2001年第0卷第5期文章目次
2001(5):321-325.
摘要:
对鼓泡法薄膜力学性能测试的现状做了评述，重点分析了该实验方法所用力学模型的最新进展，剖析了所涉及的制样方法和力学模型的特点及所存在的问题；对该方法的未来发展作了展望。
对鼓泡法薄膜力学性能测试的现状做了评述，重点分析了该实验方法所用力学模型的最新进展，剖析了所涉及的制样方法和力学模型的特点及所存在的问题；对该方法的未来发展作了展望。
2001(5):326-330.
摘要:
用分子动力学方法，采用Finnis-Sinclair类型的多体势，对TiAl中小尺寸空位团（N0=2,3,4）的各种可能构形进行了模拟计算，计算了空位团的形成能、结合能，分析讨论了容位团最稳定的构形，在此基础上，研究了空位团对单空位迁移的影响。计算结果表明：在TiAl合金中，组成空位团的每个空位都尽可能地与其它空位保持最近邻关系，空位团附近有反位原子。当空位团较大时，空位团周围的原子会向空位中心埸陷，类似于空位团中包含有间隙原子。已有的空位团可作为空位的凝聚中心具有捕获或吸收附近空位的能力。
用分子动力学方法，采用Finnis-Sinclair类型的多体势，对TiAl中小尺寸空位团（N0=2,3,4）的各种可能构形进行了模拟计算，计算了空位团的形成能、结合能，分析讨论了容位团最稳定的构形，在此基础上，研究了空位团对单空位迁移的影响。计算结果表明：在TiAl合金中，组成空位团的每个空位都尽可能地与其它空位保持最近邻关系，空位团附近有反位原子。当空位团较大时，空位团周围的原子会向空位中心埸陷，类似于空位团中包含有间隙原子。已有的空位团可作为空位的凝聚中心具有捕获或吸收附近空位的能力。
2001(5):331-334.
摘要:
以2090＋Ce铝锂合金为研究对象，重点探索了电场处理的强化晶界效应，研究了室温拉伸性能、显微组织对之的响应关系。结果表明，电场固溶处理可强化晶界，从而减弱沿晶断裂倾向，获得改善塑性的效应，但对强度影响甚微。唯象理论研究表明，电场有助于增强晶内溶质固溶能力，阻碍溶质、空位簇聚。
以2090＋Ce铝锂合金为研究对象，重点探索了电场处理的强化晶界效应，研究了室温拉伸性能、显微组织对之的响应关系。结果表明，电场固溶处理可强化晶界，从而减弱沿晶断裂倾向，获得改善塑性的效应，但对强度影响甚微。唯象理论研究表明，电场有助于增强晶内溶质固溶能力，阻碍溶质、空位簇聚。
2001(5):335-338.
摘要:
利用多向大变形锻造工业工艺和显微组织观察，研究了工业7075铝合金中细晶粒显微组织的演变。在工业生产条件下，7075铝合金基体在锻造过程中可发生完全的动态再结晶，产生出平均尺寸小于2μm的细小等轴再结晶晶粒结构，晶粒内包含高密度位错与弥散细小的第二相粒子缠结。锻件经390℃～450℃退火1h后，晶粒尺寸仍在2μm～3μm左右，这说明动态再结晶晶粒结构在静态退火期间是很稳定的。
利用多向大变形锻造工业工艺和显微组织观察，研究了工业7075铝合金中细晶粒显微组织的演变。在工业生产条件下，7075铝合金基体在锻造过程中可发生完全的动态再结晶，产生出平均尺寸小于2μm的细小等轴再结晶晶粒结构，晶粒内包含高密度位错与弥散细小的第二相粒子缠结。锻件经390℃～450℃退火1h后，晶粒尺寸仍在2μm～3μm左右，这说明动态再结晶晶粒结构在静态退火期间是很稳定的。
2001(5):339-341.
摘要:
用爆炸复合的方法，试制出了Cu/Mo/Cu板材。用光学显微镜和扫描电镜研究了其界面组织特征；并利用显微硬度考察了界面附近硬度及界面附近的形变特点。结果表明：Cu/Mo/Cu复合材具有波形结合面和平直结合面；波形界面存在熔区，其熔区的显微硬度高于Cu基体而低于Mo基体。
用爆炸复合的方法，试制出了Cu/Mo/Cu板材。用光学显微镜和扫描电镜研究了其界面组织特征；并利用显微硬度考察了界面附近硬度及界面附近的形变特点。结果表明：Cu/Mo/Cu复合材具有波形结合面和平直结合面；波形界面存在熔区，其熔区的显微硬度高于Cu基体而低于Mo基体。
2001(5):342-345.
摘要:
利用TEM技术及体视分析原理，研究2090铝锂合金和2090＋Ce稀土高强铝锂合金（Ce添加量为0．05％）中位错组态、δ'相体积分数随时效条件的变化，并利用微观力学原理分析和计算δ'相的强化机制及强化贡献。研究目的在于探讨δ'相的强化作用随时效条件的变化以及微量稀土Ce的添加对δ'相强化贡献的影响。研究结果表明：时效初期，Ce的添加对δ'相的沉淀一定的抑制作用；理论计算结果表明，δ'相的强化贡献约为30MPa-60MPa，2090＋Ce合金中δ'相的强化贡献略低于同等时效条件的2090合金。
利用TEM技术及体视分析原理，研究2090铝锂合金和2090＋Ce稀土高强铝锂合金（Ce添加量为0．05％）中位错组态、δ'相体积分数随时效条件的变化，并利用微观力学原理分析和计算δ'相的强化机制及强化贡献。研究目的在于探讨δ'相的强化作用随时效条件的变化以及微量稀土Ce的添加对δ'相强化贡献的影响。研究结果表明：时效初期，Ce的添加对δ'相的沉淀一定的抑制作用；理论计算结果表明，δ'相的强化贡献约为30MPa-60MPa，2090＋Ce合金中δ'相的强化贡献略低于同等时效条件的2090合金。
2001(5):346-348.
摘要:
收集并计算了Mo-Si-C三元系在1600℃下各组元化合物的热力学数据。利用Mo-Si-C三元系在该温度下的平衡相图以及收集计算的该三元系的热力学数据，计算了该三元系中各组元的化学势并作出了相应的化学势稳定性相图。
收集并计算了Mo-Si-C三元系在1600℃下各组元化合物的热力学数据。利用Mo-Si-C三元系在该温度下的平衡相图以及收集计算的该三元系的热力学数据，计算了该三元系中各组元的化学势并作出了相应的化学势稳定性相图。
2001(5):349-352.
摘要:
在Co-Al-Ti三元系中，设计并熔炼了一系列含Co(Al,Ti)/(Co)的多相合金，试图通过在脆性的B2型金属间化合物Co(Al,Ti)中引入塑性的初级固溶体（Co）来提高材料的室温塑性。通过对合金铸态和经过简单热处理态的分析，确定了Co(Al,Ti)/(Co)两相区的成分范围、相平衡和相结构状况；并通过室温压缩实验了解了合金的变形行为，对合金的进一步开发前景作出了评估。
在Co-Al-Ti三元系中，设计并熔炼了一系列含Co(Al,Ti)/(Co)的多相合金，试图通过在脆性的B2型金属间化合物Co(Al,Ti)中引入塑性的初级固溶体（Co）来提高材料的室温塑性。通过对合金铸态和经过简单热处理态的分析，确定了Co(Al,Ti)/(Co)两相区的成分范围、相平衡和相结构状况；并通过室温压缩实验了解了合金的变形行为，对合金的进一步开发前景作出了评估。
2001(5):353-356.
摘要:
开发了一对以AB2型Ti系多元合金为热端合金、以AB5型稀土系多元合金为冷端合金的车用氢化物空调新型贮氢合金对。在操作温度为200℃／40℃/20℃的条件下，合金对的理论COPc为0．41。针对汽车尾气热容小的特点，提出了热端反应器采用多种具有不同性能的贮氢合金组成复合氢化物床的新设想，可使汽车发动机尾气废热得到充分利用。并用所研制的3对合金对组成复合氢化物床计算得出空调系统COPc为0．46。
开发了一对以AB2型Ti系多元合金为热端合金、以AB5型稀土系多元合金为冷端合金的车用氢化物空调新型贮氢合金对。在操作温度为200℃／40℃/20℃的条件下，合金对的理论COPc为0．41。针对汽车尾气热容小的特点，提出了热端反应器采用多种具有不同性能的贮氢合金组成复合氢化物床的新设想，可使汽车发动机尾气废热得到充分利用。并用所研制的3对合金对组成复合氢化物床计算得出空调系统COPc为0．46。
2001(5):357-360.
摘要:
用射频等离子体增强化学气相沉积在钛合金表面制备类金刚石薄膜，利用原子力显微镜、纳米力学探针、划痕仪、滑动摩擦和微动摩擦等研究了涂层的表面形貌和力学性能。结果表明：随涂层厚度的增加，表面粗糙度先增后降，最后趋于稳定，硬度和划痕临界载荷提高，室温空气条件下的滑动摩擦系数减小；对于确定的膜厚，随相对湿度增加，摩擦系数降低，这有利于其在体液环境中的应用。
用射频等离子体增强化学气相沉积在钛合金表面制备类金刚石薄膜，利用原子力显微镜、纳米力学探针、划痕仪、滑动摩擦和微动摩擦等研究了涂层的表面形貌和力学性能。结果表明：随涂层厚度的增加，表面粗糙度先增后降，最后趋于稳定，硬度和划痕临界载荷提高，室温空气条件下的滑动摩擦系数减小；对于确定的膜厚，随相对湿度增加，摩擦系数降低，这有利于其在体液环境中的应用。
2001(5):361-364.
摘要:
研究了Ti-47Al-2Nb-1Mn块状组织中孪晶与反相畴界相互作用的3种形式。结果表明：当孪晶与反相畴界相交或反相畴界终止在孪晶上时，孪晶通常较厚；而当二者相互终止在彼此末端时，孪晶通常较薄；在两者相互终止之前，孪晶通常存在一个由厚到薄的过程。由此证明，在块状转变发生的过程中，孪晶与反相畴界之间必然存在着某种密切的联系，使其产生上述3种作用形式。
研究了Ti-47Al-2Nb-1Mn块状组织中孪晶与反相畴界相互作用的3种形式。结果表明：当孪晶与反相畴界相交或反相畴界终止在孪晶上时，孪晶通常较厚；而当二者相互终止在彼此末端时，孪晶通常较薄；在两者相互终止之前，孪晶通常存在一个由厚到薄的过程。由此证明，在块状转变发生的过程中，孪晶与反相畴界之间必然存在着某种密切的联系，使其产生上述3种作用形式。
15 工业纯钛喷丸强化研究
2001(5):365-368.
摘要:
采用TEM结合SEM和XRD对工业纯钛喷丸强化后显微组织结构、断口形貌、残余应力进行分析，研究了影响疲劳性能的3个因素即：组织、应力、粗糙度。结果表现：孪生是六方合金的塑性变形主要形式，喷丸强化表层形变组织由孪晶和变形带构成，表层孪晶间强烈交互作用，可造成显微损伤；表层残余应力在疲劳后发生明显松驰，有益贡献也相应的降低；表面粗糙度提高，具有负的影响。
采用TEM结合SEM和XRD对工业纯钛喷丸强化后显微组织结构、断口形貌、残余应力进行分析，研究了影响疲劳性能的3个因素即：组织、应力、粗糙度。结果表现：孪生是六方合金的塑性变形主要形式，喷丸强化表层形变组织由孪晶和变形带构成，表层孪晶间强烈交互作用，可造成显微损伤；表层残余应力在疲劳后发生明显松驰，有益贡献也相应的降低；表面粗糙度提高，具有负的影响。
2001(5):369-371.
摘要:
研究了注射成形高密度合金的变形行为和变形控制。实验表明，在液相烧结过程中，由于重力作用导致粘性流动，合金试样发生变形。对W含量较高的合金，采用二步烧结工艺可以有效地控制变形。在此工艺中，压坯首先在粘结相熔点以下温度烧结，形成W连通骨架，然后在高于粘结相熔点以上的温度下烧结较短时间以达到全致密；对于W含量较低的高密度合金，将原始混合粉末采用机械合金化，然后再进行固相烧结，可以得到性能很高的无变形的合金。
研究了注射成形高密度合金的变形行为和变形控制。实验表明，在液相烧结过程中，由于重力作用导致粘性流动，合金试样发生变形。对W含量较高的合金，采用二步烧结工艺可以有效地控制变形。在此工艺中，压坯首先在粘结相熔点以下温度烧结，形成W连通骨架，然后在高于粘结相熔点以上的温度下烧结较短时间以达到全致密；对于W含量较低的高密度合金，将原始混合粉末采用机械合金化，然后再进行固相烧结，可以得到性能很高的无变形的合金。
2001(5):372-375.
摘要:
采用粉末冶金、热压成型工艺制备了TiNb/Ti-48Al-2Cr-2Nb(TACN)基复合材料。研究了复合材料的弯曲性能和断裂特征。实验结果表明：复合材料的性能较基体有较大的提高，用混合法则来进行预测复合材料的力学性能和实验中所得结果十分接近；这种工艺制备的复合材料界面由全片层组织构成，纤维和基体的结合状态良好，纤维损伤比例较小。
采用粉末冶金、热压成型工艺制备了TiNb/Ti-48Al-2Cr-2Nb(TACN)基复合材料。研究了复合材料的弯曲性能和断裂特征。实验结果表明：复合材料的性能较基体有较大的提高，用混合法则来进行预测复合材料的力学性能和实验中所得结果十分接近；这种工艺制备的复合材料界面由全片层组织构成，纤维和基体的结合状态良好，纤维损伤比例较小。
2001(5):376-379.
摘要:
考察了表面涂有ZnCl2-KCl盐膜的纯Ni和M38G，GH864两种Ni基合金在450℃纯氧气氛中的耐蚀性。结果表明：3种材料均发生了加速性腐蚀，形成的表面产物膜十分疏松并与基体的粘附性较差；合金中较高的Cr含量并没有提供良好的保护性，其腐蚀速度高于纯Ni。分析了NiO与Cr2O3氧化膜在该环境中具有不同热力学稳定性的原因，并讨论了材料的加速腐蚀机理。
考察了表面涂有ZnCl2-KCl盐膜的纯Ni和M38G，GH864两种Ni基合金在450℃纯氧气氛中的耐蚀性。结果表明：3种材料均发生了加速性腐蚀，形成的表面产物膜十分疏松并与基体的粘附性较差；合金中较高的Cr含量并没有提供良好的保护性，其腐蚀速度高于纯Ni。分析了NiO与Cr2O3氧化膜在该环境中具有不同热力学稳定性的原因，并讨论了材料的加速腐蚀机理。
2001(5):380-383.
摘要:
通过合金电极电化学容量与粘结剂的类型、导电剂的用量、电极粉末颗粒尺寸的关系，讨论了制极制备工艺对储氢合金M1(NiCoSiMnAl)5电化学性能的影响。结果表明：选择6％－9％的PVA溶液作为粘结剂，合金电极可获得满意的充放电性能；采用粒度范围较宽的合金粉制作电极，有利于增加合金粉末的填充密度，提高储氢合金的利用率；导电剂用量对电极性能的影响显著。
通过合金电极电化学容量与粘结剂的类型、导电剂的用量、电极粉末颗粒尺寸的关系，讨论了制极制备工艺对储氢合金M1(NiCoSiMnAl)5电化学性能的影响。结果表明：选择6％－9％的PVA溶液作为粘结剂，合金电极可获得满意的充放电性能；采用粒度范围较宽的合金粉制作电极，有利于增加合金粉末的填充密度，提高储氢合金的利用率；导电剂用量对电极性能的影响显著。
2001(5):384-387.
摘要:
用水热法合成了具有良好结晶度和大层间距的α－磷酸钛晶体（记为α-TiP），并用SRD，HREM，IR及TG／DSC等方法对其进行了表征。得到的晶体形貌规整并具有较高的热稳定性。本实验对水热法合成α－磷酸钛的实验条件进行了系统研究，给出了优化的合成条件。研究表明，当反应体系的磷酸浓度为5M－10M时在180℃下反应6h即可获得良好的α－TiP晶体。
用水热法合成了具有良好结晶度和大层间距的α－磷酸钛晶体（记为α-TiP），并用SRD，HREM，IR及TG／DSC等方法对其进行了表征。得到的晶体形貌规整并具有较高的热稳定性。本实验对水热法合成α－磷酸钛的实验条件进行了系统研究，给出了优化的合成条件。研究表明，当反应体系的磷酸浓度为5M－10M时在180℃下反应6h即可获得良好的α－TiP晶体。
2001(5):388-391.
摘要:
主要研究了TC4钛合金镀后热处理对镀镍或铜／层结合力的影响。结果表明，热处理后镀层与基体之间的界面形成以固溶体或金属间化合物为主的扩散层，采用XRD分析扩散热处理后镀层与基体之间的界面表明，扩散层中存在Ni3Ti,NiTi,NiTi2等金属间化合物；镀层结合力的提高与热处理后所形成扩散层的厚度无直接关系，而认为其主要取决于是否有利于镀层与基体之间金属键的形成。当扩散层中的固溶体或金属间化合物足以破坏镀层与其体之间存在的氧化膜等非金属膜层的完整性，而镀层与基体之间的微观间隙不因热处理而增大时，则能促进镀层与基体之间金属键的形成，从而提高镀层的结合力。
主要研究了TC4钛合金镀后热处理对镀镍或铜／层结合力的影响。结果表明，热处理后镀层与基体之间的界面形成以固溶体或金属间化合物为主的扩散层，采用XRD分析扩散热处理后镀层与基体之间的界面表明，扩散层中存在Ni3Ti,NiTi,NiTi2等金属间化合物；镀层结合力的提高与热处理后所形成扩散层的厚度无直接关系，而认为其主要取决于是否有利于镀层与基体之间金属键的形成。当扩散层中的固溶体或金属间化合物足以破坏镀层与其体之间存在的氧化膜等非金属膜层的完整性，而镀层与基体之间的微观间隙不因热处理而增大时，则能促进镀层与基体之间金属键的形成，从而提高镀层的结合力。
2001(5):392-395.
摘要:
从孔隙的形成、界面非金刚石物的形成以及较高残余应力等3个不利方面，分析和综述了影响金刚石涂层与硬质合金基体粘结性的主要因素。着重对浸蚀基体表面除去Co相或浸蚀WC相，在基体与涂层之间形成中间过渡层或中间化合物，基体表面机械或热处理等硬质合金基体表面预处理，改善涂层与基体粘结性的3种方法和途径进行了阐述。
从孔隙的形成、界面非金刚石物的形成以及较高残余应力等3个不利方面，分析和综述了影响金刚石涂层与硬质合金基体粘结性的主要因素。着重对浸蚀基体表面除去Co相或浸蚀WC相，在基体与涂层之间形成中间过渡层或中间化合物，基体表面机械或热处理等硬质合金基体表面预处理，改善涂层与基体粘结性的3种方法和途径进行了阐述。
2001(5):396-399.
摘要:
介绍了在AlN烧结中，烧结助剂的各类和加入量对AlN陶瓷材料的烧结致密度和热传导系数的影响。通过分析不同烧结助剂对AlN低温烧结（＜1600℃)的影响，认为有效的烧结助剂应该满足以下4个原则：①和AlN颗粒表面Al2O3反应生成的化合物的液化温度应该低于1600℃；②在烧结过程中不要诱发AlN的分解和氧化；③应该能以晶界析出Al2O3化合物的形式降低AlN晶格中的氧；④形成的Al2O3化合物应该有不亚于AlN的导热性，或者该化合物在晶界的含量要足够低。由于单一的烧结助剂无法同时满足以上4个条件，Y2O3－CaO-Li2O复合烧结助剂，极有希望成为高性能的AlN低温烧结的有效助剂。
介绍了在AlN烧结中，烧结助剂的各类和加入量对AlN陶瓷材料的烧结致密度和热传导系数的影响。通过分析不同烧结助剂对AlN低温烧结（＜1600℃)的影响，认为有效的烧结助剂应该满足以下4个原则：①和AlN颗粒表面Al2O3反应生成的化合物的液化温度应该低于1600℃；②在烧结过程中不要诱发AlN的分解和氧化；③应该能以晶界析出Al2O3化合物的形式降低AlN晶格中的氧；④形成的Al2O3化合物应该有不亚于AlN的导热性，或者该化合物在晶界的含量要足够低。由于单一的烧结助剂无法同时满足以上4个条件，Y2O3－CaO-Li2O复合烧结助剂，极有希望成为高性能的AlN低温烧结的有效助剂。
