2015年第44卷第10期文章目次
2015, 44(10):2353-2357.
摘要:
通过深过冷凝固实验对Co-Ru包晶合金中不同相的析出及演化行为进行了研究。采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法对该合金的深过冷实验获得了217 K (0.12 TL) 的最大过冷度。结合经典形核理论的计算结果，在全过冷度范围内ξ相始终作为先析相优先从熔体中析出。当过冷度（ΔT）小于临界过冷度 (ΔT* ≈ 180 K) 时，合金凝固组织表现为典型的包晶组织，此时包晶相的析出依赖于ξ相的形态改变；当ΔT>ΔT*时，虽然ξ相仍为先析相，但是包晶相α的析出不再依赖于ξ相，而是直接从过冷熔体中析出并与ξ相竞争长大。随着过冷度的增大，包晶相的相对含量先增加后减少最后再次增加
通过深过冷凝固实验对Co-Ru包晶合金中不同相的析出及演化行为进行了研究。采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法对该合金的深过冷实验获得了217 K (0.12 TL) 的最大过冷度。结合经典形核理论的计算结果，在全过冷度范围内ξ相始终作为先析相优先从熔体中析出。当过冷度（ΔT）小于临界过冷度 (ΔT* ≈ 180 K) 时，合金凝固组织表现为典型的包晶组织，此时包晶相的析出依赖于ξ相的形态改变；当ΔT>ΔT*时，虽然ξ相仍为先析相，但是包晶相α的析出不再依赖于ξ相，而是直接从过冷熔体中析出并与ξ相竞争长大。随着过冷度的增大，包晶相的相对含量先增加后减少最后再次增加
2015, 44(10):2358-2362.
摘要:
提出采用孔挤压方法来提高7A85铝合金直耳片的高周疲劳性能。孔挤压后耳片孔壁的显微组织、显微硬度和残余应力的测试结果表明孔挤压后孔壁处形成了大约150 μm 的塑性变形层。塑性变形层内，显微硬度较高，存在残余压应力，且晶粒在平行于挤压棒运动方向上被拉长，垂直于挤压棒运动方向上被压缩。高周疲劳测试结果表明，孔挤压后的耳片疲劳寿命和疲劳强度均得到了较大的提高。通过对比孔挤压与未孔挤压耳片的疲劳源区和裂纹扩展形貌，分析了孔挤压提高7A85铝合金耳片疲劳性能的内在机理
提出采用孔挤压方法来提高7A85铝合金直耳片的高周疲劳性能。孔挤压后耳片孔壁的显微组织、显微硬度和残余应力的测试结果表明孔挤压后孔壁处形成了大约150 μm 的塑性变形层。塑性变形层内，显微硬度较高，存在残余压应力，且晶粒在平行于挤压棒运动方向上被拉长，垂直于挤压棒运动方向上被压缩。高周疲劳测试结果表明，孔挤压后的耳片疲劳寿命和疲劳强度均得到了较大的提高。通过对比孔挤压与未孔挤压耳片的疲劳源区和裂纹扩展形貌，分析了孔挤压提高7A85铝合金耳片疲劳性能的内在机理
2015, 44(10):2363-2367.
摘要:
由于铱的高熔点、优异的高温强度和抗腐蚀性能，是能够在极端恶劣条件下使用的唯一金属。虽然铱具有面心立方晶体结构，但它的断裂模式却为脆性断裂（穿晶脆性断裂和沿晶脆性断裂的混合断裂模式）。自从20世纪60年代人们发现了铱的异常脆性断裂行为以来，就展开了大量的研究工作。然而至今，关于铱的致脆机制仍未被澄清。本文综述了铱可能的致脆机制：杂质致脆、本征脆性和特殊缺陷结构致脆，讨论了铱变形与失效机制的研究现状，并对未来研究的重点与手段进行了展望
由于铱的高熔点、优异的高温强度和抗腐蚀性能，是能够在极端恶劣条件下使用的唯一金属。虽然铱具有面心立方晶体结构，但它的断裂模式却为脆性断裂（穿晶脆性断裂和沿晶脆性断裂的混合断裂模式）。自从20世纪60年代人们发现了铱的异常脆性断裂行为以来，就展开了大量的研究工作。然而至今，关于铱的致脆机制仍未被澄清。本文综述了铱可能的致脆机制：杂质致脆、本征脆性和特殊缺陷结构致脆，讨论了铱变形与失效机制的研究现状，并对未来研究的重点与手段进行了展望
2015, 44(10):2373-2375.
摘要:
用多弧离子镀膜技术结合热扩散成功制备了高硅钢材料。研究了在不同扩散温度下合金的结构、形貌以及硅扩散深度。X射线衍射（XRD）测试表明，在经过高温热处理后样品表层均为α-Fe体心立方结构。硅扩散依赖于表层Fe3Si的结构的形成，场发射扫描电镜结合X射线能谱（FE-SEM，EDS）检测显示：在经过1200 ℃真空热处理后样品断面硅质量分数从4.6%至5.1%不等，而显微硬度HV测试值为2800 MPa, 进一步印证了能谱测试的准确性
用多弧离子镀膜技术结合热扩散成功制备了高硅钢材料。研究了在不同扩散温度下合金的结构、形貌以及硅扩散深度。X射线衍射（XRD）测试表明，在经过高温热处理后样品表层均为α-Fe体心立方结构。硅扩散依赖于表层Fe3Si的结构的形成，场发射扫描电镜结合X射线能谱（FE-SEM，EDS）检测显示：在经过1200 ℃真空热处理后样品断面硅质量分数从4.6%至5.1%不等，而显微硬度HV测试值为2800 MPa, 进一步印证了能谱测试的准确性
2015, 44(10):2387-2390.
摘要:
研究了原位烧结法制备TiAl基超细晶/纳米晶合金。首先，通过球磨方式细化TiH2, Al, Si 和 Nb 粉，然后将球磨后粉末进行放电等离子烧结。利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜分析球磨粉末及其烧结块体的特性，利用差热分析仪测试高温抗氧化性。试验结果显示，球磨过程中产生了非晶、Ti3Al纳米晶和TiH2的分解产物，球磨后粉末经高温烧结时，这些细小粉末迅速地转变成TiAl和Ti3Al相，TiAl相的晶粒尺寸为500 nm~1 μm，Ti3Al相为几个纳米，这种超细烧结组织在1000 ℃下非常稳定，而且具有良好的抗氧化性
研究了原位烧结法制备TiAl基超细晶/纳米晶合金。首先，通过球磨方式细化TiH2, Al, Si 和 Nb 粉，然后将球磨后粉末进行放电等离子烧结。利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜分析球磨粉末及其烧结块体的特性，利用差热分析仪测试高温抗氧化性。试验结果显示，球磨过程中产生了非晶、Ti3Al纳米晶和TiH2的分解产物，球磨后粉末经高温烧结时，这些细小粉末迅速地转变成TiAl和Ti3Al相，TiAl相的晶粒尺寸为500 nm~1 μm，Ti3Al相为几个纳米，这种超细烧结组织在1000 ℃下非常稳定，而且具有良好的抗氧化性
6 Preparation of Al/SiC Composite Coatings on Surface of Aluminum Alloy by Atmospheric Plasma Spraying
2015, 44(10):2396-2400.
摘要:
对铝合金表面等离子喷涂制备Al/SiC复合涂层进行了研究，探索了SiC体积分数对复合粉末的沉积行为以及Al/SiC复合涂层性能的影响规律。研究发现，在等离子焰流中，纯SiC发生降解和氧化。SiC含量越高，等离子喷涂沉积Al/SiC复合涂层越困难，纯SiC沉积后与基体粘结层之间存在裂纹；SiC含量越高，Al/SiC复合涂层硬度越高。Al/SiC (50:50)复合涂层厚度70 μm，显微硬度达到3690 MPa，对铝合金表面起到强化效果
对铝合金表面等离子喷涂制备Al/SiC复合涂层进行了研究，探索了SiC体积分数对复合粉末的沉积行为以及Al/SiC复合涂层性能的影响规律。研究发现，在等离子焰流中，纯SiC发生降解和氧化。SiC含量越高，等离子喷涂沉积Al/SiC复合涂层越困难，纯SiC沉积后与基体粘结层之间存在裂纹；SiC含量越高，Al/SiC复合涂层硬度越高。Al/SiC (50:50)复合涂层厚度70 μm，显微硬度达到3690 MPa，对铝合金表面起到强化效果
2015, 44(10):2401-2404.
摘要:
研究了Cd对Mg-Cd二元合金组织和性能的影响。通过XRD、SEM和EDS对加入Cd镁合金金相进行了检测。研究结果表明：在纯镁中加入微量的Cd能明显的细化组织，并且加入从0%到0.7% (质量分数)的Cd后，在Mg-Cd合金中没有新相产生，Cd均匀、弥散的固溶在镁基体中，使合金的冲击韧度、布氏硬度分别提高了52.9%，11.9%，且随着Cd加入量的增加，Mg-Cd二元合金的力学性能在逐渐的增加
研究了Cd对Mg-Cd二元合金组织和性能的影响。通过XRD、SEM和EDS对加入Cd镁合金金相进行了检测。研究结果表明：在纯镁中加入微量的Cd能明显的细化组织，并且加入从0%到0.7% (质量分数)的Cd后，在Mg-Cd合金中没有新相产生，Cd均匀、弥散的固溶在镁基体中，使合金的冲击韧度、布氏硬度分别提高了52.9%，11.9%，且随着Cd加入量的增加，Mg-Cd二元合金的力学性能在逐渐的增加
2015, 44(10):2419-2428.
摘要:
以固溶加时效处理后的GH4098合金板材为研究对象，测定其在不同温度（800~1000 ℃）、不同应力（90~680 MPa）条件下的短时持久性能（持久断裂时间10 min~3 h），并对其显微组织和断裂特征进行表征。结果表明：GH4098合金在800~1000 ℃范围内持久断裂模式均为沿晶塑性断裂。随着温度的升高，GH4098合金短时持久性能逐渐降低，但在1000 ℃持久性能退化程度明显加剧。组织表征结果表明：GH4098合金晶粒尺寸并未随着温度的升高而变化，而高温下合金中γ’相体积分数的降低以及γ’相和晶界碳化物的粗化是合金短时持久性能显著退化的主要原因。同时，对冷却速度对合金显微组织的影响以及短时蠕变与传统蠕变的异同也进行了讨论
以固溶加时效处理后的GH4098合金板材为研究对象，测定其在不同温度（800~1000 ℃）、不同应力（90~680 MPa）条件下的短时持久性能（持久断裂时间10 min~3 h），并对其显微组织和断裂特征进行表征。结果表明：GH4098合金在800~1000 ℃范围内持久断裂模式均为沿晶塑性断裂。随着温度的升高，GH4098合金短时持久性能逐渐降低，但在1000 ℃持久性能退化程度明显加剧。组织表征结果表明：GH4098合金晶粒尺寸并未随着温度的升高而变化，而高温下合金中γ’相体积分数的降低以及γ’相和晶界碳化物的粗化是合金短时持久性能显著退化的主要原因。同时，对冷却速度对合金显微组织的影响以及短时蠕变与传统蠕变的异同也进行了讨论
2015, 44(10):2429-2434.
摘要:
研究了3种成分的Mg-11Gd-(1, 1.5, 2)Zn合金的显微组织和力学性能。结果表明，合金的铸态显微组织均由α-Mg基体、(Mg,Zn)3Gd共晶相和14H型LPSO相组成。铸态组织中(Mg,Zn)3Gd相的体积分数随Zn含量的增加而增大，且其热稳定性不断提高。同时，合金中LPSO相的体积分数也随Zn含量的增加而逐渐增大。合金在常温时的抗拉强度随着Zn含量的增加而降低，其中Zn含量较少的Mg-11Gd-1Zn合金在T6处理后呈现最高的强度和良好的塑性。当Zn含量较多时，合金T6处理的效果却远低于T5处理。随Zn含量的增加，合金在200 ℃高温下的抗蠕变性能也略有下降，但3种合金的抗蠕变性能都优于WE54合金
研究了3种成分的Mg-11Gd-(1, 1.5, 2)Zn合金的显微组织和力学性能。结果表明，合金的铸态显微组织均由α-Mg基体、(Mg,Zn)3Gd共晶相和14H型LPSO相组成。铸态组织中(Mg,Zn)3Gd相的体积分数随Zn含量的增加而增大，且其热稳定性不断提高。同时，合金中LPSO相的体积分数也随Zn含量的增加而逐渐增大。合金在常温时的抗拉强度随着Zn含量的增加而降低，其中Zn含量较少的Mg-11Gd-1Zn合金在T6处理后呈现最高的强度和良好的塑性。当Zn含量较多时，合金T6处理的效果却远低于T5处理。随Zn含量的增加，合金在200 ℃高温下的抗蠕变性能也略有下降，但3种合金的抗蠕变性能都优于WE54合金
2015, 44(10):2435-2439.
摘要:
采用扫描电镜和金相显微镜系统研究了系列电压下AZ91D镁合金的表面氧化膜形成过程，讨论了微弧氧化膜层形成规律及成膜机制。结果表明：在试验电压范围内，微弧氧化起弧过程可以分为3个阶段：第1阶段为局部腐蚀与氧化相互竞争阶段，在表面缺陷处首先开始腐蚀，形成疏松的氧化膜，同时伴随水的电解过程；第2阶段为微区放电阶段，表面整体被氧化，形成少量孔洞的较致密氧化膜层，水的电解过程加剧；第3阶段为弧光放电阶段，氧化剧烈，膜层在电弧作用下击穿形成连通的孔洞，且孔洞直径和数量增加
采用扫描电镜和金相显微镜系统研究了系列电压下AZ91D镁合金的表面氧化膜形成过程，讨论了微弧氧化膜层形成规律及成膜机制。结果表明：在试验电压范围内，微弧氧化起弧过程可以分为3个阶段：第1阶段为局部腐蚀与氧化相互竞争阶段，在表面缺陷处首先开始腐蚀，形成疏松的氧化膜，同时伴随水的电解过程；第2阶段为微区放电阶段，表面整体被氧化，形成少量孔洞的较致密氧化膜层，水的电解过程加剧；第3阶段为弧光放电阶段，氧化剧烈，膜层在电弧作用下击穿形成连通的孔洞，且孔洞直径和数量增加
2015, 44(10):2440-2444.
摘要:
对1.8 mm厚AZ91镁合金和1.2 mm厚6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验，利用体视显微镜、卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子显微硬度仪、微机控制电子万能试验机等手段研究镁/铝焊缝的表面成形性、接头区域的金相组织、界面元素分布、断口形貌、主要物相、显微硬度与接头力学性能。结果表明：激光功率1900 W，焊接速度50 mm/s，离焦量f为0，Ar气保护气体流量为15 L/min时，焊缝表面成形性良好，热影响区窄，晶粒细化；焊接接头平均抗拉强度和抗剪强度分别为13.99和12.79 MPa，镁侧和铝侧焊缝硬度均高于母材；剪切断口较平坦、光滑，出现相互平行的疲劳条纹；拉伸断口存在较多高度不一致的解理台阶，呈脆性断裂特征；镁/铝焊缝界面存在Mg17Al12、Mg2Al3主要物相，其中Mg17Al12脆性相高温下比Mg2Al3延性相结构稳定，是镁/铝焊接接头呈现脆性特征和较难实现焊接的主要原因
对1.8 mm厚AZ91镁合金和1.2 mm厚6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验，利用体视显微镜、卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子显微硬度仪、微机控制电子万能试验机等手段研究镁/铝焊缝的表面成形性、接头区域的金相组织、界面元素分布、断口形貌、主要物相、显微硬度与接头力学性能。结果表明：激光功率1900 W，焊接速度50 mm/s，离焦量f为0，Ar气保护气体流量为15 L/min时，焊缝表面成形性良好，热影响区窄，晶粒细化；焊接接头平均抗拉强度和抗剪强度分别为13.99和12.79 MPa，镁侧和铝侧焊缝硬度均高于母材；剪切断口较平坦、光滑，出现相互平行的疲劳条纹；拉伸断口存在较多高度不一致的解理台阶，呈脆性断裂特征；镁/铝焊缝界面存在Mg17Al12、Mg2Al3主要物相，其中Mg17Al12脆性相高温下比Mg2Al3延性相结构稳定，是镁/铝焊接接头呈现脆性特征和较难实现焊接的主要原因
2015, 44(10):2440-2444.
摘要:
对1.8mm厚AZ91镁合金和1.2mm厚6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验，利用体视显微镜、卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子显微硬度仪、微机控制的电子万能试验机等手段研究了镁/铝焊缝的表面成形性、接头区域的金相组织、界面元素分布、断口形貌、主要物相、显微硬度与接头力学性能。结果表明：激光功率1900W，焊接速度50mm/s，离焦量0mm，Ar气为保护气体且流量为15L/min的条件下，焊缝表面成形性良好，热影响区窄，晶粒细化；焊接接头平均抗拉强度和抗剪强度分别为13.99 MPa和12.79 MPa，镁侧和铝侧焊缝硬度均高于母材；剪切断口较平坦、光滑，出现相互平行的疲劳条纹；拉伸断口存在较多高度不一致的解理台阶，呈脆性断裂特征；镁/铝焊缝界面存在Mg17Al12、Mg2Al3主要物相，其中Mg17Al12脆性相高温下比Mg2Al3延性相结构稳定，是镁/铝焊接接头呈现脆性特征和较难实现焊接的主要原因。
对1.8mm厚AZ91镁合金和1.2mm厚6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验，利用体视显微镜、卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子显微硬度仪、微机控制的电子万能试验机等手段研究了镁/铝焊缝的表面成形性、接头区域的金相组织、界面元素分布、断口形貌、主要物相、显微硬度与接头力学性能。结果表明：激光功率1900W，焊接速度50mm/s，离焦量0mm，Ar气为保护气体且流量为15L/min的条件下，焊缝表面成形性良好，热影响区窄，晶粒细化；焊接接头平均抗拉强度和抗剪强度分别为13.99 MPa和12.79 MPa，镁侧和铝侧焊缝硬度均高于母材；剪切断口较平坦、光滑，出现相互平行的疲劳条纹；拉伸断口存在较多高度不一致的解理台阶，呈脆性断裂特征；镁/铝焊缝界面存在Mg17Al12、Mg2Al3主要物相，其中Mg17Al12脆性相高温下比Mg2Al3延性相结构稳定，是镁/铝焊接接头呈现脆性特征和较难实现焊接的主要原因。
2015, 44(10):2445-2448.
摘要:
研究了Zr-Nb-Cu合金微观组织及其在700~1000°C范围等温水蒸气氧化动力学，并分析了氧化膜宏观形貌与微观组织演变规律。结果表明，Zr-Nb-Cu合金水蒸气氧化增重曲线在700~900°C范围内服从抛物线规律，在1000°C时曲线偏离抛物线规律；根据氧化增重曲线，计算了合金水蒸气氧化激活能Q、抛物线速率常数Kp和氧化增重W的表达式。氧化膜组织分析结果显示，氧化温度越高，氧化膜开裂和鼓起也越明显。
研究了Zr-Nb-Cu合金微观组织及其在700~1000°C范围等温水蒸气氧化动力学，并分析了氧化膜宏观形貌与微观组织演变规律。结果表明，Zr-Nb-Cu合金水蒸气氧化增重曲线在700~900°C范围内服从抛物线规律，在1000°C时曲线偏离抛物线规律；根据氧化增重曲线，计算了合金水蒸气氧化激活能Q、抛物线速率常数Kp和氧化增重W的表达式。氧化膜组织分析结果显示，氧化温度越高，氧化膜开裂和鼓起也越明显。
2015, 44(10):2449-2453.
摘要:
采用高能球磨和热处理工艺制备了MnAl合金粉体，使用SEM、XRD和网络矢量分析仪研究Al含量对MnAl合金粉体组织结构和微波吸收特性的影响。结果表明：随Al含量的增加，MnAl合金粉体中Al0.89Mn1.11、β-Mn和Al2Mn3含量降低、Al8Mn5含量升高，使粉体磁损耗和介电损耗增加、共振频率向低频移动、吸收峰数增加。吸波层厚度为2.0 mm时, Mn40Al60样品在12.2 GHz频率处有最大吸收峰，其反射率最小值为–26.5 dB，具有较好的频宽效果。MnAl粉体对电磁波的吸波机理包括吸波涂层内的损耗以及前后界面反射电磁波在前界面处的干涉损耗
采用高能球磨和热处理工艺制备了MnAl合金粉体，使用SEM、XRD和网络矢量分析仪研究Al含量对MnAl合金粉体组织结构和微波吸收特性的影响。结果表明：随Al含量的增加，MnAl合金粉体中Al0.89Mn1.11、β-Mn和Al2Mn3含量降低、Al8Mn5含量升高，使粉体磁损耗和介电损耗增加、共振频率向低频移动、吸收峰数增加。吸波层厚度为2.0 mm时, Mn40Al60样品在12.2 GHz频率处有最大吸收峰，其反射率最小值为–26.5 dB，具有较好的频宽效果。MnAl粉体对电磁波的吸波机理包括吸波涂层内的损耗以及前后界面反射电磁波在前界面处的干涉损耗
2015, 44(10):2454-2458.
摘要:
采用超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接方法进行了1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的超窄间隙焊接试验，并对所得超窄间隙焊接接头的组织及性能进行了测试和分析。结果表明，1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢超窄间隙焊接接头的根焊焊缝区晶粒为等轴晶，而填充焊和盖面焊的焊缝区晶粒则为粗大的柱状晶。等轴晶和柱状晶的基体均为奥氏体，晶粒内部均分布有少量板条状铁素体。超窄间隙焊接接头的填充焊缝和根焊焊缝具有与母材相当的硬度，而盖面焊缝的硬度则略低于母材。超窄间隙焊接接头除了收缩率和冲击功比母材的略低外，抗拉强度、屈服强度及伸长率明显高于母材所对应性能的最低值。此外，试验还测得超窄间隙焊接接头的腐蚀速率为0.417 g/(m2·h)，该值明显低于母材的腐蚀速率
采用超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接方法进行了1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的超窄间隙焊接试验，并对所得超窄间隙焊接接头的组织及性能进行了测试和分析。结果表明，1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢超窄间隙焊接接头的根焊焊缝区晶粒为等轴晶，而填充焊和盖面焊的焊缝区晶粒则为粗大的柱状晶。等轴晶和柱状晶的基体均为奥氏体，晶粒内部均分布有少量板条状铁素体。超窄间隙焊接接头的填充焊缝和根焊焊缝具有与母材相当的硬度，而盖面焊缝的硬度则略低于母材。超窄间隙焊接接头除了收缩率和冲击功比母材的略低外，抗拉强度、屈服强度及伸长率明显高于母材所对应性能的最低值。此外，试验还测得超窄间隙焊接接头的腐蚀速率为0.417 g/(m2·h)，该值明显低于母材的腐蚀速率
2015, 44(10):2459-2464.
摘要:
采用单辊急冷法制备了57.5Ni-24.5Fe-14.5W-3.5B（质量分数, %）非晶薄带，并在不同温度下进行退火。用DSC和XRD分析了非晶薄带的晶化行为及析出相的演变过程；用电化学极化曲线及电化学阻抗法研究了试样在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为；用SEM和EDS分析了试样腐蚀后的表面显微形貌及成分。结果表明：该非晶薄带的晶化过程分为3步，其晶化温度约为430，470和700 ℃；退火试样的耐腐蚀性整体优于非晶合金样，部分晶化试样的抗电化学腐蚀性能优于完全晶化试样；500 ℃退火试样表面形成致密钝化膜，抗腐蚀性能优异，而非晶薄带和720 ℃退火试样形成的钝化膜不稳定，易被点蚀和局部腐蚀
采用单辊急冷法制备了57.5Ni-24.5Fe-14.5W-3.5B（质量分数, %）非晶薄带，并在不同温度下进行退火。用DSC和XRD分析了非晶薄带的晶化行为及析出相的演变过程；用电化学极化曲线及电化学阻抗法研究了试样在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为；用SEM和EDS分析了试样腐蚀后的表面显微形貌及成分。结果表明：该非晶薄带的晶化过程分为3步，其晶化温度约为430，470和700 ℃；退火试样的耐腐蚀性整体优于非晶合金样，部分晶化试样的抗电化学腐蚀性能优于完全晶化试样；500 ℃退火试样表面形成致密钝化膜，抗腐蚀性能优异，而非晶薄带和720 ℃退火试样形成的钝化膜不稳定，易被点蚀和局部腐蚀
2015, 44(10):2471-2475.
摘要:
采用DEFORM-2D对AZ31镁合金的挤压变形过程进行了数值模拟。通过设计实验验证了所选材料应力-应变、摩擦系数和换热系数等参数的可靠性。在此基础之上，对一系列不同挤压过程进行了模拟计算分析，得到了坯料温度场分布、应力场分布及挤压载荷等一系列数据，并采用Matlab软件对不同工艺参数与形变载荷之间的关系进行了四维描述
采用DEFORM-2D对AZ31镁合金的挤压变形过程进行了数值模拟。通过设计实验验证了所选材料应力-应变、摩擦系数和换热系数等参数的可靠性。在此基础之上，对一系列不同挤压过程进行了模拟计算分析，得到了坯料温度场分布、应力场分布及挤压载荷等一系列数据，并采用Matlab软件对不同工艺参数与形变载荷之间的关系进行了四维描述
2015, 44(10):2476-2480.
摘要:
采用高温固相法合成了KLa0.7-x(MoO4)2:0.3Eu3+, xSm3+系列红色发射荧光粉, 利用XRD对样品的晶体结构进行了分析，发现所得到的样品均为纯相。采用荧光光谱手段对样品的发光性质及能量传递进行了研究。在低Sm3+掺杂浓度时采用277及394 nm激发样品，其发光强度几乎不随掺杂浓度变化，若利用404 nm激发样品发光随Sm3+浓度有明显增强；当Sm3+掺杂浓度较高时，利用277, 394及404 nm激发观察到了Sm3+对Eu3+发光产生了猝灭作用。采用电多极相互作用模型及交换相互作用模型对Sm3+到Eu3+的能量传递过程的物理本质进行了探讨，确定了在低掺杂浓度下Sm3+到Eu3+的能量传递是基于交换相互作用的结果。通过对Eu3+的5D0能级荧光动力学过程的分析进一步证实了在低Sm3+掺杂浓度时Sm3+充当能量传递供体，而高掺杂浓度时Sm3+对Eu3+发光产生了猝灭作用
采用高温固相法合成了KLa0.7-x(MoO4)2:0.3Eu3+, xSm3+系列红色发射荧光粉, 利用XRD对样品的晶体结构进行了分析，发现所得到的样品均为纯相。采用荧光光谱手段对样品的发光性质及能量传递进行了研究。在低Sm3+掺杂浓度时采用277及394 nm激发样品，其发光强度几乎不随掺杂浓度变化，若利用404 nm激发样品发光随Sm3+浓度有明显增强；当Sm3+掺杂浓度较高时，利用277, 394及404 nm激发观察到了Sm3+对Eu3+发光产生了猝灭作用。采用电多极相互作用模型及交换相互作用模型对Sm3+到Eu3+的能量传递过程的物理本质进行了探讨，确定了在低掺杂浓度下Sm3+到Eu3+的能量传递是基于交换相互作用的结果。通过对Eu3+的5D0能级荧光动力学过程的分析进一步证实了在低Sm3+掺杂浓度时Sm3+充当能量传递供体，而高掺杂浓度时Sm3+对Eu3+发光产生了猝灭作用
2015, 44(10):2486-2490.
摘要:
基于爆炸焊接波状界面形成的失稳机理与流体—弹塑性模型，在飞板反向射流与空气之间存在着Rayleigh-Taylor、Kelvin-Helmholtz不稳定性条件，因而提出失稳是发生在金属流体薄膜与空气之间。由界面波幅与波长之比判定线性理论成立，从而建立双层流体失稳线性控制方程，获得失稳发展特征指数表达式。结果表明在金属流体弹—粘性与失稳机制竞争作用下，特定波长范围的扰动能够被优先发展，其他波长的扰动被抑制或未能发展，从而使得波状界面在沿爆轰方向较为一致，实验结果也验证了这一结论的正确性
基于爆炸焊接波状界面形成的失稳机理与流体—弹塑性模型，在飞板反向射流与空气之间存在着Rayleigh-Taylor、Kelvin-Helmholtz不稳定性条件，因而提出失稳是发生在金属流体薄膜与空气之间。由界面波幅与波长之比判定线性理论成立，从而建立双层流体失稳线性控制方程，获得失稳发展特征指数表达式。结果表明在金属流体弹—粘性与失稳机制竞争作用下，特定波长范围的扰动能够被优先发展，其他波长的扰动被抑制或未能发展，从而使得波状界面在沿爆轰方向较为一致，实验结果也验证了这一结论的正确性
2015, 44(10):2501-2508.
摘要:
通过扫描电镜、X射线衍射和硬度测试分析研究了028合金在不同的时效温度和时效时间下的析出相的演变规律，对析出相的化学成分、结构和硬度进行了分析，并对其转变动力学和析出相的长大进行了分析。结果表明，028合金随时效温度的升高和时间的延长，析出相的数量增多、尺寸增大，合金的硬度升高，晶界和晶内析出相主要是含Cr、Mo、Fe、Ni元素的σ相。利用Avrami方程推导出028合金在不同温度下的转变动力学方程，绘制出动力学曲线，并对析出相的一维长大情况进行了计算，得出其一维长大方程
通过扫描电镜、X射线衍射和硬度测试分析研究了028合金在不同的时效温度和时效时间下的析出相的演变规律，对析出相的化学成分、结构和硬度进行了分析，并对其转变动力学和析出相的长大进行了分析。结果表明，028合金随时效温度的升高和时间的延长，析出相的数量增多、尺寸增大，合金的硬度升高，晶界和晶内析出相主要是含Cr、Mo、Fe、Ni元素的σ相。利用Avrami方程推导出028合金在不同温度下的转变动力学方程，绘制出动力学曲线，并对析出相的一维长大情况进行了计算，得出其一维长大方程
2015, 44(10):2509-2512.
摘要:
采用溶剂热法将Ni掺杂到纳米SnO2中，分别利用TEM、EDAX、XRD、Raman和XPS表征了Ni掺杂后SnO2的微观形貌、结构和元素组成特征，分析了Ni掺杂对增强SnO2气敏性能的作用机理。实验结果表明，Ni的掺杂可抑制SnO2晶粒增长，减小SnO2晶粒尺寸，进而提升传感器的气敏性能。少量的Ni掺杂能够使Ni2+进入SnO2晶格中取代Sn4+产生氧空位，促进SnO2气敏性能的提高；而当Ni掺杂量达到30%时，会导致部分Ni以其他的形式存在于SnO2晶体表面上，降低SnO2气敏性能
采用溶剂热法将Ni掺杂到纳米SnO2中，分别利用TEM、EDAX、XRD、Raman和XPS表征了Ni掺杂后SnO2的微观形貌、结构和元素组成特征，分析了Ni掺杂对增强SnO2气敏性能的作用机理。实验结果表明，Ni的掺杂可抑制SnO2晶粒增长，减小SnO2晶粒尺寸，进而提升传感器的气敏性能。少量的Ni掺杂能够使Ni2+进入SnO2晶格中取代Sn4+产生氧空位，促进SnO2气敏性能的提高；而当Ni掺杂量达到30%时，会导致部分Ni以其他的形式存在于SnO2晶体表面上，降低SnO2气敏性能
2015, 44(10):2513-2518.
摘要:
对工业纯锆进行表面机械研磨处理（SMAT），实现其表面纳米化，并引入残余压应力场。采用偏光显微镜（PM）、透射电子显微镜（TEM）对SMAT处理试样显微组织进行表征，利用X射线应力仪测试不同循环加载周次下距试样表面不同深度处宏观残余应力。研究不同循环加载周次下距表层不同深度处X射线衍射峰半高宽的变化特征，并采用Voigt函数拟合X射线衍射峰，得到微观应变和位错密度的分布特征。结果表明：循环加载初期残余应力释放率最大，约为25%，随着循环加载周次增加残余应力释放率趋于稳定；不同循环加载周次下，随距表层深度增加，X射线衍射峰半高宽、微观应变和位错密度逐渐降低后趋于稳定；随着位错密度降低，残余压应力逐渐增加，位错密度值稳定于约2×1010 cm-2时所对应的深度，和最大残余压应力对应的深度基本一致。循环载荷下残余应力释放是通过微观塑性变形过程中位错运动来实现
对工业纯锆进行表面机械研磨处理（SMAT），实现其表面纳米化，并引入残余压应力场。采用偏光显微镜（PM）、透射电子显微镜（TEM）对SMAT处理试样显微组织进行表征，利用X射线应力仪测试不同循环加载周次下距试样表面不同深度处宏观残余应力。研究不同循环加载周次下距表层不同深度处X射线衍射峰半高宽的变化特征，并采用Voigt函数拟合X射线衍射峰，得到微观应变和位错密度的分布特征。结果表明：循环加载初期残余应力释放率最大，约为25%，随着循环加载周次增加残余应力释放率趋于稳定；不同循环加载周次下，随距表层深度增加，X射线衍射峰半高宽、微观应变和位错密度逐渐降低后趋于稳定；随着位错密度降低，残余压应力逐渐增加，位错密度值稳定于约2×1010 cm-2时所对应的深度，和最大残余压应力对应的深度基本一致。循环载荷下残余应力释放是通过微观塑性变形过程中位错运动来实现
2015, 44(10):2519-2522.
摘要:
利用OM和TEM系统研究了Ti-1300合金的室温变形行为。结果表明：Ti-1300合金在不同温度下进行固溶处理后进行拉伸变形，在应力-应变曲线上没有出现双屈服的现象；Ti-1300合金因含有较多的β稳定元素引起β相的稳定性增加，在室温变形机制主要是位错滑移和孪生；塑性变形过程中位错将产生滑移、缠结和割阶等交互作用，随着塑性变形量增加10%，Ti-1300合金的显微硬度约增加210 MPa
利用OM和TEM系统研究了Ti-1300合金的室温变形行为。结果表明：Ti-1300合金在不同温度下进行固溶处理后进行拉伸变形，在应力-应变曲线上没有出现双屈服的现象；Ti-1300合金因含有较多的β稳定元素引起β相的稳定性增加，在室温变形机制主要是位错滑移和孪生；塑性变形过程中位错将产生滑移、缠结和割阶等交互作用，随着塑性变形量增加10%，Ti-1300合金的显微硬度约增加210 MPa
2015, 44(10):2529-2533.
摘要:
采用溶剂热-溶胶凝胶两步法合成了(Y1-z,Gdz)1-x-y(Pz,V1-z)O4: xEu3+,yBi3+系列红色荧光粉。用XRD、SEM和荧光分光光度计，对试样的晶体结构、表面形貌及发光性能进行了表征。结果表明：样品为四方晶系，掺杂离子的加入对基质晶体结构影响不大；样品形貌均一，呈短杆状或椭圆状；激发光谱由位于250~400 nm的O2--V5+带和Eu3+-O2-带组成；最强发射峰位于619 nm，归属于Eu3+的5D0→7F2特征跃迁发射；Eu3+的最佳掺杂量为5 mol% (x=0.05)；掺杂Bi3+、Gd3+、P5+后，样品发射强度得到显著提高，Bi3+的掺杂还会使激发带红移至400 nm。说明这类荧光粉是可用于近紫外芯片激发的白光LED用红色荧光粉
采用溶剂热-溶胶凝胶两步法合成了(Y1-z,Gdz)1-x-y(Pz,V1-z)O4: xEu3+,yBi3+系列红色荧光粉。用XRD、SEM和荧光分光光度计，对试样的晶体结构、表面形貌及发光性能进行了表征。结果表明：样品为四方晶系，掺杂离子的加入对基质晶体结构影响不大；样品形貌均一，呈短杆状或椭圆状；激发光谱由位于250~400 nm的O2--V5+带和Eu3+-O2-带组成；最强发射峰位于619 nm，归属于Eu3+的5D0→7F2特征跃迁发射；Eu3+的最佳掺杂量为5 mol% (x=0.05)；掺杂Bi3+、Gd3+、P5+后，样品发射强度得到显著提高，Bi3+的掺杂还会使激发带红移至400 nm。说明这类荧光粉是可用于近紫外芯片激发的白光LED用红色荧光粉
2015, 44(10):2539-2543.
摘要:
实验利用直流和射频磁控溅射方法交替沉积Cu-SiO2纳米复合膜，研究不同Cu靶功率和衬底温度对纳米复合膜的相结构和光吸收性能的影响。结果表明：随着Cu靶功率的增加，金属Cu纳米颗粒尺寸增大，导致光吸收峰峰位发生红移；随着衬底温度的升高，由于Cu再蒸发效应致使金属Cu纳米颗粒尺寸减小，引起光吸收峰峰位发生蓝移；与室温下沉积态Cu-SiO2纳米复合膜相比，在衬底加热条件下沉积的纳米复合膜在可见光波段出现了明显的表面等离子体共振吸收峰。因此，Cu靶功率和衬底温度对Cu-SiO2纳米复合薄膜的结晶状况和光吸收性能有显著影响
实验利用直流和射频磁控溅射方法交替沉积Cu-SiO2纳米复合膜，研究不同Cu靶功率和衬底温度对纳米复合膜的相结构和光吸收性能的影响。结果表明：随着Cu靶功率的增加，金属Cu纳米颗粒尺寸增大，导致光吸收峰峰位发生红移；随着衬底温度的升高，由于Cu再蒸发效应致使金属Cu纳米颗粒尺寸减小，引起光吸收峰峰位发生蓝移；与室温下沉积态Cu-SiO2纳米复合膜相比，在衬底加热条件下沉积的纳米复合膜在可见光波段出现了明显的表面等离子体共振吸收峰。因此，Cu靶功率和衬底温度对Cu-SiO2纳米复合薄膜的结晶状况和光吸收性能有显著影响
2015, 44(10):2553-2556.
摘要:
对锡磷青铜薄板坯水平连铸的行波电磁搅拌技术进行了优化研究，提出了在搅拌器的端部放置硅钢片、改变搅拌器的长度以及减小搅拌器的端部电流强度等3种方法，来优化连铸薄板坯端部的流动和凝固过程，并采用数值模拟和工厂实验相结合的方法对其进行了分析。结果表明：相比其他2种方法，通过在行波搅拌器的端部放置硅钢片更有利于改善熔体端部的流动状况，当施加硅钢片的长度为150 mm时，熔体端部的强环流消失，连铸坯端部的凝固坯生长更加均匀，从而有利于防止连铸薄板坯边部的裂纹和偏析缺陷产生
对锡磷青铜薄板坯水平连铸的行波电磁搅拌技术进行了优化研究，提出了在搅拌器的端部放置硅钢片、改变搅拌器的长度以及减小搅拌器的端部电流强度等3种方法，来优化连铸薄板坯端部的流动和凝固过程，并采用数值模拟和工厂实验相结合的方法对其进行了分析。结果表明：相比其他2种方法，通过在行波搅拌器的端部放置硅钢片更有利于改善熔体端部的流动状况，当施加硅钢片的长度为150 mm时，熔体端部的强环流消失，连铸坯端部的凝固坯生长更加均匀，从而有利于防止连铸薄板坯边部的裂纹和偏析缺陷产生
2015, 44(10):2566-2570.
摘要:
医用镁合金的降解特性直接影响其在心血管支架和骨替换材料等领域的应用。本研究在保持与生理体液氯离子浓度一致的基础上，选用镁合金AZ31B分别浸入NaCl溶液，KCl溶液，MgCl2溶液和CaCl2溶液中，对比研究金属阳离子对医用镁合金的降解行为影响。通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱测试分析，发现镁合金浸泡在4种氯盐溶液时的腐蚀电位、阻抗与其在降解过程中溶液pH变化、样品失重变化趋势一致，即金属阳离子直接影响医用镁合金的降解特性：NaCl > KCl > CaCl2 > MgCl2，其中Na+和K+比Ca2+和Mg2+更能促进镁合金降解
医用镁合金的降解特性直接影响其在心血管支架和骨替换材料等领域的应用。本研究在保持与生理体液氯离子浓度一致的基础上，选用镁合金AZ31B分别浸入NaCl溶液，KCl溶液，MgCl2溶液和CaCl2溶液中，对比研究金属阳离子对医用镁合金的降解行为影响。通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱测试分析，发现镁合金浸泡在4种氯盐溶液时的腐蚀电位、阻抗与其在降解过程中溶液pH变化、样品失重变化趋势一致，即金属阳离子直接影响医用镁合金的降解特性：NaCl > KCl > CaCl2 > MgCl2，其中Na+和K+比Ca2+和Mg2+更能促进镁合金降解
2015, 44(10):2571-2575.
摘要:
研究了锌铜合金在电磁场下水平连铸坯的初生坯壳前沿位置变化规律，考察了铸坯横截面宏观组织、微观组织形貌及合金元素的分布。试验结果表明，坯壳前沿的位置是随着拉坯速度、浇注温度和电流强度的变化而变化的，其中尤以拉坯速度对其的影响最为明显。只有根据电流强度和浇注温度相对应调整拉坯速度才能达到改善组织和偏析的效果。较大的电流和拉坯速度促使坯壳前沿后移。当液-固界面位于冷却水套和搅拌器的交界处时，反偏析得到有效抑制。电磁场消除了普通水平连铸坯横截面组织不均匀、最后凝固点上移的现象。搅拌后上边缘和心部深灰色树枝状的富铜相并没有完全消失，只是尺寸略微变大，但边部和心部组织差异很小。当拉坯速度3 m/h、电流100 A时，边部和心部组织最为均匀细小，其他电流和频率时组织变化不大。Ti没有起到细化作用和抑制反偏析作用，反而使得液体变得粘稠，流动性变差
研究了锌铜合金在电磁场下水平连铸坯的初生坯壳前沿位置变化规律，考察了铸坯横截面宏观组织、微观组织形貌及合金元素的分布。试验结果表明，坯壳前沿的位置是随着拉坯速度、浇注温度和电流强度的变化而变化的，其中尤以拉坯速度对其的影响最为明显。只有根据电流强度和浇注温度相对应调整拉坯速度才能达到改善组织和偏析的效果。较大的电流和拉坯速度促使坯壳前沿后移。当液-固界面位于冷却水套和搅拌器的交界处时，反偏析得到有效抑制。电磁场消除了普通水平连铸坯横截面组织不均匀、最后凝固点上移的现象。搅拌后上边缘和心部深灰色树枝状的富铜相并没有完全消失，只是尺寸略微变大，但边部和心部组织差异很小。当拉坯速度3 m/h、电流100 A时，边部和心部组织最为均匀细小，其他电流和频率时组织变化不大。Ti没有起到细化作用和抑制反偏析作用，反而使得液体变得粘稠，流动性变差
2015, 44(10):2576-2582.
摘要:
采用恒流模式，通过单变量实验改变电解液中乙酸钙、六偏磷酸钠和磷酸二氢钠等钙磷组分的浓度，在AZ31镁合金表面制备微弧氧化生物陶瓷膜，观察分析膜层微观组织结构，测定膜层表面Ca/P比、耐蚀性等，探讨钙磷组分及其浓度对膜层组织和性能的影响，进而对电解液进行优化，并对优化后的膜层性能进行观察和分析。结果表明：乙酸钙、六偏磷酸钠、磷酸二氢钠对膜层Ca、P元素含量及Ca/P比值有决定作用；乙酸钙浓度越高，膜层厚度越小，但是均一性越好；六偏磷酸钠浓度对膜层表面形貌和厚度几乎无影响，其浓度越高，膜层中P元素含量越高；磷酸二氢钠浓度越高，Ca/P比值越小。电解液优化后，制备的膜层较为平整致密，表面均匀分布10.7 μm左右的微孔，但存在微裂纹；膜层主要由MgO、Mg和少量Ca2P2O7、SiO2等物相组成，使硬度和耐蚀性比镁合金基体有明显提高；膜层粗糙度Ra=0.45 μm，润湿角为42.65°，有利于细胞的附着与生长
采用恒流模式，通过单变量实验改变电解液中乙酸钙、六偏磷酸钠和磷酸二氢钠等钙磷组分的浓度，在AZ31镁合金表面制备微弧氧化生物陶瓷膜，观察分析膜层微观组织结构，测定膜层表面Ca/P比、耐蚀性等，探讨钙磷组分及其浓度对膜层组织和性能的影响，进而对电解液进行优化，并对优化后的膜层性能进行观察和分析。结果表明：乙酸钙、六偏磷酸钠、磷酸二氢钠对膜层Ca、P元素含量及Ca/P比值有决定作用；乙酸钙浓度越高，膜层厚度越小，但是均一性越好；六偏磷酸钠浓度对膜层表面形貌和厚度几乎无影响，其浓度越高，膜层中P元素含量越高；磷酸二氢钠浓度越高，Ca/P比值越小。电解液优化后，制备的膜层较为平整致密，表面均匀分布10.7 μm左右的微孔，但存在微裂纹；膜层主要由MgO、Mg和少量Ca2P2O7、SiO2等物相组成，使硬度和耐蚀性比镁合金基体有明显提高；膜层粗糙度Ra=0.45 μm，润湿角为42.65°，有利于细胞的附着与生长
2015, 44(10):2596-2600.
摘要:
镁合金具有密度小、电磁屏蔽和阻尼性能优良、比强度高等优点，单位质量的导热能力优于铝合金，基于其综合性能的优势作为散热材料用于电子、通讯及计算机等领域也具有潜在的优势。本文综述了国内外高导热镁合金的研究与开发现状，分析了Mg-Zn、Mg-RE、Mg-Th和Mg-Mn等几种导热性能良好的镁合金系列，展望了高导热镁合金研究存在的问题及今后的研究方向
镁合金具有密度小、电磁屏蔽和阻尼性能优良、比强度高等优点，单位质量的导热能力优于铝合金，基于其综合性能的优势作为散热材料用于电子、通讯及计算机等领域也具有潜在的优势。本文综述了国内外高导热镁合金的研究与开发现状，分析了Mg-Zn、Mg-RE、Mg-Th和Mg-Mn等几种导热性能良好的镁合金系列，展望了高导热镁合金研究存在的问题及今后的研究方向
