2015年第44卷第9期文章目次
2015, 44(9):2091-2094.
摘要:
采用溶胶凝胶法制备了平面六角铁氧体，并用扫描电镜 (SEM)，X射线衍射仪 (XRD) 对它的形貌以及相结构进行了表征，用矢量网络分析仪 (VAZ) 研究了不同比例的Ni/铁氧体混合物的微波吸收性能。结果发现，随着混合物中的平面六角铁氧体含量增多，混合物的微波吸波吸收峰向高频方向移动，当混合物由 20%Ni + 80% 铁氧体组成时，混合物的微波吸收性能最佳。当吸波涂层厚度为 2 mm时，在12 GHz 处，最小反射率为–20 dB，小于–10 dB的带宽达到了4 GHz。当吸波涂层厚度增加时，吸收峰频率向低频移动，吸收峰值先变小，后增大。当厚度达到一定值时，混合物在 2~18 GHz 之间出现 2 个吸收峰，这对于研究宽频吸收具有重要意义。
采用溶胶凝胶法制备了平面六角铁氧体，并用扫描电镜 (SEM)，X射线衍射仪 (XRD) 对它的形貌以及相结构进行了表征，用矢量网络分析仪 (VAZ) 研究了不同比例的Ni/铁氧体混合物的微波吸收性能。结果发现，随着混合物中的平面六角铁氧体含量增多，混合物的微波吸波吸收峰向高频方向移动，当混合物由 20%Ni + 80% 铁氧体组成时，混合物的微波吸收性能最佳。当吸波涂层厚度为 2 mm时，在12 GHz 处，最小反射率为–20 dB，小于–10 dB的带宽达到了4 GHz。当吸波涂层厚度增加时，吸收峰频率向低频移动，吸收峰值先变小，后增大。当厚度达到一定值时，混合物在 2~18 GHz 之间出现 2 个吸收峰，这对于研究宽频吸收具有重要意义。
2015, 44(9):2100-2104.
摘要:
在均相沉淀法制备YAG:Ce荧光粉前驱体的过程中，分别将分子量为6000和10000的聚乙二醇（PEG）作为分散剂添加到反应体系中。傅里叶变换红外光谱结果未发现不同分子量聚乙二醇的加入会对所制得的YAG:Ce前驱体产物的化学组成产生明显影响。相比于未添加聚乙二醇的样品，扫描电子显微镜（SEM）图像显示随着聚乙二醇的加入荧光粉的颗粒尺寸明显减小。在添加聚乙二醇的样品中，差示扫描量热分析（DSC）和X射线衍射（XRD）的结果证实了在钇铝石榴石（YAG）的结晶过程中没有任何中间相的形成，表明聚乙二醇的加入能够显著地促进YAG晶相的形成并且同时抑制Ce3+的氧化反应，最终大幅提高YAG:Ce荧光粉的荧光性能。
在均相沉淀法制备YAG:Ce荧光粉前驱体的过程中，分别将分子量为6000和10000的聚乙二醇（PEG）作为分散剂添加到反应体系中。傅里叶变换红外光谱结果未发现不同分子量聚乙二醇的加入会对所制得的YAG:Ce前驱体产物的化学组成产生明显影响。相比于未添加聚乙二醇的样品，扫描电子显微镜（SEM）图像显示随着聚乙二醇的加入荧光粉的颗粒尺寸明显减小。在添加聚乙二醇的样品中，差示扫描量热分析（DSC）和X射线衍射（XRD）的结果证实了在钇铝石榴石（YAG）的结晶过程中没有任何中间相的形成，表明聚乙二醇的加入能够显著地促进YAG晶相的形成并且同时抑制Ce3+的氧化反应，最终大幅提高YAG:Ce荧光粉的荧光性能。
2015, 44(9):2105-2108.
摘要:
材料在高速成形过程中其成形性能和成形精度更能够得到显著的提高。但是，材料在高速成形过程中的断裂机制尚不清楚或未知。因此，采用 TA3 钛合金材料利用 Hopkinson 压杆实验并结合显微镜、扫描电镜和应力响应分析手段研究了该材料在动态变形过程中的断裂机制。结果表明，绝热剪切带是导致宏观裂纹的形成和扩展以及流动软化的根源；TA3 钛合金动态变形微观断裂机制为纺锤状孔洞在绝热剪切带内各自独立形核，然后各自长大从而相互贯通，形成微观裂纹；第二相粒子的偏聚是微观裂纹发生的源泉。
材料在高速成形过程中其成形性能和成形精度更能够得到显著的提高。但是，材料在高速成形过程中的断裂机制尚不清楚或未知。因此，采用 TA3 钛合金材料利用 Hopkinson 压杆实验并结合显微镜、扫描电镜和应力响应分析手段研究了该材料在动态变形过程中的断裂机制。结果表明，绝热剪切带是导致宏观裂纹的形成和扩展以及流动软化的根源；TA3 钛合金动态变形微观断裂机制为纺锤状孔洞在绝热剪切带内各自独立形核，然后各自长大从而相互贯通，形成微观裂纹；第二相粒子的偏聚是微观裂纹发生的源泉。
4 Effect of Oxide Particle Size on Electron Emission and Vacuum Arc Characteristic of Mo-La2O3 Cathode
2015, 44(9):2114-2119.
摘要:
采用高能球磨及热压烧结工艺制备了Mo-4%（质量分数，下同）La2O3纳米复合的阴极材料，其中La2O3的颗粒尺寸小于100 nm；作为比较，商业W-4% ThO2阴极材料中的ThO2颗粒尺寸为1~2 μm。Mo-La2O3纳米阴极材料的平均真空起始电场强度为2.97×107 V/m，比商业W-ThO2阴极材料低62.7%。纳米复合的Mo-La2O3阴极材料具有优异的电子发射性能，其电子发射点的分布面积和密度明显大于商业W-ThO2阴极材料。氧化物的颗粒尺寸对于阴极材料的电子发射性能以及真空电弧特性有显著的影响。随着La2O3颗粒尺寸的减小，Mo-La2O3阴极材料的电子发射性能提高。当La2O3的颗粒尺寸减小到小于100 nm时，Mo-La2O3 阴极材料的电子发射面积和能力显著增加。纳米复合Mo-La2O3阴极材料电子发射性能的增强归因于在相界面上形成了高的内电场和空间电荷区。
采用高能球磨及热压烧结工艺制备了Mo-4%（质量分数，下同）La2O3纳米复合的阴极材料，其中La2O3的颗粒尺寸小于100 nm；作为比较，商业W-4% ThO2阴极材料中的ThO2颗粒尺寸为1~2 μm。Mo-La2O3纳米阴极材料的平均真空起始电场强度为2.97×107 V/m，比商业W-ThO2阴极材料低62.7%。纳米复合的Mo-La2O3阴极材料具有优异的电子发射性能，其电子发射点的分布面积和密度明显大于商业W-ThO2阴极材料。氧化物的颗粒尺寸对于阴极材料的电子发射性能以及真空电弧特性有显著的影响。随着La2O3颗粒尺寸的减小，Mo-La2O3阴极材料的电子发射性能提高。当La2O3的颗粒尺寸减小到小于100 nm时，Mo-La2O3 阴极材料的电子发射面积和能力显著增加。纳米复合Mo-La2O3阴极材料电子发射性能的增强归因于在相界面上形成了高的内电场和空间电荷区。
5 Strain-Compensated Arrhenius-Type Constitutive Model for Flow Behavior of Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu Alloy
2015, 44(9):2120-2125.
摘要:
在Gleeble-3500热模拟试验机上进行了挤压态Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu合金的等温压缩试验，获得了温度523~723 K、真应变0.1~0.6和应变速率0.001, 0.01, 0.1和1 s-1下的应力应变试验数据。基于Arrhenius本构模型，采用了含有Zener-Holloman参数的幂指数方程来描述温度和应变速率对流变行为的影响。采用线性回归分析的方法，研究了不同温度和应变速率下，材料常数随应变的变化规律。结果表明：除加工硬化率n外，其他材料常数Q，α，β和lnA3的数值均随着应变数值的增大而呈现出增大趋势；同时拟合出不同试验条件下不同材料常数的应变补偿方程，并借助于调整判定系数进行了应变补偿材料常数方程的拟合优度分析，在此基础上建立了试验合金的应变补偿本构模型。通过对比，分析了不同试验条件下的真实应力-应变曲线和建立模型的预测应力-应变曲线，并以相关系数R和平均绝对误差（AARE）为评价因子研究了考虑应变补偿Arrhenius本构模型的可靠性和适宜性，预测结果与试验结果相比较的R和AARE数值分别为0.995 82和6.66%，表明该模型精度高，可靠性好。
在Gleeble-3500热模拟试验机上进行了挤压态Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu合金的等温压缩试验，获得了温度523~723 K、真应变0.1~0.6和应变速率0.001, 0.01, 0.1和1 s-1下的应力应变试验数据。基于Arrhenius本构模型，采用了含有Zener-Holloman参数的幂指数方程来描述温度和应变速率对流变行为的影响。采用线性回归分析的方法，研究了不同温度和应变速率下，材料常数随应变的变化规律。结果表明：除加工硬化率n外，其他材料常数Q，α，β和lnA3的数值均随着应变数值的增大而呈现出增大趋势；同时拟合出不同试验条件下不同材料常数的应变补偿方程，并借助于调整判定系数进行了应变补偿材料常数方程的拟合优度分析，在此基础上建立了试验合金的应变补偿本构模型。通过对比，分析了不同试验条件下的真实应力-应变曲线和建立模型的预测应力-应变曲线，并以相关系数R和平均绝对误差（AARE）为评价因子研究了考虑应变补偿Arrhenius本构模型的可靠性和适宜性，预测结果与试验结果相比较的R和AARE数值分别为0.995 82和6.66%，表明该模型精度高，可靠性好。
2015, 44(9):2126-2131.
摘要:
用溶剂热法合成了镍锌铁氧体，并用XRD，SEM，VSM对其进行了性能表征。系统地研究了溶剂热合成条件如镍锌元素比、溶剂热温度、溶剂热时间对样品形貌以及性能的影响。结果表明，当温度为160 ℃时，并未形成镍锌铁氧体，镍锌铁氧体的形成温度为180 ℃；随着溶剂热时间的延长，镍锌铁氧体颗粒变得更加均匀且粒径变大，饱和磁化强度增加；镍锌铁氧体中镍元素的增加不会显著地改变镍锌铁氧体的形貌，却可以使镍锌铁氧体的饱和磁化强度增加。当Ni离子的浓度x=0.30时，饱和磁化强度最高；当Ni离子浓度x=0.20时，饱和磁化强度最低。
用溶剂热法合成了镍锌铁氧体，并用XRD，SEM，VSM对其进行了性能表征。系统地研究了溶剂热合成条件如镍锌元素比、溶剂热温度、溶剂热时间对样品形貌以及性能的影响。结果表明，当温度为160 ℃时，并未形成镍锌铁氧体，镍锌铁氧体的形成温度为180 ℃；随着溶剂热时间的延长，镍锌铁氧体颗粒变得更加均匀且粒径变大，饱和磁化强度增加；镍锌铁氧体中镍元素的增加不会显著地改变镍锌铁氧体的形貌，却可以使镍锌铁氧体的饱和磁化强度增加。当Ni离子的浓度x=0.30时，饱和磁化强度最高；当Ni离子浓度x=0.20时，饱和磁化强度最低。
2015, 44(9):2132-2137.
摘要:
通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和电子材料试验机研究了反向挤压Mg-6Sn合金的组织、织构和拉伸性能与挤压条件（挤压速度和初始坯料温度）间的依赖关系。研究结果表明：反向挤压 Mg-6Sn 合金的晶粒尺寸、再结晶体积分数和动态析出第二相体积分数在很大程度上取决于反向挤压参数，随着挤压速度和初始坯料温度的升高，合金的织构强度减弱。通过控制挤压速度和初始坯料温度，经高温挤压后的合金表现出最高的抗拉强度。对于商业 AZ31 镁合金而言，合金的强度随着挤压温度的升高而降低。本研究的 Mg-6Sn 合金经高温挤压后的抗拉强度和经低温挤压后的 AZ31 合金相当。上述研究结果表明 Mg-6Sn 合金是一种适合于高速度挤压的新型合金系。
通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和电子材料试验机研究了反向挤压Mg-6Sn合金的组织、织构和拉伸性能与挤压条件（挤压速度和初始坯料温度）间的依赖关系。研究结果表明：反向挤压 Mg-6Sn 合金的晶粒尺寸、再结晶体积分数和动态析出第二相体积分数在很大程度上取决于反向挤压参数，随着挤压速度和初始坯料温度的升高，合金的织构强度减弱。通过控制挤压速度和初始坯料温度，经高温挤压后的合金表现出最高的抗拉强度。对于商业 AZ31 镁合金而言，合金的强度随着挤压温度的升高而降低。本研究的 Mg-6Sn 合金经高温挤压后的抗拉强度和经低温挤压后的 AZ31 合金相当。上述研究结果表明 Mg-6Sn 合金是一种适合于高速度挤压的新型合金系。
2015, 44(9):2138-2142.
摘要:
采用氧化还原法制备不同银含量的银/石墨烯纳米复合材料 (银质量分数分别为0%, 30%, 46%, 56%, 63%)。并通过X射线衍射(XRD)、光电子能谱仪(XPS)、高倍透射电子显微镜(HRTEM)和拉曼光谱(Raman)分析银含量对银/石墨烯纳米复合材料形态和显微结构的影响。结果表明，氧化石墨和银离子被成功地还原成银/石墨烯纳米复合材料，所得石墨烯由3~4单层碳原子层堆砌缠绕而成，同时银纳米颗粒沉积在石墨烯的表面。银纳米颗粒的介入有效地阻碍了石墨烯的团聚，增大了石墨烯的比表面积。银纳米颗粒的尺寸与银含量相关，当银含量较低时，银纳米颗粒在石墨烯表面具有很好的分散性且粒度基本分布在25~50 nm之间，而当银含量超过46%时将会导致银纳米颗粒的团聚。另外, 银纳米颗粒增强了石墨烯的拉曼效应。
采用氧化还原法制备不同银含量的银/石墨烯纳米复合材料 (银质量分数分别为0%, 30%, 46%, 56%, 63%)。并通过X射线衍射(XRD)、光电子能谱仪(XPS)、高倍透射电子显微镜(HRTEM)和拉曼光谱(Raman)分析银含量对银/石墨烯纳米复合材料形态和显微结构的影响。结果表明，氧化石墨和银离子被成功地还原成银/石墨烯纳米复合材料，所得石墨烯由3~4单层碳原子层堆砌缠绕而成，同时银纳米颗粒沉积在石墨烯的表面。银纳米颗粒的介入有效地阻碍了石墨烯的团聚，增大了石墨烯的比表面积。银纳米颗粒的尺寸与银含量相关，当银含量较低时，银纳米颗粒在石墨烯表面具有很好的分散性且粒度基本分布在25~50 nm之间，而当银含量超过46%时将会导致银纳米颗粒的团聚。另外, 银纳米颗粒增强了石墨烯的拉曼效应。
2015, 44(9):2148-2151.
摘要:
为了评估Nb-Si基合金是否能作为刀具材料应用，研究了3个Nb-Ti-Si-B合金(1#: Nb-12Ti-16Si-16B，2#: Nb-23.5Ti-16Si-10B，3#: Nb-20Ti-16Si-1.5B)的显微硬度和宏观硬度。这3个合金分别来自Nb-Ti-Si-B四元体系液相面投影图中的NbB、Nb3B2和Nb3Si初生相区。显微硬度采用HX-1000TM型硬度计测试，选用200 g载荷，加载保持时间为15 s。宏观硬度采用HRC洛氏硬度测试。铌基金属间化合物具有较高的显微硬度：1#合金中NbB的硬度为16.58 GPa、2#合金中Nb3B2的硬度为10.08 GPa、3#合金中Nb3Si的硬度为12.12 GPa。强的化学键和元素的置换互溶是铌基金属间化合物高硬度的影响因素。另外，3个合金的宏观硬度HRc分别为77、75和78，3个合金中都具有一定体积分数的高硬度金属间化合物，这是高的宏观硬度的主导因素。Nb-Ti-Si-B合金的宏观硬度值高于工具钢(HRc~65)和高速钢(HSS, HRc~67)。
为了评估Nb-Si基合金是否能作为刀具材料应用，研究了3个Nb-Ti-Si-B合金(1#: Nb-12Ti-16Si-16B，2#: Nb-23.5Ti-16Si-10B，3#: Nb-20Ti-16Si-1.5B)的显微硬度和宏观硬度。这3个合金分别来自Nb-Ti-Si-B四元体系液相面投影图中的NbB、Nb3B2和Nb3Si初生相区。显微硬度采用HX-1000TM型硬度计测试，选用200 g载荷，加载保持时间为15 s。宏观硬度采用HRC洛氏硬度测试。铌基金属间化合物具有较高的显微硬度：1#合金中NbB的硬度为16.58 GPa、2#合金中Nb3B2的硬度为10.08 GPa、3#合金中Nb3Si的硬度为12.12 GPa。强的化学键和元素的置换互溶是铌基金属间化合物高硬度的影响因素。另外，3个合金的宏观硬度HRc分别为77、75和78，3个合金中都具有一定体积分数的高硬度金属间化合物，这是高的宏观硬度的主导因素。Nb-Ti-Si-B合金的宏观硬度值高于工具钢(HRc~65)和高速钢(HSS, HRc~67)。
2015, 44(9):2165-2169.
摘要:
利用小角X射线散射（SAXS）技术测试了Cu-0.69Cr-0.13Zr合金在470 ℃时效时析出相粒径的统计尺寸。结果表明，Cu-0.69Cr-0.13Zr合金在470 ℃下时效，保温时间在1.5~3.5 h间，析出相的粒径统计大小为4.97~5.48 nm，析出相粒子随时效时间延长无明显长大；使用透射电子显微镜观测时效温度为470 ℃时效时间为2.5 h样品中析出相粒子，测量粒径约为5 nm。2种测量方法所获得的析出相粒径尺寸无明显差异，相互吻合较好。证明小角X射线散射法测量Cu-0.69Cr-0.13Zr合金时效析出相尺寸是准确的。该方法可用于测量Cu-0.69Cr-0.13Zr合金时效析出相尺寸，比透射电镜测量方法更具有统计意义和参考价值。
利用小角X射线散射（SAXS）技术测试了Cu-0.69Cr-0.13Zr合金在470 ℃时效时析出相粒径的统计尺寸。结果表明，Cu-0.69Cr-0.13Zr合金在470 ℃下时效，保温时间在1.5~3.5 h间，析出相的粒径统计大小为4.97~5.48 nm，析出相粒子随时效时间延长无明显长大；使用透射电子显微镜观测时效温度为470 ℃时效时间为2.5 h样品中析出相粒子，测量粒径约为5 nm。2种测量方法所获得的析出相粒径尺寸无明显差异，相互吻合较好。证明小角X射线散射法测量Cu-0.69Cr-0.13Zr合金时效析出相尺寸是准确的。该方法可用于测量Cu-0.69Cr-0.13Zr合金时效析出相尺寸，比透射电镜测量方法更具有统计意义和参考价值。
2015, 44(9):2170.
摘要:
为深入研究钨合金杆式弹穿甲侵彻过程中的变形、失效模式，利用扫描电镜和有限元数值模拟，观测、分析钨合金残余弹芯头部剖面显微组织的变形演化。结果表明：穿甲侵彻过程中，钨合金弹芯头部发生剧烈的塑性变形而呈“蘑菇头”形状，钨晶粒被严重压扁，表出现良好的动态塑性。弹芯“蘑菇头”前端垂直侵彻方向1mm处产生绝热剪切带，剪切带内W颗粒和W-W界面上均有微裂纹产生，并表现出溶化现象。数值模拟表明，钨合金在侵彻过程中“蘑菇头”不断形成和脱落，弹芯因此发生销蚀而逐渐变短。弹芯“蘑菇头”处材料剧烈变形如同塑性流动，变形局部化主要出现在“蘑菇头”两侧边缘或前端垂直于侵彻方向处。
为深入研究钨合金杆式弹穿甲侵彻过程中的变形、失效模式，利用扫描电镜和有限元数值模拟，观测、分析钨合金残余弹芯头部剖面显微组织的变形演化。结果表明：穿甲侵彻过程中，钨合金弹芯头部发生剧烈的塑性变形而呈“蘑菇头”形状，钨晶粒被严重压扁，表出现良好的动态塑性。弹芯“蘑菇头”前端垂直侵彻方向1mm处产生绝热剪切带，剪切带内W颗粒和W-W界面上均有微裂纹产生，并表现出溶化现象。数值模拟表明，钨合金在侵彻过程中“蘑菇头”不断形成和脱落，弹芯因此发生销蚀而逐渐变短。弹芯“蘑菇头”处材料剧烈变形如同塑性流动，变形局部化主要出现在“蘑菇头”两侧边缘或前端垂直于侵彻方向处。
2015, 44(9):2175-2181.
摘要:
采用OM、SEM和XRD研究了添加微量稀土元素Y对ZL205A合金的流动性及T6热处理前后的微观组织和力学性能的影响，并检测了合金的流动性。结果表明，当Y质量分数达到0.2% 和0.3% 时，合金的晶粒细化效果相对较好，随着Y含量的增加，θ相从沿着晶界的网状分布逐渐向局部团聚，合金的抗拉强度和屈服强度降低; 微量Y会使ZL205A合金的流动性降低；Y质量分数为0.3% 的ZL205A合金在 T6处理后，合金的抗拉强度和延伸率均大幅度提高；热处理能够降低合金中的成分偏析并能够改善材料的组织形态，促使合金具有相对较好的综合力学性能；添加微量Y以后，晶界上的难熔化合物AlCuY促使晶粒内部的θ相数量减少，是造成合金力学性能降低的重要原因。
采用OM、SEM和XRD研究了添加微量稀土元素Y对ZL205A合金的流动性及T6热处理前后的微观组织和力学性能的影响，并检测了合金的流动性。结果表明，当Y质量分数达到0.2% 和0.3% 时，合金的晶粒细化效果相对较好，随着Y含量的增加，θ相从沿着晶界的网状分布逐渐向局部团聚，合金的抗拉强度和屈服强度降低; 微量Y会使ZL205A合金的流动性降低；Y质量分数为0.3% 的ZL205A合金在 T6处理后，合金的抗拉强度和延伸率均大幅度提高；热处理能够降低合金中的成分偏析并能够改善材料的组织形态，促使合金具有相对较好的综合力学性能；添加微量Y以后，晶界上的难熔化合物AlCuY促使晶粒内部的θ相数量减少，是造成合金力学性能降低的重要原因。
2015, 44(9):2216-2221.
摘要:
通过铝层Si合金化手段，制备了Cu/Al-Si合金冷轧复合带。利用金相显微镜、扫描电镜、万能材料试验机等仪器，研究了不同Si含量对Cu/Al-Si合金冷轧复合带界面扩散层厚度、界面结合强度、界面和基体处的显微硬度以及再结晶组织等的影响规律。结果表明，铝层中一定量的硅合金化可以起到阻碍铜铝原子互扩散、抑制铜铝金属间化合物的生长、提高铝侧基体显微硬度以及细化晶粒等作用，但是在高温、长时间热处理条件下，硅会降低界面的结合强度。
通过铝层Si合金化手段，制备了Cu/Al-Si合金冷轧复合带。利用金相显微镜、扫描电镜、万能材料试验机等仪器，研究了不同Si含量对Cu/Al-Si合金冷轧复合带界面扩散层厚度、界面结合强度、界面和基体处的显微硬度以及再结晶组织等的影响规律。结果表明，铝层中一定量的硅合金化可以起到阻碍铜铝原子互扩散、抑制铜铝金属间化合物的生长、提高铝侧基体显微硬度以及细化晶粒等作用，但是在高温、长时间热处理条件下，硅会降低界面的结合强度。
2015, 44(9):2222-2227.
摘要:
采用粉末冶金修复工艺(China Powder Metallurgy, CPM)，利用2种分别混有微量硼合金和纳米镍粉的镍基高温合金粉末对K403缺损叶片进行修复再制造。采用X射线衍射、扫描电子显微镜 (SEM)、EDX能谱和电子探针(EPMA)对叶片修复区的相组成、宏观形貌及微观组织进行分析；同时对修复区致密化和界面连接机理进行初步探讨。结果表明，选用合适的修复粉末，用CPM方法能够将缺损的叶片再制造成原有形状与尺寸；混合硼合金的修复粉末对K403合金的修复效果较好；硼元素的扩散对修复区致密化和界面连接起重要作用，期间发生的反应为NimBn+(Cr, W)→ γ+(Cr2,W)B2；经计算，在CPM工艺条件下，界面区的硼浓度可以降低至共晶浓度以下。
采用粉末冶金修复工艺(China Powder Metallurgy, CPM)，利用2种分别混有微量硼合金和纳米镍粉的镍基高温合金粉末对K403缺损叶片进行修复再制造。采用X射线衍射、扫描电子显微镜 (SEM)、EDX能谱和电子探针(EPMA)对叶片修复区的相组成、宏观形貌及微观组织进行分析；同时对修复区致密化和界面连接机理进行初步探讨。结果表明，选用合适的修复粉末，用CPM方法能够将缺损的叶片再制造成原有形状与尺寸；混合硼合金的修复粉末对K403合金的修复效果较好；硼元素的扩散对修复区致密化和界面连接起重要作用，期间发生的反应为NimBn+(Cr, W)→ γ+(Cr2,W)B2；经计算，在CPM工艺条件下，界面区的硼浓度可以降低至共晶浓度以下。
2015, 44(9):2228-2233.
摘要:
运用第一性原理和密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法，计算研究了过渡金属M (=Ti, V, Mn, Co)替代LiNH2中的部分Li原子对LiNH2的晶体结构、结合能、电子结构和空位形成能的影响。结果表明，部分Li原子被替代后，Li(M)NH2材料的稳定性均降低，同时N-H键能变弱且容易断裂，可释放出H原子。计算得到Li(M)NH2/M (=Ti, V, Mn, Co)的空位形成能分别为1.365、0.829、0.486和 –0.079 eV。过渡金属元素M替代Li原子导致Li(M)NH2解离H原子的能量降低，使得其释氢性能得到提高，其中Li(Ti)NH2 材料比Li(V)NH2、Li(Mn)NH2、Li(Co)NH2 材料的释氢性能要强。
运用第一性原理和密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法，计算研究了过渡金属M (=Ti, V, Mn, Co)替代LiNH2中的部分Li原子对LiNH2的晶体结构、结合能、电子结构和空位形成能的影响。结果表明，部分Li原子被替代后，Li(M)NH2材料的稳定性均降低，同时N-H键能变弱且容易断裂，可释放出H原子。计算得到Li(M)NH2/M (=Ti, V, Mn, Co)的空位形成能分别为1.365、0.829、0.486和 –0.079 eV。过渡金属元素M替代Li原子导致Li(M)NH2解离H原子的能量降低，使得其释氢性能得到提高，其中Li(Ti)NH2 材料比Li(V)NH2、Li(Mn)NH2、Li(Co)NH2 材料的释氢性能要强。
2015, 44(9):2234-2239.
摘要:
研究了Sn3.0Ag0.5Cu0.05Cr焊料（SACCr）制成的Cu/Solder/Cu焊点在150 ℃时效0、168、500及1000 h下界面金属间化合物（IMC）层的形貌及生长行为，并与Sn3.0Ag0.5Cu（SAC）焊料的焊点进行了比较。结果表明，相对于SAC的焊点，SACCr中弥散或固溶分布的微量Cr延缓了焊点界面IMC层的生长。时效时间越长，Cr的阻抑效果越明显。150 ℃时效1000 h 的Cu/SACCr/Cu焊点界面IMC层的平均厚度是Cu/SAC/Cu的45%，仅为5.13 μm。
研究了Sn3.0Ag0.5Cu0.05Cr焊料（SACCr）制成的Cu/Solder/Cu焊点在150 ℃时效0、168、500及1000 h下界面金属间化合物（IMC）层的形貌及生长行为，并与Sn3.0Ag0.5Cu（SAC）焊料的焊点进行了比较。结果表明，相对于SAC的焊点，SACCr中弥散或固溶分布的微量Cr延缓了焊点界面IMC层的生长。时效时间越长，Cr的阻抑效果越明显。150 ℃时效1000 h 的Cu/SACCr/Cu焊点界面IMC层的平均厚度是Cu/SAC/Cu的45%，仅为5.13 μm。
2015, 44(9):2240-2244.
摘要:
在硅酸盐电解液中添加稀土二氧化铈（CeO2）颗粒，采用恒流模式在2A12铝合金表面制备陶瓷膜层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、粗糙度仪、硬度计、极化曲线等手段研究CeO2颗粒对2A12铝合金微弧氧化陶瓷膜层微观形貌、组织、粗糙度、硬度和耐蚀性的影响。实验结果表明：添加CeO2使膜层表面微孔直径减小，膜层粗糙度下降，厚度增加。CeO2颗粒进入膜层中大部分以CeO2化合物沉积形式存在，微量CeO2参与反应以CeO、CeAl11O8化合物形式存在。CeO2颗粒具有促进γ-Al2O3向α-Al2O3转变的作用，从而提高了膜层的硬度。当CeO2浓度为3~4 g/L时膜层耐蚀性能较好。
在硅酸盐电解液中添加稀土二氧化铈（CeO2）颗粒，采用恒流模式在2A12铝合金表面制备陶瓷膜层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、粗糙度仪、硬度计、极化曲线等手段研究CeO2颗粒对2A12铝合金微弧氧化陶瓷膜层微观形貌、组织、粗糙度、硬度和耐蚀性的影响。实验结果表明：添加CeO2使膜层表面微孔直径减小，膜层粗糙度下降，厚度增加。CeO2颗粒进入膜层中大部分以CeO2化合物沉积形式存在，微量CeO2参与反应以CeO、CeAl11O8化合物形式存在。CeO2颗粒具有促进γ-Al2O3向α-Al2O3转变的作用，从而提高了膜层的硬度。当CeO2浓度为3~4 g/L时膜层耐蚀性能较好。
2015, 44(9):2255-2259.
摘要:
采用包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI（extra low interstitial）合金，研究了热等静压温度、粉末粒度、后续热处理温度对合金显微组织的影响。当热等静压温度在800 ℃时，粉末体压坯显微组织保持颗粒形态，致密度为99.2%；当温度在900~940 ℃时，显微组织演变为完全致密、细小的等轴晶。在α相区热等静压温度下，包套中的Fe在基体中的扩散不明显；在α+β、β相区温度下，Fe在β相中向基体快速扩散，影响合金表面质量。粉末粒度越大，合金的平均晶粒尺寸越大，残留孔隙较多。在α相区热处理，显微组织仍为细小等轴晶；当温度升至1000 ℃时，出现热致孔隙。
采用包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI（extra low interstitial）合金，研究了热等静压温度、粉末粒度、后续热处理温度对合金显微组织的影响。当热等静压温度在800 ℃时，粉末体压坯显微组织保持颗粒形态，致密度为99.2%；当温度在900~940 ℃时，显微组织演变为完全致密、细小的等轴晶。在α相区热等静压温度下，包套中的Fe在基体中的扩散不明显；在α+β、β相区温度下，Fe在β相中向基体快速扩散，影响合金表面质量。粉末粒度越大，合金的平均晶粒尺寸越大，残留孔隙较多。在α相区热处理，显微组织仍为细小等轴晶；当温度升至1000 ℃时，出现热致孔隙。
2015, 44(9):2260-2264.
摘要:
采用电化学阻抗法、动电位极化曲线法、全浸泡失重法和扫描电镜，研究了在3.5 % （质量分数）NaCl溶液中磷酸钠（Na3PO4）对AZ31镁合金腐蚀的抑制作用。结果表明：Na3PO4对3.5% NaCl溶液中的AZ31镁合金具有缓蚀作用，其缓蚀率随着Na3PO4含量增大逐渐提高，当Na3PO4质量浓度为1.0 g/L时，缓蚀率达到81.5%。结合扫描电镜分析表明，Na3PO4在镁合金表面形成含有Mg(OH)2和Mg3(PO4)2的保护层，这层致密的膜减少了基体与Cl-接触，抑制了镁合金的阳极反应。
采用电化学阻抗法、动电位极化曲线法、全浸泡失重法和扫描电镜，研究了在3.5 % （质量分数）NaCl溶液中磷酸钠（Na3PO4）对AZ31镁合金腐蚀的抑制作用。结果表明：Na3PO4对3.5% NaCl溶液中的AZ31镁合金具有缓蚀作用，其缓蚀率随着Na3PO4含量增大逐渐提高，当Na3PO4质量浓度为1.0 g/L时，缓蚀率达到81.5%。结合扫描电镜分析表明，Na3PO4在镁合金表面形成含有Mg(OH)2和Mg3(PO4)2的保护层，这层致密的膜减少了基体与Cl-接触，抑制了镁合金的阳极反应。
2015, 44(9):2270-2274.
摘要:
以铸造碳化钨（WC/W2CP）为增强颗粒，利用真空熔烧工艺制备了一种结构增韧的金属基复合材料。利用SEM，EDS，显微硬度测试和图像分析等手段研究了WC/W2CP表面改性前、后复合材料中颗粒增强区域（WC/W2CP-NiCrBSi）的微观组织结构和性能；利用环-盘式磨损试验机研究了WC/W2CP表面改性对复合材料在室温和600 ℃时的磨料磨损性能的影响。结果表明，经表面改性后WC/W2CP在NiCrBSi基体中的分解得到了有效抑制，颗粒内部WC/W2C共晶组织的含量与未改性的颗粒相比提高了1.6倍。以表面改性的WC/W2CP为增强颗粒能显著降低复合材料在室温和高温时的磨损率。在600 ℃时磨损表面形成了层状结构的保护膜，致使复合材料的磨损率低于室温时的磨损率。
以铸造碳化钨（WC/W2CP）为增强颗粒，利用真空熔烧工艺制备了一种结构增韧的金属基复合材料。利用SEM，EDS，显微硬度测试和图像分析等手段研究了WC/W2CP表面改性前、后复合材料中颗粒增强区域（WC/W2CP-NiCrBSi）的微观组织结构和性能；利用环-盘式磨损试验机研究了WC/W2CP表面改性对复合材料在室温和600 ℃时的磨料磨损性能的影响。结果表明，经表面改性后WC/W2CP在NiCrBSi基体中的分解得到了有效抑制，颗粒内部WC/W2C共晶组织的含量与未改性的颗粒相比提高了1.6倍。以表面改性的WC/W2CP为增强颗粒能显著降低复合材料在室温和高温时的磨损率。在600 ℃时磨损表面形成了层状结构的保护膜，致使复合材料的磨损率低于室温时的磨损率。
2015, 44(9):2275-2279.
摘要:
以氯化钯(PdCl2)为金属前驱体，乙醇为还原剂，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为稳定剂和导向剂，利用普通市售白炽灯产生的光热作用，辅助合成Pd纳米盘材料。用XRD、TEM、选区电子衍射 (SAED)和UV等技术对合成产物进行表征，考察了CTAB 用量对纳米Pd 微观形貌和尺寸的影响，并通过循环伏安法研究了纳米Pd修饰玻碳电极对乙醇的电催化氧化活性。结果表明，通过改变PdCl2和CTAB的摩尔比，可以调控纳米Pd的微观形貌和尺寸；当PdCl2与CTAB的摩尔比为1:80，可见光辐照6 h时，得到的Pd纳米盘呈多边形貌，平均粒径为46 nm，对乙醇有较好的电催化活性和抗中毒能力。
以氯化钯(PdCl2)为金属前驱体，乙醇为还原剂，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为稳定剂和导向剂，利用普通市售白炽灯产生的光热作用，辅助合成Pd纳米盘材料。用XRD、TEM、选区电子衍射 (SAED)和UV等技术对合成产物进行表征，考察了CTAB 用量对纳米Pd 微观形貌和尺寸的影响，并通过循环伏安法研究了纳米Pd修饰玻碳电极对乙醇的电催化氧化活性。结果表明，通过改变PdCl2和CTAB的摩尔比，可以调控纳米Pd的微观形貌和尺寸；当PdCl2与CTAB的摩尔比为1:80，可见光辐照6 h时，得到的Pd纳米盘呈多边形貌，平均粒径为46 nm，对乙醇有较好的电催化活性和抗中毒能力。
2015, 44(9):2280-2284.
摘要:
首先以季戊四醇为“核”、2,2-二羟甲基丙酸为支化单体通过逐步聚合的方法合成了第3代超支化聚酯。再以超支化聚酯为模板，通过还原技术合成了Ag-Cu合金粒子。对合成的超支化聚酯及Ag-Cu合金粒子用红外光谱、紫外光谱、X射线衍射仪、激光粒度仪、扫描电镜和热分析进行了表征。结果表明，在Ag-Cu合金粒子的表面有超支化聚酯存在。Ag-Cu合金粒子在210和450 nm处有较强紫外吸收峰。Ag-Cu合金粒子的X射线衍射峰与标准卡片基本一致。大部分Ag-Cu合金粒子的粒径在1.2 μm 左右。Ag-Cu合金粒子具有较好的热稳定性。
首先以季戊四醇为“核”、2,2-二羟甲基丙酸为支化单体通过逐步聚合的方法合成了第3代超支化聚酯。再以超支化聚酯为模板，通过还原技术合成了Ag-Cu合金粒子。对合成的超支化聚酯及Ag-Cu合金粒子用红外光谱、紫外光谱、X射线衍射仪、激光粒度仪、扫描电镜和热分析进行了表征。结果表明，在Ag-Cu合金粒子的表面有超支化聚酯存在。Ag-Cu合金粒子在210和450 nm处有较强紫外吸收峰。Ag-Cu合金粒子的X射线衍射峰与标准卡片基本一致。大部分Ag-Cu合金粒子的粒径在1.2 μm 左右。Ag-Cu合金粒子具有较好的热稳定性。
2015, 44(9):2285-2289.
摘要:
采用高温磨损试验机对TC11合金在400、500、600 ℃进行磨损试验，研究对磨材料GCr15和M2钢对TC11合金的磨损行为的影响。结果表明，TC11合金无论与GCr15还是M2钢对磨，磨损率均随温度的升高而降低，TC11合金表现出优异的高温耐磨性。在大多数情况下，TC11合金磨损率随载荷增加均处于较低值且波动较小，但在400 ℃、超过200 N（与GCr15钢对磨）时和在400、500 ℃，大于200 N（与M2 钢对磨）时磨损率显著增加。与M2钢对磨比与GCr15钢对磨使TC11合金磨损率升高。TC11 合金的高耐磨性归因于摩擦氧化物层的保护作用。硬的对磨材料（M2钢）比软的对磨材料（GCr15钢）易于破坏TC11合金表面摩擦氧化物层而损害其保护作用。
采用高温磨损试验机对TC11合金在400、500、600 ℃进行磨损试验，研究对磨材料GCr15和M2钢对TC11合金的磨损行为的影响。结果表明，TC11合金无论与GCr15还是M2钢对磨，磨损率均随温度的升高而降低，TC11合金表现出优异的高温耐磨性。在大多数情况下，TC11合金磨损率随载荷增加均处于较低值且波动较小，但在400 ℃、超过200 N（与GCr15钢对磨）时和在400、500 ℃，大于200 N（与M2 钢对磨）时磨损率显著增加。与M2钢对磨比与GCr15钢对磨使TC11合金磨损率升高。TC11 合金的高耐磨性归因于摩擦氧化物层的保护作用。硬的对磨材料（M2钢）比软的对磨材料（GCr15钢）易于破坏TC11合金表面摩擦氧化物层而损害其保护作用。
2015, 44(9):2290-2294.
摘要:
对固相烧结的WTi10合金在–196 ℃下进行了深冷处理。对合金的显微硬度、XRD物相、SEM及TEM形貌等进行了分析和表征。结果表明：深冷处理后，合金的组成依然为富钨相和富钛相；随深冷时间的增加，钨钛合金组织中富钛相所占面积比例先增大后减小，24 h深冷处理后组织中富钛相的比例与未处理试样的差别不大；合金的晶粒尺寸也呈现先增大后减小的变化趋势，24 h后晶粒尺寸最大减小了24.6%；晶粒尺寸分布更加均匀。深冷处理能显著提高WTi10合金的显微硬度和致密度，深冷处理24 h后合金的显微硬度大约是深冷前的2.5倍；深冷24 h后合金的择优取向由（110）变为（110）和（200）。
对固相烧结的WTi10合金在–196 ℃下进行了深冷处理。对合金的显微硬度、XRD物相、SEM及TEM形貌等进行了分析和表征。结果表明：深冷处理后，合金的组成依然为富钨相和富钛相；随深冷时间的增加，钨钛合金组织中富钛相所占面积比例先增大后减小，24 h深冷处理后组织中富钛相的比例与未处理试样的差别不大；合金的晶粒尺寸也呈现先增大后减小的变化趋势，24 h后晶粒尺寸最大减小了24.6%；晶粒尺寸分布更加均匀。深冷处理能显著提高WTi10合金的显微硬度和致密度，深冷处理24 h后合金的显微硬度大约是深冷前的2.5倍；深冷24 h后合金的择优取向由（110）变为（110）和（200）。
2015, 44(9):2295-2299.
摘要:
采用轧制辅助双轴织构技术（RABiTS）制备了无磁性强立方织构的Cu60Ni40合金基带。对Cu60Ni40合金基带冷轧及再结晶退火后的织构进行分析。结果表明：轧制总变形量及再结晶退火工艺是影响Cu60Ni40合金基带再结晶晶粒取向的主要因素。经过大变形量冷轧，Cu60Ni40合金基带表面可以得到典型的铜型轧制织构。通过优化的冷轧及两步再结晶退火工艺获得了立方织构含量高达99.7%（≤10°）、小角度晶界含量高达95.1%的Cu60Ni40合金基带，Σ3孪晶界含量为0.1%。
采用轧制辅助双轴织构技术（RABiTS）制备了无磁性强立方织构的Cu60Ni40合金基带。对Cu60Ni40合金基带冷轧及再结晶退火后的织构进行分析。结果表明：轧制总变形量及再结晶退火工艺是影响Cu60Ni40合金基带再结晶晶粒取向的主要因素。经过大变形量冷轧，Cu60Ni40合金基带表面可以得到典型的铜型轧制织构。通过优化的冷轧及两步再结晶退火工艺获得了立方织构含量高达99.7%（≤10°）、小角度晶界含量高达95.1%的Cu60Ni40合金基带，Σ3孪晶界含量为0.1%。
2015, 44(9):2305-2309.
摘要:
采用固相合成法合成ZM6镁合金废屑和Mg-Ce中间合金屑，研究挤压合成次数对合成镁合金棒组织和性能的影响，并讨论其断裂行为。结果表明：一次挤压后，Mg-Ce中间合金屑没有被破碎，合金的力学性能较差。经5次挤压后，Mg-Ce中间合金屑的均匀分布使合金的力学性能有较大的改善。随着挤压次数的增加，合金的抗拉强度和延伸率增大，增大的幅度随着挤压次数的增加而变小。5次挤压后，合金的抗拉强度为300 MPa，延伸率为14.8%，试样的断裂方式为穿晶韧窝断裂。
采用固相合成法合成ZM6镁合金废屑和Mg-Ce中间合金屑，研究挤压合成次数对合成镁合金棒组织和性能的影响，并讨论其断裂行为。结果表明：一次挤压后，Mg-Ce中间合金屑没有被破碎，合金的力学性能较差。经5次挤压后，Mg-Ce中间合金屑的均匀分布使合金的力学性能有较大的改善。随着挤压次数的增加，合金的抗拉强度和延伸率增大，增大的幅度随着挤压次数的增加而变小。5次挤压后，合金的抗拉强度为300 MPa，延伸率为14.8%，试样的断裂方式为穿晶韧窝断裂。
2015, 44(9):2318-2321.
摘要:
通过水热法及后续的氮化处理制备了尺寸均一的多孔氮化钒纳米带锂离子电池负极材料。利用SEM和XRD对所制备的样品进行了形貌和成分的表征，并研究了其电化学性能。结果表明，VN纳米带在40 mA/g电流密度下，首次放电比容量可高达374 mAh/g，经过4次循环稳定之后，库伦效率能达到97%以上，并且100次循环后容量还能保持250 mAh/g。
通过水热法及后续的氮化处理制备了尺寸均一的多孔氮化钒纳米带锂离子电池负极材料。利用SEM和XRD对所制备的样品进行了形貌和成分的表征，并研究了其电化学性能。结果表明，VN纳米带在40 mA/g电流密度下，首次放电比容量可高达374 mAh/g，经过4次循环稳定之后，库伦效率能达到97%以上，并且100次循环后容量还能保持250 mAh/g。
2015, 44(9):2332-2340.
摘要:
铁基二元复合金属氧化物（MFe2O4，M = Zn，Co，Ni……）是一种极具应用前景的新型锂离子电池负极材料，具有价格低廉、无毒、理论比容量高，环境友好等优点。本文对ZnFe2O4、CoFe2O4、NiFe2O4等铁基二元复合金属氧化物锂离子电池负极材料的制备方法、微结构和电化学储锂性能的研究现状进行了综述，针对其实际应用中所存在的主要问题，提出了相应的改善方法和应对策略，并展望了其广阔的应用前景。
铁基二元复合金属氧化物（MFe2O4，M = Zn，Co，Ni……）是一种极具应用前景的新型锂离子电池负极材料，具有价格低廉、无毒、理论比容量高，环境友好等优点。本文对ZnFe2O4、CoFe2O4、NiFe2O4等铁基二元复合金属氧化物锂离子电池负极材料的制备方法、微结构和电化学储锂性能的研究现状进行了综述，针对其实际应用中所存在的主要问题，提出了相应的改善方法和应对策略，并展望了其广阔的应用前景。
