2016年第45卷第9期文章目次
2016, 45(9):2201-2207.
摘要:
本文研究了Al0.5CoCrCuFeNiBx (x=0-1)的组织、相组成、硬度及耐磨性能。并预测了Al0.5CoCrCuFeNiBx (x=0-1)中简单固溶体形成规律。未添加硼元素的合金具有简单FCC固溶体结构。添加硼元素后，合金由简单FCC固溶体及多元硼化物组成。硼以硼化物形式析出，没有固溶到FCC固溶体中，因而添加硼对FCC固溶体的晶格常数无影响。硼化物的析出使合金的硬度提高，并且硬度随着硼含量的增加而呈线性增加。当硼含量x?0.4时，合多的磨耗阻变化不明显，但当硼含量x?0.6时，合金的磨耗阻抗随着硼含量增加而呈线性增加。 随着硼含量的增加，合金的磨损机制由粘着磨损转变为氧化磨损。合金硬度与耐磨性能的提高是高硬度的粗大硼化物与韧性的FCC固溶体基体共同作用的结果。
本文研究了Al0.5CoCrCuFeNiBx (x=0-1)的组织、相组成、硬度及耐磨性能。并预测了Al0.5CoCrCuFeNiBx (x=0-1)中简单固溶体形成规律。未添加硼元素的合金具有简单FCC固溶体结构。添加硼元素后，合金由简单FCC固溶体及多元硼化物组成。硼以硼化物形式析出，没有固溶到FCC固溶体中，因而添加硼对FCC固溶体的晶格常数无影响。硼化物的析出使合金的硬度提高，并且硬度随着硼含量的增加而呈线性增加。当硼含量x?0.4时，合多的磨耗阻变化不明显，但当硼含量x?0.6时，合金的磨耗阻抗随着硼含量增加而呈线性增加。 随着硼含量的增加，合金的磨损机制由粘着磨损转变为氧化磨损。合金硬度与耐磨性能的提高是高硬度的粗大硼化物与韧性的FCC固溶体基体共同作用的结果。
2016, 45(9):2208-2213.
摘要:
本文对热处理对挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr镁合金显微组织与力学性能的影响进行了实验性探究。结果显示热处理对挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr镁合金显微组织与力学性能具有显著影响。挤压态合金主要由非均匀分布的Mg2Sn相组成。经过495℃，10h固溶处理之后，大部分Mg2Sn相溶入到基体中。时效处理能大幅改善Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr合金的力学性能，最佳时效工艺为：在250℃条件下时效60h。实验最终力学性能参数为：维氏硬度89HV，极限抗拉强度262MPa，屈服强度218MPa，延伸率10.4%。基于实验结果分析，可以发现对于经时效处理的挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr合金，沉淀强化是主要的强化因素（~51.76%）。
本文对热处理对挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr镁合金显微组织与力学性能的影响进行了实验性探究。结果显示热处理对挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr镁合金显微组织与力学性能具有显著影响。挤压态合金主要由非均匀分布的Mg2Sn相组成。经过495℃，10h固溶处理之后，大部分Mg2Sn相溶入到基体中。时效处理能大幅改善Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr合金的力学性能，最佳时效工艺为：在250℃条件下时效60h。实验最终力学性能参数为：维氏硬度89HV，极限抗拉强度262MPa，屈服强度218MPa，延伸率10.4%。基于实验结果分析，可以发现对于经时效处理的挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr合金，沉淀强化是主要的强化因素（~51.76%）。
2016, 45(9):2214-2218.
摘要:
为了优化Cu2O纳米粒子的光催化性能，论文以抗坏血酸作为还原剂、聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂采用水相合成的方法通过调控反应温度制备出杂化Cu2O/Cu纳米粒子。利用SEM、XRD和N2吸附技术对Cu2O/Cu纳米粒子的形貌特征和结构性能进行表征。同时，也研究Cu2O/Cu纳米粒子催化降解甲基橙(MO)的效果和降解反应动力学。实验结果表明，制备的杂化Cu2O/Cu纳米粒子为“鹅卵石”形状，粒径尺寸范围在20至40nm之间，与纯Cu2O粒子相比相比，杂化Cu2O/Cu粒子具有尺寸小、比表面积大的特点。由于杂化材料中引入了Cu纳米粒子，促进了Cu和Cu2O和之间的界面电荷转移，使得Cu2O/Cu纳米粒子展现更优异的催化性能。Cu2O/Cu催化降解MO的反应符合一级动力学反应模型。经过四次循环使用后，杂化Cu2O/Cu仍然能表现出良好的催化活性。
为了优化Cu2O纳米粒子的光催化性能，论文以抗坏血酸作为还原剂、聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂采用水相合成的方法通过调控反应温度制备出杂化Cu2O/Cu纳米粒子。利用SEM、XRD和N2吸附技术对Cu2O/Cu纳米粒子的形貌特征和结构性能进行表征。同时，也研究Cu2O/Cu纳米粒子催化降解甲基橙(MO)的效果和降解反应动力学。实验结果表明，制备的杂化Cu2O/Cu纳米粒子为“鹅卵石”形状，粒径尺寸范围在20至40nm之间，与纯Cu2O粒子相比相比，杂化Cu2O/Cu粒子具有尺寸小、比表面积大的特点。由于杂化材料中引入了Cu纳米粒子，促进了Cu和Cu2O和之间的界面电荷转移，使得Cu2O/Cu纳米粒子展现更优异的催化性能。Cu2O/Cu催化降解MO的反应符合一级动力学反应模型。经过四次循环使用后，杂化Cu2O/Cu仍然能表现出良好的催化活性。
2016, 45(9):2219-2226.
摘要:
基于中心复合试验设计方法，采用热丝脉冲TIG工艺在AISI 4130基体上堆焊Inconel 625合金。借助响应面法建立了焊缝几何特征与工艺参数之间的数学模型。根据优化后的工艺参数，获得了平坦、连续、无缺陷的多道两层堆焊层。堆焊层微观组织主要由柱状晶组成，在融合界面附近存在少量的平面晶与胞状晶，其顶部组织为等轴晶与转向晶。利用动态极化曲线法对基体与堆焊层的耐腐蚀性能进行了评价。结果表明：堆焊层的耐腐蚀性随着Fe含量的增加而降低，但增加堆焊层的层数可以显著提高耐腐蚀性能。而且，两层堆焊层试样与铸态Inconel 625的耐腐蚀性能基本相当。
基于中心复合试验设计方法，采用热丝脉冲TIG工艺在AISI 4130基体上堆焊Inconel 625合金。借助响应面法建立了焊缝几何特征与工艺参数之间的数学模型。根据优化后的工艺参数，获得了平坦、连续、无缺陷的多道两层堆焊层。堆焊层微观组织主要由柱状晶组成，在融合界面附近存在少量的平面晶与胞状晶，其顶部组织为等轴晶与转向晶。利用动态极化曲线法对基体与堆焊层的耐腐蚀性能进行了评价。结果表明：堆焊层的耐腐蚀性随着Fe含量的增加而降低，但增加堆焊层的层数可以显著提高耐腐蚀性能。而且，两层堆焊层试样与铸态Inconel 625的耐腐蚀性能基本相当。
2016, 45(9):2227-2231.
摘要:
利用高能超声法原位制备Al2Y /AZ91镁基复合材料半固态浆料，对其半固态表观粘度进行测量，实验表明：半固态Al2Y /AZ91镁基复合材料表观粘度随固相分数和Al2Y的体积分数的增加而增大，半固态表观粘度与固相分数之间关系按指数规律变化，在相同的实验条件下，半固态表观粘度随超声功率增大而减小。在对实验数据拟合的基础上，建立了半固态Al2Y /AZ91镁基复合材料的流变模型。
利用高能超声法原位制备Al2Y /AZ91镁基复合材料半固态浆料，对其半固态表观粘度进行测量，实验表明：半固态Al2Y /AZ91镁基复合材料表观粘度随固相分数和Al2Y的体积分数的增加而增大，半固态表观粘度与固相分数之间关系按指数规律变化，在相同的实验条件下，半固态表观粘度随超声功率增大而减小。在对实验数据拟合的基础上，建立了半固态Al2Y /AZ91镁基复合材料的流变模型。
2016, 45(9):2232-2236.
摘要:
本文采用磁控溅射方法制备掺氮TiO2薄膜。将TiO2作为靶材，通以N2/Ar混合气体来精确控制N的掺杂量。为改善掺氮TiO2薄膜的性能，首先将试样放于退火炉中退火，退火温度范围为300-600℃；再将试样放于黑暗处一段时间；最后用可见光（visible-light, VIS）照射。采用扫描电子显微镜（Scanning electron microscopy, SEM）观察薄膜的表面形貌，结果表明，颗粒尺寸随退火温度升高而增大。采用X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy, XPS）研究薄膜的化学成分，结果表明，薄膜中生成了N-Ti-O (β-N)和羟基，这可能是因为N掺杂入TiOx晶格引起的；且羟基含量随退火温度升高而增加，使得基片有更好的亲水性。采用X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）研究薄膜的晶体结构，结果表明，退火后非晶薄膜转变为晶态。采用接触角仪测试薄膜的亲水性，结果表明，水接触角随退火温度升高而减小，这可能是由于颗粒尺寸和羟基含量的改变造成的。亲水性也受避光储存时间的影响，实验结果表明，随着储存时间的增加，水接触角增加。可见光照射实验表明，可见光照射后薄膜的亲水性增加。
本文采用磁控溅射方法制备掺氮TiO2薄膜。将TiO2作为靶材，通以N2/Ar混合气体来精确控制N的掺杂量。为改善掺氮TiO2薄膜的性能，首先将试样放于退火炉中退火，退火温度范围为300-600℃；再将试样放于黑暗处一段时间；最后用可见光（visible-light, VIS）照射。采用扫描电子显微镜（Scanning electron microscopy, SEM）观察薄膜的表面形貌，结果表明，颗粒尺寸随退火温度升高而增大。采用X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy, XPS）研究薄膜的化学成分，结果表明，薄膜中生成了N-Ti-O (β-N)和羟基，这可能是因为N掺杂入TiOx晶格引起的；且羟基含量随退火温度升高而增加，使得基片有更好的亲水性。采用X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）研究薄膜的晶体结构，结果表明，退火后非晶薄膜转变为晶态。采用接触角仪测试薄膜的亲水性，结果表明，水接触角随退火温度升高而减小，这可能是由于颗粒尺寸和羟基含量的改变造成的。亲水性也受避光储存时间的影响，实验结果表明，随着储存时间的增加，水接触角增加。可见光照射实验表明，可见光照射后薄膜的亲水性增加。
2016, 45(9):2237-2241.
摘要:
本文中，Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu (wt%) 合金的沉积锭被以不同挤压方式挤压成Ф100mm棒材、Ф100mm?Ф80mm无缝管材以及160mm?5mm的板材。通过光学显微镜、力学性能测试试验以及扫描电镜研究了不同挤压制品热处理后的组织和性能。合金沉积态的显微组织中，晶粒为等轴晶，大小为20μm左右。一些第二相分布在晶粒内部和晶界上。在挤压变形过程中，以冶金焊合的方式消除了原先分布在沉积态中晶粒周围的沉积孔隙。在不同挤压制品的挤压方向上，金属流线清晰可见。抗拉强度、屈服强度以及延伸率测试结果表明：热处理后的棒材横向性能分别为：688 MPa, 654 MPa 和12%；纵向性能分别为：698 MPa,674 MPa 和 10.5%。热处理后的板材横截向能分别为783MPa, 748 MPa 和 7%；纵向性能分别为：751MPa, 719 MPa和8%。热处理和无缝管材的；纵向性能分别为781 MPa，735 MPa 和 9%；拉伸断口扫描结果显示，板材、无缝管材以及挤压板材对应的断口分别呈现出韧性断裂、混合型断裂以及脆性断裂形貌特征。
本文中，Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu (wt%) 合金的沉积锭被以不同挤压方式挤压成Ф100mm棒材、Ф100mm?Ф80mm无缝管材以及160mm?5mm的板材。通过光学显微镜、力学性能测试试验以及扫描电镜研究了不同挤压制品热处理后的组织和性能。合金沉积态的显微组织中，晶粒为等轴晶，大小为20μm左右。一些第二相分布在晶粒内部和晶界上。在挤压变形过程中，以冶金焊合的方式消除了原先分布在沉积态中晶粒周围的沉积孔隙。在不同挤压制品的挤压方向上，金属流线清晰可见。抗拉强度、屈服强度以及延伸率测试结果表明：热处理后的棒材横向性能分别为：688 MPa, 654 MPa 和12%；纵向性能分别为：698 MPa,674 MPa 和 10.5%。热处理后的板材横截向能分别为783MPa, 748 MPa 和 7%；纵向性能分别为：751MPa, 719 MPa和8%。热处理和无缝管材的；纵向性能分别为781 MPa，735 MPa 和 9%；拉伸断口扫描结果显示，板材、无缝管材以及挤压板材对应的断口分别呈现出韧性断裂、混合型断裂以及脆性断裂形貌特征。
2016, 45(9):2242-2245.
摘要:
本文采用分步拉伸观测的方法研究了累积叠轧Mg/Al多层复合板材中界面金属间化合物对复合板材断裂过程的影响。结果表明：在单向拉伸过程中,Mg/Al界面处金属间化合物导致了裂纹的萌生和扩展,从而导致Mg/Al界面的分离；在后续拉伸过程当中,由于Mg层强度较低,首先产生颈缩失效,致使整个样品提前断裂。
本文采用分步拉伸观测的方法研究了累积叠轧Mg/Al多层复合板材中界面金属间化合物对复合板材断裂过程的影响。结果表明：在单向拉伸过程中,Mg/Al界面处金属间化合物导致了裂纹的萌生和扩展,从而导致Mg/Al界面的分离；在后续拉伸过程当中,由于Mg层强度较低,首先产生颈缩失效,致使整个样品提前断裂。
2016, 45(9):2246-2252.
摘要:
本文研究了添加Y对等原子比TiNi形状记忆合金显微组织和700℃恒温氧化行为的影响。结果表明加入稀土Y细化了TiNi合金的晶粒尺寸。Y含量为0.5和1%时Y的加入显著降低了Ti-Ni合金的氧化速率。然而当Y含量为5at%时,含Y的Ti-Ni合金的氧化速率增大
本文研究了添加Y对等原子比TiNi形状记忆合金显微组织和700℃恒温氧化行为的影响。结果表明加入稀土Y细化了TiNi合金的晶粒尺寸。Y含量为0.5和1%时Y的加入显著降低了Ti-Ni合金的氧化速率。然而当Y含量为5at%时,含Y的Ti-Ni合金的氧化速率增大
2016, 45(9):2253-2257.
摘要:
Hastelloy C-276合金经小变形量冷轧后进行1100℃不同时间的退火处理。采用EBSD技术对Σ3和Σ9晶界比例进行统计,同时采用五参数法对Σ3和Σ9晶界面分布进行分析。结果表明,Σ3晶界随着退火时间的延长更加接近于标准重合点阵晶界取向,而其晶界面更加接近于低能量的{111}晶界面。这一结果符合晶界“微调”机制。Σ9晶界面分布则越来越集中在[110]晶带。而偏差较大的Σ9晶界比例增加,是由于非共格Σ3比例的增加导致的。
Hastelloy C-276合金经小变形量冷轧后进行1100℃不同时间的退火处理。采用EBSD技术对Σ3和Σ9晶界比例进行统计,同时采用五参数法对Σ3和Σ9晶界面分布进行分析。结果表明,Σ3晶界随着退火时间的延长更加接近于标准重合点阵晶界取向,而其晶界面更加接近于低能量的{111}晶界面。这一结果符合晶界“微调”机制。Σ9晶界面分布则越来越集中在[110]晶带。而偏差较大的Σ9晶界比例增加,是由于非共格Σ3比例的增加导致的。
2016, 45(9):2258-2262.
摘要:
考虑到高温下的应用，对WCu合金及钨骨架施加热压缩载荷，分析不同的温度及应变速率下的WCu合金组织及力学行为。分析结果表明：WCu合金的应力-应变行为主要取决于温度的变化，热压缩后组织内烧结颈大部分消失，WCu合金在300℃的热压缩下出现明显的塑性流，而在900℃下钨颗粒基本均匀分布。另外，高应变速率下钨骨架的强度有所减小，不同应变速率下的钨颗粒出现光滑的晶粒及开裂。
考虑到高温下的应用，对WCu合金及钨骨架施加热压缩载荷，分析不同的温度及应变速率下的WCu合金组织及力学行为。分析结果表明：WCu合金的应力-应变行为主要取决于温度的变化，热压缩后组织内烧结颈大部分消失，WCu合金在300℃的热压缩下出现明显的塑性流，而在900℃下钨颗粒基本均匀分布。另外，高应变速率下钨骨架的强度有所减小，不同应变速率下的钨颗粒出现光滑的晶粒及开裂。
2016, 45(9):2263-2268.
摘要:
本文研究了Mg-9Gd-4Y-0.6Zr挤压合金在静态退火过程中的微结构与织构的演变。采用金相显微术、扫描电子显微术、透射电子电子显微术、差热分析仪、XRD织构测试仪及EBSD分析技术表征了合金的晶粒长大、析出相沉淀及织构改变。结果表明，退火初期的晶粒尺寸下降是由再结晶引起的；晶间不均匀变形诱发了晶间的局部析出，继而抑制了再结晶过程。织构分析表明，热挤压产生了常见的基面纤维织构和不常见的柱面纤维织构，即c轴平行于挤压方向；在静态再结晶过程中，新晶粒形核会弱化柱面纤维，而晶粒长大过程会强化柱面纤维。晶界与亚晶界上的大量析出相抑制了织构改变。
本文研究了Mg-9Gd-4Y-0.6Zr挤压合金在静态退火过程中的微结构与织构的演变。采用金相显微术、扫描电子显微术、透射电子电子显微术、差热分析仪、XRD织构测试仪及EBSD分析技术表征了合金的晶粒长大、析出相沉淀及织构改变。结果表明，退火初期的晶粒尺寸下降是由再结晶引起的；晶间不均匀变形诱发了晶间的局部析出，继而抑制了再结晶过程。织构分析表明，热挤压产生了常见的基面纤维织构和不常见的柱面纤维织构，即c轴平行于挤压方向；在静态再结晶过程中，新晶粒形核会弱化柱面纤维，而晶粒长大过程会强化柱面纤维。晶界与亚晶界上的大量析出相抑制了织构改变。
13 镁合金功能材料的研究进展
2016, 45(9):2269-2274.
摘要:
与其它结构金属材料相比镁合金具有质轻的显著优点，因此被广泛应用于交通运输和航空等领域。随着研究的深入和研究范围的扩大，镁合金更多的优点被开发利用：较高的理论能量密度，较大的阻尼容量和屏蔽效能以及良好的生物相容性，因此镁合金具有作为储氢材料、可再充电电池、阻尼材料、可生物降解的植入材料、电磁屏蔽材料、导热材料的潜力，但是每一种功能性材料都存在未解决的瓶颈问题，本文对近十年的大量的研究进行了概括，总结了镁及镁合金作为以上六种功能材料的主要研究方向及研究进展，讨论了未来主要的研究方向。
与其它结构金属材料相比镁合金具有质轻的显著优点，因此被广泛应用于交通运输和航空等领域。随着研究的深入和研究范围的扩大，镁合金更多的优点被开发利用：较高的理论能量密度，较大的阻尼容量和屏蔽效能以及良好的生物相容性，因此镁合金具有作为储氢材料、可再充电电池、阻尼材料、可生物降解的植入材料、电磁屏蔽材料、导热材料的潜力，但是每一种功能性材料都存在未解决的瓶颈问题，本文对近十年的大量的研究进行了概括，总结了镁及镁合金作为以上六种功能材料的主要研究方向及研究进展，讨论了未来主要的研究方向。
2016, 45(9):2275-2281.
摘要:
采用OM, XRD, SEM和EDS等分析手段，研究了不同含量的稀土元素钐(0, 0.5, 1, 1.5 和2 wt.%)对AZ61镁合金组织与性能的影响。结果表明：在含钐为0.5-2.0wt.%的AZ61镁合金中发现了大量的颗粒状Al2Sm金属间化合物（体积含量为0.4-2.2 vol.%），这些颗粒的直径约为1-7μm。当合金中稀土元素钐的含量从0%增加到2%时，合金中Al2Sm颗粒尺寸逐渐长大，而β-Mg17Al12的含量却不断减小。同时经693K固溶24h的含钐AZ61镁合金的晶粒随着钐含量的增加而减小，但钐含量超过1%时，合金的晶粒尺寸呈现逐渐长大的趋势。本实验条件下，固溶态AZ61镁合金中的钐含量达到1%时，合金的极限抗拉强度、屈服强度和延伸率都到达最大，分别为215 MPa、142 MPa和4.1%。
采用OM, XRD, SEM和EDS等分析手段，研究了不同含量的稀土元素钐(0, 0.5, 1, 1.5 和2 wt.%)对AZ61镁合金组织与性能的影响。结果表明：在含钐为0.5-2.0wt.%的AZ61镁合金中发现了大量的颗粒状Al2Sm金属间化合物（体积含量为0.4-2.2 vol.%），这些颗粒的直径约为1-7μm。当合金中稀土元素钐的含量从0%增加到2%时，合金中Al2Sm颗粒尺寸逐渐长大，而β-Mg17Al12的含量却不断减小。同时经693K固溶24h的含钐AZ61镁合金的晶粒随着钐含量的增加而减小，但钐含量超过1%时，合金的晶粒尺寸呈现逐渐长大的趋势。本实验条件下，固溶态AZ61镁合金中的钐含量达到1%时，合金的极限抗拉强度、屈服强度和延伸率都到达最大，分别为215 MPa、142 MPa和4.1%。
2016, 45(9):2282-2286.
摘要:
针对常见复合材料孔隙问题，从机械夹杂形核理论与经典形核理论分析了孔隙的形成与影响机制，并通过具体试验对孔隙形貌、分布、大小进行了试验表征，结果表明：纤维浸润性差、蒸汽分子的滞留及交联反应时的分子挥发是孔隙形成的主要原因；较低固化压力条件（低于0.2MPa），对复合材料内部孔隙的消除作用不大，随固化压力提高，复合材料孔隙率及孔隙大小下降明显；利用数学拟合方法，得到孔隙率、孔隙大小与系统压力之间存在三次幂函数递减变化关系；本文为复合材料在制造过程中的工艺优化设计提供了理论与试验支撑。
针对常见复合材料孔隙问题，从机械夹杂形核理论与经典形核理论分析了孔隙的形成与影响机制，并通过具体试验对孔隙形貌、分布、大小进行了试验表征，结果表明：纤维浸润性差、蒸汽分子的滞留及交联反应时的分子挥发是孔隙形成的主要原因；较低固化压力条件（低于0.2MPa），对复合材料内部孔隙的消除作用不大，随固化压力提高，复合材料孔隙率及孔隙大小下降明显；利用数学拟合方法，得到孔隙率、孔隙大小与系统压力之间存在三次幂函数递减变化关系；本文为复合材料在制造过程中的工艺优化设计提供了理论与试验支撑。
2016, 45(9):2287-2292.
摘要:
针对目前骨组织工程支架微孔结构难以准确设计制备，提出了一种基于点云的参数化建模 3D打印新方法。通过提取Cube（C）、Diamond(D)、Gyriod(G)三种结构的型面函数点云数据，完成对不同孔结构特征的参数化建模。通过对模型有限元力学分析，对不同孔结构特征的多孔钛骨组织支架进行力学设计与订制。借助激光选区熔融（SLM）3D打印技术，完成对不同孔特征的骨组织支架快速成型。对多孔钛组织支架进行了相关材料学表征，包括孔结构表征与力学性能测试。结果表明：参数化模型的快速成型制造，能够有效地设计制备钛合金骨组织工程支架的孔结构特性，且可有效设计订制支架的机械性能，从仿生的角度实现多孔钛合金骨组织工程支架生物学功能的设计优化。
针对目前骨组织工程支架微孔结构难以准确设计制备，提出了一种基于点云的参数化建模 3D打印新方法。通过提取Cube（C）、Diamond(D)、Gyriod(G)三种结构的型面函数点云数据，完成对不同孔结构特征的参数化建模。通过对模型有限元力学分析，对不同孔结构特征的多孔钛骨组织支架进行力学设计与订制。借助激光选区熔融（SLM）3D打印技术，完成对不同孔特征的骨组织支架快速成型。对多孔钛组织支架进行了相关材料学表征，包括孔结构表征与力学性能测试。结果表明：参数化模型的快速成型制造，能够有效地设计制备钛合金骨组织工程支架的孔结构特性，且可有效设计订制支架的机械性能，从仿生的角度实现多孔钛合金骨组织工程支架生物学功能的设计优化。
2016, 45(9):2293-2296.
摘要:
β弛豫是金属玻璃中重要的动力学过程，但是β弛豫的结构起源尚不清楚。本文研究了β弛豫与混合焓的关联性，并从局域结构的角度对这种关联性进行了解释。针对Zr-Cu和Zr-Ni金属玻璃，进行了动态力学分析和分子动力学模拟，结果表明较大负值的混合焓有利于体系中二十面体团簇的形成，而这种具有较高动力学稳定性的二十面体团簇对β弛豫过程中的原子运动具有一定的抑制作用。
β弛豫是金属玻璃中重要的动力学过程，但是β弛豫的结构起源尚不清楚。本文研究了β弛豫与混合焓的关联性，并从局域结构的角度对这种关联性进行了解释。针对Zr-Cu和Zr-Ni金属玻璃，进行了动态力学分析和分子动力学模拟，结果表明较大负值的混合焓有利于体系中二十面体团簇的形成，而这种具有较高动力学稳定性的二十面体团簇对β弛豫过程中的原子运动具有一定的抑制作用。
2016, 45(9):2297-2302.
摘要:
根据贝壳珍珠层的结构特点，以金属Ti层为软质层，对TiB2陶瓷薄膜进行仿生增韧处理，并通过压痕法研究了Ti/TiB2仿生多层膜的断裂韧性。研究结果表明：随着调制比(Λ, tTiB2:tTi)的增大，多层膜的断裂韧性先增大而后减小，当Λ为5时，多层膜的断裂韧度达到最大值(KIC=2.68 MPa
根据贝壳珍珠层的结构特点，以金属Ti层为软质层，对TiB2陶瓷薄膜进行仿生增韧处理，并通过压痕法研究了Ti/TiB2仿生多层膜的断裂韧性。研究结果表明：随着调制比(Λ, tTiB2:tTi)的增大，多层膜的断裂韧性先增大而后减小，当Λ为5时，多层膜的断裂韧度达到最大值(KIC=2.68 MPa
19 镍基单晶合金压痕蠕变研究
2016, 45(9):2303-2306.
摘要:
为了探索压痕法确定晶体学蠕变应力指数的可行性，采用晶体塑性理论模型对不同取向镍基单晶合金压痕蠕变行为进行了有限元模型。研究表明晶体学对称性会导致压痕表面应力呈现特定的对称性；晶体取向对压痕蠕变深度及其扩展速率具有显著的影响。通过开展不同载荷下的压痕蠕变模拟，获得相应的稳态压痕深度扩展速率，再通过线性回归的方法可有效获得晶体学蠕变应力指数。本文提出的确定蠕变应力指数的方法不受晶体取向的影响，有望应用于各向异性高温合金蠕变性能评估。
为了探索压痕法确定晶体学蠕变应力指数的可行性，采用晶体塑性理论模型对不同取向镍基单晶合金压痕蠕变行为进行了有限元模型。研究表明晶体学对称性会导致压痕表面应力呈现特定的对称性；晶体取向对压痕蠕变深度及其扩展速率具有显著的影响。通过开展不同载荷下的压痕蠕变模拟，获得相应的稳态压痕深度扩展速率，再通过线性回归的方法可有效获得晶体学蠕变应力指数。本文提出的确定蠕变应力指数的方法不受晶体取向的影响，有望应用于各向异性高温合金蠕变性能评估。
2016, 45(9):2307-2312.
摘要:
利用弹丸高速冲击TC4钛合金靶板，采用透射电子显微镜(TEM)观察诱发的绝热剪切带(ASBs)附近及内部微观结构。ASBs附近区域微观结构表明，ASBs边界容易成为诱发裂纹萌生的核心；ASBs附近积聚了很大的内应力，容易形成高密度的缠结位错、条带状位错胞等位错组态和应力诱发马氏体结构。ASBs内部微观结构表明，ASBs为应力诱发结构，沿垂直ASBs的方向，越接近ASBs的中心部位，晶粒碎化越严重；在ASBs中没有观察到典型的动态再结晶(DRX)晶粒特征，观察结果不支持ASBs中发生DRX以及ASBs的发源与传播都和DRX有关这一传统观点；同时在ASBs中心区域出现了玻璃态的非晶结构。
利用弹丸高速冲击TC4钛合金靶板，采用透射电子显微镜(TEM)观察诱发的绝热剪切带(ASBs)附近及内部微观结构。ASBs附近区域微观结构表明，ASBs边界容易成为诱发裂纹萌生的核心；ASBs附近积聚了很大的内应力，容易形成高密度的缠结位错、条带状位错胞等位错组态和应力诱发马氏体结构。ASBs内部微观结构表明，ASBs为应力诱发结构，沿垂直ASBs的方向，越接近ASBs的中心部位，晶粒碎化越严重；在ASBs中没有观察到典型的动态再结晶(DRX)晶粒特征，观察结果不支持ASBs中发生DRX以及ASBs的发源与传播都和DRX有关这一传统观点；同时在ASBs中心区域出现了玻璃态的非晶结构。
2016, 45(9):2313-2316.
摘要:
研究了等通道转角挤压（ECAP）技术处理V-5Cr-5Ti合金的可行性，并分析了后续退火处理对合金硬度和微观组织的影响规律，进而探讨了合金的晶粒细化机理。ECAP采用相关模具在万能试验机上进行，在真空炉中进行退火，利用维氏硬度计进行硬度测试，采用X射线衍射（XRD）分析相结构，光学显微镜（OM）观察微观组织。研究结果表明，在室温下V-5Cr-5Ti合金可以顺利进行两道次ECAP过程，后续配合950℃以上温度退火，晶粒尺寸可以从约100μm被细化到约30μm。V-5Cr-5Ti合金的晶粒细化机理不同于传统体心立方合金，在挤压过程中，原始晶粒发生自转动，原始晶界清晰可见，未被碎化，但晶内出现大量的剪切滑移带。在后续退火过程中，细小晶粒在原始晶粒内部的剪切滑移带上形成，最终原始晶界和形成的细小晶界逐渐难以区分，形成整体的细晶组织。
研究了等通道转角挤压（ECAP）技术处理V-5Cr-5Ti合金的可行性，并分析了后续退火处理对合金硬度和微观组织的影响规律，进而探讨了合金的晶粒细化机理。ECAP采用相关模具在万能试验机上进行，在真空炉中进行退火，利用维氏硬度计进行硬度测试，采用X射线衍射（XRD）分析相结构，光学显微镜（OM）观察微观组织。研究结果表明，在室温下V-5Cr-5Ti合金可以顺利进行两道次ECAP过程，后续配合950℃以上温度退火，晶粒尺寸可以从约100μm被细化到约30μm。V-5Cr-5Ti合金的晶粒细化机理不同于传统体心立方合金，在挤压过程中，原始晶粒发生自转动，原始晶界清晰可见，未被碎化，但晶内出现大量的剪切滑移带。在后续退火过程中，细小晶粒在原始晶粒内部的剪切滑移带上形成，最终原始晶界和形成的细小晶界逐渐难以区分，形成整体的细晶组织。
2016, 45(9):2317-2321.
摘要:
摘 要: 采用数值模拟和实验验证的方法研究了双向等通道挤压过程金属流动规律，发现双向等通道技术能够在材料内部造成剧烈的剪切变形，具有晶粒细化和形变强化作用，可以通过调整摩擦系数对变形过程进行调控。6061合金A、B两种路径四道次双向等通道挤压发现，双向等通道具有强烈的形变强化作用，在相同道次下，B路径等效应变量大于A路径。
摘 要: 采用数值模拟和实验验证的方法研究了双向等通道挤压过程金属流动规律，发现双向等通道技术能够在材料内部造成剧烈的剪切变形，具有晶粒细化和形变强化作用，可以通过调整摩擦系数对变形过程进行调控。6061合金A、B两种路径四道次双向等通道挤压发现，双向等通道具有强烈的形变强化作用，在相同道次下，B路径等效应变量大于A路径。
2016, 45(9):2322-2326.
摘要:
通过电化学测试方法与中性盐雾腐蚀实验研究Fe24 xCo24-xCr15Mo14C15B6Y2 (X=0, 2, 4, 6, 17)块体非晶合金的耐蚀性。合金在1 mol/L HCl中出现了宽的钝化区，其EIS图谱均由单一容抗弧组成，显示出良好耐蚀性；结合极化曲线与交流阻抗结果分析可得合金耐蚀性随着Co含量的增加先增大后减小，当Co含量为20%时合金耐蚀性最好。利用能谱分析(EDS)与原子力显微镜(AFM)对合金的中性盐雾腐蚀结果进行分析，可知它们的腐蚀产物主要由铁和钴的氧化物以及它们的氯化物组成。同时FeCo基大块非晶合金腐蚀程度随着Co含量的变化而变化，其盐雾腐蚀耐蚀性规律与电化学腐蚀耐蚀性规律一致。
通过电化学测试方法与中性盐雾腐蚀实验研究Fe24 xCo24-xCr15Mo14C15B6Y2 (X=0, 2, 4, 6, 17)块体非晶合金的耐蚀性。合金在1 mol/L HCl中出现了宽的钝化区，其EIS图谱均由单一容抗弧组成，显示出良好耐蚀性；结合极化曲线与交流阻抗结果分析可得合金耐蚀性随着Co含量的增加先增大后减小，当Co含量为20%时合金耐蚀性最好。利用能谱分析(EDS)与原子力显微镜(AFM)对合金的中性盐雾腐蚀结果进行分析，可知它们的腐蚀产物主要由铁和钴的氧化物以及它们的氯化物组成。同时FeCo基大块非晶合金腐蚀程度随着Co含量的变化而变化，其盐雾腐蚀耐蚀性规律与电化学腐蚀耐蚀性规律一致。
2016, 45(9):2327-2331.
摘要:
建立钛合金显微组织-拉伸性能定量关系对于组织性能的控制及优化具有重要意义。本文基于定量金相学和体视学原理，利用多元非线性回归方法建立了Ti-6Al-4V钛合金网篮组织-拉伸性能定量关系模型。模型自变量包括片状α相厚度、片状α相长宽比，因变量为合金的室温拉伸性能。经验证表明，所建立的多元回归模型对合金的拉伸性能具有较高的预测精度，说明模型的构建方法是可行的。
建立钛合金显微组织-拉伸性能定量关系对于组织性能的控制及优化具有重要意义。本文基于定量金相学和体视学原理，利用多元非线性回归方法建立了Ti-6Al-4V钛合金网篮组织-拉伸性能定量关系模型。模型自变量包括片状α相厚度、片状α相长宽比，因变量为合金的室温拉伸性能。经验证表明，所建立的多元回归模型对合金的拉伸性能具有较高的预测精度，说明模型的构建方法是可行的。
2016, 45(9):2332-2336.
摘要:
为研究B元素对新型钴基高温合金析出相的影响，本文基于JMatPro热力学模拟计算软件对不同B含量下Co-8.8Al-9.8W合金的平衡相析出行为进行了研究。结果表明：B含量的增加，会导致γ相、μ-Co7W6相析出温度的降低，并减少γ相、μ-Co7W6相析出量，相反会提高η-Co3Al相的析出温度及析出量。针对这一计算结果，本文作者从B对平衡相中各元素的影响，硼化物等角度分析，给出了解释。分析认为随着B含量的增加，使γ相析出时固液平衡相中各元素的含量相差越来越多，要满足γ相的形核和长大只有降低温度增加过冷度来实现。从而导致随着B含量的增加，γ相的含量越来越少，析出温度越来越低。硼化物的析出，固溶了大量的Co、W，使固液平衡相中Al的含量增加，促进了Co3Al的析出。
为研究B元素对新型钴基高温合金析出相的影响，本文基于JMatPro热力学模拟计算软件对不同B含量下Co-8.8Al-9.8W合金的平衡相析出行为进行了研究。结果表明：B含量的增加，会导致γ相、μ-Co7W6相析出温度的降低，并减少γ相、μ-Co7W6相析出量，相反会提高η-Co3Al相的析出温度及析出量。针对这一计算结果，本文作者从B对平衡相中各元素的影响，硼化物等角度分析，给出了解释。分析认为随着B含量的增加，使γ相析出时固液平衡相中各元素的含量相差越来越多，要满足γ相的形核和长大只有降低温度增加过冷度来实现。从而导致随着B含量的增加，γ相的含量越来越少，析出温度越来越低。硼化物的析出，固溶了大量的Co、W，使固液平衡相中Al的含量增加，促进了Co3Al的析出。
2016, 45(9):2337-2341.
摘要:
摘要：本文采用统计学方法研究了应变速率对Zr67.76Cu11.94Ni8.30Al12非晶复合材料力学性能及锯齿流变行为的影响。结果表明：随着应变速率的增加，材料的塑性应变减小，抗压强度下降；同时应力降幅Δσ的锯齿分布从单调下降分布转变为峰状分布，应力降幅的频数由小应力降幅区间向大应力降幅区间过渡，单位塑性应变的锯齿频数M呈下降趋势，试棒侧面剪切带数量减少且相互交割、分支、阻止作用明显减弱，此时，能量耗散机制变差，能量积聚在材料内部，导致温度升高和剪切膨胀效应，造成试样断裂。
摘要：本文采用统计学方法研究了应变速率对Zr67.76Cu11.94Ni8.30Al12非晶复合材料力学性能及锯齿流变行为的影响。结果表明：随着应变速率的增加，材料的塑性应变减小，抗压强度下降；同时应力降幅Δσ的锯齿分布从单调下降分布转变为峰状分布，应力降幅的频数由小应力降幅区间向大应力降幅区间过渡，单位塑性应变的锯齿频数M呈下降趋势，试棒侧面剪切带数量减少且相互交割、分支、阻止作用明显减弱，此时，能量耗散机制变差，能量积聚在材料内部，导致温度升高和剪切膨胀效应，造成试样断裂。
2016, 45(9):2342-2346.
摘要:
以Fe901、Ti、B4C和h-BN粉为原料，采用反应等离子熔覆方法在Q235钢上原位合成了含钛陶瓷相增强Fe基合金熔覆层。研究表明：相比B4C，Fe更易与h-BN反应形成铁硼化物，当同时添加B4C和h-BN时，B4C/h-BN比减小至一定值后将导致熔覆层中FeB含量升高和Ti2N、TiB等中间产物存在，但却可抑制陶瓷相长大。熔覆层显微组织均具有梯度分布特征，TiB2大小和形态受熔池温度和成分影响。熔覆层显微硬度随h-BN添加量增加而降低，Ti:B4C:BN摩尔比为3:1:0时熔覆层近表面层显微硬度可高达1126HV0.2。
以Fe901、Ti、B4C和h-BN粉为原料，采用反应等离子熔覆方法在Q235钢上原位合成了含钛陶瓷相增强Fe基合金熔覆层。研究表明：相比B4C，Fe更易与h-BN反应形成铁硼化物，当同时添加B4C和h-BN时，B4C/h-BN比减小至一定值后将导致熔覆层中FeB含量升高和Ti2N、TiB等中间产物存在，但却可抑制陶瓷相长大。熔覆层显微组织均具有梯度分布特征，TiB2大小和形态受熔池温度和成分影响。熔覆层显微硬度随h-BN添加量增加而降低，Ti:B4C:BN摩尔比为3:1:0时熔覆层近表面层显微硬度可高达1126HV0.2。
2016, 45(9):2347-2351.
摘要:
对GH742高温合金进行激光冲击强化和喷丸强化，利用X射线应力分析仪测定强化层的残余应力，对比分析2种残余应力的差异和特征，并采用不同的退化温度进行退火，研究表面残余应力在高温下的稳定性。 结果表明，2种表面强化方法都可以在GH742高温合金表层引入残余压应力，但激光冲击强化试样比喷丸强化试样具有更深的残余压应力层和较好的稳定性，且残余压应力最大值在表面；与激光冲击强化的试样相比，喷丸强化试样的残余压应力较浅，而且随着喷丸强度的增加，最大残余压应力也由表面移向了次表面。
对GH742高温合金进行激光冲击强化和喷丸强化，利用X射线应力分析仪测定强化层的残余应力，对比分析2种残余应力的差异和特征，并采用不同的退化温度进行退火，研究表面残余应力在高温下的稳定性。 结果表明，2种表面强化方法都可以在GH742高温合金表层引入残余压应力，但激光冲击强化试样比喷丸强化试样具有更深的残余压应力层和较好的稳定性，且残余压应力最大值在表面；与激光冲击强化的试样相比，喷丸强化试样的残余压应力较浅，而且随着喷丸强度的增加，最大残余压应力也由表面移向了次表面。
2016, 45(9):2352-2358.
摘要:
本文以工业纯Ti、纯Ni板材为初始材料,采用累积叠轧法(ARB)制备出Ti/Ni多层复合板材料。利用扫描电镜、透射电镜、万能试验机、显微硬度仪对复合材料的组织、界面结构和力学性能进行观察和测试分析。结果表明：随着轧制道次的增加,复合材料中Ti层和Ni层显微组织细化明显,均匀程度提高,ARB5道次后,Ti、Ni层的平均晶粒尺寸分别为200 nm和300 nm；复合材料的抗拉强度、显微硬度和界面结合强度显著提高,ARB5道次后抗拉强度达到810 MPa,延伸率为24.4%,Ti、Ni层平均显微硬度分别为233 HV和229 HV。在ARB1-5道次轧制变形过程中,界面处无明显的原子扩散现象发生。
本文以工业纯Ti、纯Ni板材为初始材料,采用累积叠轧法(ARB)制备出Ti/Ni多层复合板材料。利用扫描电镜、透射电镜、万能试验机、显微硬度仪对复合材料的组织、界面结构和力学性能进行观察和测试分析。结果表明：随着轧制道次的增加,复合材料中Ti层和Ni层显微组织细化明显,均匀程度提高,ARB5道次后,Ti、Ni层的平均晶粒尺寸分别为200 nm和300 nm；复合材料的抗拉强度、显微硬度和界面结合强度显著提高,ARB5道次后抗拉强度达到810 MPa,延伸率为24.4%,Ti、Ni层平均显微硬度分别为233 HV和229 HV。在ARB1-5道次轧制变形过程中,界面处无明显的原子扩散现象发生。
2016, 45(9):2359-2365.
摘要:
为了研究不同结构和材料弹芯的侵彻能力,实验中采用80%体积分数、钨丝/锆基非晶复合材料(钨丝直径0.3mm)弹芯,在1450-2100m/s范围内,对不同方案的弹芯垂直侵彻均质靶板进行了实验研究。根据实验结果可以发现：(1)材料的性能和结构都可以影响弹丸的侵彻效率,突破了传统认识,为复合材料杆式穿甲弹设计提供了重要依据；(2)弹芯结构不同,其侵彻深度-着靶速度变化曲线也是不同,对于两段和三段结构弹芯其侵彻曲线变化是凸的,其侵彻深度峰值分别出现在1750m/s~1800m/s和1850m/s附近,最大侵彻穿深均为x=1.7L；对于未分段弹芯,其侵彻深度-速度变化曲线呈渐进线变化,在速度大于1850m/s时接近于流体动力学极限穿甲深度L*(rp/rt)1/2,约为1.5L；(3)结合单向纤维复合材料的动态破坏特点、动态裂纹传播和弹芯高速撞击的侵蚀速度特性,给出了最优分段概念,分析了(2)中发现的问题的原因,为分段弹芯结构设计提供了参考。
为了研究不同结构和材料弹芯的侵彻能力,实验中采用80%体积分数、钨丝/锆基非晶复合材料(钨丝直径0.3mm)弹芯,在1450-2100m/s范围内,对不同方案的弹芯垂直侵彻均质靶板进行了实验研究。根据实验结果可以发现：(1)材料的性能和结构都可以影响弹丸的侵彻效率,突破了传统认识,为复合材料杆式穿甲弹设计提供了重要依据；(2)弹芯结构不同,其侵彻深度-着靶速度变化曲线也是不同,对于两段和三段结构弹芯其侵彻曲线变化是凸的,其侵彻深度峰值分别出现在1750m/s~1800m/s和1850m/s附近,最大侵彻穿深均为x=1.7L；对于未分段弹芯,其侵彻深度-速度变化曲线呈渐进线变化,在速度大于1850m/s时接近于流体动力学极限穿甲深度L*(rp/rt)1/2,约为1.5L；(3)结合单向纤维复合材料的动态破坏特点、动态裂纹传播和弹芯高速撞击的侵蚀速度特性,给出了最优分段概念,分析了(2)中发现的问题的原因,为分段弹芯结构设计提供了参考。
2016, 45(9):2366-2372.
摘要:
由于铜不能渗氮，所以普通的表面硬化方法不能用于提高铜的表面硬度。本文通过添加能够稳定N的合金元素Ti，研究含氮Cu合金薄膜的稳定性以及硬度，探索提高Cu表面硬度的有效方式。利用磁控溅射的方法将不同Ti、N含量的Cu膜溅射到单晶Si(100)基体上进行微结构、硬度以及电阻率的研究，结果表明加入Ti 确实可以使N以钛氮化合物的形式稳定存在于Cu薄膜中，且合金薄膜的硬度比纯Cu膜（~3.5 GPa）有了很大的提高，特别是Cu80.2Ti9.8N10.0薄膜即使在400℃/1h退火后硬度依然高达5.4 GPa。Ti、N含量高的Cu81.2Ti9.9N8.9薄膜的电阻率（~660 μΩ?cm）比Cu88.5Ti4.3N7.2的电阻率（~123 μΩ?cm）要高得多，但是两薄膜的硬度却相差不大，都约为5.2 GPa，由此可见，薄膜中并不是Ti、N含量越高性能越好，因此应该合理控制薄膜中的Ti、N含量。
由于铜不能渗氮，所以普通的表面硬化方法不能用于提高铜的表面硬度。本文通过添加能够稳定N的合金元素Ti，研究含氮Cu合金薄膜的稳定性以及硬度，探索提高Cu表面硬度的有效方式。利用磁控溅射的方法将不同Ti、N含量的Cu膜溅射到单晶Si(100)基体上进行微结构、硬度以及电阻率的研究，结果表明加入Ti 确实可以使N以钛氮化合物的形式稳定存在于Cu薄膜中，且合金薄膜的硬度比纯Cu膜（~3.5 GPa）有了很大的提高，特别是Cu80.2Ti9.8N10.0薄膜即使在400℃/1h退火后硬度依然高达5.4 GPa。Ti、N含量高的Cu81.2Ti9.9N8.9薄膜的电阻率（~660 μΩ?cm）比Cu88.5Ti4.3N7.2的电阻率（~123 μΩ?cm）要高得多，但是两薄膜的硬度却相差不大，都约为5.2 GPa，由此可见，薄膜中并不是Ti、N含量越高性能越好，因此应该合理控制薄膜中的Ti、N含量。
2016, 45(9):2373-2378.
摘要:
本文主要研究了熔体温度对原位自生Al-18%Mg2Si复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：随着熔体温度的提高,Al-18%Mg2Si复合材料中初生Mg2Si由粗大的树枝状变成多边形状、块状,有的成为颗粒状,熔体温度为870℃时,初生Mg2Si最细小,平均晶粒尺寸为7μm,超过870℃后,晶粒尺寸略有增大；随着熔体温度的提高,共晶Mg2Si由片层状变为颗粒状,而后又变成颗粒状和棒状的混合组织,共晶团尺寸先减小后增大。复合材料的抗拉强度、延伸率、硬度随熔体温度的提高先增大后减小,并在870℃过热时,力学性能达到最佳值。DTA结果及分析表明,熔体温度为870℃时,原位自生Al-18%Mg2Si复合材料组织和性能最佳,是形核过冷度大和生长方式改变的综合作用结果。
本文主要研究了熔体温度对原位自生Al-18%Mg2Si复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：随着熔体温度的提高,Al-18%Mg2Si复合材料中初生Mg2Si由粗大的树枝状变成多边形状、块状,有的成为颗粒状,熔体温度为870℃时,初生Mg2Si最细小,平均晶粒尺寸为7μm,超过870℃后,晶粒尺寸略有增大；随着熔体温度的提高,共晶Mg2Si由片层状变为颗粒状,而后又变成颗粒状和棒状的混合组织,共晶团尺寸先减小后增大。复合材料的抗拉强度、延伸率、硬度随熔体温度的提高先增大后减小,并在870℃过热时,力学性能达到最佳值。DTA结果及分析表明,熔体温度为870℃时,原位自生Al-18%Mg2Si复合材料组织和性能最佳,是形核过冷度大和生长方式改变的综合作用结果。
2016, 45(9):2379-2384.
摘要:
基于化学反应造孔和物理占位造孔的联合作用,发展了一种新型TiAl金属间化合物多孔材料的制备工艺,工艺具体可用均混、压制、脱溶、烧结四个阶段来描述。该工艺实现了双孔结构TiAl多孔材料的制备,其中微米孔由Kirkendall效应产生,毫米孔由物理占位造孔颗粒实现。材料具有完全的通孔结构,孔洞分布均匀,且孔隙率、孔径、孔型、孔结构可控,最高孔隙率可达90%。准静态压缩力学性能测试表明,TiAl多孔材料属于脆性多孔材料,具有典型的脆性破坏断裂机制,其屈服强度与相对密度的关系可通过正六面体单胞模型来理解。
基于化学反应造孔和物理占位造孔的联合作用,发展了一种新型TiAl金属间化合物多孔材料的制备工艺,工艺具体可用均混、压制、脱溶、烧结四个阶段来描述。该工艺实现了双孔结构TiAl多孔材料的制备,其中微米孔由Kirkendall效应产生,毫米孔由物理占位造孔颗粒实现。材料具有完全的通孔结构,孔洞分布均匀,且孔隙率、孔径、孔型、孔结构可控,最高孔隙率可达90%。准静态压缩力学性能测试表明,TiAl多孔材料属于脆性多孔材料,具有典型的脆性破坏断裂机制,其屈服强度与相对密度的关系可通过正六面体单胞模型来理解。
2016, 45(9):2385-2390.
摘要:
本文采用不同外场施加方式和半连续铸造制备Φ165mm AZ61镁合金锭坯,研究不同外场施加方式对AZ61镁合金锭坯晶粒尺寸和硬度的影响。结果表明,施加频率为30Hz、电流为60A的交变电磁场后,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规DC半连续铸造(DC)的248μm和276μm分别降至196μm和259μm,降低幅度分别达21%和6.2%,边部和中心细化程度差别较大明显不同；而施加超声-低频电磁复合场时,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规DC铸造的248μm和276μm分别降至185μm和208μm,降低幅度分别达25.4%和24.6%,中心区域细化程度大幅度提高。另外,与常规DC铸造相比,复合场铸造使合金铸锭的硬度提高且从铸锭边部到中心硬度差别明显减小。可见,超声场-低频电磁复合场半连续铸造弥补了电磁场的“集肤效应”,而电磁场的集肤效应弥补了超声的“聚集作用”,其复合场“取长补短”共同作用显著改善了AZ61镁合金锭坯的内部质量,使凝固组织更加均匀、细小,硬度提高并分布均匀。。另外,与常规DC铸造相比,复合场使合金铸锭的硬度有所提高且分布更为均匀。
本文采用不同外场施加方式和半连续铸造制备Φ165mm AZ61镁合金锭坯,研究不同外场施加方式对AZ61镁合金锭坯晶粒尺寸和硬度的影响。结果表明,施加频率为30Hz、电流为60A的交变电磁场后,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规DC半连续铸造(DC)的248μm和276μm分别降至196μm和259μm,降低幅度分别达21%和6.2%,边部和中心细化程度差别较大明显不同；而施加超声-低频电磁复合场时,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规DC铸造的248μm和276μm分别降至185μm和208μm,降低幅度分别达25.4%和24.6%,中心区域细化程度大幅度提高。另外,与常规DC铸造相比,复合场铸造使合金铸锭的硬度提高且从铸锭边部到中心硬度差别明显减小。可见,超声场-低频电磁复合场半连续铸造弥补了电磁场的“集肤效应”,而电磁场的集肤效应弥补了超声的“聚集作用”,其复合场“取长补短”共同作用显著改善了AZ61镁合金锭坯的内部质量,使凝固组织更加均匀、细小,硬度提高并分布均匀。。另外,与常规DC铸造相比,复合场使合金铸锭的硬度有所提高且分布更为均匀。
2016, 45(9):2391-2396.
摘要:
研究了不同锻压变形量30%、50%、70%，对Al3Ti/6063Al复合材料显微组织及摩擦磨损性能的影响。研究结果表明，复合材料锻压变形后，原位Al3Ti增强颗粒断裂、破碎，沿平行于锻压方向呈明显的定向分布，基体晶粒变形剧烈，形成流线型织构，材料内部产生大量位错。随锻压变形量的增加，摩擦系数降低；在相同载荷下，70%变形锻压样的摩擦系数最小；复合材料磨损表面粗糙度随锻压变形量的增加而减少，变形量为30%时，粗糙度波动范围最小，变化相对稳定；磨痕宽度随锻压变形量增加而变宽，磨痕深度则变浅；磨损机理主要是磨粒磨损。
研究了不同锻压变形量30%、50%、70%，对Al3Ti/6063Al复合材料显微组织及摩擦磨损性能的影响。研究结果表明，复合材料锻压变形后，原位Al3Ti增强颗粒断裂、破碎，沿平行于锻压方向呈明显的定向分布，基体晶粒变形剧烈，形成流线型织构，材料内部产生大量位错。随锻压变形量的增加，摩擦系数降低；在相同载荷下，70%变形锻压样的摩擦系数最小；复合材料磨损表面粗糙度随锻压变形量的增加而减少，变形量为30%时，粗糙度波动范围最小，变化相对稳定；磨痕宽度随锻压变形量增加而变宽，磨痕深度则变浅；磨损机理主要是磨粒磨损。
2016, 45(9):2397-2402.
摘要:
采用熔盐反应法制备了Al-5Zr中间合金并利用强碱腐蚀获得了初生Al3Zr相的三维形貌，分析了Al3Zr相的长大机理，研究了降温过程中浇注温度（1 250、1 050、950、800 ℃）对合金中初生Al3Zr相三维形貌、尺寸及数量的影响，利用JMatPro软件和面积法分别计算了Al-5Zr中间合金的理论固相率和实际固相率。结果表明：Al-5Zr中间合金中Al3Zr相的三维形貌呈现厚板状、薄片状、花瓣状及搭桥状形貌，这些形貌的形成可以追溯到二维晶核和成分过冷综合作用机制。随着浇注温度降低，Al3Zr相形貌由薄片状逐渐转化为厚板状，薄片相尺寸减小、数量减少；厚板相尺寸增大、数量增多，两种形貌相的总数量减少。利用JMatPro软件计算合金的理论固相率与面积法计算合金的实际固相率基本吻合。从合金固相率看，随着浇注温度降低，厚板Al3Zr相的相对含量增多。
采用熔盐反应法制备了Al-5Zr中间合金并利用强碱腐蚀获得了初生Al3Zr相的三维形貌，分析了Al3Zr相的长大机理，研究了降温过程中浇注温度（1 250、1 050、950、800 ℃）对合金中初生Al3Zr相三维形貌、尺寸及数量的影响，利用JMatPro软件和面积法分别计算了Al-5Zr中间合金的理论固相率和实际固相率。结果表明：Al-5Zr中间合金中Al3Zr相的三维形貌呈现厚板状、薄片状、花瓣状及搭桥状形貌，这些形貌的形成可以追溯到二维晶核和成分过冷综合作用机制。随着浇注温度降低，Al3Zr相形貌由薄片状逐渐转化为厚板状，薄片相尺寸减小、数量减少；厚板相尺寸增大、数量增多，两种形貌相的总数量减少。利用JMatPro软件计算合金的理论固相率与面积法计算合金的实际固相率基本吻合。从合金固相率看，随着浇注温度降低，厚板Al3Zr相的相对含量增多。
2016, 45(9):2403-2408.
摘要:
针对氧化钨氢还原过程中因“挥发-沉积”作用而导致的W粉晶粒快速长大和异常长大现象，利用添加碳的方法抑制氧化钨挥发，制备了平均粒径56.4 nm的球形W粉，并研究了添加碳对还原机制的影响。结果表明，W粉的粒度和纯度与前驱体配碳比有关，最佳配碳比为2.6。W粉粒径随还原时间延长不断增加，而长大趋势与还原温度密切相关。随着还原温度由680 ℃升高至760 ℃，W粉晶粒长大速率变慢，粒径和残余碳含量显著降低，分散性变好；继续升高温度，W粉粒径略有增加。710 ℃以上，还原产生的水蒸气与碳反应生成CO和H2，显著降低体系中水蒸气的分压，抑制挥发性水合物WO2(OH)2的产生，W粉的主导长大方式也由挥发-沉积转变为原子扩散机制。
针对氧化钨氢还原过程中因“挥发-沉积”作用而导致的W粉晶粒快速长大和异常长大现象，利用添加碳的方法抑制氧化钨挥发，制备了平均粒径56.4 nm的球形W粉，并研究了添加碳对还原机制的影响。结果表明，W粉的粒度和纯度与前驱体配碳比有关，最佳配碳比为2.6。W粉粒径随还原时间延长不断增加，而长大趋势与还原温度密切相关。随着还原温度由680 ℃升高至760 ℃，W粉晶粒长大速率变慢，粒径和残余碳含量显著降低，分散性变好；继续升高温度，W粉粒径略有增加。710 ℃以上，还原产生的水蒸气与碳反应生成CO和H2，显著降低体系中水蒸气的分压，抑制挥发性水合物WO2(OH)2的产生，W粉的主导长大方式也由挥发-沉积转变为原子扩散机制。
2016, 45(9):2409-2413.
摘要:
采用机械合金化和放电等离子烧结方法制备的Nb-16Si-10Ti-10Mo-5Hf原位复合材料微观组织由Nbss(铌固溶体)、 金属间化合物Nb5Si3 和少量的Nb3Si 相组成,晶粒呈等轴状。采用拉伸试验评价了其力学性能,室温和1200℃抗拉强度分别为413 MPa 和496 MPa。从室温到1200℃拉伸断裂方式为Nb5Si3相解理脆性断裂,1200℃拉伸延伸率仅为1.2%；然而,在1300℃Nbss在断裂过程中扮演了重要作用,其拉伸延伸率为27%,这归功于Nbss延性的增加和界面/晶界强度的降低；在1400℃和更高的温度,材料具有极大的塑性或超塑性,塑性变形机制由晶内滑移转变为晶界滑移,晶界滑移是主要的变形机制。晶界滑移在三叉晶界处产生的应力集中通过软化的Nbss协调而释放,从而避免了早期断裂。
采用机械合金化和放电等离子烧结方法制备的Nb-16Si-10Ti-10Mo-5Hf原位复合材料微观组织由Nbss(铌固溶体)、 金属间化合物Nb5Si3 和少量的Nb3Si 相组成,晶粒呈等轴状。采用拉伸试验评价了其力学性能,室温和1200℃抗拉强度分别为413 MPa 和496 MPa。从室温到1200℃拉伸断裂方式为Nb5Si3相解理脆性断裂,1200℃拉伸延伸率仅为1.2%；然而,在1300℃Nbss在断裂过程中扮演了重要作用,其拉伸延伸率为27%,这归功于Nbss延性的增加和界面/晶界强度的降低；在1400℃和更高的温度,材料具有极大的塑性或超塑性,塑性变形机制由晶内滑移转变为晶界滑移,晶界滑移是主要的变形机制。晶界滑移在三叉晶界处产生的应力集中通过软化的Nbss协调而释放,从而避免了早期断裂。
2016, 45(9):2414-2418.
摘要:
采用搅拌摩擦加工技术制备了Al-Ni系金属间化合物增强铝基复合材料,采用 SEM、 XRD 对复合材料的微观结构及相组成进行了分析,研究在原材料中添加聚四氟乙烯对搅拌摩擦加工制备复合材料中增强相含量及分布均匀性的影响,并对增强相形成的物理模型进行了探讨。结果表明：添加聚四氟乙烯可以显著改善Al-Ni复合材料的均匀性；加入聚四氟乙烯后会阻隔Ni粉的团聚,致使Ni与Al的接触面增大从而增大了Ni与Al的反应界面、反应程度增大、Al3Ni金属间化合物生成量增多。
采用搅拌摩擦加工技术制备了Al-Ni系金属间化合物增强铝基复合材料,采用 SEM、 XRD 对复合材料的微观结构及相组成进行了分析,研究在原材料中添加聚四氟乙烯对搅拌摩擦加工制备复合材料中增强相含量及分布均匀性的影响,并对增强相形成的物理模型进行了探讨。结果表明：添加聚四氟乙烯可以显著改善Al-Ni复合材料的均匀性；加入聚四氟乙烯后会阻隔Ni粉的团聚,致使Ni与Al的接触面增大从而增大了Ni与Al的反应界面、反应程度增大、Al3Ni金属间化合物生成量增多。
2016, 45(9):2419-2423.
摘要:
采用激光熔敷和搅拌摩擦加工技术相结合的方法对AZ31B镁合金表面分别制备了Cu Al和Si Al改性层。通过SEM、XRD、显微硬度以及电化学腐蚀测试系统对表面改性层的微观组织、相组成及耐腐蚀等性能进行分析测试。用Cu Al和Si Al粉末分别制备的改性层化合物主要由β-Al12Mg17及少量的AlCu4、AlMg和Mg2Si、AlMg及少量的β-Al12Mg17组成。搅拌摩擦加工改性层与镁合金基体结合良好,表面平整光滑、组织均匀细小。与镁合金基体相比,表面改性层的显微硬度和耐腐蚀性能均得到明显提高,经搅拌摩擦加工之后的添加Si Al混合粉末改性层的显微硬度值最高可达296 HV,比母材提高了385.3%；添加Cu Al混合粉末改性层的自腐蚀电位最高可达-0.975 V,比母材也提高了37.4%。
采用激光熔敷和搅拌摩擦加工技术相结合的方法对AZ31B镁合金表面分别制备了Cu Al和Si Al改性层。通过SEM、XRD、显微硬度以及电化学腐蚀测试系统对表面改性层的微观组织、相组成及耐腐蚀等性能进行分析测试。用Cu Al和Si Al粉末分别制备的改性层化合物主要由β-Al12Mg17及少量的AlCu4、AlMg和Mg2Si、AlMg及少量的β-Al12Mg17组成。搅拌摩擦加工改性层与镁合金基体结合良好,表面平整光滑、组织均匀细小。与镁合金基体相比,表面改性层的显微硬度和耐腐蚀性能均得到明显提高,经搅拌摩擦加工之后的添加Si Al混合粉末改性层的显微硬度值最高可达296 HV,比母材提高了385.3%；添加Cu Al混合粉末改性层的自腐蚀电位最高可达-0.975 V,比母材也提高了37.4%。
2016, 45(9):2424-2428.
摘要:
采用激光熔覆技术，在Q235钢基体上制备了高熵合金SiFeCoCrTi涂层, 并研究了WC颗粒对高熵合金涂层的组织及性能的影响。采取OM，XRD，SEM，硬度实验，磨损实验等手段探究了高熵合金涂层的微观形貌，相结构，硬度及磨损性能。实验结果表明，高熵合金SiFeCoCrTi涂层组织为胞状枝状晶，主要由BCC相和金属间化合物构成，添加WC后，涂层中形成了致密细小的枝状晶，而且形成了大量的金属间化合物，如TiCo3、Co1.07Fe18.93。同时WC添加使得基材的稀释率降低，涂层的性能明显增强，其涂层平均硬度提升23%，涂层摩擦系数和磨损率都明显减小, ,耐磨性能显著提高。
采用激光熔覆技术，在Q235钢基体上制备了高熵合金SiFeCoCrTi涂层, 并研究了WC颗粒对高熵合金涂层的组织及性能的影响。采取OM，XRD，SEM，硬度实验，磨损实验等手段探究了高熵合金涂层的微观形貌，相结构，硬度及磨损性能。实验结果表明，高熵合金SiFeCoCrTi涂层组织为胞状枝状晶，主要由BCC相和金属间化合物构成，添加WC后，涂层中形成了致密细小的枝状晶，而且形成了大量的金属间化合物，如TiCo3、Co1.07Fe18.93。同时WC添加使得基材的稀释率降低，涂层的性能明显增强，其涂层平均硬度提升23%，涂层摩擦系数和磨损率都明显减小, ,耐磨性能显著提高。
2016, 45(9):2429-2433.
摘要:
对激光立体成形制备的Ti3Al/TC11双合金件进行了近等温锻造，研究经不同程度变形后过渡区的显微硬度及其合金元素的扩散情况。结果表明：经过近等温锻造后，无论所采用变形量的大小，Ti3Al/TC11过渡区及其两侧的显微硬度值均显著降低，且差异减小分布趋于均匀。变形量对过渡区显微硬度及其合金元素的扩散均有显著影响。随着变形量的增大，沿整个试样的显微硬度值均增大且其分布的均匀性提高；随着变形量的增大，过渡区及与基体交界处的合金元素浓度梯度减小，扩散比较充分。这与随着变形量的增大使得激光成形时所形成的粗大柱状组织被充分破碎，β晶界消失，α相和α2相呈现出细小等轴的组织形态有关。
对激光立体成形制备的Ti3Al/TC11双合金件进行了近等温锻造，研究经不同程度变形后过渡区的显微硬度及其合金元素的扩散情况。结果表明：经过近等温锻造后，无论所采用变形量的大小，Ti3Al/TC11过渡区及其两侧的显微硬度值均显著降低，且差异减小分布趋于均匀。变形量对过渡区显微硬度及其合金元素的扩散均有显著影响。随着变形量的增大，沿整个试样的显微硬度值均增大且其分布的均匀性提高；随着变形量的增大，过渡区及与基体交界处的合金元素浓度梯度减小，扩散比较充分。这与随着变形量的增大使得激光成形时所形成的粗大柱状组织被充分破碎，β晶界消失，α相和α2相呈现出细小等轴的组织形态有关。
2016, 45(9):2434-2438.
摘要:
研究了不同铸造速度条件下截面尺寸为300 mm?800 mm的大规格AZ31镁合金板坯的宏观偏析及组织。结果表明，偏析区域出现在距离锭坯表面20 mm ~ 30mm范围内，板坯心部偏析小。宏观组织可分为表面激冷区，粗大的柱状晶区和内部等轴晶区。低速铸造可减轻宏观偏析，随铸造速度增加，整体晶粒尺寸先增大后减小，表面粗晶区宽度减小。高速铸造时晶粒尺寸最小，但不均匀。合理的铸造速度为32 mm/min。
研究了不同铸造速度条件下截面尺寸为300 mm?800 mm的大规格AZ31镁合金板坯的宏观偏析及组织。结果表明，偏析区域出现在距离锭坯表面20 mm ~ 30mm范围内，板坯心部偏析小。宏观组织可分为表面激冷区，粗大的柱状晶区和内部等轴晶区。低速铸造可减轻宏观偏析，随铸造速度增加，整体晶粒尺寸先增大后减小，表面粗晶区宽度减小。高速铸造时晶粒尺寸最小，但不均匀。合理的铸造速度为32 mm/min。
2016, 45(9):2439-2443.
摘要:
采用脉冲控制模式将气体放电伏安特性由磁控溅射离子镀的“正欧姆” 区间引入到“反欧姆”区间，并在不同靶电流密度下制备了TiN薄膜。研究了正反欧姆区间对薄膜微观结构及性能的影响。结果表明：在靶电流密度（Itd）大于0.2A?cm-2的反欧姆区间，薄膜具有良好的表面质量和致密程度；且薄膜的硬度和膜基结合强度分别由正欧姆区间Itd为0.11A?cm-2的18.9GPa、4.5N提升到反欧姆区间Itd为0.38 A?cm-2的25.8GPa、18N。
采用脉冲控制模式将气体放电伏安特性由磁控溅射离子镀的“正欧姆” 区间引入到“反欧姆”区间，并在不同靶电流密度下制备了TiN薄膜。研究了正反欧姆区间对薄膜微观结构及性能的影响。结果表明：在靶电流密度（Itd）大于0.2A?cm-2的反欧姆区间，薄膜具有良好的表面质量和致密程度；且薄膜的硬度和膜基结合强度分别由正欧姆区间Itd为0.11A?cm-2的18.9GPa、4.5N提升到反欧姆区间Itd为0.38 A?cm-2的25.8GPa、18N。
2016, 45(9):2444-2448.
摘要:
本文以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯为原料，采用共沉淀法获得磁性的石墨烯-Fe3O4载体，进而采用水热法制备出TiO2/石墨烯-Fe3O4磁性三元复合光催化剂。借助X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及固体紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）对产品进行表征，并通过在紫外光和可见光下对亚甲基蓝的降解来评价复合光催化剂的催化性能及稳定性能。结果表明，TiO2/石墨烯-Fe3O4磁性三元复合光催化剂对亚甲基蓝的光催化降解符合拟一级动力学模型。该复合催化剂在紫外光和可见光下均具有较好的光催化性能，且催化活性均高于纯TiO2。石墨烯由于担当了载体和电子受体，增强了TiO2在可见光区域的吸收，能有效提高对目标污染物的光催化降解活性，同时通过添加磁性Fe3O4进一步提高了其回收再利用性。
本文以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯为原料，采用共沉淀法获得磁性的石墨烯-Fe3O4载体，进而采用水热法制备出TiO2/石墨烯-Fe3O4磁性三元复合光催化剂。借助X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及固体紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）对产品进行表征，并通过在紫外光和可见光下对亚甲基蓝的降解来评价复合光催化剂的催化性能及稳定性能。结果表明，TiO2/石墨烯-Fe3O4磁性三元复合光催化剂对亚甲基蓝的光催化降解符合拟一级动力学模型。该复合催化剂在紫外光和可见光下均具有较好的光催化性能，且催化活性均高于纯TiO2。石墨烯由于担当了载体和电子受体，增强了TiO2在可见光区域的吸收，能有效提高对目标污染物的光催化降解活性，同时通过添加磁性Fe3O4进一步提高了其回收再利用性。
2016, 45(9):2449-2453.
摘要:
碳化硅纤维增强碳化硅复合材料（SiC/SiC）是极具前景的高温结构材料。本文通过先驱体浸渍裂解工艺（PIP）工艺制备了SiC/SiC复合材料。在惰性气氛下，1400~1800癈温度范围内对SiC/SiC复合材料进行热处理，用红外热像仪作为测温工具监测材料温度，研究了热处理温度和时间对SiC/SiC复合材料结构和力学性能的影响。结果表明，经1400癈热处理后复合材料基体结晶程度增加，整体力学性能提高；随热处理温度进一步升高，复合材料纤维受损，力学性能急剧下降。
碳化硅纤维增强碳化硅复合材料（SiC/SiC）是极具前景的高温结构材料。本文通过先驱体浸渍裂解工艺（PIP）工艺制备了SiC/SiC复合材料。在惰性气氛下，1400~1800癈温度范围内对SiC/SiC复合材料进行热处理，用红外热像仪作为测温工具监测材料温度，研究了热处理温度和时间对SiC/SiC复合材料结构和力学性能的影响。结果表明，经1400癈热处理后复合材料基体结晶程度增加，整体力学性能提高；随热处理温度进一步升高，复合材料纤维受损，力学性能急剧下降。
2016, 45(9):2454-2457.
摘要:
研究了钛合金TC4-DT在高温热变形后进行的三重热处理对微观组织的影响。结果表明：三重热处理工艺中第一重温度与第二重温度影响着合金组织的中等轴α相的含量，伴随着第一重温度与第二重温度的升高，等轴α相含量逐渐减少；将高温变形后的组织通过940℃?h譝Q 920℃?h譝Q 820℃?.5h譇C热处理可以得到三态组织，其中约含20%等轴α、50%～60%条状α构成的网篮和β转变基体；且条状α相构成的网篮中，一次次生条状α相间还含有更细小二次次生条状α相，这种组织具有较小的纵横比，各α集束交错排列，细化了组织。
研究了钛合金TC4-DT在高温热变形后进行的三重热处理对微观组织的影响。结果表明：三重热处理工艺中第一重温度与第二重温度影响着合金组织的中等轴α相的含量，伴随着第一重温度与第二重温度的升高，等轴α相含量逐渐减少；将高温变形后的组织通过940℃?h譝Q 920℃?h譝Q 820℃?.5h譇C热处理可以得到三态组织，其中约含20%等轴α、50%～60%条状α构成的网篮和β转变基体；且条状α相构成的网篮中，一次次生条状α相间还含有更细小二次次生条状α相，这种组织具有较小的纵横比，各α集束交错排列，细化了组织。
2016, 45(9):2458-2461.
摘要:
将靶材与真空腔之间的伏安特性引入正-反欧姆过渡区间，采用脉冲控制模式研究不同靶电流密度对镀层均匀性和膜基结合强度的影响规律。实验发现：当靶面放电区电流密度（Id）由0.083A/cm2增加至0.175A/cm2时，靶电压随靶电流密度的增大呈线性增大关系，与之对应的镀层厚度差由7.984μm增大至14.011μm；但当Id由0.175A/cm2增大至0.25A/cm2时，靶电压随靶电流密度的增大呈线性减小关系，与之对应的镀层厚度差则由14.011μm减小至10.077μm；而薄膜厚度减小率由97.38%(Id=0.083A/cm2)降低为89.491%(Id=0.25 A/cm2)；另外，在反欧姆区膜基结合强度随Id的增大而快速增大。以上结果表明：反欧姆环境下利于改善镀层的均匀性和提高膜基结合强度。
将靶材与真空腔之间的伏安特性引入正-反欧姆过渡区间，采用脉冲控制模式研究不同靶电流密度对镀层均匀性和膜基结合强度的影响规律。实验发现：当靶面放电区电流密度（Id）由0.083A/cm2增加至0.175A/cm2时，靶电压随靶电流密度的增大呈线性增大关系，与之对应的镀层厚度差由7.984μm增大至14.011μm；但当Id由0.175A/cm2增大至0.25A/cm2时，靶电压随靶电流密度的增大呈线性减小关系，与之对应的镀层厚度差则由14.011μm减小至10.077μm；而薄膜厚度减小率由97.38%(Id=0.083A/cm2)降低为89.491%(Id=0.25 A/cm2)；另外，在反欧姆区膜基结合强度随Id的增大而快速增大。以上结果表明：反欧姆环境下利于改善镀层的均匀性和提高膜基结合强度。
2016, 45(9):2462-2465.
摘要:
通过高能球磨技术制备了Tb4O7-18%TiO2 (质量分数，%)纳米尺度复合粉末。采用激光粒度测试仪、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对不同球磨时间的混合粉末的微观组织、颗粒与晶粒大小以及晶格畸变量等进行了研究与表征。实验结果表明混合粉末经过高能球磨后其颗粒与晶粒尺寸均达到了纳米级，组织分布均匀。Tb4O7相的衍射峰随球磨时间的增加逐渐宽化且向大角度偏移；TiO2相衍射峰强度逐渐降低，在球磨4h后消失。随球磨时间的增加，颗粒和晶粒的平均尺寸是减小的，球磨初期减小很快，球磨后期减小缓慢，最后趋于一个稳定值。96h球磨后颗粒和晶粒的平均尺寸分别为200nm和95nm，晶格畸变量达到1.35%。本文同时探讨了TiO2相固溶和纳米晶形成原因以及微观组织演变的机制。
通过高能球磨技术制备了Tb4O7-18%TiO2 (质量分数，%)纳米尺度复合粉末。采用激光粒度测试仪、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对不同球磨时间的混合粉末的微观组织、颗粒与晶粒大小以及晶格畸变量等进行了研究与表征。实验结果表明混合粉末经过高能球磨后其颗粒与晶粒尺寸均达到了纳米级，组织分布均匀。Tb4O7相的衍射峰随球磨时间的增加逐渐宽化且向大角度偏移；TiO2相衍射峰强度逐渐降低，在球磨4h后消失。随球磨时间的增加，颗粒和晶粒的平均尺寸是减小的，球磨初期减小很快，球磨后期减小缓慢，最后趋于一个稳定值。96h球磨后颗粒和晶粒的平均尺寸分别为200nm和95nm，晶格畸变量达到1.35%。本文同时探讨了TiO2相固溶和纳米晶形成原因以及微观组织演变的机制。
2016, 45(9):2466-2472.
摘要:
粉末冶金可以避免铸锭冶金过程中出现的宏观偏析、枝晶偏析、化学成分不均匀、组织不一致等缺陷，是制备TiAl 合金的重要方法。本文综述了近年来国内外TiAl 合金粉末冶金的研究进展，介绍了预合金法、元素法和机械合金化法三种粉末制备方法及其各自的烧结方法。同时评述了各烧结方法的优缺点及其制备合金的力学性能，并指出了粉末冶金制备TiAl 合金今后有待改善的几个方面。
粉末冶金可以避免铸锭冶金过程中出现的宏观偏析、枝晶偏析、化学成分不均匀、组织不一致等缺陷，是制备TiAl 合金的重要方法。本文综述了近年来国内外TiAl 合金粉末冶金的研究进展，介绍了预合金法、元素法和机械合金化法三种粉末制备方法及其各自的烧结方法。同时评述了各烧结方法的优缺点及其制备合金的力学性能，并指出了粉末冶金制备TiAl 合金今后有待改善的几个方面。
