Cr-1Mo 焊缝组织和性能的影响。采用熔滴过渡的方式将氧化钇从焊条药皮中添加到焊缝金属中，通过力学性能、相变点测试、扩散氢含量测量等试验确定了最佳综合性能的钇含量，在此基础上进一步对稀土含量相对比(RRY) 为1.5实际焊接接头和未含稀土元素的商用焊条进行了室温拉伸、系列冲击、高温拉伸、硬度试验。结果表明，含稀土元素组的性能均高于未含稀土元素的试样，通过金相、SEM、XDR等分析，发现了第二相粒子是提高性能，特别是低温冲击性能的主要原因
2014, 43(9):2075-2078.
摘要:
实验分析了LaCl3 和 La2O3对LiAlH4-NH4Cl体系放氢性能的影响。结果显示，掺杂La2O3缩短了试样的放氢起始时间，并且提高了试样的放氢速率。然而，掺杂LaCl3明显降低了试样的放氢速率。进一步的研究显示，随着LaCl3 和 La2O3加入量的增加，除了掺杂3 mol% LaCl3的试样，其它的试样在180 min内的放氢量显示出了一个逐步降低的趋势。此外，掺杂La2O3试样的最大放氢量明显高于掺杂LaCl3试样。除此以外，SEM分析结果显示，掺杂试样与未掺杂试样的微观结构都是相似的，没有显示出明显的不同
实验分析了LaCl3 和 La2O3对LiAlH4-NH4Cl体系放氢性能的影响。结果显示，掺杂La2O3缩短了试样的放氢起始时间，并且提高了试样的放氢速率。然而，掺杂LaCl3明显降低了试样的放氢速率。进一步的研究显示，随着LaCl3 和 La2O3加入量的增加，除了掺杂3 mol% LaCl3的试样，其它的试样在180 min内的放氢量显示出了一个逐步降低的趋势。此外，掺杂La2O3试样的最大放氢量明显高于掺杂LaCl3试样。除此以外，SEM分析结果显示，掺杂试样与未掺杂试样的微观结构都是相似的，没有显示出明显的不同
2014, 43(9):2079-2082.
摘要:
对真空硅热法制备Mg-Li合金进行实验研究，采用X射线衍射仪对产物和残渣进行物相分析，利用扫描电子显微镜观察产物的冷凝形貌。XRD分析表明，产物的主要成分为Mg，反应的主渣相为Ca2SiO4。SEM分析表明，产物微观上相继呈片状、短棒状和絮状。同时研究了在未添加萤石时硅铁添加量、还原温度、成型压力和保温时间对Mg-Li合金制备的影响。在还原温度1250 ℃、硅铁添加量110%、成型压力15 MPa和保温时间150 min 的条件下，镁锂还原率分别为81.38%和99.58%
对真空硅热法制备Mg-Li合金进行实验研究，采用X射线衍射仪对产物和残渣进行物相分析，利用扫描电子显微镜观察产物的冷凝形貌。XRD分析表明，产物的主要成分为Mg，反应的主渣相为Ca2SiO4。SEM分析表明，产物微观上相继呈片状、短棒状和絮状。同时研究了在未添加萤石时硅铁添加量、还原温度、成型压力和保温时间对Mg-Li合金制备的影响。在还原温度1250 ℃、硅铁添加量110%、成型压力15 MPa和保温时间150 min 的条件下，镁锂还原率分别为81.38%和99.58%
2014, 43(9):2089-2094.
摘要:
采用底部真空无压浸渗新工艺制备了β-SiCp/Al 复合材料。SiC预制体在1373 K高温氧化及被熔融铝浸渗时加入Si、Mg合金元素。通过金相显微镜及SEM表征了复合材料的表面和断口形貌。结果表明，SiC颗粒在基体铝中分布均匀，SiC预制体浸渗完全。XRD分析表明，复合材料中的主晶相为SiC和Al，存在Mg2Si，MgAl2O4 界面产物，没有出现Al4C3脆性相。复合材料的力学性能研究表明，复合材料的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损；随着SiC体积分数的增加，复合材料的磨损率下降，硬度上升
采用底部真空无压浸渗新工艺制备了β-SiCp/Al 复合材料。SiC预制体在1373 K高温氧化及被熔融铝浸渗时加入Si、Mg合金元素。通过金相显微镜及SEM表征了复合材料的表面和断口形貌。结果表明，SiC颗粒在基体铝中分布均匀，SiC预制体浸渗完全。XRD分析表明，复合材料中的主晶相为SiC和Al，存在Mg2Si，MgAl2O4 界面产物，没有出现Al4C3脆性相。复合材料的力学性能研究表明，复合材料的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损；随着SiC体积分数的增加，复合材料的磨损率下降，硬度上升
2014, 43(9):2095-2099.
摘要:
采用微波合成法制备了LiMnBO3及其碳包覆材料LiMnBO3/C。考察了烧结温度和配料比对LiMnBO3结构的影响。利用XRD、SEM、HR-TEM对材料的结构和形貌进行了表征。通过恒电流充/放电性能及交流阻抗测试研究了材料的电化学性能。结果表明，实验所得LiMnBO3具有六方晶体结构（即制得h-LiMnBO3）。750 ℃烧结温度下，反应25 min，且nLi:nB:nMn=1:1:1时，材料结晶较为完善、晶粒细小、形貌规整。碳包覆后材料充/放电性能及电导率均有提高。LiMnBO3/C的初次放电比容量达到50.3 mAh/g
采用微波合成法制备了LiMnBO3及其碳包覆材料LiMnBO3/C。考察了烧结温度和配料比对LiMnBO3结构的影响。利用XRD、SEM、HR-TEM对材料的结构和形貌进行了表征。通过恒电流充/放电性能及交流阻抗测试研究了材料的电化学性能。结果表明，实验所得LiMnBO3具有六方晶体结构（即制得h-LiMnBO3）。750 ℃烧结温度下，反应25 min，且nLi:nB:nMn=1:1:1时，材料结晶较为完善、晶粒细小、形貌规整。碳包覆后材料充/放电性能及电导率均有提高。LiMnBO3/C的初次放电比容量达到50.3 mAh/g
2014, 43(9):2104-2107.
摘要:
对未置氢及置氢Ti-6Al-4V合金进行了TG/DSC试验，研究了置氢钛合金的除氢行为。结果表明，当温度超过600 ℃时，置氢钛合金的失重规律与未置氢钛合金具有较大的差别。当加热温度在600~900 ℃之间时，置氢钛合金的失重随着氢含量的增加而增加。这是由于置氢合金中的亚稳相发生了分解。不考虑合金氧化的影响，置氢钛合金的最大失重与合金中的氢含量一致。置氢钛合金的最佳除氢温度为750 ℃。对于不同氢含量的置氢钛合金，其除氢工艺是相同的
对未置氢及置氢Ti-6Al-4V合金进行了TG/DSC试验，研究了置氢钛合金的除氢行为。结果表明，当温度超过600 ℃时，置氢钛合金的失重规律与未置氢钛合金具有较大的差别。当加热温度在600~900 ℃之间时，置氢钛合金的失重随着氢含量的增加而增加。这是由于置氢合金中的亚稳相发生了分解。不考虑合金氧化的影响，置氢钛合金的最大失重与合金中的氢含量一致。置氢钛合金的最佳除氢温度为750 ℃。对于不同氢含量的置氢钛合金，其除氢工艺是相同的
2014, 43(9):2108-2111.
摘要:
研究了W-Ni-Fe合金在2.45 GHz微波炉中瞬时液相烧结的致密化行为和力学性能。结果表明：微波辅助热场下的93W-Ni-Fe合金显示出优异的力学性能和快速的致密化过程，其压缩试样在1500 ℃下烧结 5 min后，拉伸强度、延伸率、相对密度和硬度(HRC)分别是1200 MPa, 16.6%, 98.6% 和42.0；在微波辅助热场下，试样烧结可以减少80%的烧结时间；微波辅助热场下的瞬时液相烧结有利于减少烧结时间，加快致密化过程，并且有利于钨晶粒的细化，获得组织均匀和综合性能高的W-Ni-Fe合金
研究了W-Ni-Fe合金在2.45 GHz微波炉中瞬时液相烧结的致密化行为和力学性能。结果表明：微波辅助热场下的93W-Ni-Fe合金显示出优异的力学性能和快速的致密化过程，其压缩试样在1500 ℃下烧结 5 min后，拉伸强度、延伸率、相对密度和硬度(HRC)分别是1200 MPa, 16.6%, 98.6% 和42.0；在微波辅助热场下，试样烧结可以减少80%的烧结时间；微波辅助热场下的瞬时液相烧结有利于减少烧结时间，加快致密化过程，并且有利于钨晶粒的细化，获得组织均匀和综合性能高的W-Ni-Fe合金
2014, 43(9):2130-2135.
摘要:
基于DEFORM-2D有限元平台，以INCONEL625难变形合金大型厚壁挤压管为研究对象，通过虚拟正交与回归分析，研究了工艺参数坯料预热温度(P)、模具预热温度(M)、挤压速度(V)、摩擦因子(F) 、挤压比(λ)和模具几何结构参数凹模半角(β)、凹模圆角(R1,R2)、工作带长度(L)对该过程挤压力峰值和模口管材温度峰值的影响。结果表明，P，F，V，β，λ 5个参数对挤压力峰值和模口管材温度峰值的影响较为显著；通过逐步回归法建立了挤压力峰值和模口管材温度峰值与上述5个主要参数之间的回归数学模型，并通过该回归数学模型以额定挤压力200 MN和模具出口管材最高温度1250 ℃为条件确定了5个主要参数的合理取值范围：F=0.01~0.02；V=100~200 mm/s；P=1000~1250 ℃；β=35°~50°；λ=4.5~7；在此基础上，建立了多个影响显著参数下的INCONEL625难变形合金大型厚壁管挤压极限图，并阐明了该挤压极限图的制作原理和应用。经验证，该挤压极限图是可行的
基于DEFORM-2D有限元平台，以INCONEL625难变形合金大型厚壁挤压管为研究对象，通过虚拟正交与回归分析，研究了工艺参数坯料预热温度(P)、模具预热温度(M)、挤压速度(V)、摩擦因子(F) 、挤压比(λ)和模具几何结构参数凹模半角(β)、凹模圆角(R1,R2)、工作带长度(L)对该过程挤压力峰值和模口管材温度峰值的影响。结果表明，P，F，V，β，λ 5个参数对挤压力峰值和模口管材温度峰值的影响较为显著；通过逐步回归法建立了挤压力峰值和模口管材温度峰值与上述5个主要参数之间的回归数学模型，并通过该回归数学模型以额定挤压力200 MN和模具出口管材最高温度1250 ℃为条件确定了5个主要参数的合理取值范围：F=0.01~0.02；V=100~200 mm/s；P=1000~1250 ℃；β=35°~50°；λ=4.5~7；在此基础上，建立了多个影响显著参数下的INCONEL625难变形合金大型厚壁管挤压极限图，并阐明了该挤压极限图的制作原理和应用。经验证，该挤压极限图是可行的
2014, 43(9):2136-2140.
摘要:
采用连续铸造和等径角挤压变形(ECAP)加工集成技术制备Cu-Ag合金，研究其力学性能和相应的拉伸断口形态。研究发现，Cu-Ag合金的强度随着ECAP加工道次和Ag含量的增加而增加，而延伸率却下降。连续铸造和ECAP加工的合金与传统浇铸和ECAP加工的合金相比，缩颈前静态韧性有所提高。同时发现，只有连铸的Cu-Ag合金在断裂前表现出缩颈现象，而经ECAP挤压后试样的断裂变为剪切模式，随着ECAP道次的增加出现不同的剪切断裂角。基于实验结果，讨论了经ECAP挤压后连铸Cu-Ag合金的拉伸断裂机制
采用连续铸造和等径角挤压变形(ECAP)加工集成技术制备Cu-Ag合金，研究其力学性能和相应的拉伸断口形态。研究发现，Cu-Ag合金的强度随着ECAP加工道次和Ag含量的增加而增加，而延伸率却下降。连续铸造和ECAP加工的合金与传统浇铸和ECAP加工的合金相比，缩颈前静态韧性有所提高。同时发现，只有连铸的Cu-Ag合金在断裂前表现出缩颈现象，而经ECAP挤压后试样的断裂变为剪切模式，随着ECAP道次的增加出现不同的剪切断裂角。基于实验结果，讨论了经ECAP挤压后连铸Cu-Ag合金的拉伸断裂机制
2014, 43(9):2157-2161.
摘要:
采用GW-1200A型控制器配合高温加热炉在WDW-300电子万能试验机上通过等温压缩实验研究了Ti600合金在温度为25~800 ℃、应变速率为10-4和10-3 s-1条件下的热变形行为，获得了该合金在变形过程中的真应力-真应变曲线，建立了该合金的高温本构关系。结果表明：Ti600合金在较高的温度(600和800 ℃)下流变应力随应变速率增大而增大，在较低温度(25和300 ℃)时变化不太明显。在一定的应变率条件下，随着温度升高流变应力降低。考虑到Ti600合金在不同温度下的真应力-真应变曲线随温度变化的发展趋势，建立了修正的井上胜郎高温本构关系，与实验结果对比验证了模型是可靠的。通过扫描电镜（SEM）观察发现，在室温准静态压缩条件下Ti600合金的断裂形式以脆性断裂为主，同时在局部区域出现韧性断裂特征
采用GW-1200A型控制器配合高温加热炉在WDW-300电子万能试验机上通过等温压缩实验研究了Ti600合金在温度为25~800 ℃、应变速率为10-4和10-3 s-1条件下的热变形行为，获得了该合金在变形过程中的真应力-真应变曲线，建立了该合金的高温本构关系。结果表明：Ti600合金在较高的温度(600和800 ℃)下流变应力随应变速率增大而增大，在较低温度(25和300 ℃)时变化不太明显。在一定的应变率条件下，随着温度升高流变应力降低。考虑到Ti600合金在不同温度下的真应力-真应变曲线随温度变化的发展趋势，建立了修正的井上胜郎高温本构关系，与实验结果对比验证了模型是可靠的。通过扫描电镜（SEM）观察发现，在室温准静态压缩条件下Ti600合金的断裂形式以脆性断裂为主，同时在局部区域出现韧性断裂特征
2014, 43(9):2172-2176.
摘要:
采用高温压缩实验研究了新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金在温度300~450 ℃、应变速率0.001~10 s-1和压缩变形程度30%~80%范围内的热变形行为和组织演变。分析了该合金在实验参数范围内变形的应力-应变曲线特征。动力学分析获得该合金热变形的应力指数和激活能分别为4.97和150.07 kJ/mol, 表明合金的热变形主要受扩散所控制。金相组织观察发现，随着变形温度的升高或应变速率的降低，变形组织晶内析出相逐渐溶入基体组织，晶内组织逐渐趋于均匀；同时粗大的晶粒沿变形方向拉长，晶界难溶相的碎化和弥散化程度增大。TEM和EBSD (electron back-scattered diffraction) 组织分析表明，该合金在高温压缩变形过程中组织演变主要是亚晶的形成和完善的过程，热变形组织演变机理为动态回复和大应变几何动态再结晶
采用高温压缩实验研究了新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金在温度300~450 ℃、应变速率0.001~10 s-1和压缩变形程度30%~80%范围内的热变形行为和组织演变。分析了该合金在实验参数范围内变形的应力-应变曲线特征。动力学分析获得该合金热变形的应力指数和激活能分别为4.97和150.07 kJ/mol, 表明合金的热变形主要受扩散所控制。金相组织观察发现，随着变形温度的升高或应变速率的降低，变形组织晶内析出相逐渐溶入基体组织，晶内组织逐渐趋于均匀；同时粗大的晶粒沿变形方向拉长，晶界难溶相的碎化和弥散化程度增大。TEM和EBSD (electron back-scattered diffraction) 组织分析表明，该合金在高温压缩变形过程中组织演变主要是亚晶的形成和完善的过程，热变形组织演变机理为动态回复和大应变几何动态再结晶
2014, 43(9):2177-2181.
摘要:
利用复合电沉积技术制备了Ni-金刚石复合镀层，研究了溶液中微粒悬浮量对复合量的影响，并从两步吸附、微粒传输及界面作用力等不同角度初步探讨了金刚石微粒进入镀层的共沉积过程。结果表明：在研究范围内，随溶液中金刚石微粒悬浮量的提高，镀层中微粒复合量先升高而后缓慢降低。Ni-金刚石复合镀层的形成与N. Guglielmi的两步吸附模型及Yeh的微粒传输模型不完全吻合。分析认为，金刚石微粒与镍金属的共沉积分2个阶段，第1阶段，微粒依靠搅拌作用传输至电极表面，第2阶段，微粒在高场强协助下通过界面作用力的作用逐渐被沉积金属埋覆
利用复合电沉积技术制备了Ni-金刚石复合镀层，研究了溶液中微粒悬浮量对复合量的影响，并从两步吸附、微粒传输及界面作用力等不同角度初步探讨了金刚石微粒进入镀层的共沉积过程。结果表明：在研究范围内，随溶液中金刚石微粒悬浮量的提高，镀层中微粒复合量先升高而后缓慢降低。Ni-金刚石复合镀层的形成与N. Guglielmi的两步吸附模型及Yeh的微粒传输模型不完全吻合。分析认为，金刚石微粒与镍金属的共沉积分2个阶段，第1阶段，微粒依靠搅拌作用传输至电极表面，第2阶段，微粒在高场强协助下通过界面作用力的作用逐渐被沉积金属埋覆
2014, 43(9):2182-2186.
摘要:
在HT250铸铁基体上采用Nd:YAG激光器制备了NiCuFeBSi合金熔覆层，研究了熔覆层、半熔化区、热影响区部位的碳元素扩散分布形式。结果表明，在熔覆层内部碳元素以细片石墨、固溶于NiCu固溶体内的C原子以及以CO气体形式存在；而在半熔化区碳元素则以与Fe形成的介稳定相Fe3C和微晶石墨球形式存在；在基体热影响区，碳原子从石墨内向周围扩散，在极大冷速作用下，碳原子大量过饱和固溶于针状马氏体组织内，且随着距结合界面距离的增加，马氏体含量逐渐降低，基体石墨熔解程度减弱，呈完整细片状
在HT250铸铁基体上采用Nd:YAG激光器制备了NiCuFeBSi合金熔覆层，研究了熔覆层、半熔化区、热影响区部位的碳元素扩散分布形式。结果表明，在熔覆层内部碳元素以细片石墨、固溶于NiCu固溶体内的C原子以及以CO气体形式存在；而在半熔化区碳元素则以与Fe形成的介稳定相Fe3C和微晶石墨球形式存在；在基体热影响区，碳原子从石墨内向周围扩散，在极大冷速作用下，碳原子大量过饱和固溶于针状马氏体组织内，且随着距结合界面距离的增加，马氏体含量逐渐降低，基体石墨熔解程度减弱，呈完整细片状
2014, 43(9):2192-2196.
摘要:
采用XRD织构测试仪在角度为0°~90°时测量W80Cu20合金及经多道次热轧后的不完整极图，应用三维取向分布函数(ODF)研究W-Cu合金热轧板材中织构的演变规律。结果表明：热轧前，W80Cu20合金的取向密度值接近1，织构强度很弱，取向不明显，认为没有织构出现；W80Cu20合金轧制变形后，织构强度增加，表现出明显的轧制织构特征，择优取向明显，织构的取向密度值较大，形成稳定的织构组分：Brass型织构取向{110}<112>、Copper型织构取向{211}<111>和旋转立方织构取向{200}<011>
采用XRD织构测试仪在角度为0°~90°时测量W80Cu20合金及经多道次热轧后的不完整极图，应用三维取向分布函数(ODF)研究W-Cu合金热轧板材中织构的演变规律。结果表明：热轧前，W80Cu20合金的取向密度值接近1，织构强度很弱，取向不明显，认为没有织构出现；W80Cu20合金轧制变形后，织构强度增加，表现出明显的轧制织构特征，择优取向明显，织构的取向密度值较大，形成稳定的织构组分：Brass型织构取向{110}<112>、Copper型织构取向{211}<111>和旋转立方织构取向{200}<011>
2014, 43(9):2203-2208.
摘要:
研究了衬底温度、溅射气压对磁控溅射沉积ZnO缓冲层薄膜的微观结构、表面形貌和光学性能的影响。结果表明，衬底温度、溅射气压对ZnO缓冲层薄膜表面形貌、晶粒尺寸、禁带宽度和光学透过率等有较大影响。综合分析得出最佳的制备ZnO缓冲层薄膜的工艺为250 ℃、0.6 Pa。在此工艺下制备的ZnO缓冲层薄膜具有很好的ZnO(002)面c轴择优取向，结构致密、尺寸均匀，禁带宽度为3.24 eV，可见光平均透过率为86.93%，符合作CIGS太阳能电池缓冲层的要求
研究了衬底温度、溅射气压对磁控溅射沉积ZnO缓冲层薄膜的微观结构、表面形貌和光学性能的影响。结果表明，衬底温度、溅射气压对ZnO缓冲层薄膜表面形貌、晶粒尺寸、禁带宽度和光学透过率等有较大影响。综合分析得出最佳的制备ZnO缓冲层薄膜的工艺为250 ℃、0.6 Pa。在此工艺下制备的ZnO缓冲层薄膜具有很好的ZnO(002)面c轴择优取向，结构致密、尺寸均匀，禁带宽度为3.24 eV，可见光平均透过率为86.93%，符合作CIGS太阳能电池缓冲层的要求
2014, 43(9):2209-2214.
摘要:
采用化学共还原法制备了聚乙烯吡咯烷酮（PVP）稳定的Pt/Co双金属纳米溶胶，利用UV-Vis、TEM等对所合成的Pt/Co双金属纳米溶胶进行了表征，并系统研究了PVP用量，还原剂用量，双金属比例对该溶胶型纳米双金属催化剂活性的影响。结果表明：所制备的Pt/Co双金属纳米溶胶的平均粒径在2~3 nm之间，大部分双金属纳米溶胶催化剂催化NaBH4制氢的活性都优于单金属Pt和Co纳米溶胶，Pt10Co90双金属纳米溶胶的催化活性最高，其催化NaBH4制取氢气的活性可以达到8800 mol-H2·mol-催化剂-1·h-1，该双金属纳米溶胶催化NaBH4水解反应的活化能为61.8 kJ/mol。所制备的Pt/Co双金属纳米溶胶催化剂具有很好的稳定性，即使在4次催化试验后该催化剂仍然保持着较高的催化活性
采用化学共还原法制备了聚乙烯吡咯烷酮（PVP）稳定的Pt/Co双金属纳米溶胶，利用UV-Vis、TEM等对所合成的Pt/Co双金属纳米溶胶进行了表征，并系统研究了PVP用量，还原剂用量，双金属比例对该溶胶型纳米双金属催化剂活性的影响。结果表明：所制备的Pt/Co双金属纳米溶胶的平均粒径在2~3 nm之间，大部分双金属纳米溶胶催化剂催化NaBH4制氢的活性都优于单金属Pt和Co纳米溶胶，Pt10Co90双金属纳米溶胶的催化活性最高，其催化NaBH4制取氢气的活性可以达到8800 mol-H2·mol-催化剂-1·h-1，该双金属纳米溶胶催化NaBH4水解反应的活化能为61.8 kJ/mol。所制备的Pt/Co双金属纳米溶胶催化剂具有很好的稳定性，即使在4次催化试验后该催化剂仍然保持着较高的催化活性
2014, 43(9):2227-2231.
摘要:
利用非自耗电弧炉熔炼了Al含量为6.0%，7.0%，8.0%(质量分数)的锆铝二元合金，通过退火过程中的包析反应得到了不同相组成的Zr3Al基合金，借助光学显微镜、XRD分析研究了合金的金相组织和相组成，进行了显微硬度测定和拉伸试验。结果表明：铸态的锆铝合金显微硬度随着铝含量的增加而增大；退火可得到组织均匀的Zr3Al基合金，其显微硬度和抗拉强度主要与相组成和基体晶粒大小有关，而与第二相的形态无关；合金的显微硬度、抗拉强度随着Zr3Al相的增多而增大，延伸率随着Zr3Al相的增多而减小；合金的显微硬度、抗拉强度和延伸率随着Zr3Al晶粒的细化而不同程度地增大
利用非自耗电弧炉熔炼了Al含量为6.0%，7.0%，8.0%(质量分数)的锆铝二元合金，通过退火过程中的包析反应得到了不同相组成的Zr3Al基合金，借助光学显微镜、XRD分析研究了合金的金相组织和相组成，进行了显微硬度测定和拉伸试验。结果表明：铸态的锆铝合金显微硬度随着铝含量的增加而增大；退火可得到组织均匀的Zr3Al基合金，其显微硬度和抗拉强度主要与相组成和基体晶粒大小有关，而与第二相的形态无关；合金的显微硬度、抗拉强度随着Zr3Al相的增多而增大，延伸率随着Zr3Al相的增多而减小；合金的显微硬度、抗拉强度和延伸率随着Zr3Al晶粒的细化而不同程度地增大
2014, 43(9):2232-2236.
摘要:
利用万能材料试验机、金相显微镜、X射线衍射仪和电子探针等仪器,研究了铜/铝/铜冷轧三层复合薄带的热处理工艺对薄带的界面组织和性能的影响。结果表明，随退火温度升高或保温时间的延长, 复合带强度降低, 塑性增强;退火后复合带界面宽度为1.5~6.5 μm, 410 ℃/10 min退火时复合带有最佳的力学性能; 界面共有3层结构, 有5种脆性化合物相生成, 分别是Cu9Al4、Cu4Al3、Cu3Al2、CuAl、CuAl2等, 其尺寸数量级为10-4~10-8mm2; 在形态上, Cu9Al4、Cu4Al3、Cu3Al2呈多边形块状, 内有许多平行板条，CuAl2相呈椭圆状, CuAl呈弥散颗粒状
利用万能材料试验机、金相显微镜、X射线衍射仪和电子探针等仪器,研究了铜/铝/铜冷轧三层复合薄带的热处理工艺对薄带的界面组织和性能的影响。结果表明，随退火温度升高或保温时间的延长, 复合带强度降低, 塑性增强;退火后复合带界面宽度为1.5~6.5 μm, 410 ℃/10 min退火时复合带有最佳的力学性能; 界面共有3层结构, 有5种脆性化合物相生成, 分别是Cu9Al4、Cu4Al3、Cu3Al2、CuAl、CuAl2等, 其尺寸数量级为10-4~10-8mm2; 在形态上, Cu9Al4、Cu4Al3、Cu3Al2呈多边形块状, 内有许多平行板条，CuAl2相呈椭圆状, CuAl呈弥散颗粒状
2014, 43(9):2237-2241.
摘要:
采用改进的高温固相法合成Zr4+掺杂的Li4Ti5O12，研究了原位包覆技术、高能球磨和金属元素掺杂对其晶型、相结构、颗粒形貌以及电化学性能的影响。结果表明：改进后的高温固相法能有效阻止颗粒团聚、提升颗粒的均匀分散度；Zr4+掺杂能降低电极极化、提升锂离子扩散系数，从而改善电化学性能。所得Li4Ti4.95Zr0.05O12在0.5 C倍率下首次放电比容量达176 mAh·g-1，在40 C高倍率下仍达52 mAh·g-1。另探讨了不同离子半径的Zr4+和Ce4+对掺杂效果的影响，结果表明较小离子半径的元素掺杂效果较好
采用改进的高温固相法合成Zr4+掺杂的Li4Ti5O12，研究了原位包覆技术、高能球磨和金属元素掺杂对其晶型、相结构、颗粒形貌以及电化学性能的影响。结果表明：改进后的高温固相法能有效阻止颗粒团聚、提升颗粒的均匀分散度；Zr4+掺杂能降低电极极化、提升锂离子扩散系数，从而改善电化学性能。所得Li4Ti4.95Zr0.05O12在0.5 C倍率下首次放电比容量达176 mAh·g-1，在40 C高倍率下仍达52 mAh·g-1。另探讨了不同离子半径的Zr4+和Ce4+对掺杂效果的影响，结果表明较小离子半径的元素掺杂效果较好
2014, 43(9):2242-2246.
摘要:
利用非平衡磁控溅射技术，在室温条件下制备了一系列不同N2流量的Ti-N薄膜，研究了N2流量对薄膜微观形貌和光学性能的影响。根据分析结果设计并制备了四层结构的Ti-N太阳能选择性吸收薄膜，通过软件对薄膜进行了优化设计并进行了实验验证。结果表明, 随着N2流量的增加, 薄膜的微观形貌发生变化，逐渐出现气泡状沉积物及气泡破裂状形貌，直至变为无定型态。通过紫外-可见-近红外光谱分析可知，选用合适的工艺可有效提高太阳能吸收薄膜光学性能，利用软件对薄膜进行优化设计可使薄膜光学性能获得进一步改进，经过优化的薄膜吸收率达0.9048，可用作太阳能光谱选择性吸收薄膜
利用非平衡磁控溅射技术，在室温条件下制备了一系列不同N2流量的Ti-N薄膜，研究了N2流量对薄膜微观形貌和光学性能的影响。根据分析结果设计并制备了四层结构的Ti-N太阳能选择性吸收薄膜，通过软件对薄膜进行了优化设计并进行了实验验证。结果表明, 随着N2流量的增加, 薄膜的微观形貌发生变化，逐渐出现气泡状沉积物及气泡破裂状形貌，直至变为无定型态。通过紫外-可见-近红外光谱分析可知，选用合适的工艺可有效提高太阳能吸收薄膜光学性能，利用软件对薄膜进行优化设计可使薄膜光学性能获得进一步改进，经过优化的薄膜吸收率达0.9048，可用作太阳能光谱选择性吸收薄膜
2014, 43(9):2247-2251.
摘要:
在熔炼时以单质形式加入Sb元素，研究了不同含量的Sb对Mg-5Sn-2Al-1.5Zn-0.8Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，Sb能与Mg基体结合生成Mg3Sb2相。加入0.9%(质量分数)的Sb对Mg2Si相的汉字状结构具有强烈变质作用，Mg2Si中的Si能与Sn发生取代作用，生成Mg2(Si,Sn)复合相，该相的物理性能介于Mg2Si与Mg2Sn之间。随着Sb含量的增加，铸态合金和挤压态合金的延伸率逐渐减小，而抗拉强度呈现先增加后降低的趋势。挤压态合金的强度和塑性明显优于铸态合金，并且Sb含量的增加有利于改善Mg-5Sn-2Al-1.5Zn-0.8Si合金的耐热性能
在熔炼时以单质形式加入Sb元素，研究了不同含量的Sb对Mg-5Sn-2Al-1.5Zn-0.8Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，Sb能与Mg基体结合生成Mg3Sb2相。加入0.9%(质量分数)的Sb对Mg2Si相的汉字状结构具有强烈变质作用，Mg2Si中的Si能与Sn发生取代作用，生成Mg2(Si,Sn)复合相，该相的物理性能介于Mg2Si与Mg2Sn之间。随着Sb含量的增加，铸态合金和挤压态合金的延伸率逐渐减小，而抗拉强度呈现先增加后降低的趋势。挤压态合金的强度和塑性明显优于铸态合金，并且Sb含量的增加有利于改善Mg-5Sn-2Al-1.5Zn-0.8Si合金的耐热性能
2014, 43(9):2252-2256.
摘要:
通过电子背散射衍射(EBSD)实验，对挤压IN690高温合金管材的织构进行了研究。结果表明，孪晶与母体晶粒有着<111>/60o的取向差关系，从而导致IN690合金挤压变形后存在较多的60°的大角晶界。IN690合金的晶界以相干孪晶晶界(Σ3)重位点阵为主体。通过比较不同挤压参数对IN690合金管材Σ3晶界比例和织构的影响，发现当挤压温度在1200 ℃和挤压比λ=5时，挤压管材的抗腐蚀能力和塑性较好
通过电子背散射衍射(EBSD)实验，对挤压IN690高温合金管材的织构进行了研究。结果表明，孪晶与母体晶粒有着<111>/60o的取向差关系，从而导致IN690合金挤压变形后存在较多的60°的大角晶界。IN690合金的晶界以相干孪晶晶界(Σ3)重位点阵为主体。通过比较不同挤压参数对IN690合金管材Σ3晶界比例和织构的影响，发现当挤压温度在1200 ℃和挤压比λ=5时，挤压管材的抗腐蚀能力和塑性较好
2014, 43(9):2257-2261.
摘要:
建立了转子屏蔽套真空热胀形过程的二维轴对称有限元模型。借助非线性有限元软件MSC.Marc的二次开发功能，将Hastelloy C-276合金的蠕变本构模型与真空热胀形过程的有限元模型相结合，模拟了转子屏蔽套的真空热胀形过程。计算了真空热胀形过程中转子屏蔽套和模具内部的瞬时温度场和径向位移场，预测了转子屏蔽套的胀形量。研究了模具厚度、保温时间和保温温度等工艺参数对转子屏蔽套真空热胀形胀形量的影响。开展了真空热胀形工艺实验，模拟结果与实验结果吻合较好
建立了转子屏蔽套真空热胀形过程的二维轴对称有限元模型。借助非线性有限元软件MSC.Marc的二次开发功能，将Hastelloy C-276合金的蠕变本构模型与真空热胀形过程的有限元模型相结合，模拟了转子屏蔽套的真空热胀形过程。计算了真空热胀形过程中转子屏蔽套和模具内部的瞬时温度场和径向位移场，预测了转子屏蔽套的胀形量。研究了模具厚度、保温时间和保温温度等工艺参数对转子屏蔽套真空热胀形胀形量的影响。开展了真空热胀形工艺实验，模拟结果与实验结果吻合较好
2014, 43(9):2262-2266.
摘要:
将凝胶注模成形技术应用于制备钛铝合金中，分别以氢化钛粉和铝粉、钛粉和铝粉为原料，经过低温烧结制成TiAl合金粉，经凝胶注模成形后通过脱胶和高温无压烧结制备了TiAl合金制件。结果表明：钛、铝粉在500 ℃保温2 h，再在600 ℃保温3 h得到TiAl合金粉，氢化钛、铝粉在750 ℃保温3 h得到TiAl合金粉；烧结工艺分别为1450 ℃保温2 h和1400 ℃保温2 h，可以得到致密度不同的制件，它们的致密度分别为91%和96.75%
将凝胶注模成形技术应用于制备钛铝合金中，分别以氢化钛粉和铝粉、钛粉和铝粉为原料，经过低温烧结制成TiAl合金粉，经凝胶注模成形后通过脱胶和高温无压烧结制备了TiAl合金制件。结果表明：钛、铝粉在500 ℃保温2 h，再在600 ℃保温3 h得到TiAl合金粉，氢化钛、铝粉在750 ℃保温3 h得到TiAl合金粉；烧结工艺分别为1450 ℃保温2 h和1400 ℃保温2 h，可以得到致密度不同的制件，它们的致密度分别为91%和96.75%
2014, 43(9):2267-2271.
摘要:
为提高钛合金抗海洋生物附着性能，采用激光刻蚀技术在Ti6Al4V合金表面构建不同间距的微米级点阵结构，利用聚合物基纳米复合材料构建微/纳双层结构，制备超疏水Ti6Al4V合金表面。用光学显微镜和扫描电镜表征其形貌；用接触角测量仪测量试样的表面接触角；用浅海挂板的方法测试试样的抗海洋生物附着污损性能。结果表明，具有单一微结构的Ti6Al4V合金表面为疏水表面。随着点阵间距的减小，接触角增大。当间距为50 μm时，接触角可达131.8o，但试样的表面滚动角较大，将试样竖直甚至翻转，水滴都不滚落；具有微/纳双层结构的Ti6Al4V合金表面为超疏水表面，且随着点阵间距的减小接触角增大，滚动角减小。当间距为50 μm时，接触角达163.8o，滚动角仅为1.89o。具有微/纳双层结构的超疏水Ti6Al4V合金表面抗海洋生物附着污损性能显著优于抛光Ti6Al4V合金表面及具有单一微结构的Ti6Al4V合金表面
为提高钛合金抗海洋生物附着性能，采用激光刻蚀技术在Ti6Al4V合金表面构建不同间距的微米级点阵结构，利用聚合物基纳米复合材料构建微/纳双层结构，制备超疏水Ti6Al4V合金表面。用光学显微镜和扫描电镜表征其形貌；用接触角测量仪测量试样的表面接触角；用浅海挂板的方法测试试样的抗海洋生物附着污损性能。结果表明，具有单一微结构的Ti6Al4V合金表面为疏水表面。随着点阵间距的减小，接触角增大。当间距为50 μm时，接触角可达131.8o，但试样的表面滚动角较大，将试样竖直甚至翻转，水滴都不滚落；具有微/纳双层结构的Ti6Al4V合金表面为超疏水表面，且随着点阵间距的减小接触角增大，滚动角减小。当间距为50 μm时，接触角达163.8o，滚动角仅为1.89o。具有微/纳双层结构的超疏水Ti6Al4V合金表面抗海洋生物附着污损性能显著优于抛光Ti6Al4V合金表面及具有单一微结构的Ti6Al4V合金表面
2014, 43(9):2277-2280.
摘要:
研究了半固态等温处理温度和时间对挤压AZ91镁合金微观组织演变的影响。挤压AZ91镁合金的微观组织为流线带状组织，由分布于其间的细小再结晶α-Mg等轴晶组成。在半固态温度区间进行等温处理时，合金内的低熔点相及溶质元素富集区优先开始熔化，然后沿着晶界渗透，形成液相包围固相晶粒的半固态组织。随着等温温度的升高，固相晶粒熔化分离的速度加快。在等温温度为560 ℃时，随着等温时间的延长，液相不断增加，固相晶粒分离并不断趋于圆整。等温处理20 min后，合金达到了固/液平衡状态，Ostwald熟化机制开始明显，晶粒长大成为主要机制。挤压AZ91镁合金较佳的等温处理工艺为等温温度560 ℃，等温时间20~30 min
研究了半固态等温处理温度和时间对挤压AZ91镁合金微观组织演变的影响。挤压AZ91镁合金的微观组织为流线带状组织，由分布于其间的细小再结晶α-Mg等轴晶组成。在半固态温度区间进行等温处理时，合金内的低熔点相及溶质元素富集区优先开始熔化，然后沿着晶界渗透，形成液相包围固相晶粒的半固态组织。随着等温温度的升高，固相晶粒熔化分离的速度加快。在等温温度为560 ℃时，随着等温时间的延长，液相不断增加，固相晶粒分离并不断趋于圆整。等温处理20 min后，合金达到了固/液平衡状态，Ostwald熟化机制开始明显，晶粒长大成为主要机制。挤压AZ91镁合金较佳的等温处理工艺为等温温度560 ℃，等温时间20~30 min
2014, 43(9):2281-2284.
摘要:
利用喷射成形技术制备了Mg12Al1.5Zn6.5Ca1Nd镁合金，采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段，研究了挤压态实验合金的微观组织及力学性能。结果表明: 挤压态实验合金组织主要由α-Mg和Al2Ca组成，合金组织为等轴晶，晶粒大小约为2 μm, 第二相Al2Ca颗粒主要弥散分布在晶界处，颗粒平均尺寸小于1 μm; 基体内存在位错网及位错塞积，Al2Ca相中存在孪晶结构；合金抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)、延伸率(δ)分别为470 MPa、350 MPa、4.7%，主要强化方式为细晶强化、弥散强化、固溶强化；断口存在微孔聚合形成的孔洞，孔洞底部的杂质相或孔洞周围硬脆相与基体之间易萌生微裂纹，合金断裂机制为微孔聚合型沿晶断裂
利用喷射成形技术制备了Mg12Al1.5Zn6.5Ca1Nd镁合金，采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段，研究了挤压态实验合金的微观组织及力学性能。结果表明: 挤压态实验合金组织主要由α-Mg和Al2Ca组成，合金组织为等轴晶，晶粒大小约为2 μm, 第二相Al2Ca颗粒主要弥散分布在晶界处，颗粒平均尺寸小于1 μm; 基体内存在位错网及位错塞积，Al2Ca相中存在孪晶结构；合金抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)、延伸率(δ)分别为470 MPa、350 MPa、4.7%，主要强化方式为细晶强化、弥散强化、固溶强化；断口存在微孔聚合形成的孔洞，孔洞底部的杂质相或孔洞周围硬脆相与基体之间易萌生微裂纹，合金断裂机制为微孔聚合型沿晶断裂
2014, 43(9):2285-2288.
摘要:
利用阳极氧化法在钛金属基体表面制备高度有序的TiO2纳米管阵列薄膜(TNA)，将其浸泡在AgNO3溶液中，通过紫外光照射，得到Ag纳米颗粒负载在TNA表面的复合结构(Ag-TNA)。采用SEM、EDS、XRD、XPS、UV-Vis光谱等手段对Ag-TNA复合结构进行分析，研究了Ag-TNA复合纳米结构的光催化性能、光电化学性能及抗菌性能。结果表明，相对于TNA，Ag-TNA复合结构表现出更为优良的光电化学活性，同时又具有优良的广谱抗菌性能
利用阳极氧化法在钛金属基体表面制备高度有序的TiO2纳米管阵列薄膜(TNA)，将其浸泡在AgNO3溶液中，通过紫外光照射，得到Ag纳米颗粒负载在TNA表面的复合结构(Ag-TNA)。采用SEM、EDS、XRD、XPS、UV-Vis光谱等手段对Ag-TNA复合结构进行分析，研究了Ag-TNA复合纳米结构的光催化性能、光电化学性能及抗菌性能。结果表明，相对于TNA，Ag-TNA复合结构表现出更为优良的光电化学活性，同时又具有优良的广谱抗菌性能
2014, 43(9):2297-2304.
摘要:
高电压正极材料LiMnPO4具有无毒、电压高、比容量高、循环性能和安全性能好等优点成为锂离子电池正极材料的研究热点之一，但是较低的电子导电率、本征电导率及较差的倍率性能限制了该材料的实际应用。近几年来，通过增强颗粒间电子导电性、提高颗粒内部的本征电导率和减小颗粒尺寸等，显著提升了LiMnPO4材料的电化学性能。本文介绍了LiMnPO4材料的结构和特点以及近年来国内外的合成和改性方法，包括高温固相法、溶胶-凝胶法、水热法、喷雾干燥法、表面包覆、掺杂和制备纳米尺寸材料等。揭示了目前LiMnPO4的研究现状和存在问题，并对今后的发展前景以及研究的重要方向进行了评述
高电压正极材料LiMnPO4具有无毒、电压高、比容量高、循环性能和安全性能好等优点成为锂离子电池正极材料的研究热点之一，但是较低的电子导电率、本征电导率及较差的倍率性能限制了该材料的实际应用。近几年来，通过增强颗粒间电子导电性、提高颗粒内部的本征电导率和减小颗粒尺寸等，显著提升了LiMnPO4材料的电化学性能。本文介绍了LiMnPO4材料的结构和特点以及近年来国内外的合成和改性方法，包括高温固相法、溶胶-凝胶法、水热法、喷雾干燥法、表面包覆、掺杂和制备纳米尺寸材料等。揭示了目前LiMnPO4的研究现状和存在问题，并对今后的发展前景以及研究的重要方向进行了评述
