2015年第44卷第6期文章目次
2015, 44(6).
摘要:
可逆固体氧化物池（SOC）既可作为燃料电池（SOFC）发电，又可用作电解池（SOEC）制氢或合成气，用于清洁能源转换和存储。涂层制备技术对SOC电堆的发展尤为重要。本研究对SOC在不同操作模式下的工作环境进行了分析，对SOC电堆连接体可用的合金材料、涂层材料和涂层制备技术进行了综述
可逆固体氧化物池（SOC）既可作为燃料电池（SOFC）发电，又可用作电解池（SOEC）制氢或合成气，用于清洁能源转换和存储。涂层制备技术对SOC电堆的发展尤为重要。本研究对SOC在不同操作模式下的工作环境进行了分析，对SOC电堆连接体可用的合金材料、涂层材料和涂层制备技术进行了综述
2 Friction and Wear Performances of Ni-P Coatings by Chemical Plating after Crystallization Treatment
2015, 44(6):1314-1319.
摘要:
利用化学镀在YL113铝合金表面制备了非晶态Ni-P镀层，通过SEM、EDS和XRD等手段表征了其在不同温度下晶化处理后表面形貌、化学元素含量和物相组成。分析了晶化处理温度对镀层硬度的影响，并用HSR-2M型往复摩擦磨损试验机考察了Ni-P镀层磨损机制。结果表明，当晶化处理温度升高时，镀层晶粒尺寸逐渐增大，镀层中形成了以Ni为主的化合物，在350 ℃时硬度最高；350以后，如果晶化温度继续升高，晶粒尺寸增大，表现出以Ni的衍射峰强度增加的反霍佩琪效应；随晶化处理温度升高，镀层摩擦系数先增大后减小，在350 ℃时摩擦系数最小，磨损性能最好。晶化处理温度低于350 ℃、在350 ℃、高于350 ℃时的磨损机制分别为磨粒磨损、粘着磨损+磨粒磨损、粘着磨损
利用化学镀在YL113铝合金表面制备了非晶态Ni-P镀层，通过SEM、EDS和XRD等手段表征了其在不同温度下晶化处理后表面形貌、化学元素含量和物相组成。分析了晶化处理温度对镀层硬度的影响，并用HSR-2M型往复摩擦磨损试验机考察了Ni-P镀层磨损机制。结果表明，当晶化处理温度升高时，镀层晶粒尺寸逐渐增大，镀层中形成了以Ni为主的化合物，在350 ℃时硬度最高；350以后，如果晶化温度继续升高，晶粒尺寸增大，表现出以Ni的衍射峰强度增加的反霍佩琪效应；随晶化处理温度升高，镀层摩擦系数先增大后减小，在350 ℃时摩擦系数最小，磨损性能最好。晶化处理温度低于350 ℃、在350 ℃、高于350 ℃时的磨损机制分别为磨粒磨损、粘着磨损+磨粒磨损、粘着磨损
2015, 44(6):1320-1325.
摘要:
采用表面机械研磨处理技术，选用陶瓷球和钢球作为弹射介质，在 2024 铝合金表面分别制备出纯净的纳米晶层和含铁纳米晶层。表面机械研磨处理前后2024铝合金摩擦磨损性能在载荷为1.5 N的条件下与直径为 5 mm 的 GCr15 钢球对磨进行了研究。结果表明，表面机械研磨处理 30 min 后，陶瓷球处理铝合金表面纳米晶层平均晶粒尺寸达到 49.2 nm，钢球处理铝合金表面纳米晶层平均晶粒尺寸细化到 52.1 nm。此外，采用钢球作为弹射介质进行表面机械研磨处理在纳米晶表层引入了厚度约为 5 μm 的含铁层。在晶粒细化、硬度增加和含铁层的润滑作用共同作用下，2024铝合金的耐磨性能得到显著改善
采用表面机械研磨处理技术，选用陶瓷球和钢球作为弹射介质，在 2024 铝合金表面分别制备出纯净的纳米晶层和含铁纳米晶层。表面机械研磨处理前后2024铝合金摩擦磨损性能在载荷为1.5 N的条件下与直径为 5 mm 的 GCr15 钢球对磨进行了研究。结果表明，表面机械研磨处理 30 min 后，陶瓷球处理铝合金表面纳米晶层平均晶粒尺寸达到 49.2 nm，钢球处理铝合金表面纳米晶层平均晶粒尺寸细化到 52.1 nm。此外，采用钢球作为弹射介质进行表面机械研磨处理在纳米晶表层引入了厚度约为 5 μm 的含铁层。在晶粒细化、硬度增加和含铁层的润滑作用共同作用下，2024铝合金的耐磨性能得到显著改善
2015, 44(6):1345-1350.
摘要:
研究了高温时效对一种镍基单晶高温合金组织演变行为的影响。使合金在980, 1050, 1100 ℃，进行20, 50, 100 h的短期时效及在1100 ℃下进行200~800 h的长期时效，采用扫描电子显微镜进行组织形貌的观察、电子探针显微分析仪分析TCP相的成分，并对时效后的试样进行硬度测试。试验结果表明：在短期时效时，γ'相的粗化符合扩散控制理论的长大规律，即r3与t成正比，可求得不同温度的粗化长大系数；在长期时效下，1100 ℃时效400 h后，筏排状的γ'相形成且有TCP相析出，TCP相中富含Re和W元素；此外，在1050 ℃时效50 h及在1100 ℃时效20和100 h后，合金中也有TCP相的析出；硬度结果显示，不同时效条件的试样硬度值没有明显变化
研究了高温时效对一种镍基单晶高温合金组织演变行为的影响。使合金在980, 1050, 1100 ℃，进行20, 50, 100 h的短期时效及在1100 ℃下进行200~800 h的长期时效，采用扫描电子显微镜进行组织形貌的观察、电子探针显微分析仪分析TCP相的成分，并对时效后的试样进行硬度测试。试验结果表明：在短期时效时，γ'相的粗化符合扩散控制理论的长大规律，即r3与t成正比，可求得不同温度的粗化长大系数；在长期时效下，1100 ℃时效400 h后，筏排状的γ'相形成且有TCP相析出，TCP相中富含Re和W元素；此外，在1050 ℃时效50 h及在1100 ℃时效20和100 h后，合金中也有TCP相的析出；硬度结果显示，不同时效条件的试样硬度值没有明显变化
2015, 44(6):1351-1356.
摘要:
研究了不同分散程度的双壁碳纳米管(DWCNTs)作为载体沉积Pt，得到了尺寸2.08 nm的Pt颗粒均匀分散于DWCNTs表面。这种尺寸与分散状态的Pt颗粒相比其样品显示了极高的电催化活性(电流密度为0.022 A·cm?2，电化学比表面积为86.38 m2 ·g-1)。进一步的分析表明，载体在溶液中的浓度对形成Pt颗粒的尺寸和分布具有重要影响，这种尺寸与分散状态的Pt颗粒可以实现高电催化活性和低成本的Pt催化剂制备
研究了不同分散程度的双壁碳纳米管(DWCNTs)作为载体沉积Pt，得到了尺寸2.08 nm的Pt颗粒均匀分散于DWCNTs表面。这种尺寸与分散状态的Pt颗粒相比其样品显示了极高的电催化活性(电流密度为0.022 A·cm?2，电化学比表面积为86.38 m2 ·g-1)。进一步的分析表明，载体在溶液中的浓度对形成Pt颗粒的尺寸和分布具有重要影响，这种尺寸与分散状态的Pt颗粒可以实现高电催化活性和低成本的Pt催化剂制备
2015, 44(6):1363-1368.
摘要:
制备不同截面尺寸的单晶高温合金精铸薄壁试样，研究了截面尺寸对DD6单晶高温合金精铸薄壁试样组织的影响规律。结果表明：随着截面尺寸的减小，铸态单晶高温合金精铸薄壁试样一次枝晶间距和共晶含量出现先减小后增大的现象，热处理态单晶高温合金精铸薄壁试样枝晶干γ’相平均尺寸逐渐减小。截面尺寸的适当减小有利于减轻枝晶元素偏析程度，但当截面尺寸减小到0.5 mm时，枝晶元素偏析程度反而增大
制备不同截面尺寸的单晶高温合金精铸薄壁试样，研究了截面尺寸对DD6单晶高温合金精铸薄壁试样组织的影响规律。结果表明：随着截面尺寸的减小，铸态单晶高温合金精铸薄壁试样一次枝晶间距和共晶含量出现先减小后增大的现象，热处理态单晶高温合金精铸薄壁试样枝晶干γ’相平均尺寸逐渐减小。截面尺寸的适当减小有利于减轻枝晶元素偏析程度，但当截面尺寸减小到0.5 mm时，枝晶元素偏析程度反而增大
2015, 44(6):1369-1373.
摘要:
以新型阻燃钛合金Ti14 (α＋Ti2Cu)为对象，研究了合金在不同温度半固态锻造过程中的偏析和偏聚现象及由此导致的变形机制的变化。结果表明，半固态温度影响液相含量和分布，随着温度的升高液相在晶界由不连续分布转变为连续分布析出，并最终形成了网状结构分布。锻造过程中由于液相和应力的共同作用出现了宏观偏析现象，液相在压力作用下的流动在晶界处产生了宏观液相/固相分离现象，靠近试样中心固相离子集中；这种现象导致了锻造过程中变形机制的变化，中心区仍旧是固相粒子的塑性变形为主变形机制，靠近试样外边缘主变形机制转变为固相粒子的相对滑移，通过唯象模型对其过程进行讨论
以新型阻燃钛合金Ti14 (α＋Ti2Cu)为对象，研究了合金在不同温度半固态锻造过程中的偏析和偏聚现象及由此导致的变形机制的变化。结果表明，半固态温度影响液相含量和分布，随着温度的升高液相在晶界由不连续分布转变为连续分布析出，并最终形成了网状结构分布。锻造过程中由于液相和应力的共同作用出现了宏观偏析现象，液相在压力作用下的流动在晶界处产生了宏观液相/固相分离现象，靠近试样中心固相离子集中；这种现象导致了锻造过程中变形机制的变化，中心区仍旧是固相粒子的塑性变形为主变形机制，靠近试样外边缘主变形机制转变为固相粒子的相对滑移，通过唯象模型对其过程进行讨论
2015, 44(6):1379-1384.
摘要:
通过Piranha溶液（体积比H2SO4:H2O2=7:3）处理在医用钛表面形成纳米网状结构的氧化层。利用自组装技术在材料表面接枝十八烷基三氯硅烷（OTS）膜，对OTS膜层进行紫外光照，探讨材料亲疏水表面对电化学沉积钙磷涂层的影响。通过傅里叶变换红外谱仪（FTIR）、接触角测定仪、X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）对OTS膜和钙磷涂层进行了表征和探讨。结果表明活性钛表面OTS的水接触角（109.8±2.1）°经UV辐照后降低到(63.4±1.8)°，其表面能由37.50 mJ·m-2增加到45.18 mJ·m-2。通过电化学方法使钙磷沉积在活性钛、不同的Ti-OTS亲疏水表面。研究结果表明经UV辐照120 min后的Ti-OTS表面钙磷涂层更均匀有序，有望能提高植入材料的稳定性
通过Piranha溶液（体积比H2SO4:H2O2=7:3）处理在医用钛表面形成纳米网状结构的氧化层。利用自组装技术在材料表面接枝十八烷基三氯硅烷（OTS）膜，对OTS膜层进行紫外光照，探讨材料亲疏水表面对电化学沉积钙磷涂层的影响。通过傅里叶变换红外谱仪（FTIR）、接触角测定仪、X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）对OTS膜和钙磷涂层进行了表征和探讨。结果表明活性钛表面OTS的水接触角（109.8±2.1）°经UV辐照后降低到(63.4±1.8)°，其表面能由37.50 mJ·m-2增加到45.18 mJ·m-2。通过电化学方法使钙磷沉积在活性钛、不同的Ti-OTS亲疏水表面。研究结果表明经UV辐照120 min后的Ti-OTS表面钙磷涂层更均匀有序，有望能提高植入材料的稳定性
2015, 44(6):1385-1390.
摘要:
在25~870 ℃温度范围内进行了厚度为2.0 mm纯钼板的单向拉伸试验，建立了高温拉深有限元分析模型。通过数值模拟与试验对比分析，确定了纯钼板高温变形摩擦与温度的关系，研究了成形温度、润滑、压边间隙和模具尺寸对热拉深工艺的影响，并采用优化的工艺参数进行了平底杯形冲头热拉深试验。结果表明，润滑条件对纯钼板热拉深影响最显著，其次是成形温度；在成形温度870 ℃，拉深速度30 mm/min，有润滑，压边间隙2.5 mm的参数组合下，最大拉深比可达1.94
在25~870 ℃温度范围内进行了厚度为2.0 mm纯钼板的单向拉伸试验，建立了高温拉深有限元分析模型。通过数值模拟与试验对比分析，确定了纯钼板高温变形摩擦与温度的关系，研究了成形温度、润滑、压边间隙和模具尺寸对热拉深工艺的影响，并采用优化的工艺参数进行了平底杯形冲头热拉深试验。结果表明，润滑条件对纯钼板热拉深影响最显著，其次是成形温度；在成形温度870 ℃，拉深速度30 mm/min，有润滑，压边间隙2.5 mm的参数组合下，最大拉深比可达1.94
2015, 44(6):1407-1412.
摘要:
从力学角度出发，提出横向超声随焊控制铝合金焊接热裂纹的新方法。讨论了铝合金焊接热裂纹产生的条件，建立脆性温度区间（BTR）金属材料-力学性能匹配模型，采用弹塑性有限元方法对BTR区域金属产生的挤压塑性流变行为和应变场变化进行了分析。模拟结果表明，横向超声冲击对BTR区金属产生横向压缩塑性应变，并依靠BTR区金属的塑性变形把应变传递到焊缝中心，随着横向超声冲击加载功率的增加，在焊缝中心处产生的挤压应变也随之增大。通过实验测定实际情况下BTR区金属的横向压缩塑性应变值，实验结果与模拟结果吻合良好，进一步证明了该方法的可靠性
从力学角度出发，提出横向超声随焊控制铝合金焊接热裂纹的新方法。讨论了铝合金焊接热裂纹产生的条件，建立脆性温度区间（BTR）金属材料-力学性能匹配模型，采用弹塑性有限元方法对BTR区域金属产生的挤压塑性流变行为和应变场变化进行了分析。模拟结果表明，横向超声冲击对BTR区金属产生横向压缩塑性应变，并依靠BTR区金属的塑性变形把应变传递到焊缝中心，随着横向超声冲击加载功率的增加，在焊缝中心处产生的挤压应变也随之增大。通过实验测定实际情况下BTR区金属的横向压缩塑性应变值，实验结果与模拟结果吻合良好，进一步证明了该方法的可靠性
2015, 44(6):1418-1422.
摘要:
采用激光熔覆技术制备FeCoCrNiBx高熵合金涂层，用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、硬度和耐磨测试等方法，研究了B含量对激光熔覆FeCoCrNiBx高熵合金涂层的组织结构、硬度和耐磨性能的影响。结果表明，随B含量的增加，合金相结构逐渐由fcc固溶体结构转变为fcc固溶体和M3B相共存，M3B相主要为Cr、Fe硼化物。随B含量的增加，枝晶组织中析出颗粒状和短棒状的M3B相，且M3B相逐渐长大成长条状。B的增加显著提高合金涂层的硬度，由4470 MPa增加到8480 MPa，且磨损量随着B的增加而减少
采用激光熔覆技术制备FeCoCrNiBx高熵合金涂层，用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、硬度和耐磨测试等方法，研究了B含量对激光熔覆FeCoCrNiBx高熵合金涂层的组织结构、硬度和耐磨性能的影响。结果表明，随B含量的增加，合金相结构逐渐由fcc固溶体结构转变为fcc固溶体和M3B相共存，M3B相主要为Cr、Fe硼化物。随B含量的增加，枝晶组织中析出颗粒状和短棒状的M3B相，且M3B相逐渐长大成长条状。B的增加显著提高合金涂层的硬度，由4470 MPa增加到8480 MPa，且磨损量随着B的增加而减少
2015, 44(6):1427-1431.
摘要:
通过光学显微镜、维氏硬度计、双臂电桥、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等测试手段对Cu-5.2Ni-1.2Si和Cu-5.2Ni-1.5Al-1.2Si合金的组织结构和性能进行了表征与测试。结果表明：2种合金的铸态组织均为发达的树枝晶组织，包括白亮的枝晶区、非平衡凝固相粒子及中间过渡区。其中枝晶为富Cu区，凝固相为富Ni和Si区，Al元素则比较均匀地分布在铸态组织中。峰值时效后，Cu-5.2Ni-1.5Al-1.2Si合金具有比Cu-5.2Ni-1.2Si合金更高的硬度。Al元素不但促进了Ni2Si的沉淀析出，还形成了Ni3Al沉淀相，从而大大提高合金强度。2种合金的时效早期均出现了有序化，峰时效时主要为沉淀析出强化，合金具有较好的抗过时效能力
通过光学显微镜、维氏硬度计、双臂电桥、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等测试手段对Cu-5.2Ni-1.2Si和Cu-5.2Ni-1.5Al-1.2Si合金的组织结构和性能进行了表征与测试。结果表明：2种合金的铸态组织均为发达的树枝晶组织，包括白亮的枝晶区、非平衡凝固相粒子及中间过渡区。其中枝晶为富Cu区，凝固相为富Ni和Si区，Al元素则比较均匀地分布在铸态组织中。峰值时效后，Cu-5.2Ni-1.5Al-1.2Si合金具有比Cu-5.2Ni-1.2Si合金更高的硬度。Al元素不但促进了Ni2Si的沉淀析出，还形成了Ni3Al沉淀相，从而大大提高合金强度。2种合金的时效早期均出现了有序化，峰时效时主要为沉淀析出强化，合金具有较好的抗过时效能力
2015, 44(6):1432-1438.
摘要:
针对油膜轴承巴氏合金SnSb11Cu6工作过程中发生的蠕变，设计了SnSb11Cu6蠕变试验方法并对其进行了蠕变试验，分析了应力、温度、时间、应变和应变率之间的关系，获得了SnSb11Cu6的蠕变力学性能，同时基于试验数据对4种蠕变模型进行了对比分析，建立了基于McVetty公式和Dorn公式的SnSb11Cu6蠕变模型，其相对误差仅为0.97%，应用ANSYS对蠕变试件进行了数值模拟，在稳态蠕变阶段模拟值与理论计算值的相对误差仅为0.77%。确定了所建立的蠕变模型用于描述SnSb11Cu6蠕变特征具有较高的精度，可为油膜轴承巴氏合金SnSb11Cu6蠕变寿命的预测提供理论与试验支持
针对油膜轴承巴氏合金SnSb11Cu6工作过程中发生的蠕变，设计了SnSb11Cu6蠕变试验方法并对其进行了蠕变试验，分析了应力、温度、时间、应变和应变率之间的关系，获得了SnSb11Cu6的蠕变力学性能，同时基于试验数据对4种蠕变模型进行了对比分析，建立了基于McVetty公式和Dorn公式的SnSb11Cu6蠕变模型，其相对误差仅为0.97%，应用ANSYS对蠕变试件进行了数值模拟，在稳态蠕变阶段模拟值与理论计算值的相对误差仅为0.77%。确定了所建立的蠕变模型用于描述SnSb11Cu6蠕变特征具有较高的精度，可为油膜轴承巴氏合金SnSb11Cu6蠕变寿命的预测提供理论与试验支持
2015, 44(6):1451-1454.
摘要:
研究了经过轧制驱动等通道转角大应变加工的商业纯铝的强化机理。基于XRD分析和Taylor公式的定量计算说明，轧制驱动ECA大应变CP Al的内部位错密度很低。通过晶体微区取向分析技术（EBSD）对大应变材料内部的小角度界面和大角度界面进行表征，发现材料内部大多数是小角度晶界；基于Hall-Petch关系对大应变纯铝的强化机理进行定量分析，得出其强化主要来自于小角度晶界强化
研究了经过轧制驱动等通道转角大应变加工的商业纯铝的强化机理。基于XRD分析和Taylor公式的定量计算说明，轧制驱动ECA大应变CP Al的内部位错密度很低。通过晶体微区取向分析技术（EBSD）对大应变材料内部的小角度界面和大角度界面进行表征，发现材料内部大多数是小角度晶界；基于Hall-Petch关系对大应变纯铝的强化机理进行定量分析，得出其强化主要来自于小角度晶界强化
2015, 44(6):1455-1458.
摘要:
在GCr15轴承钢基体上, 利用多弧离子镀技术低温（175 ℃）沉积TiAlCN涂层。利用SEM、EPMA、XRD、附着力测试仪、纳米压痕仪和UMT-2 高温摩擦磨损测试仪研究薄膜性质。结果表明，涂层表面光滑平整、均匀致密且无明显孔洞。涂层表面存在一定数量的液滴颗粒，薄膜厚度约为2 μm。在涂层中，发现了晶体结构为fcc-TiN结构，薄膜的晶粒大小为10~30 nm；随着薄膜中C元素的加入，XRD谱中(Ti0.5,Al0.5)N峰出现了宽化；在TiAlN中引入C，附着力下降，随着涂层中C含量的增加，薄膜中的Al和Ti比例未发生明显变化，附着力略微增加，但硬度和弹性模量先增加后减小，摩擦系数一直减小
在GCr15轴承钢基体上, 利用多弧离子镀技术低温（175 ℃）沉积TiAlCN涂层。利用SEM、EPMA、XRD、附着力测试仪、纳米压痕仪和UMT-2 高温摩擦磨损测试仪研究薄膜性质。结果表明，涂层表面光滑平整、均匀致密且无明显孔洞。涂层表面存在一定数量的液滴颗粒，薄膜厚度约为2 μm。在涂层中，发现了晶体结构为fcc-TiN结构，薄膜的晶粒大小为10~30 nm；随着薄膜中C元素的加入，XRD谱中(Ti0.5,Al0.5)N峰出现了宽化；在TiAlN中引入C，附着力下降，随着涂层中C含量的增加，薄膜中的Al和Ti比例未发生明显变化，附着力略微增加，但硬度和弹性模量先增加后减小，摩擦系数一直减小
2015, 44(6):1459-1464.
摘要:
对比研究新型Ti/Al复合基体电极Ti/Al/Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2和传统纯Ti基体电极Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2的性能差异。通过改变Ti/Al复合基体的制备温度，探索制备新型电极的最佳工艺条件。运用SEM、EDS和XRD表征Ti/Al基体界面层与电极表面β-PbO2活性层的物相形貌。结合电化学测试技术，分析基体制备温度对电极电化学性能及寿命的影响。结果表明：Ti/Al复合基体的电阻率仅为纯Ti的1/10,该电极β-PbO2层的晶粒趋于细化且均匀，活性层比表面积增大，电化学性能均好于纯Ti基体电极。其中，在540 ℃获得的Ti/Al基体复合界面相为TiAl3，该复合基体电极的性能最佳。电极电阻较纯Ti基体电极降低43%，极化电位下降18%，在0.2 A/cm2的电流密度下，电位降低了320 mV。经强极化测试，该电极具有最大的交换电流密度j0与最低的析氧超电压η，工业使用寿命长达10.4年，高出传统电极50%，具有良好的应用前景
对比研究新型Ti/Al复合基体电极Ti/Al/Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2和传统纯Ti基体电极Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2的性能差异。通过改变Ti/Al复合基体的制备温度，探索制备新型电极的最佳工艺条件。运用SEM、EDS和XRD表征Ti/Al基体界面层与电极表面β-PbO2活性层的物相形貌。结合电化学测试技术，分析基体制备温度对电极电化学性能及寿命的影响。结果表明：Ti/Al复合基体的电阻率仅为纯Ti的1/10,该电极β-PbO2层的晶粒趋于细化且均匀，活性层比表面积增大，电化学性能均好于纯Ti基体电极。其中，在540 ℃获得的Ti/Al基体复合界面相为TiAl3，该复合基体电极的性能最佳。电极电阻较纯Ti基体电极降低43%，极化电位下降18%，在0.2 A/cm2的电流密度下，电位降低了320 mV。经强极化测试，该电极具有最大的交换电流密度j0与最低的析氧超电压η，工业使用寿命长达10.4年，高出传统电极50%，具有良好的应用前景
2015, 44(6):1465-1468.
摘要:
为改善Zr-Ti-V系列Laves相合金的吸氢动力学性能，本研究设计成分为Zr0.9Ti0.1V2.2的非化学计量比合金并采用熔体快淬工艺制备合金薄带。研究合金快淬薄带的微观组织与相结构、吸氢动力学、吸放氢PCT特征及吸氢热力学参数。进而讨论非化学计量比合金中微结构与储氢性能之间的关系。结果表明，快淬薄带中合金主相为C15型ZrV2及V-bcc相，熔体快淬可消除铸态合金中的包晶反应残留相α-Zr。熔体快淬合金的吸氢动力学性能优异，但由于单胞体积收缩导致其吸氢量降低
为改善Zr-Ti-V系列Laves相合金的吸氢动力学性能，本研究设计成分为Zr0.9Ti0.1V2.2的非化学计量比合金并采用熔体快淬工艺制备合金薄带。研究合金快淬薄带的微观组织与相结构、吸氢动力学、吸放氢PCT特征及吸氢热力学参数。进而讨论非化学计量比合金中微结构与储氢性能之间的关系。结果表明，快淬薄带中合金主相为C15型ZrV2及V-bcc相，熔体快淬可消除铸态合金中的包晶反应残留相α-Zr。熔体快淬合金的吸氢动力学性能优异，但由于单胞体积收缩导致其吸氢量降低
2015, 44(6):1469-1463.
摘要:
对WSTi3515S合金不同热处理和热暴露条件下的组织和力学性能进行了研究，结果表明，850 ℃以下热处理工艺对合金的组织和室温力学性能几乎没有影响，950 ℃热处理后虽然合金组织形态发生明显变化，但室温力学性能没有明显变化，表明WSTi3515S合金具有良好的组织和性能稳定性。不同热处理试样经过570 ℃热暴露后，合金强度升高，延伸率显著下降，热暴露过程中，析出的第二相很少，并且大都产生在晶界，这些晶界析出物是合金热暴露塑性显著降低的主要原因
对WSTi3515S合金不同热处理和热暴露条件下的组织和力学性能进行了研究，结果表明，850 ℃以下热处理工艺对合金的组织和室温力学性能几乎没有影响，950 ℃热处理后虽然合金组织形态发生明显变化，但室温力学性能没有明显变化，表明WSTi3515S合金具有良好的组织和性能稳定性。不同热处理试样经过570 ℃热暴露后，合金强度升高，延伸率显著下降，热暴露过程中，析出的第二相很少，并且大都产生在晶界，这些晶界析出物是合金热暴露塑性显著降低的主要原因
2015, 44(6):1485-1488.
摘要:
采用阳极氧化法在乙二醇电解液中制备了高度有序的TiO2纳米管阵列，分别通过SEM、EDX表征其形貌及元素组成，并探讨了TiO2 纳米管的生长过程。结果表明，TiO2纳米管的形成过程是一个由纳米多孔膜结构向独立有序的纳米管阵列转变的过程。同时以TiO2纳米管为光阳极，采用双室光电化学池制氢体系，利用光照TiO2产生的光电压与双室电解液pH差产生的化学偏压的协同效应可达到水的分解电压，充分实现高效率、低能耗制氢的目标。无外加电压及牺牲剂条件下，TiO2纳米管的光电流密度为6.51 mA/cm2，光照1 h产氢量高达108.9 μmol/cm2
采用阳极氧化法在乙二醇电解液中制备了高度有序的TiO2纳米管阵列，分别通过SEM、EDX表征其形貌及元素组成，并探讨了TiO2 纳米管的生长过程。结果表明，TiO2纳米管的形成过程是一个由纳米多孔膜结构向独立有序的纳米管阵列转变的过程。同时以TiO2纳米管为光阳极，采用双室光电化学池制氢体系，利用光照TiO2产生的光电压与双室电解液pH差产生的化学偏压的协同效应可达到水的分解电压，充分实现高效率、低能耗制氢的目标。无外加电压及牺牲剂条件下，TiO2纳米管的光电流密度为6.51 mA/cm2，光照1 h产氢量高达108.9 μmol/cm2
2015, 44(6):1494-1498.
摘要:
为更好地优化组织，提升细化性能，采用熔配—纯金属钛法制备新型铝晶粒细化剂—铝钛硼稀土Al-Ti-B-RE中间合金。试验结果表明：合成反应温度不同，所制备的Al-Ti-B-RE中间合金第二相所具有的形态分布及数量不同，低温反应合成中间合金第二相Al3Ti和Ti2A120RE稀土相为小块状，高温度反应合成则为长片状。借助X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、光学显微镜（OM）等技术对其第二相的微观形貌分布、细化效果及形核能力等进行表征分析。结果表明：第二相粒子形态分布及数量对细化效果有重要影响，第二相中的形核相与基底的错配度越小，越有利于非均质形核，细化效果越好
为更好地优化组织，提升细化性能，采用熔配—纯金属钛法制备新型铝晶粒细化剂—铝钛硼稀土Al-Ti-B-RE中间合金。试验结果表明：合成反应温度不同，所制备的Al-Ti-B-RE中间合金第二相所具有的形态分布及数量不同，低温反应合成中间合金第二相Al3Ti和Ti2A120RE稀土相为小块状，高温度反应合成则为长片状。借助X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、光学显微镜（OM）等技术对其第二相的微观形貌分布、细化效果及形核能力等进行表征分析。结果表明：第二相粒子形态分布及数量对细化效果有重要影响，第二相中的形核相与基底的错配度越小，越有利于非均质形核，细化效果越好
2015, 44(6):1517-1521.
摘要:
为了研究激光冲击强化技术在高温部件上应用的可行性，研究了GH4133镍基高温合金激光冲击后强化效果的热稳定性。分别采用激光冲击强化、激光冲击强化加保温的方法进行处理，并利用SEM、显微硬度和残余应力的测试方法分析了温度对激光冲击处理后GH4133材料微观组织和力学性能的影响。通过冲击强化后涡轮叶片的高温疲劳试验验证强化效果的热稳定性，并分析其高温下的强化机制。结果表明，激光冲击强化可以在GH4133镍基高温合金表层产生较大残余压应力，细化晶粒；并且在温度作用下，激光冲击GH4133合金形成的细化晶粒在析出相的钉扎作用下具有较好的热稳定性。另一方面残余压应力的应力集中减小，分布均匀。两者的共同作用提高了强化效果的热稳定性，有利于疲劳性能的提高
为了研究激光冲击强化技术在高温部件上应用的可行性，研究了GH4133镍基高温合金激光冲击后强化效果的热稳定性。分别采用激光冲击强化、激光冲击强化加保温的方法进行处理，并利用SEM、显微硬度和残余应力的测试方法分析了温度对激光冲击处理后GH4133材料微观组织和力学性能的影响。通过冲击强化后涡轮叶片的高温疲劳试验验证强化效果的热稳定性，并分析其高温下的强化机制。结果表明，激光冲击强化可以在GH4133镍基高温合金表层产生较大残余压应力，细化晶粒；并且在温度作用下，激光冲击GH4133合金形成的细化晶粒在析出相的钉扎作用下具有较好的热稳定性。另一方面残余压应力的应力集中减小，分布均匀。两者的共同作用提高了强化效果的热稳定性，有利于疲劳性能的提高
2015, 44(6):1522-1526.
摘要:
以Pd79Cu4Au2Si10P5块体非晶合金为对象，研究了不同尺寸合金的塑性变形行为及其内部剪切带特征。结果表明，直径为1, 2和3 mm的该非晶合金都具有良好的塑性变形能力，其塑性变形量随着试样尺寸的增大而降低，分别约为13%, 10%, 8%。不同尺寸试样的应力-应变曲线有明显不同的锯齿流变，2 mm试样锯齿振幅最大，3 mm试样锯齿振幅最小，而且1和3 mm试样的应力-应变曲线的锯齿间隔都比2 mm试样的小。金相显微镜的观察结果表明，随着试样尺寸的增加，其内部主剪切带密度降低，次生剪切带密度增加。在扫描电镜下能明显看到内部主剪切带厚度随着试样尺寸的增加而增加
以Pd79Cu4Au2Si10P5块体非晶合金为对象，研究了不同尺寸合金的塑性变形行为及其内部剪切带特征。结果表明，直径为1, 2和3 mm的该非晶合金都具有良好的塑性变形能力，其塑性变形量随着试样尺寸的增大而降低，分别约为13%, 10%, 8%。不同尺寸试样的应力-应变曲线有明显不同的锯齿流变，2 mm试样锯齿振幅最大，3 mm试样锯齿振幅最小，而且1和3 mm试样的应力-应变曲线的锯齿间隔都比2 mm试样的小。金相显微镜的观察结果表明，随着试样尺寸的增加，其内部主剪切带密度降低，次生剪切带密度增加。在扫描电镜下能明显看到内部主剪切带厚度随着试样尺寸的增加而增加
2015, 44(6):1541-1545.
摘要:
采用化学转化法在镁合金表面制备锡酸盐转化膜。采用硫酸铜点滴实验、电化学交流阻抗(EIS)测试和Tafel曲线、扫描电子显微镜(SEM)测试和X射线衍射分析(XRD)等方法检测膜层的性能。研究了几种有机添加剂（Tartaric?acid、Citric?acid、Phytic?acid、EDTA、Sodium?dodecyl?sulfate）对膜层耐蚀性的影响，结果表明溶液中添加SDS后，转化膜的硫酸铜点滴时间由35 s提高到了86 s，明显提高转化膜的耐腐蚀性能，膜层的形貌为呈“颗粒”状紧凑的连接到一起，该膜层的主要成分为MgSn(OH)6、Mg(OH)2
采用化学转化法在镁合金表面制备锡酸盐转化膜。采用硫酸铜点滴实验、电化学交流阻抗(EIS)测试和Tafel曲线、扫描电子显微镜(SEM)测试和X射线衍射分析(XRD)等方法检测膜层的性能。研究了几种有机添加剂（Tartaric?acid、Citric?acid、Phytic?acid、EDTA、Sodium?dodecyl?sulfate）对膜层耐蚀性的影响，结果表明溶液中添加SDS后，转化膜的硫酸铜点滴时间由35 s提高到了86 s，明显提高转化膜的耐腐蚀性能，膜层的形貌为呈“颗粒”状紧凑的连接到一起，该膜层的主要成分为MgSn(OH)6、Mg(OH)2
2015, 44(6):1546-1549.
摘要:
系统研究了在K417高温合金真空熔铸过程中施加由工频交流电磁场和恒稳直流电磁场组成的复合电磁场对高温合金铸锭凝固组织的影响。实验结果表明：在浇注完毕后同时施加60 A旋转电磁场和290 A恒稳直流电磁场的工艺条件下，由于恒稳直流电磁场在金属液面处产生的电磁制动效应可以抑制施加旋转电磁场所引起的金属液面的波动，不仅避免了因金属液面波动太大而使铸锭缩孔恶化的情况出现，而且大幅提高了旋转电磁场在金属液凝固过程中的作用范围和效果，最终得到细小等轴晶比例达到96%、缩孔明显改善的优质高温合金铸锭
系统研究了在K417高温合金真空熔铸过程中施加由工频交流电磁场和恒稳直流电磁场组成的复合电磁场对高温合金铸锭凝固组织的影响。实验结果表明：在浇注完毕后同时施加60 A旋转电磁场和290 A恒稳直流电磁场的工艺条件下，由于恒稳直流电磁场在金属液面处产生的电磁制动效应可以抑制施加旋转电磁场所引起的金属液面的波动，不仅避免了因金属液面波动太大而使铸锭缩孔恶化的情况出现，而且大幅提高了旋转电磁场在金属液凝固过程中的作用范围和效果，最终得到细小等轴晶比例达到96%、缩孔明显改善的优质高温合金铸锭
