2013年第42卷第5期文章目次
2013, 42(5):881-884.
摘要:
采用原位法粉末装管工艺（in-situ PIT），以Nb/Cu复合管作为包套材料制备了MgB2超导线材并且在氩气保护气氛中，不同温度条件下保温2 h进行成相热处理。分别采用电阻-温度测试、磁矩转变测试、临界传输电流测试以及Nb-MgB2界面磁光研究等分析手段进行研究。结果表明：当热处理温度高于750 ℃时，在MgB2超导芯丝和Nb阻隔层之间形成一个扩散层，该扩散层的存在阻碍了电流的传输，从而导致在磁测法测试中可以检测到超导相存在，而在传输法测试中无法看到超导传输现象。说明采用Nb作为MgB2超导线带材的扩散阻隔层时其热处理温度不能高于750 ℃
采用原位法粉末装管工艺（in-situ PIT），以Nb/Cu复合管作为包套材料制备了MgB2超导线材并且在氩气保护气氛中，不同温度条件下保温2 h进行成相热处理。分别采用电阻-温度测试、磁矩转变测试、临界传输电流测试以及Nb-MgB2界面磁光研究等分析手段进行研究。结果表明：当热处理温度高于750 ℃时，在MgB2超导芯丝和Nb阻隔层之间形成一个扩散层，该扩散层的存在阻碍了电流的传输，从而导致在磁测法测试中可以检测到超导相存在，而在传输法测试中无法看到超导传输现象。说明采用Nb作为MgB2超导线带材的扩散阻隔层时其热处理温度不能高于750 ℃
2 Preparation and Characterization of Titanium Based PbO2 Electrodes Doped with Some Common Elements
2013, 42(5):885-890.
摘要:
采用电沉积法制备了4种钛基体PbO2电极，其中3种分别采用Fe、Ni和Ag进行掺杂。利用SEM、XRD、强化寿命测试及线性伏安扫描对所制备4种电极性质进行表征，结果表明：4种电极表面均为四方体形PbO2颗粒；非掺杂电极及Ni掺杂电极的平均颗粒直径非常接近，且要小于Fe掺杂及Ag掺杂电极；Fe掺杂电极的强化测试寿命最长（116 h），这可能是由其致密的表面所导致；Ni掺杂电极的析氧电位为4种电极中最高，并在苯酚降解实验中拥有最高的COD去除效率及平均电流效率，以及最低的能耗值
采用电沉积法制备了4种钛基体PbO2电极，其中3种分别采用Fe、Ni和Ag进行掺杂。利用SEM、XRD、强化寿命测试及线性伏安扫描对所制备4种电极性质进行表征，结果表明：4种电极表面均为四方体形PbO2颗粒；非掺杂电极及Ni掺杂电极的平均颗粒直径非常接近，且要小于Fe掺杂及Ag掺杂电极；Fe掺杂电极的强化测试寿命最长（116 h），这可能是由其致密的表面所导致；Ni掺杂电极的析氧电位为4种电极中最高，并在苯酚降解实验中拥有最高的COD去除效率及平均电流效率，以及最低的能耗值
2013, 42(5):891-896.
摘要:
在Ar气保护下采用磁悬浮感应熔炼方法，制备无Co La1.8Ti0.2MgNi9-xAlx (x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)合金，系统研究Al取代Ni对合金的结构及贮氢性能的影响。所有合金均包含LaMg2Ni9相，当Al含量x≥0.1，La(Ni,Al)5相取代LaNi5相、LaNi3相消失、LaNi2相出现。测试合金的焓变值与LaNi5合金（–30.6 kJ/molH2）相近。Al取代Ni不仅提高合金电极的放电容量，而且改善循环稳定性及电化学动力学性能。La1.8Ti0.2MgNi8.7Al0.3合金贮氢性能较好，30 ℃下有效吸氢质量分数为1.32%；最大放电容量达到340 mAh/g；1400 mA/g放电电流密度下高倍率放电性能HRD1400高达79.8%；经100次充放电循环放电容量保持率为60%
在Ar气保护下采用磁悬浮感应熔炼方法，制备无Co La1.8Ti0.2MgNi9-xAlx (x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)合金，系统研究Al取代Ni对合金的结构及贮氢性能的影响。所有合金均包含LaMg2Ni9相，当Al含量x≥0.1，La(Ni,Al)5相取代LaNi5相、LaNi3相消失、LaNi2相出现。测试合金的焓变值与LaNi5合金（–30.6 kJ/molH2）相近。Al取代Ni不仅提高合金电极的放电容量，而且改善循环稳定性及电化学动力学性能。La1.8Ti0.2MgNi8.7Al0.3合金贮氢性能较好，30 ℃下有效吸氢质量分数为1.32%；最大放电容量达到340 mAh/g；1400 mA/g放电电流密度下高倍率放电性能HRD1400高达79.8%；经100次充放电循环放电容量保持率为60%
2013, 42(5):897-900.
摘要:
采用液相法合成了Li3V2(PO4)3 (空间群P21/n)电活性材料。用XRD和恒流充放电对样品的微观结构和电化学性能进行了表征。结果表明，在1.5~4.3 V电压范围内，样品在平均电压为1.81和3.77 V时均发生了可逆的锂嵌入反应；锂嵌出和嵌入过程中均出现一系列复杂的相变。在1.5~3.0 V电压范围内，以C/5倍率循环50周后，样品的容量衰减极小，表明锂脱嵌反应具有优良的循环稳定性。因此，Li3V2(PO4)3可以同时作为正极和负极而组成对称电池。另外，1.5~4.3 V电压范围内进行的嵌锂反应可以充当一种内置的过充电安全阀
采用液相法合成了Li3V2(PO4)3 (空间群P21/n)电活性材料。用XRD和恒流充放电对样品的微观结构和电化学性能进行了表征。结果表明，在1.5~4.3 V电压范围内，样品在平均电压为1.81和3.77 V时均发生了可逆的锂嵌入反应；锂嵌出和嵌入过程中均出现一系列复杂的相变。在1.5~3.0 V电压范围内，以C/5倍率循环50周后，样品的容量衰减极小，表明锂脱嵌反应具有优良的循环稳定性。因此，Li3V2(PO4)3可以同时作为正极和负极而组成对称电池。另外，1.5~4.3 V电压范围内进行的嵌锂反应可以充当一种内置的过充电安全阀
2013, 42(5):901-904.
摘要:
在Au-Pd系中分别加入Zr、Mo、Y 3种稀有金属元素，研究稀有金属元素的加入对Au-Pd合金组织结构及力学和电学性能的影响。合金在真空高频炉中熔炼。首先用X射线衍射仪和金相显微镜对合金的显微组织和结构进行分析，用电桥、涡流导电仪测量合金的电阻率，用拉力试验机测量合金的力学性能。结果表明稀有金属元素的加入可以有效地细化合金的显微组织，并且提高合金的熔点、密度、力学性能和电阻率，但是合金的加工性能有所降低
在Au-Pd系中分别加入Zr、Mo、Y 3种稀有金属元素，研究稀有金属元素的加入对Au-Pd合金组织结构及力学和电学性能的影响。合金在真空高频炉中熔炼。首先用X射线衍射仪和金相显微镜对合金的显微组织和结构进行分析，用电桥、涡流导电仪测量合金的电阻率，用拉力试验机测量合金的力学性能。结果表明稀有金属元素的加入可以有效地细化合金的显微组织，并且提高合金的熔点、密度、力学性能和电阻率，但是合金的加工性能有所降低
2013, 42(5):905-908.
摘要:
研究了在6 mol/L KOH 电解液中添加不同浓度KF 对商用AB5-型贮氢合金的电化学性能的影响，研究发现合金的循环性能和循环后期的高倍率性能提高，通过XRD, SEM, SEI等分析表明，在电解液中添加KF生成的LaF3能显著提高合金耐腐蚀的能力，同时阻止合金电极在循环过程中析氢过电位降低，提高合金的动力学性能
研究了在6 mol/L KOH 电解液中添加不同浓度KF 对商用AB5-型贮氢合金的电化学性能的影响，研究发现合金的循环性能和循环后期的高倍率性能提高，通过XRD, SEM, SEI等分析表明，在电解液中添加KF生成的LaF3能显著提高合金耐腐蚀的能力，同时阻止合金电极在循环过程中析氢过电位降低，提高合金的动力学性能
2013, 42(5):909-913.
摘要:
为了保证三辊连轧过程中棒材的成型精度，研究了TC4钛合金棒材的宽展。采用正交试验优化设计方法设计数值模拟方案，在Marc有限元平台上，研究轧制工艺参数（轧制温度、轧制速度、孔型内切圆直径、轧辊直径、摩擦系数）对宽展的影响，并分析了各参数的影响显著性顺序。在此基础上，建立了三辊轧制TC4棒材的宽展模型。试验在自行研制的8机架Y型连轧机上进行，孔型系统为平三角-圆。宽展测量结果和模型计算结果吻合较好
为了保证三辊连轧过程中棒材的成型精度，研究了TC4钛合金棒材的宽展。采用正交试验优化设计方法设计数值模拟方案，在Marc有限元平台上，研究轧制工艺参数（轧制温度、轧制速度、孔型内切圆直径、轧辊直径、摩擦系数）对宽展的影响，并分析了各参数的影响显著性顺序。在此基础上，建立了三辊轧制TC4棒材的宽展模型。试验在自行研制的8机架Y型连轧机上进行，孔型系统为平三角-圆。宽展测量结果和模型计算结果吻合较好
2013, 42(5):914-918.
摘要:
研究了钽与不锈钢电子束焊接接头组织、缺陷特征及力学性能。电子束热源作用位置影响到接头成形，偏不锈钢0.2 mm进行焊接接头成形较好。焊缝为细小枝晶组织，Fe元素含量较高，形成的ε相（Fe2Ta）和μ相(FeTa或Fe7Ta6)为弥散分布。在钽侧熔合线处ε相和μ相为层状分布，在焊接应力作用下易形成微裂纹缺陷。接头焊缝区普遍硬度较高，而钽侧熔合线处变形协调能力较差，存在裂纹源，导致接头拉伸时在该处断裂。接头抗拉强度不高，仅为255 MPa
研究了钽与不锈钢电子束焊接接头组织、缺陷特征及力学性能。电子束热源作用位置影响到接头成形，偏不锈钢0.2 mm进行焊接接头成形较好。焊缝为细小枝晶组织，Fe元素含量较高，形成的ε相（Fe2Ta）和μ相(FeTa或Fe7Ta6)为弥散分布。在钽侧熔合线处ε相和μ相为层状分布，在焊接应力作用下易形成微裂纹缺陷。接头焊缝区普遍硬度较高，而钽侧熔合线处变形协调能力较差，存在裂纹源，导致接头拉伸时在该处断裂。接头抗拉强度不高，仅为255 MPa
2013, 42(5):919-924.
摘要:
利用场发射扫描电子显微镜对其铸态组织进行了观察，并通过热力学计算，对该合金中成分对平衡相析出的影响规律进行了研究。结果表明，эк151合金凝固过程中，Mo、Nb和Ti等元素在枝晶间偏析，并形成大量γ′+γ共晶相。合金主要析出相为大量的γ′相、少量的一次、二次碳化物和硼化物以及μ相。其中强化相γ′多成立方状，800 ℃下平衡态质量分数含量高达50%左右。当成分在规定范围波动时，对熔点影响最大的为Cr、Mo、Nb和Ti；而Al、Ti和Nb含量变化均会影响到γ′相的析出量及析出温度；Cr、Mo含量变化还会影响到二次碳化物的种类，Ti、Nb、C虽然是一次碳化物MC的主要形成元素，但是成分范围内对其析出温度影响并不明显。影响μ相析出温度和析出量的主要成分为Cr、Mo和W
利用场发射扫描电子显微镜对其铸态组织进行了观察，并通过热力学计算，对该合金中成分对平衡相析出的影响规律进行了研究。结果表明，эк151合金凝固过程中，Mo、Nb和Ti等元素在枝晶间偏析，并形成大量γ′+γ共晶相。合金主要析出相为大量的γ′相、少量的一次、二次碳化物和硼化物以及μ相。其中强化相γ′多成立方状，800 ℃下平衡态质量分数含量高达50%左右。当成分在规定范围波动时，对熔点影响最大的为Cr、Mo、Nb和Ti；而Al、Ti和Nb含量变化均会影响到γ′相的析出量及析出温度；Cr、Mo含量变化还会影响到二次碳化物的种类，Ti、Nb、C虽然是一次碳化物MC的主要形成元素，但是成分范围内对其析出温度影响并不明显。影响μ相析出温度和析出量的主要成分为Cr、Mo和W
2013, 42(5):925-930.
摘要:
基于第一性原理方法和α钛晶体计算模型，计算了α钛置氢后的能带结构、电子能态密度、价电荷密度和电荷聚居数的变化情况。结果表明：置氢不仅改变了α钛晶体能带结构的对称性，而且氢原子的离子化使能带结构发生了畸变；随着置氢量的增加，氢原子的s轨道与其临近的α钛原子的p轨道和d轨道杂化，形成钛氢共价键；氢原子周围的电荷密度发生了显著变化，形成了区域共有电子区；与氢原子越近电荷转移程度越大，则α钛原子正电性越强，并且在相同区域内α钛原子的电荷转移情况相同，使得α钛原子间相互排斥作用加强，从整体上降低了α钛原子间结合力
基于第一性原理方法和α钛晶体计算模型，计算了α钛置氢后的能带结构、电子能态密度、价电荷密度和电荷聚居数的变化情况。结果表明：置氢不仅改变了α钛晶体能带结构的对称性，而且氢原子的离子化使能带结构发生了畸变；随着置氢量的增加，氢原子的s轨道与其临近的α钛原子的p轨道和d轨道杂化，形成钛氢共价键；氢原子周围的电荷密度发生了显著变化，形成了区域共有电子区；与氢原子越近电荷转移程度越大，则α钛原子正电性越强，并且在相同区域内α钛原子的电荷转移情况相同，使得α钛原子间相互排斥作用加强，从整体上降低了α钛原子间结合力
2013, 42(5):931-936.
摘要:
通过光学金相(OM)，扫描电镜(SEM)，X射线衍射(XRD)等分析方法，研究不同Sn含量对Mg-6Zn-1Mn(ZM61)合金显微组织和力学性能的影响，并初步探讨Sn元素在镁合金中的存在形式和作用机理。结果表明：Sn元素在ZM61合金中主要以Mg2Sn相存在；Sn元素不仅可以改善合金的铸造性能，所形成弥散的Mg2Sn相颗粒还可以明显的细化晶粒改善组织，提高合金的力学性能，其中经440 ℃, 2 h+90 ℃, 24 h+180 ℃, 8 h双级时效处理的ZM61-4Sn合金具有最佳的综合力学性能，其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为358 MPa、374 MPa和4.6%；Sn的加入不会改变合金的断裂机制，但是粗大的Mg2Sn粒子会成为裂纹源，从而降低合金的塑性，所以Sn含量不宜过高，不大于4%较为合适
通过光学金相(OM)，扫描电镜(SEM)，X射线衍射(XRD)等分析方法，研究不同Sn含量对Mg-6Zn-1Mn(ZM61)合金显微组织和力学性能的影响，并初步探讨Sn元素在镁合金中的存在形式和作用机理。结果表明：Sn元素在ZM61合金中主要以Mg2Sn相存在；Sn元素不仅可以改善合金的铸造性能，所形成弥散的Mg2Sn相颗粒还可以明显的细化晶粒改善组织，提高合金的力学性能，其中经440 ℃, 2 h+90 ℃, 24 h+180 ℃, 8 h双级时效处理的ZM61-4Sn合金具有最佳的综合力学性能，其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为358 MPa、374 MPa和4.6%；Sn的加入不会改变合金的断裂机制，但是粗大的Mg2Sn粒子会成为裂纹源，从而降低合金的塑性，所以Sn含量不宜过高，不大于4%较为合适
2013, 42(5):937-941.
摘要:
利用Gleeble-1500D热模拟试验机，在变形温度为960~1050 ℃，应变速率为0.01~10 s-1范围内对TC11钛合金进行等温恒应变速率压缩实验。通过真应力-真应变曲线，分析了变形温度和应变速率对流变应力的影响规律，并在Arrhenius双曲正弦型方程的基础上建立了适用于TC11钛合金热变形的本构方程。误差分析表明所建立的本构方程与实验值吻合较好，为制定TC11钛合金锻造工艺提供了理论依据
利用Gleeble-1500D热模拟试验机，在变形温度为960~1050 ℃，应变速率为0.01~10 s-1范围内对TC11钛合金进行等温恒应变速率压缩实验。通过真应力-真应变曲线，分析了变形温度和应变速率对流变应力的影响规律，并在Arrhenius双曲正弦型方程的基础上建立了适用于TC11钛合金热变形的本构方程。误差分析表明所建立的本构方程与实验值吻合较好，为制定TC11钛合金锻造工艺提供了理论依据
2013, 42(5):942-946.
摘要:
对室温奥氏体相NiTi形状记忆合金进行热处理，在300和500 ℃时效温度下，分别获得具有粒状和针状Ni4Ti3析出相的组织特征，对两种组织的合金进行准静态和动态力学性能研究，对比分析析出相形态对奥氏体NiTi形状记忆合金静动态力学行为的影响规律。结果表明，准静态拉伸加载下，随应变率的提高，两种组织的应力诱发马氏体相变过程均呈现明显的应变率效应，对比分析发现，针状组织的NiTi合金发生应力诱发马氏体相变的初始应力值低，材料塑性好，抗拉强度高；准静态压缩加载时，两种组织的力学性能相近；动态压缩加载时，针状组织的动态压缩屈服强度显著高于粒状组织，但是由于粒状组织马氏体塑性变形阶段表现出更强的应变硬化效应，导致二者的动态抗压强度值相近。论文对相关机理进行了讨论和分析
对室温奥氏体相NiTi形状记忆合金进行热处理，在300和500 ℃时效温度下，分别获得具有粒状和针状Ni4Ti3析出相的组织特征，对两种组织的合金进行准静态和动态力学性能研究，对比分析析出相形态对奥氏体NiTi形状记忆合金静动态力学行为的影响规律。结果表明，准静态拉伸加载下，随应变率的提高，两种组织的应力诱发马氏体相变过程均呈现明显的应变率效应，对比分析发现，针状组织的NiTi合金发生应力诱发马氏体相变的初始应力值低，材料塑性好，抗拉强度高；准静态压缩加载时，两种组织的力学性能相近；动态压缩加载时，针状组织的动态压缩屈服强度显著高于粒状组织，但是由于粒状组织马氏体塑性变形阶段表现出更强的应变硬化效应，导致二者的动态抗压强度值相近。论文对相关机理进行了讨论和分析
2013, 42(5):951-956.
摘要:
通过热模拟压缩实验研究了TA15钛合金等温近β变形行为和微观组织演化，定量分析揭示了近β变形温度、应变速率、变形量对TA15合金流动应力和微观组织的影响。结果表明：在近β变形过程中，变形温度升高，应变速率降低，将抑制动态再结晶过程，促进动态回复过程；变形温度降低，应变速率升高，将抑制动态回复过程，促进动态再结晶过程。变形温度是影响等轴α相含量，晶粒尺寸和平均轴比的主要因素，增加应变速率对等轴α相晶粒细化的作用并不明显。在近β温度区间，建立了等轴α相含量和晶粒尺寸与变形温度关系的经验模型。研究结果可为TA15钛合金等温近β成形工艺优化控制提供依据
通过热模拟压缩实验研究了TA15钛合金等温近β变形行为和微观组织演化，定量分析揭示了近β变形温度、应变速率、变形量对TA15合金流动应力和微观组织的影响。结果表明：在近β变形过程中，变形温度升高，应变速率降低，将抑制动态再结晶过程，促进动态回复过程；变形温度降低，应变速率升高，将抑制动态回复过程，促进动态再结晶过程。变形温度是影响等轴α相含量，晶粒尺寸和平均轴比的主要因素，增加应变速率对等轴α相晶粒细化的作用并不明显。在近β温度区间，建立了等轴α相含量和晶粒尺寸与变形温度关系的经验模型。研究结果可为TA15钛合金等温近β成形工艺优化控制提供依据
2013, 42(5):957-961.
摘要:
提出了基于热模拟仪的镁合金挤压-一次剪切（extrusion-shear）二步复合制备工艺（简称ES工艺），设计并制造了适合于热模拟仪Gleeble1500D的ES热物理模拟装置，进行了热模拟实验，建立了基于DEFORM软件的ES挤压有限元数值模型，并进行了有限元模拟。研究了坯料变形过程的应变率、挤压力、应变-应力等物理量。从ES热物理模拟和数值模拟过程的挤压力、应变-应力曲线的特点，发现ES工艺中镁合金发生了特有的动态再结晶过程，具有明显的两个动态再结晶阶段，被称为“双级动态再结晶”。镁合金坯料的等效应变率在正挤压阶段，累积应变的值较小，发生了少量的动态再结晶，在经过一次剪切后等效应变率急速上升，发生了第二阶段的动态再结晶，镁合金坯料的微观组织经过挤压-剪切逐步细化
提出了基于热模拟仪的镁合金挤压-一次剪切（extrusion-shear）二步复合制备工艺（简称ES工艺），设计并制造了适合于热模拟仪Gleeble1500D的ES热物理模拟装置，进行了热模拟实验，建立了基于DEFORM软件的ES挤压有限元数值模型，并进行了有限元模拟。研究了坯料变形过程的应变率、挤压力、应变-应力等物理量。从ES热物理模拟和数值模拟过程的挤压力、应变-应力曲线的特点，发现ES工艺中镁合金发生了特有的动态再结晶过程，具有明显的两个动态再结晶阶段，被称为“双级动态再结晶”。镁合金坯料的等效应变率在正挤压阶段，累积应变的值较小，发生了少量的动态再结晶，在经过一次剪切后等效应变率急速上升，发生了第二阶段的动态再结晶，镁合金坯料的微观组织经过挤压-剪切逐步细化
2013, 42(5):962-966.
摘要:
对LaNixMn0.26Aly合金的储氢性能进行了研究。结果表明，与LaNi4.61Mn0.26Al0.13合金相比，LaNi4.5Mn0.26Al0.13合金的晶格常数和晶胞体积均变大，吸氢平台压力略有降低，放氢平台压力基本不变，滞后因子有所改善，储氢容量略有减少，氢化物生成焓绝对值变大，氢化物稳定性增加；对于LaNi4.4Mn0.26Al0.34合金，Al替代部分Ni使合金的晶格常数和晶胞体积变大，吸放氢平台压力明显降低，滞后因子明显改善，吸氢动力学性能显著提高，氢化物生成焓绝对值变大，氢化物更加稳定，但储氢容量有所减少
对LaNixMn0.26Aly合金的储氢性能进行了研究。结果表明，与LaNi4.61Mn0.26Al0.13合金相比，LaNi4.5Mn0.26Al0.13合金的晶格常数和晶胞体积均变大，吸氢平台压力略有降低，放氢平台压力基本不变，滞后因子有所改善，储氢容量略有减少，氢化物生成焓绝对值变大，氢化物稳定性增加；对于LaNi4.4Mn0.26Al0.34合金，Al替代部分Ni使合金的晶格常数和晶胞体积变大，吸放氢平台压力明显降低，滞后因子明显改善，吸氢动力学性能显著提高，氢化物生成焓绝对值变大，氢化物更加稳定，但储氢容量有所减少
2013, 42(5):967-970.
摘要:
以LaFeO3为载体，通过Fe(OH)3对载体进行改性，采用沉积沉淀法制备纳米金催化剂，并对催化剂进行XRD、XPS、AAS和BET测试，考察催化剂的活性和稳定性。结果显示，Fe(OH)3助剂的加入，对催化剂的活性提高不明显，但大大提高了催化剂在反应过程和放置过程中的稳定性。加入助剂的Au/Fe(OH)3/LaFeO3催化剂，由于Fe(OH)3和活性组分的相互作用，减缓了金颗粒的聚集，使得放置近半年的催化剂和新鲜催化剂具有相近的活性和稳定性
以LaFeO3为载体，通过Fe(OH)3对载体进行改性，采用沉积沉淀法制备纳米金催化剂，并对催化剂进行XRD、XPS、AAS和BET测试，考察催化剂的活性和稳定性。结果显示，Fe(OH)3助剂的加入，对催化剂的活性提高不明显，但大大提高了催化剂在反应过程和放置过程中的稳定性。加入助剂的Au/Fe(OH)3/LaFeO3催化剂，由于Fe(OH)3和活性组分的相互作用，减缓了金颗粒的聚集，使得放置近半年的催化剂和新鲜催化剂具有相近的活性和稳定性
2013, 42(5):971-974.
摘要:
采用扫描电子显微镜(SEM)结合X射线能谱仪(EDS)对Sm2Co17型钐钴永磁合金时效处理过程中的显微结构与成分的变化进行分析，揭示该类永磁合金的显微结构在时效过程中随着时效温度和时间的改变而变化的规律，明确正常样品的典型显微结构SEM照片。此方法较光学显微镜的显微结构结果更加准确直观，较透射电子显微镜则有制样简单和分析快速的特点，在产品质量控制中应用效果显著
采用扫描电子显微镜(SEM)结合X射线能谱仪(EDS)对Sm2Co17型钐钴永磁合金时效处理过程中的显微结构与成分的变化进行分析，揭示该类永磁合金的显微结构在时效过程中随着时效温度和时间的改变而变化的规律，明确正常样品的典型显微结构SEM照片。此方法较光学显微镜的显微结构结果更加准确直观，较透射电子显微镜则有制样简单和分析快速的特点，在产品质量控制中应用效果显著
2013, 42(5):975-978.
摘要:
采用熔体旋淬法制备了Ni76Ti5P19和Ni73Ti5Zr3P19 (at%)非晶合金，对其热稳定性及腐蚀行为进行了研究，并讨论了Zr元素的添加对Ni-Ti-P非晶合金性能的影响。结果表明，Zr元素的添加提高了Ni76Ti5P19非晶合金的玻璃转变温度（Tg）和晶化温度（Tx），但使得过冷液体温度区间（ΔTx）有所降低。电化学实验表明，在NaCl、HCl和H2SO4溶液中，Ni-Ti(-Zr)-P非晶合金发生自钝化，具有良好的耐腐蚀性能，这可能归因于合金表面Ti/Zr和P元素的富集。在同一溶液中，与Ni76Ti5P19非晶合金相比，Ni73Ti5Zr3P19非晶合金具有较高的开路电位和较低的钝化电流密度。在Ni-Ti-P合金中添加元素Zr以替代部分Ni能够在钝化膜中引入ZrO2，从而提高合金表面氧化膜的保护性，改善合金的耐腐蚀能力
采用熔体旋淬法制备了Ni76Ti5P19和Ni73Ti5Zr3P19 (at%)非晶合金，对其热稳定性及腐蚀行为进行了研究，并讨论了Zr元素的添加对Ni-Ti-P非晶合金性能的影响。结果表明，Zr元素的添加提高了Ni76Ti5P19非晶合金的玻璃转变温度（Tg）和晶化温度（Tx），但使得过冷液体温度区间（ΔTx）有所降低。电化学实验表明，在NaCl、HCl和H2SO4溶液中，Ni-Ti(-Zr)-P非晶合金发生自钝化，具有良好的耐腐蚀性能，这可能归因于合金表面Ti/Zr和P元素的富集。在同一溶液中，与Ni76Ti5P19非晶合金相比，Ni73Ti5Zr3P19非晶合金具有较高的开路电位和较低的钝化电流密度。在Ni-Ti-P合金中添加元素Zr以替代部分Ni能够在钝化膜中引入ZrO2，从而提高合金表面氧化膜的保护性，改善合金的耐腐蚀能力
2013, 42(5):979-983.
摘要:
采用雾化法制备Ag(90.5%)/Sn(9.5%, 质量分数)合金粉末，使用热重分析仪得出600, 700, 800 ℃内氧化动力学曲线，分析Ag-Sn合金粉末氧化前后的粒度、表面形貌、物相组成及表面成分。结果表明：氧化前后合金粉粒度变化极小，氧化后表面粗糙，在“鳞片”交界处出现细小空洞与缝隙，有体积膨胀迹象。根据控制扩散反应的因素不同，分为快速增重、混合增重和抛物线增重3个不同阶段
采用雾化法制备Ag(90.5%)/Sn(9.5%, 质量分数)合金粉末，使用热重分析仪得出600, 700, 800 ℃内氧化动力学曲线，分析Ag-Sn合金粉末氧化前后的粒度、表面形貌、物相组成及表面成分。结果表明：氧化前后合金粉粒度变化极小，氧化后表面粗糙，在“鳞片”交界处出现细小空洞与缝隙，有体积膨胀迹象。根据控制扩散反应的因素不同，分为快速增重、混合增重和抛物线增重3个不同阶段
2013, 42(5):984-988.
摘要:
通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)和X射线衍射(XRD)手段，研究BT16钛合金丝材制备过程中微观组织演变、丝材的力学性能和冷镦性能以及固溶时效合金组织结构。结果表明：BT16合金丝材具有良好的力学性能，断面收缩率Ψ为62%~65%，顶镦螺栓头部变形量达到75%，未见任何缺陷。钛合金铸锭是树枝状α+β两相组织；锻坯横截面变形不均匀，析出等轴状、短棒状和针状α相；热锻棒材边界和晶内均有细小针状α相析出；丝材组织由初生等轴α相和β相组成；固溶时效后合金组织由初生等轴α相和析出针状α相的β转变组织组成
通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)和X射线衍射(XRD)手段，研究BT16钛合金丝材制备过程中微观组织演变、丝材的力学性能和冷镦性能以及固溶时效合金组织结构。结果表明：BT16合金丝材具有良好的力学性能，断面收缩率Ψ为62%~65%，顶镦螺栓头部变形量达到75%，未见任何缺陷。钛合金铸锭是树枝状α+β两相组织；锻坯横截面变形不均匀，析出等轴状、短棒状和针状α相；热锻棒材边界和晶内均有细小针状α相析出；丝材组织由初生等轴α相和β相组成；固溶时效后合金组织由初生等轴α相和析出针状α相的β转变组织组成
2013, 42(5):989-992.
摘要:
以Nb、Si和Ti粉末为原料，采用放电等离子烧结（SPS）技术对Nb-20Si、Nb-20Si-5Ti、Nb-20Si-15Ti和Nb-20Si-24Ti材料进行原位合成。利用扫描电镜（SEM）、电子探针微区分析（EPMA）和X射线衍射（XRD）等手段对材料的组织结构进行分析，探讨Ti对复合材料组织和性能的影响规律。结果表明，Ti元素的加入使得复合材料中Nb5Si3相转变成(Nb, Ti)5Si3，随着Ti加入量的增加，组织中出现了单质的Ti相，当Ti含量达到24%时，组织中还会出现Nb3Si相；同时Ti的加入会降低复合材料的硬度，提高其高温抗氧化性能
以Nb、Si和Ti粉末为原料，采用放电等离子烧结（SPS）技术对Nb-20Si、Nb-20Si-5Ti、Nb-20Si-15Ti和Nb-20Si-24Ti材料进行原位合成。利用扫描电镜（SEM）、电子探针微区分析（EPMA）和X射线衍射（XRD）等手段对材料的组织结构进行分析，探讨Ti对复合材料组织和性能的影响规律。结果表明，Ti元素的加入使得复合材料中Nb5Si3相转变成(Nb, Ti)5Si3，随着Ti加入量的增加，组织中出现了单质的Ti相，当Ti含量达到24%时，组织中还会出现Nb3Si相；同时Ti的加入会降低复合材料的硬度，提高其高温抗氧化性能
2013, 42(5):993-997.
摘要:
配制有机非质子极性溶剂EtMgCl/THF溶液作为镁电沉积电解液，采用循环伏安法对镁薄膜在基体铜上的初始电化学沉积行为做了研究，结果表明，镁薄膜的电沉积行为遵循形核/生长机制；采用直流沉积法，分别改变电解液浓度和电流密度，得到光亮致密均匀的镁镀层；利用SEM和XRD分别对镀层表面形貌和相组成进行了表征；采用脉冲电沉积法制得金属镁镀层，与恒流电沉积相比，脉冲电沉积能够细化晶粒，并存在着[002]面的择优取向
配制有机非质子极性溶剂EtMgCl/THF溶液作为镁电沉积电解液，采用循环伏安法对镁薄膜在基体铜上的初始电化学沉积行为做了研究，结果表明，镁薄膜的电沉积行为遵循形核/生长机制；采用直流沉积法，分别改变电解液浓度和电流密度，得到光亮致密均匀的镁镀层；利用SEM和XRD分别对镀层表面形貌和相组成进行了表征；采用脉冲电沉积法制得金属镁镀层，与恒流电沉积相比，脉冲电沉积能够细化晶粒，并存在着[002]面的择优取向
2013, 42(5):998-1002.
摘要:
选用1060铝合金管件冲击不同表面状态下的AZ31B镁合金表面进行磁脉冲焊接试验。并对焊后接头结合形貌进行量化分析，着重研究焊接接头结合界面间的产热机制。结果表明：设定充电电压为4.2 kV不变，焊接接头均表现为波纹状结合；光洁表面试件焊接后界面结合区波峰附近有微量弥散分布的熔化块；粗糙表面焊接后界面结合区出现呈片状连续分布的熔化层。由分析可知：粗糙表面凸起可以捕获更多的射流，并且会阻碍表面波沿表面传递，上述因素导致能量不能及时散失进而结合界面区温度升高最终出现熔化现象
选用1060铝合金管件冲击不同表面状态下的AZ31B镁合金表面进行磁脉冲焊接试验。并对焊后接头结合形貌进行量化分析，着重研究焊接接头结合界面间的产热机制。结果表明：设定充电电压为4.2 kV不变，焊接接头均表现为波纹状结合；光洁表面试件焊接后界面结合区波峰附近有微量弥散分布的熔化块；粗糙表面焊接后界面结合区出现呈片状连续分布的熔化层。由分析可知：粗糙表面凸起可以捕获更多的射流，并且会阻碍表面波沿表面传递，上述因素导致能量不能及时散失进而结合界面区温度升高最终出现熔化现象
2013, 42(5):1003-1008.
摘要:
以新型Co基合金Co-9Al-9W-2Ta为基础，分别用4at%、6at%和9at%的Nb元素替代等量的W(分别称4Nb、6Nb、9Nb合金，无Nb添加的称为0Nb合金)，研究Nb含量对合金显微组织和高低温力学性能的影响。结果表明：铸态组织由Co基固溶体γ相和γ+Co3Nb共晶组成（Nb可部分被W和/或Ta取代），随Nb含量提高，共晶组织体积分数增大。1200 ℃/8 h固溶+800 ℃/100 h时效处理后，γ中析出尺寸为数百纳米并与之共格的γ’-Co3(Al，W)相或Co3Nb相，显微组织由γ/γ’组织(0Nb)逐步向γ/γ’/Co3Nb组织(4Nb和6Nb合金)和γ/Co3Nb组织转变(9Nb合金)。合金在600 ℃开始出现反常屈服，反常屈服强度峰值对应温度大约在700 ℃
以新型Co基合金Co-9Al-9W-2Ta为基础，分别用4at%、6at%和9at%的Nb元素替代等量的W(分别称4Nb、6Nb、9Nb合金，无Nb添加的称为0Nb合金)，研究Nb含量对合金显微组织和高低温力学性能的影响。结果表明：铸态组织由Co基固溶体γ相和γ+Co3Nb共晶组成（Nb可部分被W和/或Ta取代），随Nb含量提高，共晶组织体积分数增大。1200 ℃/8 h固溶+800 ℃/100 h时效处理后，γ中析出尺寸为数百纳米并与之共格的γ’-Co3(Al，W)相或Co3Nb相，显微组织由γ/γ’组织(0Nb)逐步向γ/γ’/Co3Nb组织(4Nb和6Nb合金)和γ/Co3Nb组织转变(9Nb合金)。合金在600 ℃开始出现反常屈服，反常屈服强度峰值对应温度大约在700 ℃
2013, 42(5):1009-1012.
摘要:
以乙酰丙酮铁(Fe(acac)3)和氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)作为Fe源和Pt源，硼氢化钠(NaBH4)作为还原剂，PVP作为表面活性剂，通过化学还原法制备出单分散的FePt纳米颗粒，研究PVP对FePt纳米颗粒磁性能的影响。通过X射线衍射(XRD)仪，透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对纳米颗粒进行表征。结果表明：PVP修饰的FePt纳米颗粒为面心立方（fcc）结构，形状近似球形且分散性良好，矫顽力为零，呈超顺磁性。当PVP与Fe(acac)3的比例为7:1时，经600 ℃热处理保温30 min，FePt纳米颗粒从无序的fcc结构转变为有序的fct结构，矫顽力最大，可达5460 A·m-1
以乙酰丙酮铁(Fe(acac)3)和氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)作为Fe源和Pt源，硼氢化钠(NaBH4)作为还原剂，PVP作为表面活性剂，通过化学还原法制备出单分散的FePt纳米颗粒，研究PVP对FePt纳米颗粒磁性能的影响。通过X射线衍射(XRD)仪，透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对纳米颗粒进行表征。结果表明：PVP修饰的FePt纳米颗粒为面心立方（fcc）结构，形状近似球形且分散性良好，矫顽力为零，呈超顺磁性。当PVP与Fe(acac)3的比例为7:1时，经600 ℃热处理保温30 min，FePt纳米颗粒从无序的fcc结构转变为有序的fct结构，矫顽力最大，可达5460 A·m-1
2013, 42(5):1013-1016.
摘要:
探讨新型医用金属材料磷酸三钙(β-TCP)涂层镁合金的体内降解特性和生物活性，制备β-TCP涂层镁合金（β-TCP-Mg-Al-Zn）并植入大鼠股骨骨髓腔，扫描电镜观察体内植入材料的表面微观结构及材料表面能谱，分析材料表面钙（Ca）和磷（P）元素的变化规律。结果表明，材料体内植入1~4 w时，(β-TCP)- Mg-Al-Zn材料表面有大量的粘附蛋白物质；材料体内植入8 w时，(β-TCP)- Mg-Al-Zn材料表面Ca和P元素含量明显高于Mg-Al-Zn材料(P＜0.05)；体内植入12 w时，Mg-Al-Zn材料降解约33 %，而(β-TCP)-Mg-Al-Zn材料降解率为17 %。β-TCP涂层可有效地延缓Mg-Al-Zn镁合金的体内降解，并使Mg-Al-Zn材料表面具有良好的生物活性
探讨新型医用金属材料磷酸三钙(β-TCP)涂层镁合金的体内降解特性和生物活性，制备β-TCP涂层镁合金（β-TCP-Mg-Al-Zn）并植入大鼠股骨骨髓腔，扫描电镜观察体内植入材料的表面微观结构及材料表面能谱，分析材料表面钙（Ca）和磷（P）元素的变化规律。结果表明，材料体内植入1~4 w时，(β-TCP)- Mg-Al-Zn材料表面有大量的粘附蛋白物质；材料体内植入8 w时，(β-TCP)- Mg-Al-Zn材料表面Ca和P元素含量明显高于Mg-Al-Zn材料(P＜0.05)；体内植入12 w时，Mg-Al-Zn材料降解约33 %，而(β-TCP)-Mg-Al-Zn材料降解率为17 %。β-TCP涂层可有效地延缓Mg-Al-Zn镁合金的体内降解，并使Mg-Al-Zn材料表面具有良好的生物活性
2013, 42(5):1017-1022.
摘要:
采用高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)技术，在铝合金基体上制备V薄膜。研究溅射气压对V薄膜相结构、表面形貌及摩擦学性能的影响。结果表明：不同气压下制备的V薄膜中的V相仅沿(111)晶面生长，其衍射峰强度先增强后减弱，当气压为0.5 Pa时，衍射峰最强且择优取向最明显；同时，V薄膜表面质量最好，其表面粗糙度最小仅为0.267 nm。室温下V薄膜样品的耐磨性能与基体相比有大幅提高，当气压为0.5 Pa时，摩擦系数可由基体的0.57下降到0.28，磨痕表面无明显的剥落迹象，表现出最佳的摩擦磨损性能。经过200和300 ℃加热处理后的V薄膜样品的摩擦系数与基体相比具有稳定的低值，这是由于表面氧化造成的
采用高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)技术，在铝合金基体上制备V薄膜。研究溅射气压对V薄膜相结构、表面形貌及摩擦学性能的影响。结果表明：不同气压下制备的V薄膜中的V相仅沿(111)晶面生长，其衍射峰强度先增强后减弱，当气压为0.5 Pa时，衍射峰最强且择优取向最明显；同时，V薄膜表面质量最好，其表面粗糙度最小仅为0.267 nm。室温下V薄膜样品的耐磨性能与基体相比有大幅提高，当气压为0.5 Pa时，摩擦系数可由基体的0.57下降到0.28，磨痕表面无明显的剥落迹象，表现出最佳的摩擦磨损性能。经过200和300 ℃加热处理后的V薄膜样品的摩擦系数与基体相比具有稳定的低值，这是由于表面氧化造成的
2013, 42(5):1023-1027.
摘要:
选用等原子比NiTi预合金粉末作为原料，以聚氨酯泡沫为模板，采用浸渍法制备了一种具有高孔隙率、孔径可控、孔隙三维连通且生物力学相容性优良的多孔镍钛合金材料。通过X射线衍射仪、体视显微镜、扫描电子显微镜及力学试验机，研究分析了两种不同型号有机模板(R2D25和DP91308)制备的多孔镍钛合金的物相组成、微观结构和力学性能。结果表明：有机模板浸渍法可以制备出高孔隙率且具有三维连通孔隙结构的多孔镍钛合金。两种模板对应的孔隙率分别为71.8%和63.8%，孔径分布在250~500 μm和150~400 μm之间，抗压强度分别为16.37和73.52 MPa，弹性模量为0.51和2.45 GPa，与人体骨组织的结构与性能相匹配
选用等原子比NiTi预合金粉末作为原料，以聚氨酯泡沫为模板，采用浸渍法制备了一种具有高孔隙率、孔径可控、孔隙三维连通且生物力学相容性优良的多孔镍钛合金材料。通过X射线衍射仪、体视显微镜、扫描电子显微镜及力学试验机，研究分析了两种不同型号有机模板(R2D25和DP91308)制备的多孔镍钛合金的物相组成、微观结构和力学性能。结果表明：有机模板浸渍法可以制备出高孔隙率且具有三维连通孔隙结构的多孔镍钛合金。两种模板对应的孔隙率分别为71.8%和63.8%，孔径分布在250~500 μm和150~400 μm之间，抗压强度分别为16.37和73.52 MPa，弹性模量为0.51和2.45 GPa，与人体骨组织的结构与性能相匹配
2013, 42(5):1028-1032.
摘要:
采用差热分析方法（DTA）和熔体超温处理技术，研究熔体过热温度对一种第三代镍基单晶高温合金凝固特性及组织的影响。结果表明：当熔体过热温度从1450 ℃提高到1500 ℃时，形核过冷度与结晶温度间隔变化不明显，γ相在一个较宽的温度范围内形核生长；而当熔体过热到1580 ℃时，形核过冷度急剧增大，结晶温度间隔显著减小，γ相形核生长温度范围减小，γ/γ′共晶组织析出减少，γ′相的析出温度较熔体过热到1450 ℃条件下升高了9 ℃；当熔体过热温度进一步升高到1650 ℃时，形核过冷度略有减小，结晶温度间隔稍有增大。当熔体超温处理温度由1500 ℃提高到1580 ℃时，枝晶组织明显细化，而进一步提高熔体超温处理温度至1650 ℃时，枝晶组织反而略有粗化。熔体过热温度使熔体结构发生改变，从而对合金的凝固特性及组织产生影响。
采用差热分析方法（DTA）和熔体超温处理技术，研究熔体过热温度对一种第三代镍基单晶高温合金凝固特性及组织的影响。结果表明：当熔体过热温度从1450 ℃提高到1500 ℃时，形核过冷度与结晶温度间隔变化不明显，γ相在一个较宽的温度范围内形核生长；而当熔体过热到1580 ℃时，形核过冷度急剧增大，结晶温度间隔显著减小，γ相形核生长温度范围减小，γ/γ′共晶组织析出减少，γ′相的析出温度较熔体过热到1450 ℃条件下升高了9 ℃；当熔体过热温度进一步升高到1650 ℃时，形核过冷度略有减小，结晶温度间隔稍有增大。当熔体超温处理温度由1500 ℃提高到1580 ℃时，枝晶组织明显细化，而进一步提高熔体超温处理温度至1650 ℃时，枝晶组织反而略有粗化。熔体过热温度使熔体结构发生改变，从而对合金的凝固特性及组织产生影响。
2013, 42(5):1033-1037.
摘要:
采用自主研制的带补偿加热的接触热导测试设备，对航空发动机用高温结构材料GH4169/K417间不同载荷（60~180 MPa）和不同粗糙度下的接触热导进行试验研究。研究了载荷对其接触热导的影响行为，对比分析了有、无补偿加热条件下的接触热导测试结果。结果表明，带有补偿加热的接触热导测试装置能有效降低横向热流损失。不同粗糙度的GH4169/K417材料组合，接触热导随载荷变化规律一致，且粗糙度较大时接触热导值较大，两者的差值随载荷先增加后减小，主要与平行刀纹的界面啮合作用有关
采用自主研制的带补偿加热的接触热导测试设备，对航空发动机用高温结构材料GH4169/K417间不同载荷（60~180 MPa）和不同粗糙度下的接触热导进行试验研究。研究了载荷对其接触热导的影响行为，对比分析了有、无补偿加热条件下的接触热导测试结果。结果表明，带有补偿加热的接触热导测试装置能有效降低横向热流损失。不同粗糙度的GH4169/K417材料组合，接触热导随载荷变化规律一致，且粗糙度较大时接触热导值较大，两者的差值随载荷先增加后减小，主要与平行刀纹的界面啮合作用有关
2013, 42(5):1038-1042.
摘要:
采用电弧熔炼与高能球磨相结合的方法制备Tb9Fe88Cr3合金粉体，利用XRD、SEM和矢量网络分析仪分析粉体的微结构及微波吸收性能。研究发现进行微氧化处理的合金微粉在低频端吸波性能优于未处理的合金微粉。在微氧化处理基础上，进一步研究热处理温度对合金微波吸收性能影响，研究发现：当热处理温度在350 ℃时，吸收峰在7 GHz处，其峰值达到–11.5 dB，随着真空热处理温度升高，合金微粉吸收峰向低频移动，反射率增大；当热处理温度为450和550 ℃时，吸收峰频率与仅做微氧化处理合金的吸收频率相近，吸收峰值减小了2~3 dB，低频端吸波性能得到进一步改善
采用电弧熔炼与高能球磨相结合的方法制备Tb9Fe88Cr3合金粉体，利用XRD、SEM和矢量网络分析仪分析粉体的微结构及微波吸收性能。研究发现进行微氧化处理的合金微粉在低频端吸波性能优于未处理的合金微粉。在微氧化处理基础上，进一步研究热处理温度对合金微波吸收性能影响，研究发现：当热处理温度在350 ℃时，吸收峰在7 GHz处，其峰值达到–11.5 dB，随着真空热处理温度升高，合金微粉吸收峰向低频移动，反射率增大；当热处理温度为450和550 ℃时，吸收峰频率与仅做微氧化处理合金的吸收频率相近，吸收峰值减小了2~3 dB，低频端吸波性能得到进一步改善
2013, 42(5):1043-1047.
摘要:
采用磁控溅射法以铌(Nb)掺杂氧化铟锡（ITO）为靶材制备了厚度为300 nm的ITO:Nb薄膜，研究了不同基底温度下，薄膜的结构、导电性和可见光区的透过率。XRD分析表明所制备的ITO:Nb薄膜均为In2O3相；AFM显示ITO:Nb薄膜的均方根粗糙度随着温度的升高逐渐变大；薄膜的电阻率随着温度的升高逐渐减小，在300 ℃时得到最小值1.2×10-4 Ω·cm。电阻率下降主要是因为霍耳迁移率增大和载流子浓度逐渐增加。ITO:Nb薄膜在可见光内的平均透过率均大于87%，且随着温度的升高，吸收边发生“红移”，禁带宽度逐渐增加
采用磁控溅射法以铌(Nb)掺杂氧化铟锡（ITO）为靶材制备了厚度为300 nm的ITO:Nb薄膜，研究了不同基底温度下，薄膜的结构、导电性和可见光区的透过率。XRD分析表明所制备的ITO:Nb薄膜均为In2O3相；AFM显示ITO:Nb薄膜的均方根粗糙度随着温度的升高逐渐变大；薄膜的电阻率随着温度的升高逐渐减小，在300 ℃时得到最小值1.2×10-4 Ω·cm。电阻率下降主要是因为霍耳迁移率增大和载流子浓度逐渐增加。ITO:Nb薄膜在可见光内的平均透过率均大于87%，且随着温度的升高，吸收边发生“红移”，禁带宽度逐渐增加
2013, 42(5):1048-1052.
摘要:
依据定向凝固技术原理，自行开发出可控凝固平台，并利用该平台对SAC305钎料合金的凝固行为进行研究，分析定向凝固条件对SAC305钎料合金显微组织的影响。在快速冷却条件下，显微组织富锡相有明显定向生长，增大冷却速率可使柱状富锡相连续性增强，并有抑制二次枝晶生长的趋势。快速冷却使金属间化合物尺寸明显减小，弥散分布，达到提高钎料显微硬度的目的
依据定向凝固技术原理，自行开发出可控凝固平台，并利用该平台对SAC305钎料合金的凝固行为进行研究，分析定向凝固条件对SAC305钎料合金显微组织的影响。在快速冷却条件下，显微组织富锡相有明显定向生长，增大冷却速率可使柱状富锡相连续性增强，并有抑制二次枝晶生长的趋势。快速冷却使金属间化合物尺寸明显减小，弥散分布，达到提高钎料显微硬度的目的
2013, 42(5):1053-1056.
摘要:
在强制冷却条件下对2024-T4铝合金板进行搅拌摩擦加工，分析了各区(母材区、热机影响区、搅拌区)的组织形貌特征，并研究了前进速度对加工区组织性能的影响。结果表明，从母材、热机影响区到搅拌区晶粒逐渐减小，搅拌区为均匀细小的再结晶组织，平均晶粒尺寸达1.9 μm；母材大部分为大角度晶界，热机影响区主要为小角度晶界，搅拌区取向差分布呈双峰模态。搅拌区硬度和抗拉强度随前进速度增大而增大
在强制冷却条件下对2024-T4铝合金板进行搅拌摩擦加工，分析了各区(母材区、热机影响区、搅拌区)的组织形貌特征，并研究了前进速度对加工区组织性能的影响。结果表明，从母材、热机影响区到搅拌区晶粒逐渐减小，搅拌区为均匀细小的再结晶组织，平均晶粒尺寸达1.9 μm；母材大部分为大角度晶界，热机影响区主要为小角度晶界，搅拌区取向差分布呈双峰模态。搅拌区硬度和抗拉强度随前进速度增大而增大
2013, 42(5):1057-1061.
摘要:
系统研究了热氢处理过程中MIM Ti-6Al-4V相组成和显微组织的演变规律，尤其是置氢量变化带来的影响，以实现通过热氢处理改善合金力学性能的目的。结果表明，在650 ℃置氢时，随着置氢量的增加，首先合金中的β相增多，然后开始析出δ相氢化物，并形成越来越多的细小针状组织。在850 ℃进行固溶和620 ℃进行等温时效使得合金中的溶氢分布更均匀，δ相的析出更充分，针状组织更加丰富。在720 ℃进行真空除氢处理后，合金的显微组织保持了细小针状组织的特征，并且置氢量越大时除氢后显微组织的细化效果越显著。置氢量为0.51%(质量分数, 下同)时MIM Ti-6Al-4V经热氢处理后极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高11%、13%和19%
系统研究了热氢处理过程中MIM Ti-6Al-4V相组成和显微组织的演变规律，尤其是置氢量变化带来的影响，以实现通过热氢处理改善合金力学性能的目的。结果表明，在650 ℃置氢时，随着置氢量的增加，首先合金中的β相增多，然后开始析出δ相氢化物，并形成越来越多的细小针状组织。在850 ℃进行固溶和620 ℃进行等温时效使得合金中的溶氢分布更均匀，δ相的析出更充分，针状组织更加丰富。在720 ℃进行真空除氢处理后，合金的显微组织保持了细小针状组织的特征，并且置氢量越大时除氢后显微组织的细化效果越显著。置氢量为0.51%(质量分数, 下同)时MIM Ti-6Al-4V经热氢处理后极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高11%、13%和19%
2013, 42(5):1062-1066.
摘要:
采用正交试验法设计了以磷酸盐-高锰酸盐为基础的无铬转化工艺优化试验，讨论了工艺对转化膜厚度、耐蚀性能及形貌的影响。结果表明：当ZnSO4和NaF的浓度分别为5和1 g/L，pH值为4时，转化膜耐蚀性能可提高8倍以上。转化液pH值对膜层厚度、形貌及耐蚀性能均影响显著，当pH过小时，膜层疏松易脱落，仅剩下内层转化膜，膜层较薄，耐蚀性能较差；当pH为4时，膜层厚度达到极大值，内、表膜层结合紧密，大幅改善转化膜的耐蚀性能；当pH值继续增大时，膜层致密，但内、外膜层结合力较差，耐蚀性能有小幅提高
采用正交试验法设计了以磷酸盐-高锰酸盐为基础的无铬转化工艺优化试验，讨论了工艺对转化膜厚度、耐蚀性能及形貌的影响。结果表明：当ZnSO4和NaF的浓度分别为5和1 g/L，pH值为4时，转化膜耐蚀性能可提高8倍以上。转化液pH值对膜层厚度、形貌及耐蚀性能均影响显著，当pH过小时，膜层疏松易脱落，仅剩下内层转化膜，膜层较薄，耐蚀性能较差；当pH为4时，膜层厚度达到极大值，内、表膜层结合紧密，大幅改善转化膜的耐蚀性能；当pH值继续增大时，膜层致密，但内、外膜层结合力较差，耐蚀性能有小幅提高
2013, 42(5):1067-1070.
摘要:
采用磁控溅射方法制备了一系列的(Fe83Co17)xAg100-x(x=40,45,50,55,60)颗粒膜样品，并利用X射线衍射(XRD)、四探针方法以及振动样品磁强计（VSM）研究了(Fe83Co17)55Ag45颗粒膜沉积态及真空退火后的结构、巨磁电阻效应(GMR)以及磁性能。磁电阻测量表明：当x=55时，厚度为400 nm的制备态薄膜样品(Fe83Co17)55Ag45的GMR值最大,为–8.1%；XRD结果表明，随着退火温度的升高, (Fe83Co17)55Ag45颗粒膜的微结构发生了演变,导致(Fe83Co17)55Ag45颗粒膜的GMR值呈现先增后降的趋势，在150 ℃达到最大值，其值约为–8.3%；(Fe83Co17)55Ag45样品的磁滞回线显示随着退火温度的不断升高，矫顽力逐渐增大
采用磁控溅射方法制备了一系列的(Fe83Co17)xAg100-x(x=40,45,50,55,60)颗粒膜样品，并利用X射线衍射(XRD)、四探针方法以及振动样品磁强计（VSM）研究了(Fe83Co17)55Ag45颗粒膜沉积态及真空退火后的结构、巨磁电阻效应(GMR)以及磁性能。磁电阻测量表明：当x=55时，厚度为400 nm的制备态薄膜样品(Fe83Co17)55Ag45的GMR值最大,为–8.1%；XRD结果表明，随着退火温度的升高, (Fe83Co17)55Ag45颗粒膜的微结构发生了演变,导致(Fe83Co17)55Ag45颗粒膜的GMR值呈现先增后降的趋势，在150 ℃达到最大值，其值约为–8.3%；(Fe83Co17)55Ag45样品的磁滞回线显示随着退火温度的不断升高，矫顽力逐渐增大
2013, 42(5):1071-1074.
摘要:
采用等离子脉冲放电烧结(SPS)法制备多孔钯块体材料，并对其进行表面氧化还原处理。结果表明：采用该方法在550 ℃时可以制备出结构稳定性与力学性能好、孔隙率高(87.88%)的多孔钯块材。此种多孔钯块材在通过氧化还原处理以后，其表面碳杂质含量能够得到有效降低，表面粗糙度与表面积能够得到一定程度的提高
采用等离子脉冲放电烧结(SPS)法制备多孔钯块体材料，并对其进行表面氧化还原处理。结果表明：采用该方法在550 ℃时可以制备出结构稳定性与力学性能好、孔隙率高(87.88%)的多孔钯块材。此种多孔钯块材在通过氧化还原处理以后，其表面碳杂质含量能够得到有效降低，表面粗糙度与表面积能够得到一定程度的提高
2013, 42(5):1075-1079.
摘要:
研究了保持时间和应变幅对C-276合金650 ℃下的低周疲劳寿命的影响。测试中采用应变幅为0.3%, 0.35%, 0.4%, 0.45%和0.5%，保持时间为0，30和60 s的梯形波轴向总应变控制疲劳实验，并利用扫描电镜(SEM)观察了合金在各实验条件下的断口特征。结果表明，在同一保持时间下，随着应变幅的增加，裂纹扩展速率增大，疲劳寿命降低。而保持时间的引入对疲劳寿命的影响则与应变幅的大小有关：在较低的应变幅(0.35%~0.4%)下，引入保持时间，造成疲劳裂纹扩展速率增大，并且有微裂纹和空洞形成，在两者的共同作用下使疲劳寿命降低；在较高的应变幅(0.45%~0.5%)下，引入保持时间，造成微裂纹和空洞的焊合，使疲劳寿命不降反升
研究了保持时间和应变幅对C-276合金650 ℃下的低周疲劳寿命的影响。测试中采用应变幅为0.3%, 0.35%, 0.4%, 0.45%和0.5%，保持时间为0，30和60 s的梯形波轴向总应变控制疲劳实验，并利用扫描电镜(SEM)观察了合金在各实验条件下的断口特征。结果表明，在同一保持时间下，随着应变幅的增加，裂纹扩展速率增大，疲劳寿命降低。而保持时间的引入对疲劳寿命的影响则与应变幅的大小有关：在较低的应变幅(0.35%~0.4%)下，引入保持时间，造成疲劳裂纹扩展速率增大，并且有微裂纹和空洞形成，在两者的共同作用下使疲劳寿命降低；在较高的应变幅(0.45%~0.5%)下，引入保持时间，造成微裂纹和空洞的焊合，使疲劳寿命不降反升
2013, 42(5):1080-1084.
摘要:
通过放电等离子烧结(SPS)制备T2(Mo5SiB2)相合金，并采用SEM、XRD及压痕、压缩和三点弯曲等实验对合金的微观组织和室温力学性能进行表征。结果表明：SPS法以独特的等离子活化烧结方式制备出纯度高、致密且晶粒细小的 T2相合金。该合金在室温压缩下几乎没有塑性变形，抗压强度为2907 MPa；维氏硬度为17.86 GPa，压痕法测得的断裂韧性为3.23 MPa·m1/2，与三点弯曲法测得的3.34 MPa·m1/2接近，沿{001}面发生解理断裂。共价键交替排列，是T2相室温脆性、高强度、高硬度的根本原因
通过放电等离子烧结(SPS)制备T2(Mo5SiB2)相合金，并采用SEM、XRD及压痕、压缩和三点弯曲等实验对合金的微观组织和室温力学性能进行表征。结果表明：SPS法以独特的等离子活化烧结方式制备出纯度高、致密且晶粒细小的 T2相合金。该合金在室温压缩下几乎没有塑性变形，抗压强度为2907 MPa；维氏硬度为17.86 GPa，压痕法测得的断裂韧性为3.23 MPa·m1/2，与三点弯曲法测得的3.34 MPa·m1/2接近，沿{001}面发生解理断裂。共价键交替排列，是T2相室温脆性、高强度、高硬度的根本原因
2013, 42(5):1085-1090.
摘要:
采用冷拔结合中间退火工艺制备出Cu-13%Cr-0.24%Zr、Cu-15%Cr-0.24%Zr和Cu-15%Cr形变原位复合线材。研究了Cr含量、Zr元素、中间退火温度及次数对线材极限抗拉强度及导电性能的影响。结果表明：Zr元素可显著提高材料的强度，且对其导电性能影响不大；提高Cr元素含量，对材料的强度有一定贡献，但效果不明显。增加中间退火次数和提高中间退火温度都会使材料的极限抗拉强度降低，导电率升高。本实验中，通过两次500 oC中间退火工艺制备的Cu-15%Cr-0.24%Zr线材获得较为优异的综合性能，抗拉强度达到1056 MPa，导电率达到73 %IACS
采用冷拔结合中间退火工艺制备出Cu-13%Cr-0.24%Zr、Cu-15%Cr-0.24%Zr和Cu-15%Cr形变原位复合线材。研究了Cr含量、Zr元素、中间退火温度及次数对线材极限抗拉强度及导电性能的影响。结果表明：Zr元素可显著提高材料的强度，且对其导电性能影响不大；提高Cr元素含量，对材料的强度有一定贡献，但效果不明显。增加中间退火次数和提高中间退火温度都会使材料的极限抗拉强度降低，导电率升高。本实验中，通过两次500 oC中间退火工艺制备的Cu-15%Cr-0.24%Zr线材获得较为优异的综合性能，抗拉强度达到1056 MPa，导电率达到73 %IACS
2013, 42(5):1091-1095.
摘要:
为了研究温度、变形速率对TC4焊接件的力学性能影响，分别采用100~800 ℃下变形速率为0.001, 0.1, 1和10 s-1的拉伸试验来表征焊接件的动态力学性能，并基于Johnson-Cook模型对相应变形速率下的屈服强度进行理论计算，而后比较了计算值和实验所测的数值，结果说明可以采用Johnson-Cook模型来表征焊接件的动态力学性能
为了研究温度、变形速率对TC4焊接件的力学性能影响，分别采用100~800 ℃下变形速率为0.001, 0.1, 1和10 s-1的拉伸试验来表征焊接件的动态力学性能，并基于Johnson-Cook模型对相应变形速率下的屈服强度进行理论计算，而后比较了计算值和实验所测的数值，结果说明可以采用Johnson-Cook模型来表征焊接件的动态力学性能
