2017年第46卷第2期文章目次
2017, 46(2):289-295.
摘要:
通过化学转化成膜在AZ31镁合金表面制备了钕基转化膜。利用称重实验和OCP测试研究了钕基转化膜的成膜过程，利用SEM，EDS和XPS分别研究了膜层形貌，微观结构和组成成分。研究了空白样品与镀膜样品在3.5 wt.% NaCl 溶液中浸泡不同时间后样品表面形貌和成分，结果表明钕基转化膜可以有效的降低AZ31镁合金在NaCl溶液中的腐蚀速率。利用XRD和电化学测试研究了经过后处理以后的钕基转化膜的成分和耐蚀性能，结果说明后处理可以进一步改善钕基转化膜的腐蚀性能。
通过化学转化成膜在AZ31镁合金表面制备了钕基转化膜。利用称重实验和OCP测试研究了钕基转化膜的成膜过程，利用SEM，EDS和XPS分别研究了膜层形貌，微观结构和组成成分。研究了空白样品与镀膜样品在3.5 wt.% NaCl 溶液中浸泡不同时间后样品表面形貌和成分，结果表明钕基转化膜可以有效的降低AZ31镁合金在NaCl溶液中的腐蚀速率。利用XRD和电化学测试研究了经过后处理以后的钕基转化膜的成分和耐蚀性能，结果说明后处理可以进一步改善钕基转化膜的腐蚀性能。
2017, 46(2):296-300.
摘要:
通过极化扫描,EIS,XRD和SEM 技术研究了Gd56Al26Co18和Sm56Al26Co18非晶合金在0.01 M氢氧化钠溶液中的腐蚀行为,同时通过DSC研究了自由体积。发现非晶合金经过重熔处理后能增加它的的耐腐蚀性能。
通过极化扫描,EIS,XRD和SEM 技术研究了Gd56Al26Co18和Sm56Al26Co18非晶合金在0.01 M氢氧化钠溶液中的腐蚀行为,同时通过DSC研究了自由体积。发现非晶合金经过重熔处理后能增加它的的耐腐蚀性能。
2017, 46(2):301-306.
摘要:
本文利用Y2O3/CeO2纳米颗粒替代部分Al2O3粉作为填充剂，在Ni基体上, 600℃低温渗铝10h，制备了Y2O3/CeO2改性的低温渗铝涂层。作为对比，采用相同的工艺在Ni基体上利用纯Al2O3粉制备了普通渗铝涂层。对比研究了Y2O3/CeO2是如何影响氧化铝的相变以及渗铝涂层的1000℃时的循环氧化性能。结果发现，Y2O3和CeO2对q-a相变具有不同的作用：Y2O3抑制?-Al2O3的长大，而CeO2促进?-?相变。与普通渗铝涂层相比，Y2O3/CeO2改性的渗铝涂层形成粘附性更好的氧化铝膜，提高了渗铝涂层的循环氧化性能。文中对Y2O3/CeO2是如何影响?-?相变以及渗铝涂层的循环氧化性能进行了分析。
本文利用Y2O3/CeO2纳米颗粒替代部分Al2O3粉作为填充剂，在Ni基体上, 600℃低温渗铝10h，制备了Y2O3/CeO2改性的低温渗铝涂层。作为对比，采用相同的工艺在Ni基体上利用纯Al2O3粉制备了普通渗铝涂层。对比研究了Y2O3/CeO2是如何影响氧化铝的相变以及渗铝涂层的1000℃时的循环氧化性能。结果发现，Y2O3和CeO2对q-a相变具有不同的作用：Y2O3抑制?-Al2O3的长大，而CeO2促进?-?相变。与普通渗铝涂层相比，Y2O3/CeO2改性的渗铝涂层形成粘附性更好的氧化铝膜，提高了渗铝涂层的循环氧化性能。文中对Y2O3/CeO2是如何影响?-?相变以及渗铝涂层的循环氧化性能进行了分析。
2017, 46(2):307-311.
摘要:
利用超音速火焰喷涂技术在Ni718合金表面制备WC-17Co涂层，对喷涂后的试样进行150℃? h 和300℃? h 保温热处理，利用Almen试片曲率法计算不同热处理条件下涂层中的残余应力，利用反复弯曲试验测试试样的疲劳寿命，分析残余应力对试样疲劳寿命的影响。结果表明在疲劳循环过程中，裂纹在涂层中萌生并向涂层/基体界面处扩展，最后扩展至基体内部形成最终断裂。涂层中的残余压应力能够抑制疲劳裂纹的产生和扩展。当经过保温处理后涂层中的残余压应力降低，导致试样的疲劳寿命随热处理的温度上升而下降。
利用超音速火焰喷涂技术在Ni718合金表面制备WC-17Co涂层，对喷涂后的试样进行150℃? h 和300℃? h 保温热处理，利用Almen试片曲率法计算不同热处理条件下涂层中的残余应力，利用反复弯曲试验测试试样的疲劳寿命，分析残余应力对试样疲劳寿命的影响。结果表明在疲劳循环过程中，裂纹在涂层中萌生并向涂层/基体界面处扩展，最后扩展至基体内部形成最终断裂。涂层中的残余压应力能够抑制疲劳裂纹的产生和扩展。当经过保温处理后涂层中的残余压应力降低，导致试样的疲劳寿命随热处理的温度上升而下降。
2017, 46(2):312-316.
摘要:
以AgNO3, Sr(NO3)2和Na2CO3为前驱体，通过简单的沉淀法制备了棒状。用X-射线衍射，扫描电镜，氮吸附-脱附等温曲线表征了所制备的样品。通过在可见光下降解甲基橙来检测光催化活性。结果表明，随着Ag2CO3/SrCO3摩尔比的减小，Ag2CO3/SrCO3棒逐渐变细变短。棒状Ag2CO3/SrCO3显示了极好的可见光光催化活性，与单一的Ag2CO3和SrCO3比较，Ag2CO3/SrCO3复合物的活性增强，摩尔比为1:5的Ag2CO3/SrCO3棒活性最高。棒状Ag2CO3/SrCO3的高活性是由于其高比表面积和它们之间形成了异质结协同作用的结果。
以AgNO3, Sr(NO3)2和Na2CO3为前驱体，通过简单的沉淀法制备了棒状。用X-射线衍射，扫描电镜，氮吸附-脱附等温曲线表征了所制备的样品。通过在可见光下降解甲基橙来检测光催化活性。结果表明，随着Ag2CO3/SrCO3摩尔比的减小，Ag2CO3/SrCO3棒逐渐变细变短。棒状Ag2CO3/SrCO3显示了极好的可见光光催化活性，与单一的Ag2CO3和SrCO3比较，Ag2CO3/SrCO3复合物的活性增强，摩尔比为1:5的Ag2CO3/SrCO3棒活性最高。棒状Ag2CO3/SrCO3的高活性是由于其高比表面积和它们之间形成了异质结协同作用的结果。
2017, 46(2):317-321.
摘要:
采用不同的射线设备对注射成形的MIM418涡轮进行检测，并对缺陷进行了解剖，采用光学显微镜OM和扫描电镜SEM观察其形貌，和EDS确定其成分，采用MIM TAB 软件对涡轮不同部位的缺陷进行了统计分析，并研究了热等静压（HIP）对缺陷的影响。研究结果表明：胶片x射线设备比实时呈像具有更高的检测灵敏度，微焦点射线设备，不适用于MIM418涡轮得检测，X射线检测和缺陷形貌观察表明在涡轮心部易于形成裂纹，相比较心部，在叶片处的气孔型缺陷更多一些，采用HIP可大幅度降低气孔型缺陷，但裂纹并不能愈合。
采用不同的射线设备对注射成形的MIM418涡轮进行检测，并对缺陷进行了解剖，采用光学显微镜OM和扫描电镜SEM观察其形貌，和EDS确定其成分，采用MIM TAB 软件对涡轮不同部位的缺陷进行了统计分析，并研究了热等静压（HIP）对缺陷的影响。研究结果表明：胶片x射线设备比实时呈像具有更高的检测灵敏度，微焦点射线设备，不适用于MIM418涡轮得检测，X射线检测和缺陷形貌观察表明在涡轮心部易于形成裂纹，相比较心部，在叶片处的气孔型缺陷更多一些，采用HIP可大幅度降低气孔型缺陷，但裂纹并不能愈合。
2017, 46(2):322-325.
摘要:
以Ti(OBu)4为钛源、三聚氰胺为氮源，通过溶胶-凝胶和高温煅烧两步法制备了高活性可见光光催化剂TiO2/g-C3N4。利用X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis diffuse reflectance spectra ）等手段对其进行了表征。结果表明：TiO2镶嵌在石墨相的g-C3N4中，并与g-C3N4构成TiO2/g-C3N4复合材料。由于TiO2与g-C3N4的协同作用，扩大了TiO2/g-C3N4的可见光吸收范围和强度，因而其具有很好的可见光光催化性能。
以Ti(OBu)4为钛源、三聚氰胺为氮源，通过溶胶-凝胶和高温煅烧两步法制备了高活性可见光光催化剂TiO2/g-C3N4。利用X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis diffuse reflectance spectra ）等手段对其进行了表征。结果表明：TiO2镶嵌在石墨相的g-C3N4中，并与g-C3N4构成TiO2/g-C3N4复合材料。由于TiO2与g-C3N4的协同作用，扩大了TiO2/g-C3N4的可见光吸收范围和强度，因而其具有很好的可见光光催化性能。
2017, 46(2):326-332.
摘要:
采用Gleeble-3800热模拟机对铸态TC18钛合金进行高温热压缩变形实验，分析该合金在变形温度1000~1150℃、应变速率0.01~10s-1和变形量为70%条件下流变应力的变化规律。确定TC18钛合金热变形激活能，建立热加工图，并通过组织观察对热加工图进行解释。综合不同应变量下的热加工图，获得了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数，为铸态TC18钛合金热加工工艺优化提供理论依据。
采用Gleeble-3800热模拟机对铸态TC18钛合金进行高温热压缩变形实验，分析该合金在变形温度1000~1150℃、应变速率0.01~10s-1和变形量为70%条件下流变应力的变化规律。确定TC18钛合金热变形激活能，建立热加工图，并通过组织观察对热加工图进行解释。综合不同应变量下的热加工图，获得了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数，为铸态TC18钛合金热加工工艺优化提供理论依据。
2017, 46(2):333-338.
摘要:
以不规则Al2O3粉体为原料，采用TEKNA感应等离子体球化设备SY119-30kW制备微细球形Al2O3粉体，探究主要操作参数的影响，并研究了粉末的性能。结果表明等离子球化工艺制备的Al2O3粉体不仅表面光滑，而且球形度高，致密度高，流动性好。同时等离子体球化具有提纯的作用，球化后的粉体纯度都得到改善。 经XRD物相分析可知，分别采用Ar或者N2为鞘气都可以得到相同的物质组成，高温下N2并没有使得Al2O3氮化。不同的探针轴向位置对球化效果有较大的影响，必须保证针尖在等离子体中心位置。在反应腔体压力为负压的情况下，送分速率为65g/min时，粉体球化率可以达到100%，随着送分速率的增加，粉体球化率逐渐减小。反应腔室的压力对球化效果的影响也较大，其必须与载气流量保持协调。
以不规则Al2O3粉体为原料，采用TEKNA感应等离子体球化设备SY119-30kW制备微细球形Al2O3粉体，探究主要操作参数的影响，并研究了粉末的性能。结果表明等离子球化工艺制备的Al2O3粉体不仅表面光滑，而且球形度高，致密度高，流动性好。同时等离子体球化具有提纯的作用，球化后的粉体纯度都得到改善。 经XRD物相分析可知，分别采用Ar或者N2为鞘气都可以得到相同的物质组成，高温下N2并没有使得Al2O3氮化。不同的探针轴向位置对球化效果有较大的影响，必须保证针尖在等离子体中心位置。在反应腔体压力为负压的情况下，送分速率为65g/min时，粉体球化率可以达到100%，随着送分速率的增加，粉体球化率逐渐减小。反应腔室的压力对球化效果的影响也较大，其必须与载气流量保持协调。
2017, 46(2):339-343.
摘要:
In the industrial production of nitric acid by oxidation of ammonia over multi-effect group Pt-Rh-Pd alloy gauzes catalysts the division of ammonia oxidation zone, knitting structure, components, oxidation rate and the principle of a gauze pack has prompted a number of investigations into their behavior. This paper reports on a survey of surface structure of individual gauzes in multi-effect group Pt-Rh-Pd alloy gauzes by field emission scanning electron microscopy (FESEM) and EDS analysis and offers some indications towards the choice of gauze weight and economic effects.
In the industrial production of nitric acid by oxidation of ammonia over multi-effect group Pt-Rh-Pd alloy gauzes catalysts the division of ammonia oxidation zone, knitting structure, components, oxidation rate and the principle of a gauze pack has prompted a number of investigations into their behavior. This paper reports on a survey of surface structure of individual gauzes in multi-effect group Pt-Rh-Pd alloy gauzes by field emission scanning electron microscopy (FESEM) and EDS analysis and offers some indications towards the choice of gauze weight and economic effects.
2017, 46(2):344-348.
摘要:
基于动电位极化曲线，交流阻抗谱(EIS) 和扫描电子显微镜(SEM)手段 ,在室温0.2M NaHSO3 和 0.6M NaCl的水溶液中，对比研究了铝合金摩擦搅拌焊(FSW)焊缝和熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊缝电化学性能。结果表明： FSW 焊缝的腐蚀速率低于MIG焊缝和母材的腐蚀速率；FSW 焊缝的腐蚀电位高于MIG焊缝和母材的腐蚀电位; FSW 焊缝的腐蚀电流密度低于MIG焊缝和母材的腐蚀电流密度；FSW 焊缝的极化电阻高于MIG焊缝和母材的极化电阻。所有样品的EIS Nyquist 谱图上均有一感抗弧存在；SEM观察表明：仅有少量浅蚀坑出现在FSW焊缝表面。
基于动电位极化曲线，交流阻抗谱(EIS) 和扫描电子显微镜(SEM)手段 ,在室温0.2M NaHSO3 和 0.6M NaCl的水溶液中，对比研究了铝合金摩擦搅拌焊(FSW)焊缝和熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊缝电化学性能。结果表明： FSW 焊缝的腐蚀速率低于MIG焊缝和母材的腐蚀速率；FSW 焊缝的腐蚀电位高于MIG焊缝和母材的腐蚀电位; FSW 焊缝的腐蚀电流密度低于MIG焊缝和母材的腐蚀电流密度；FSW 焊缝的极化电阻高于MIG焊缝和母材的极化电阻。所有样品的EIS Nyquist 谱图上均有一感抗弧存在；SEM观察表明：仅有少量浅蚀坑出现在FSW焊缝表面。
2017, 46(2):349-354.
摘要:
文章描述了通过只添加氢氧化钠到氯金酸和十六烷基三甲基溴化铵混合液中合成陈化纳米金胶体，并研究了该胶体的光谱特性。基于傅里叶红外光谱对纳米金的形成机理进行了分析并以紫外可见光谱和扫描电子显微镜表征了添加不同量的氢氧化钠而获得的陈化三个月的胶体金。同时文章获得了吸附于陈化了三个月的胶体金表面上的亚甲基蓝的表面增强拉曼光谱。结果表明，陈化三个月的胶体金其紫外可见光谱具有宽的等离子吸收峰，这种宽化改变在文章对中进行了解释分析。其透射电子显微镜图片表明了在纳米金合成阶段，添加不同量的氢氧化钠可影响纳米金大小，同时不同量的氢氧化钠影响着胶体金的陈化过程并产生出形状依赖的陈化胶体金。表面增强拉曼光谱的增强特性不同证明了所形成的陈化胶体金的大小/形状依赖特征。因此，我们期望着这种陈化胶体金能够在生化分析领域被得到开发应用。
文章描述了通过只添加氢氧化钠到氯金酸和十六烷基三甲基溴化铵混合液中合成陈化纳米金胶体，并研究了该胶体的光谱特性。基于傅里叶红外光谱对纳米金的形成机理进行了分析并以紫外可见光谱和扫描电子显微镜表征了添加不同量的氢氧化钠而获得的陈化三个月的胶体金。同时文章获得了吸附于陈化了三个月的胶体金表面上的亚甲基蓝的表面增强拉曼光谱。结果表明，陈化三个月的胶体金其紫外可见光谱具有宽的等离子吸收峰，这种宽化改变在文章对中进行了解释分析。其透射电子显微镜图片表明了在纳米金合成阶段，添加不同量的氢氧化钠可影响纳米金大小，同时不同量的氢氧化钠影响着胶体金的陈化过程并产生出形状依赖的陈化胶体金。表面增强拉曼光谱的增强特性不同证明了所形成的陈化胶体金的大小/形状依赖特征。因此，我们期望着这种陈化胶体金能够在生化分析领域被得到开发应用。
2017, 46(2):355-362.
摘要:
基于回归再时效(RRA)工艺,提出一种新的回归－应力时效制度(RSA)用于Al-Zn-Mg-Cu合金。系统研究了应力时效制度(时效时间和应力)对回归态Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的影响。透射电镜(TEM)观察结果表明：在回归处理后,合金内部存在大量的基体析出相(MPts)和轻微不连续的晶界析出相(GBPs)。时效时间和应力对回归态合金析出相的影响十分显著。随着时间和应力的增加,基体析出相的尺寸增加而密度减少；同时,晶界析出相的尺寸、间距和无沉淀的宽度也增加。相比于回归再时效工艺,回归-应力时效工艺使得晶内析出相尺寸增加,无沉淀析出带变窄且晶界析出相更不连续。
基于回归再时效(RRA)工艺,提出一种新的回归－应力时效制度(RSA)用于Al-Zn-Mg-Cu合金。系统研究了应力时效制度(时效时间和应力)对回归态Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的影响。透射电镜(TEM)观察结果表明：在回归处理后,合金内部存在大量的基体析出相(MPts)和轻微不连续的晶界析出相(GBPs)。时效时间和应力对回归态合金析出相的影响十分显著。随着时间和应力的增加,基体析出相的尺寸增加而密度减少；同时,晶界析出相的尺寸、间距和无沉淀的宽度也增加。相比于回归再时效工艺,回归-应力时效工艺使得晶内析出相尺寸增加,无沉淀析出带变窄且晶界析出相更不连续。
2017, 46(2):357-381.
摘要:
采用XRD、OM、SEM和TEM对铸态V-5Cr-5Ti合金退火处理后组织结构进行分析。研究表明：在退火过程中，随着退火温度升高，铸态V-5Cr-5Ti合金第二相发生分解、扩散、聚集。第二相形貌由层状组成树枝状第二相转变成针状组成团聚状第二相。随着时间的推移，针状第二相尺寸发生了粗-细长-短粗的转变。1100℃?h退火处理后V-5Cr-5Ti合金的晶格常数为0.30362 nm，Ti原子与间隙原子（C、N、O等）结合形成更稳定的第二相，降低V-5Cr-5Ti合金晶格的膨胀。1100℃?h退火处理后V-5Cr-5Ti合金组织中存在三种类型的第二相，（1）条状第二相，宽度约为80~100nm，长度为几个μm，化学式记为V2-CO。（2）针状第二相，具有FCC结构，晶格常数为0.4193~0.4256nm，该第二相在晶内或平行或垂直排列。（3）椭圆状第二相，具有FCC结构，晶格常数为0.4203~0.4268nm。铸态V-5Cr-5Ti合金退火过程中，树枝状第二相首先发生分解、扩散，随后合金元素脱溶沉淀，形成以针状第二相为特征的团聚状第二相。该第二相是以Ti、V元素为主，Cr元素为辅，具有FCC结构的、稳定的碳-氧-氮化物，化学式记为(TiV)-CON。
采用XRD、OM、SEM和TEM对铸态V-5Cr-5Ti合金退火处理后组织结构进行分析。研究表明：在退火过程中，随着退火温度升高，铸态V-5Cr-5Ti合金第二相发生分解、扩散、聚集。第二相形貌由层状组成树枝状第二相转变成针状组成团聚状第二相。随着时间的推移，针状第二相尺寸发生了粗-细长-短粗的转变。1100℃?h退火处理后V-5Cr-5Ti合金的晶格常数为0.30362 nm，Ti原子与间隙原子（C、N、O等）结合形成更稳定的第二相，降低V-5Cr-5Ti合金晶格的膨胀。1100℃?h退火处理后V-5Cr-5Ti合金组织中存在三种类型的第二相，（1）条状第二相，宽度约为80~100nm，长度为几个μm，化学式记为V2-CO。（2）针状第二相，具有FCC结构，晶格常数为0.4193~0.4256nm，该第二相在晶内或平行或垂直排列。（3）椭圆状第二相，具有FCC结构，晶格常数为0.4203~0.4268nm。铸态V-5Cr-5Ti合金退火过程中，树枝状第二相首先发生分解、扩散，随后合金元素脱溶沉淀，形成以针状第二相为特征的团聚状第二相。该第二相是以Ti、V元素为主，Cr元素为辅，具有FCC结构的、稳定的碳-氧-氮化物，化学式记为(TiV)-CON。
2017, 46(2):363-369.
摘要:
本文首先全面研究了不同厚度TC1钛合金板料在不同方向的机械性能。在此基础上，采用三角函数对不同厚度下的TC1钛合金板料机械性能分布规律进行了描述。此外，重点分析研究了Barlat''89和Yld2000-2d屈服准则中指数M对材料屈服应力和厚向异性指数分布规律描述能力的影响，并比较了上述两种屈服准则对不同厚度TC1钛合金板料的适应性。
本文首先全面研究了不同厚度TC1钛合金板料在不同方向的机械性能。在此基础上，采用三角函数对不同厚度下的TC1钛合金板料机械性能分布规律进行了描述。此外，重点分析研究了Barlat''89和Yld2000-2d屈服准则中指数M对材料屈服应力和厚向异性指数分布规律描述能力的影响，并比较了上述两种屈服准则对不同厚度TC1钛合金板料的适应性。
2017, 46(2):370-374.
摘要:
利用非平衡态分子动力学模拟方法研究了应变对Ge薄膜热导率的影响。结果表明系统应变对单晶Ge薄膜热导率产生明显影响,热导率随着拉伸应变的增大而减小,随着压缩应变的增大而增大,得出声子速率降低以及薄膜表面重构是产生该模拟结果的内在原因。同时,采用修正的Callaway模型对NEMD结果进行理论验证,两种方法得到的结果吻合得较好。理论结果表明应变弛豫时间对Ge单晶薄膜的热导率产生了重要影响。
利用非平衡态分子动力学模拟方法研究了应变对Ge薄膜热导率的影响。结果表明系统应变对单晶Ge薄膜热导率产生明显影响,热导率随着拉伸应变的增大而减小,随着压缩应变的增大而增大,得出声子速率降低以及薄膜表面重构是产生该模拟结果的内在原因。同时,采用修正的Callaway模型对NEMD结果进行理论验证,两种方法得到的结果吻合得较好。理论结果表明应变弛豫时间对Ge单晶薄膜的热导率产生了重要影响。
2017, 46(2):382-386.
摘要:
通过集束拉拔技术制备了高强高导Cu-Nb微观复合材料，采用X射线衍射、扫描电镜等手段分析了不同热处理条件下材料晶体取向、界面结构的演变，通过应力应变曲线和电导测试研究了不同热处理条件对材料强度、电导的影响规律，结果表明：700℃热处理就可促使形成Cu、Nb的再结晶织构，由极塑变形所导致的区域化学势差异及原子扩散是影响Cu/Nb界面稳定性的关键因素；而700℃的中间热处理可以极大改善材料后续的加工塑性，同时在一定后续形变量条件下仍可获得高强度性能，而且通过低温调整热处理可改善材料导电性，同时保持较高强度。
通过集束拉拔技术制备了高强高导Cu-Nb微观复合材料，采用X射线衍射、扫描电镜等手段分析了不同热处理条件下材料晶体取向、界面结构的演变，通过应力应变曲线和电导测试研究了不同热处理条件对材料强度、电导的影响规律，结果表明：700℃热处理就可促使形成Cu、Nb的再结晶织构，由极塑变形所导致的区域化学势差异及原子扩散是影响Cu/Nb界面稳定性的关键因素；而700℃的中间热处理可以极大改善材料后续的加工塑性，同时在一定后续形变量条件下仍可获得高强度性能，而且通过低温调整热处理可改善材料导电性，同时保持较高强度。
2017, 46(2):387-391.
摘要:
金属纤维多孔材料作为噪声控制材料被广泛用于高温、高声强、腐蚀等恶劣环境中。然而不同厚度条件下孔隙度和丝径对其吸声性能的影响规律有待深入研究。本文采用松装、压制、定位三种烧结方式制备了厚度为1~30mm的不锈钢纤维多孔材料，采用丹麦B&K公司的双传声器阻抗管测试吸声系数，系统研究了孔隙度和丝径对吸声性能的影响规律。结果表明：在不同厚度条件下，孔隙度有着不同的最佳范围值，如1mm~3mm时，孔隙度在80%~85%的范围内，5mm时，孔隙度在85%~90%的范围内，10mm~15mm时，孔隙度在90%~94%范围内全频吸声性能较好，随着厚度的增加，这个最佳范围值随之增大； 在厚度≤3mm时，材料的丝径越细，全频吸声性能越好；当厚度在3mm~20mm的范围内时，随着厚度的增加，粗丝径样品的吸声性能逐渐变好，其吸声峰值向低频移动，并且保持着高频处较好的吸声性能；当厚度≥20mm时，材料的丝径越粗，全频吸声性能越好。
金属纤维多孔材料作为噪声控制材料被广泛用于高温、高声强、腐蚀等恶劣环境中。然而不同厚度条件下孔隙度和丝径对其吸声性能的影响规律有待深入研究。本文采用松装、压制、定位三种烧结方式制备了厚度为1~30mm的不锈钢纤维多孔材料，采用丹麦B&K公司的双传声器阻抗管测试吸声系数，系统研究了孔隙度和丝径对吸声性能的影响规律。结果表明：在不同厚度条件下，孔隙度有着不同的最佳范围值，如1mm~3mm时，孔隙度在80%~85%的范围内，5mm时，孔隙度在85%~90%的范围内，10mm~15mm时，孔隙度在90%~94%范围内全频吸声性能较好，随着厚度的增加，这个最佳范围值随之增大； 在厚度≤3mm时，材料的丝径越细，全频吸声性能越好；当厚度在3mm~20mm的范围内时，随着厚度的增加，粗丝径样品的吸声性能逐渐变好，其吸声峰值向低频移动，并且保持着高频处较好的吸声性能；当厚度≥20mm时，材料的丝径越粗，全频吸声性能越好。
2017, 46(2):392-398.
摘要:
高B4C含量的Al基复合材料由于其优良的中子吸收性能被应用于核电乏燃料池的贮存格架，采用传统熔化焊方法由于凝固引起的结构变化和产生化学反应显著降低了焊接接头的性能。本文采用粉末冶金的方法制备了30vol.?C/6061Al中子吸收材料板材。通过搅拌摩擦焊(FSW)的方法对4 mm厚30vol.% B4C/6061Al中子吸收材料板材进行对接焊接，获得了表面成形良好的焊缝。采用纳米压痕法对FSW焊接接头的焊核(WZ)、热力影响区(TMAZ)、热影响区(HAZ)和母材(BM)四个区域中的微区力学性能进行研究，对焊接接头的拉伸性能进行了测试。运用扫描电镜对压痕的微观形貌和拉伸断口进行了表征。结果表明：在同一区域中，随着距颗粒/基体界面距离d(d＜11 μm)的增加，微区的硬度和弹性模量总体呈现减小的趋势。在微区均值化后，不同区域的硬度和弹性模量由高到低为WZ、TMAZ、BM和HAZ，压入功恢复率在WZ、TMAZ、HAZ和BM依次为28.10%、25.14%、31.76%和29.30%。在焊接接头不同区域出现性能差别的原因是由于在FSW过程中不同区域的塑性变形程度和热循环作用不同导致的，FSW接头强度可达母材的85.7%，断裂部位在HAZ区。
高B4C含量的Al基复合材料由于其优良的中子吸收性能被应用于核电乏燃料池的贮存格架，采用传统熔化焊方法由于凝固引起的结构变化和产生化学反应显著降低了焊接接头的性能。本文采用粉末冶金的方法制备了30vol.?C/6061Al中子吸收材料板材。通过搅拌摩擦焊(FSW)的方法对4 mm厚30vol.% B4C/6061Al中子吸收材料板材进行对接焊接，获得了表面成形良好的焊缝。采用纳米压痕法对FSW焊接接头的焊核(WZ)、热力影响区(TMAZ)、热影响区(HAZ)和母材(BM)四个区域中的微区力学性能进行研究，对焊接接头的拉伸性能进行了测试。运用扫描电镜对压痕的微观形貌和拉伸断口进行了表征。结果表明：在同一区域中，随着距颗粒/基体界面距离d(d＜11 μm)的增加，微区的硬度和弹性模量总体呈现减小的趋势。在微区均值化后，不同区域的硬度和弹性模量由高到低为WZ、TMAZ、BM和HAZ，压入功恢复率在WZ、TMAZ、HAZ和BM依次为28.10%、25.14%、31.76%和29.30%。在焊接接头不同区域出现性能差别的原因是由于在FSW过程中不同区域的塑性变形程度和热循环作用不同导致的，FSW接头强度可达母材的85.7%，断裂部位在HAZ区。
2017, 46(2):399-405.
摘要:
在变形温度分别为750℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃和1050℃，应变速率分别为0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1和1s-1的条件下，对TA15钛合金进行了热压缩试验，分析了变形温度和应变速率对流动应力的影响。根据试验结果，计算了变形过程的温升，表明变形热所导致的温升大小与应变速率和应变均成正比，在 的低温高应变速率条件下所产生的温升最大，可以达到122.63℃。采用Sellars-Tegart本构模型，建立了TA15钛合金热变形时的本构模型。
在变形温度分别为750℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃和1050℃，应变速率分别为0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1和1s-1的条件下，对TA15钛合金进行了热压缩试验，分析了变形温度和应变速率对流动应力的影响。根据试验结果，计算了变形过程的温升，表明变形热所导致的温升大小与应变速率和应变均成正比，在 的低温高应变速率条件下所产生的温升最大，可以达到122.63℃。采用Sellars-Tegart本构模型，建立了TA15钛合金热变形时的本构模型。
2017, 46(2):406-410.
摘要:
采用磁控溅射方法，以Si(100)为衬底在40W-80W功率下制备了Fe83Ga17薄膜，通过XRD、SEM、室温磁滞回线以及MFM的测量研究了不同溅射功率制备的Fe-Ga薄膜的结构、形貌、磁性能和磁畴。XRD结果表明室温下薄膜样品是bcc(110)晶体结构。SEM观察结果表明薄膜颗粒在40~70 nm之间且随着功率增大，薄膜颗粒的尺寸变大，薄膜厚度增加。室温磁滞回线的测量结果表明一定范围内随着功率增大，样品的矫顽力Hc总体呈上升趋势，饱和磁化强度Ms的变化规律并不明显，剩余磁化强度Mr和矩形比Mr/Ms呈缓慢下降的趋势，饱和磁场强度Hs增加。磁畴的观察结果表明样品的磁畴为迷宫畴结构，且随着功率增大，磁畴的尺寸增大。
采用磁控溅射方法，以Si(100)为衬底在40W-80W功率下制备了Fe83Ga17薄膜，通过XRD、SEM、室温磁滞回线以及MFM的测量研究了不同溅射功率制备的Fe-Ga薄膜的结构、形貌、磁性能和磁畴。XRD结果表明室温下薄膜样品是bcc(110)晶体结构。SEM观察结果表明薄膜颗粒在40~70 nm之间且随着功率增大，薄膜颗粒的尺寸变大，薄膜厚度增加。室温磁滞回线的测量结果表明一定范围内随着功率增大，样品的矫顽力Hc总体呈上升趋势，饱和磁化强度Ms的变化规律并不明显，剩余磁化强度Mr和矩形比Mr/Ms呈缓慢下降的趋势，饱和磁场强度Hs增加。磁畴的观察结果表明样品的磁畴为迷宫畴结构，且随着功率增大，磁畴的尺寸增大。
2017, 46(2):411-414.
摘要:
采用扫描电镜下原位拉伸方法，观察研究了电解渗氢后的N18锆合金中氢化物的变形过程和基体的滑移行为，分析了氢化物对拉伸性能的影响。研究发现，锆合金基体的塑性变形是由多滑移引起的，氢化物可随基体发生较大变形。稀疏分布的带状氢化物簇对滑移的阻碍小，滑移线能够穿过而不改变方向，但尺寸较大的氢化物簇会阻碍滑移带的穿过而改变滑移方向。氢化物使抗拉强度略有增加，伸长率显著下降，但氢含量达到623ppm的N18锆合金的伸长率仍然达到了13.1%，具有较好的塑性。
采用扫描电镜下原位拉伸方法，观察研究了电解渗氢后的N18锆合金中氢化物的变形过程和基体的滑移行为，分析了氢化物对拉伸性能的影响。研究发现，锆合金基体的塑性变形是由多滑移引起的，氢化物可随基体发生较大变形。稀疏分布的带状氢化物簇对滑移的阻碍小，滑移线能够穿过而不改变方向，但尺寸较大的氢化物簇会阻碍滑移带的穿过而改变滑移方向。氢化物使抗拉强度略有增加，伸长率显著下降，但氢含量达到623ppm的N18锆合金的伸长率仍然达到了13.1%，具有较好的塑性。
2017, 46(2):415-420.
摘要:
摘 要: 室温下采用射频磁控溅射法，在P型<100>Si基衬底上分别制备了BiFeO3(BFO)和Sr1-xLaxFe12-xCoxO19（x=0~0.3）的单层及2-2型BiFeO3/Sr1-xLaxFe12-xCoxO19叠层式复合结构薄膜。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和材料综合物性测试系统（PPMS）对薄膜样品的微观结构、表面形貌以及磁学性能进行了测试分析。结果表明，随着x的增加，Sr1-xLaxFe12-xCoxO19单层膜的矫顽力先少量减小后增加，剩磁比起初不变然后递增，而剩余磁化强度一直减小。当x=0.3时，其矫顽力和剩磁比均达到最大值，分别为6165Oe和0.69，而剩余磁化强度达到最小值为50emu/cm3；复合薄膜的矫顽力及剩磁比先增加后减小，剩余磁化强度一直减小，在x=0.2矫顽力和剩磁比均达到最大值，分别为5333Oe和0.73，当x=0.3时矫顽力和剩磁比明显减弱，分别为2151Oe和0.4，此时剩余磁化强度为最小值19emu/cm3。
摘 要: 室温下采用射频磁控溅射法，在P型<100>Si基衬底上分别制备了BiFeO3(BFO)和Sr1-xLaxFe12-xCoxO19（x=0~0.3）的单层及2-2型BiFeO3/Sr1-xLaxFe12-xCoxO19叠层式复合结构薄膜。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和材料综合物性测试系统（PPMS）对薄膜样品的微观结构、表面形貌以及磁学性能进行了测试分析。结果表明，随着x的增加，Sr1-xLaxFe12-xCoxO19单层膜的矫顽力先少量减小后增加，剩磁比起初不变然后递增，而剩余磁化强度一直减小。当x=0.3时，其矫顽力和剩磁比均达到最大值，分别为6165Oe和0.69，而剩余磁化强度达到最小值为50emu/cm3；复合薄膜的矫顽力及剩磁比先增加后减小，剩余磁化强度一直减小，在x=0.2矫顽力和剩磁比均达到最大值，分别为5333Oe和0.73，当x=0.3时矫顽力和剩磁比明显减弱，分别为2151Oe和0.4，此时剩余磁化强度为最小值19emu/cm3。
2017, 46(2):421-426.
摘要:
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法，计算过渡元素Y在γ-TiAl中占位情况，并优化了Ti2Al2、TiAl2Y、Ti3Al4Y、Ti7Al8Y及Ti15Al16Y的结构模型，获得以上掺杂体系的几何结构、电子结构、形成能以及电荷布局值从而分析体系的稳定性、成键特性，预测掺杂体系的宏观性质。结果表明：Y元素优先占据Ti位；随Y掺杂浓度增加，晶格畸变逐渐增大，晶体形成能力逐渐变强，Ti(d)-Al(p)中共价性比例先增加后减小，其中Ti15Al16Y的共价性最弱，有利于γ-TiAl改善脆性。
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法，计算过渡元素Y在γ-TiAl中占位情况，并优化了Ti2Al2、TiAl2Y、Ti3Al4Y、Ti7Al8Y及Ti15Al16Y的结构模型，获得以上掺杂体系的几何结构、电子结构、形成能以及电荷布局值从而分析体系的稳定性、成键特性，预测掺杂体系的宏观性质。结果表明：Y元素优先占据Ti位；随Y掺杂浓度增加，晶格畸变逐渐增大，晶体形成能力逐渐变强，Ti(d)-Al(p)中共价性比例先增加后减小，其中Ti15Al16Y的共价性最弱，有利于γ-TiAl改善脆性。
2017, 46(2):427-432.
摘要:
采用高真空电弧熔炼喷射成形法制备Zr47–xCu46Al7Yx(x=3~8)大块非晶合金。采用X射线衍射分析、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、压缩试验和硬度试验分别研究Y含量对合金的非晶形成能力、显微组织、断口形貌及力学性能的影响。研究结果表明：Y含量对合金系的非晶形成能力和力学性能有显著影响，(4~7)at%Y含量试样由完全非晶组织构成，其过冷液相区ΔTx为56~71K，约化玻璃转变温度Trg为0.665~0.678，但在3与8at%Y含量试样非晶基体中出现了极少量结晶组织。大块非晶具有较好力学性能，其抗压强度为1803~1899MPa，维氏硬度为5.22~5.39GPa，且具有较强非晶形成能力的试样相应地具有较好的力学性能。大块非晶在压缩中以纯弹性变形方式发生脆性断裂，断口光滑平整，为典型脉络状花纹。
采用高真空电弧熔炼喷射成形法制备Zr47–xCu46Al7Yx(x=3~8)大块非晶合金。采用X射线衍射分析、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、压缩试验和硬度试验分别研究Y含量对合金的非晶形成能力、显微组织、断口形貌及力学性能的影响。研究结果表明：Y含量对合金系的非晶形成能力和力学性能有显著影响，(4~7)at%Y含量试样由完全非晶组织构成，其过冷液相区ΔTx为56~71K，约化玻璃转变温度Trg为0.665~0.678，但在3与8at%Y含量试样非晶基体中出现了极少量结晶组织。大块非晶具有较好力学性能，其抗压强度为1803~1899MPa，维氏硬度为5.22~5.39GPa，且具有较强非晶形成能力的试样相应地具有较好的力学性能。大块非晶在压缩中以纯弹性变形方式发生脆性断裂，断口光滑平整，为典型脉络状花纹。
2017, 46(2):433-438.
摘要:
采用化学镀方法在TC4钛合金表面制备了Ni-P镀层，通过不同的退火温度处理试件，研究了影响镀层结合力的影响因素。用SEM分析了不同温度处理后镀层的结构从而建立不同热处理温度、保温时间与扩散层厚度的动力学方程；采用X射线衍射研究了扩散界面的产物及不同退火温度对镀层的热应力的影响。结果表明：400℃2h、400℃4h热处理之后无扩散层出现；在500℃2h、500℃4h、600℃2h、600℃4h、700℃2h、700℃4h热处理后均出现扩散层，并根据扩散层的厚度与热处理温度和时间的关系推导出其扩散的动力学方程：；不同温度热处理后Ni-P镀层的热应力显著增加；热处理后镀层的结合力有所增加，400℃2h、4004h、500℃4h热处理后镀层与基体的结合力最好。
采用化学镀方法在TC4钛合金表面制备了Ni-P镀层，通过不同的退火温度处理试件，研究了影响镀层结合力的影响因素。用SEM分析了不同温度处理后镀层的结构从而建立不同热处理温度、保温时间与扩散层厚度的动力学方程；采用X射线衍射研究了扩散界面的产物及不同退火温度对镀层的热应力的影响。结果表明：400℃2h、400℃4h热处理之后无扩散层出现；在500℃2h、500℃4h、600℃2h、600℃4h、700℃2h、700℃4h热处理后均出现扩散层，并根据扩散层的厚度与热处理温度和时间的关系推导出其扩散的动力学方程：；不同温度热处理后Ni-P镀层的热应力显著增加；热处理后镀层的结合力有所增加，400℃2h、4004h、500℃4h热处理后镀层与基体的结合力最好。
2017, 46(2):439-444.
摘要:
为改善LiNi0.5Mn1.5O4的倍率性能和循环性能，采用二步固相法制备了F-掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4-xFx（x=0, 0.05，0.1，015，0.2）正极材料，讨论了不同F 掺杂量对材料性能的影响。X射线衍射、扫描电镜结果表明，掺杂和未掺杂的正极材料都为单一的尖晶石结构，粒度分布均匀。充放电测试、循环伏安和交流阻抗测试结果表明：当F-的掺杂量为x=0.1时（LiNi0.5Mn1.5O3.9F0.1）正极材料的性能最好，0.1C、0.5C、1C、2C及5C的首次放电比容量依次为129.07mAh/g、123.59mAh/g、118.49mAh/g、114.49mAh/g和92.57mAh/g。1C倍率下循环30次，容量保持率仍为98.84%。
为改善LiNi0.5Mn1.5O4的倍率性能和循环性能，采用二步固相法制备了F-掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4-xFx（x=0, 0.05，0.1，015，0.2）正极材料，讨论了不同F 掺杂量对材料性能的影响。X射线衍射、扫描电镜结果表明，掺杂和未掺杂的正极材料都为单一的尖晶石结构，粒度分布均匀。充放电测试、循环伏安和交流阻抗测试结果表明：当F-的掺杂量为x=0.1时（LiNi0.5Mn1.5O3.9F0.1）正极材料的性能最好，0.1C、0.5C、1C、2C及5C的首次放电比容量依次为129.07mAh/g、123.59mAh/g、118.49mAh/g、114.49mAh/g和92.57mAh/g。1C倍率下循环30次，容量保持率仍为98.84%。
2017, 46(2):445-448.
摘要:
本文通过铜模吸铸法制备出了Nd60Fe20Co10Al10大块非晶合金，研究了该合金在晶化过程中的结构与磁性能，并利用等待时间法研究了其在晶化过程中的磁粘滞行为，结果表明：在453 K~783 K温度退火时，合金的磁性能变化不大。当退火温度高于783 K时，合金的剩余磁化强度（Mr）、饱和磁化强度（Ms）和矫顽力（iHc）的值均急剧降低，在803 K退火后，合金完全晶化，铁磁性消失。当合金在703 K和753 K退火后，合金的激活体积Va和激活直径Da的数值变化不大，而合金的扰动场Hf则呈现先上升后下降的现象，并且在703 K时达到最大值，这是因为703 K样品中存在的亚稳相造成了扰动场的增加。此外，本文还讨论了这些微观磁性参数与合金宏观磁性能的关联性。
本文通过铜模吸铸法制备出了Nd60Fe20Co10Al10大块非晶合金，研究了该合金在晶化过程中的结构与磁性能，并利用等待时间法研究了其在晶化过程中的磁粘滞行为，结果表明：在453 K~783 K温度退火时，合金的磁性能变化不大。当退火温度高于783 K时，合金的剩余磁化强度（Mr）、饱和磁化强度（Ms）和矫顽力（iHc）的值均急剧降低，在803 K退火后，合金完全晶化，铁磁性消失。当合金在703 K和753 K退火后，合金的激活体积Va和激活直径Da的数值变化不大，而合金的扰动场Hf则呈现先上升后下降的现象，并且在703 K时达到最大值，这是因为703 K样品中存在的亚稳相造成了扰动场的增加。此外，本文还讨论了这些微观磁性参数与合金宏观磁性能的关联性。
2017, 46(2):449-455.
摘要:
通过第一原理计算Nb掺杂对γ′-Ni3Al和γ″-Ni3Nb两相形成热、结合能及态密度的影响，研究了Nb掺杂量γ′-Ni3Al和γ″-Ni3Nb两相的合金化行为。结果表明，在γ′-Ni3Al和γ″-Ni3Nb两相共存的熔体中，在Nb掺杂量小于15.625(at%)范围内，与γ″-Ni3Nb相比，γ′-Ni3Al相有较好的稳定性；而Nb掺杂量大于18.75(at%)时，γ″-Ni3Nb相有更大的稳定性。其中，在Nb掺杂15.452--16.34 (at%)范围内，γ′-Ni3Al和γ″-Ni3Nb两相有相近的晶格常数，是使其发生γ′-Ni3Al → γ″-Ni3Nb共格相转变的必要条件。Nb掺杂量大于18.75(at%)后，γ′-Ni3Al和γ″-Ni3Nb两相费米能级处态密度的差值明显增大，γ″-Ni3Nb相稳定性增强。此外，在γ″-Ni3Nb相长大的同时，可发生γ′-Ni3Al相的分解而消失。
通过第一原理计算Nb掺杂对γ′-Ni3Al和γ″-Ni3Nb两相形成热、结合能及态密度的影响，研究了Nb掺杂量γ′-Ni3Al和γ″-Ni3Nb两相的合金化行为。结果表明，在γ′-Ni3Al和γ″-Ni3Nb两相共存的熔体中，在Nb掺杂量小于15.625(at%)范围内，与γ″-Ni3Nb相比，γ′-Ni3Al相有较好的稳定性；而Nb掺杂量大于18.75(at%)时，γ″-Ni3Nb相有更大的稳定性。其中，在Nb掺杂15.452--16.34 (at%)范围内，γ′-Ni3Al和γ″-Ni3Nb两相有相近的晶格常数，是使其发生γ′-Ni3Al → γ″-Ni3Nb共格相转变的必要条件。Nb掺杂量大于18.75(at%)后，γ′-Ni3Al和γ″-Ni3Nb两相费米能级处态密度的差值明显增大，γ″-Ni3Nb相稳定性增强。此外，在γ″-Ni3Nb相长大的同时，可发生γ′-Ni3Al相的分解而消失。
2017, 46(2):456-460.
摘要:
本文采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）制备了纳米钼颗粒弥散强化铜基复合材料（Mo体积含量为 2.5%-10.8%），对其材料微观结构、钼含量和硬度、电阻率关系进行了研究。结果表明：Cu-Mo复合材料基体由柱状晶铜组成，Mo颗粒平均直径为2.4-8.1nm；随着钼含量增加，铜基体柱状晶宽度逐渐减小，第二相Mo颗粒平均直径逐渐增加，硬度、电阻率逐渐增加；EB-PVD制备的Cu-Mo复合材料主要强化机制为Orowan机制。
本文采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）制备了纳米钼颗粒弥散强化铜基复合材料（Mo体积含量为 2.5%-10.8%），对其材料微观结构、钼含量和硬度、电阻率关系进行了研究。结果表明：Cu-Mo复合材料基体由柱状晶铜组成，Mo颗粒平均直径为2.4-8.1nm；随着钼含量增加，铜基体柱状晶宽度逐渐减小，第二相Mo颗粒平均直径逐渐增加，硬度、电阻率逐渐增加；EB-PVD制备的Cu-Mo复合材料主要强化机制为Orowan机制。
2017, 46(2):461-467.
摘要:
利用所提出的拓扑优化方法,对复杂形状叶片锻造的预成形形状进行了优化设计。详细给出了该方法在三维模式下的优化策略、优化目标、单元增删准则、几何模型处理等关键技术。以合理精简毛坯、提高模腔充填性为综合优化目标,利用自行开发的优化程序,经过十余次的优化迭代,获得了理论上的优化结果。研制了叶片锻造模具,对优化后的预成形件进行了锻造成形实验；利用激光测量设备采集了叶片锻件型面的几何数据,并与数值模拟结果进行了比对。对预成形件制备工艺的可行性进行了详细讨论。研究结果表明：基于拓扑优化方法所获得的叶片预成形设计结果较为理想。
利用所提出的拓扑优化方法,对复杂形状叶片锻造的预成形形状进行了优化设计。详细给出了该方法在三维模式下的优化策略、优化目标、单元增删准则、几何模型处理等关键技术。以合理精简毛坯、提高模腔充填性为综合优化目标,利用自行开发的优化程序,经过十余次的优化迭代,获得了理论上的优化结果。研制了叶片锻造模具,对优化后的预成形件进行了锻造成形实验；利用激光测量设备采集了叶片锻件型面的几何数据,并与数值模拟结果进行了比对。对预成形件制备工艺的可行性进行了详细讨论。研究结果表明：基于拓扑优化方法所获得的叶片预成形设计结果较为理想。
2017, 46(2):468-472.
摘要:
采用热压烧结法制备了Al掺杂的Ti3SiC2陶瓷,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、矢量网络分析仪等,分别对所制备的样品进行了表征和抗氧化性能、微波介电性能测试。结果表明：所制备的Al掺杂陶瓷具有相当高的Ti3SiC2质量分数,陶瓷晶粒呈现明显的层状特征。相比于未掺杂样品, 通过Al掺杂途径,可显著提高Ti3SiC2陶瓷1200℃高温下的抗氧化性能,并使Ti3SiC2陶瓷的介电常数实部ε′和虚部ε″值大幅度增加,其在8.2-12.4GHz频率范围的均值分别为60.8和6.28。
采用热压烧结法制备了Al掺杂的Ti3SiC2陶瓷,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、矢量网络分析仪等,分别对所制备的样品进行了表征和抗氧化性能、微波介电性能测试。结果表明：所制备的Al掺杂陶瓷具有相当高的Ti3SiC2质量分数,陶瓷晶粒呈现明显的层状特征。相比于未掺杂样品, 通过Al掺杂途径,可显著提高Ti3SiC2陶瓷1200℃高温下的抗氧化性能,并使Ti3SiC2陶瓷的介电常数实部ε′和虚部ε″值大幅度增加,其在8.2-12.4GHz频率范围的均值分别为60.8和6.28。
2017, 46(2):473-478.
摘要:
采用微弧氧化法在纯钛材及大变形纯钛材表面制备了含钙、磷的多孔氧化膜层，研究膜层的微观形貌、硬度、膜基结合力、滚动摩擦磨损性能等性能，探讨探讨钛基材组织细化对其膜层结构及力学性能的影响。结果表明：与纯钛材微弧氧化膜层相比，大变形纯钛材微弧氧化膜层表面微纳米尺度的孔洞更多，孔隙率更高（10.84% vs. 9.68%），孔洞孔径更小（8.67μm vs. 9.68μm），表面更平坦，锐钛矿相含量更高（43.13% vs. 37.74%），膜-基结合能力更强（17N vs. 8N），摩擦系数较低（0.338 vs. 0.358），耐磨性能更优，以上的膜层结构及力学性能的改善归因于其钛基材大变形化提高了晶体缺陷所致。
采用微弧氧化法在纯钛材及大变形纯钛材表面制备了含钙、磷的多孔氧化膜层，研究膜层的微观形貌、硬度、膜基结合力、滚动摩擦磨损性能等性能，探讨探讨钛基材组织细化对其膜层结构及力学性能的影响。结果表明：与纯钛材微弧氧化膜层相比，大变形纯钛材微弧氧化膜层表面微纳米尺度的孔洞更多，孔隙率更高（10.84% vs. 9.68%），孔洞孔径更小（8.67μm vs. 9.68μm），表面更平坦，锐钛矿相含量更高（43.13% vs. 37.74%），膜-基结合能力更强（17N vs. 8N），摩擦系数较低（0.338 vs. 0.358），耐磨性能更优，以上的膜层结构及力学性能的改善归因于其钛基材大变形化提高了晶体缺陷所致。
2017, 46(2):479-483.
摘要:
为了研究掺杂纳米TiO2对铝合金微弧氧化成膜作用机理,在不同浓度纳米TiO2电解液中对其进行了微弧氧化处理。利用扫描电镜(SEM)观察微弧氧化膜形貌,能谱仪(EDS)分析了膜层Ti、Al、O等元素含量,X射线衍射仪(XRD)分析了相组成,测定了膜厚、硬度和氧化液中TiO2表面电荷,建立了掺杂改性模型。结果表明,加入纳米TiO2后,氧化初期电压随TiO2添加量增加逐渐升高、5min后电压逐渐降低；氧化膜表面孔洞数量和尺寸减小,成膜效率、膜层致密度和表面疏松层硬度提高。纳米TiO2在氧化膜表面均匀分布,截面不均匀分布。氧化膜主要由γ-Al2O3、Mullite和少量Si组成。
为了研究掺杂纳米TiO2对铝合金微弧氧化成膜作用机理,在不同浓度纳米TiO2电解液中对其进行了微弧氧化处理。利用扫描电镜(SEM)观察微弧氧化膜形貌,能谱仪(EDS)分析了膜层Ti、Al、O等元素含量,X射线衍射仪(XRD)分析了相组成,测定了膜厚、硬度和氧化液中TiO2表面电荷,建立了掺杂改性模型。结果表明,加入纳米TiO2后,氧化初期电压随TiO2添加量增加逐渐升高、5min后电压逐渐降低；氧化膜表面孔洞数量和尺寸减小,成膜效率、膜层致密度和表面疏松层硬度提高。纳米TiO2在氧化膜表面均匀分布,截面不均匀分布。氧化膜主要由γ-Al2O3、Mullite和少量Si组成。
2017, 46(2):484-490.
摘要:
利用SHPB实验装置对U-5.7Nb合金帽型样品在室温下进行动态加载,获得U-5.7Nb合金绝热剪切带,采用激光共聚焦、SEM、纳米压痕以及TEM等方法开展了U-5.7Nb合金绝热剪切带内组织结构的研究。U-5.7Nb合金绝热剪切带宽约40um,且呈现蚀刻＂暗带＂；剪切带内微裂纹的萌生和扩展导致带内＂破碎＂等轴晶特征组织的出现：剪切带核心区域出现取向高度异性的纳米＂晶畴＂。剪切带内特殊的组织结构变化导致剪切带硬度与弹性模量的不同变化趋势。
利用SHPB实验装置对U-5.7Nb合金帽型样品在室温下进行动态加载,获得U-5.7Nb合金绝热剪切带,采用激光共聚焦、SEM、纳米压痕以及TEM等方法开展了U-5.7Nb合金绝热剪切带内组织结构的研究。U-5.7Nb合金绝热剪切带宽约40um,且呈现蚀刻＂暗带＂；剪切带内微裂纹的萌生和扩展导致带内＂破碎＂等轴晶特征组织的出现：剪切带核心区域出现取向高度异性的纳米＂晶畴＂。剪切带内特殊的组织结构变化导致剪切带硬度与弹性模量的不同变化趋势。
2017, 46(2):491-495.
摘要:
本文采用真空电弧离子镀技术在1Cr17Ni2不锈钢基体表面沉积Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜，并对膜的形貌、相结构、结合力以及极化曲线和交流阻抗等电化学性能进行分析和测试。结果表明：制备的Ti/TiN/Zr/ZrN膜界面清晰、结构致密、晶粒细小，膜层厚度约为2-3μm，膜层的主要物相为TiN和ZrN两相，以及少量的金属Ti和Zr；膜层与基体结合良好，结合力大于70N，显微硬度高达2900 HV0.025，Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜与1Cr17Ni2基材相比，具有更高的极化电位和极化电阻，更低的腐蚀电流密度，更大容抗弧。
本文采用真空电弧离子镀技术在1Cr17Ni2不锈钢基体表面沉积Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜，并对膜的形貌、相结构、结合力以及极化曲线和交流阻抗等电化学性能进行分析和测试。结果表明：制备的Ti/TiN/Zr/ZrN膜界面清晰、结构致密、晶粒细小，膜层厚度约为2-3μm，膜层的主要物相为TiN和ZrN两相，以及少量的金属Ti和Zr；膜层与基体结合良好，结合力大于70N，显微硬度高达2900 HV0.025，Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜与1Cr17Ni2基材相比，具有更高的极化电位和极化电阻，更低的腐蚀电流密度，更大容抗弧。
2017, 46(2):496-502.
摘要:
研究了真空电子束焊接热效应对AZ91D和AZ31B镁合金焊缝显微硬度的影响机制，实验结果表明，真空电子束焊接热效应对AZ91D、AZ31B镁合金焊缝均有不同程度的强化作用。当焊接热输入较大时，影响AZ91D镁合金焊缝硬度的主要因素为因Mg元素烧损而产生的强化相变化，焊接热输入越大，焊缝中的Mg元素烧损增加，使Al元素质量百分含量逐渐增加，从而在焊缝中生成了更多的强化β相，使焊缝硬度得到提高，产生的强化相越多，焊缝硬度相对越大；当焊接热输入较小时，影响AZ31B镁合金焊缝硬度的主要因素为焊后冷却速度，焊接热输入越小，焊后冷却速度越快，焊缝晶粒越细小，焊缝硬度相对越大。
研究了真空电子束焊接热效应对AZ91D和AZ31B镁合金焊缝显微硬度的影响机制，实验结果表明，真空电子束焊接热效应对AZ91D、AZ31B镁合金焊缝均有不同程度的强化作用。当焊接热输入较大时，影响AZ91D镁合金焊缝硬度的主要因素为因Mg元素烧损而产生的强化相变化，焊接热输入越大，焊缝中的Mg元素烧损增加，使Al元素质量百分含量逐渐增加，从而在焊缝中生成了更多的强化β相，使焊缝硬度得到提高，产生的强化相越多，焊缝硬度相对越大；当焊接热输入较小时，影响AZ31B镁合金焊缝硬度的主要因素为焊后冷却速度，焊接热输入越小，焊后冷却速度越快，焊缝晶粒越细小，焊缝硬度相对越大。
2017, 46(2):503-508.
摘要:
本文采用热压法制备了不同TiB2粒度增强的Ag-4wt%TiB2触头材料，研究了TiB2粒度大小对Ag-4wt%TiB2触头材料组织及性能的影响。利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对Ag-4wt%TiB2触头材料的组织和电弧侵蚀后的形貌进行了表征，对致密度、硬度及导电率进行了测量。结果表明：热压法有助于提高Ag-4wt%TiB2触头材料的致密度。随着TiB2粒径的减小，硬度先增大后减小，导电率不断增大。细小弥散分布的TiB2颗粒有助于改善耐电弧侵蚀性，侵蚀面积较大，蚀坑浅，燃弧时间短。
本文采用热压法制备了不同TiB2粒度增强的Ag-4wt%TiB2触头材料，研究了TiB2粒度大小对Ag-4wt%TiB2触头材料组织及性能的影响。利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对Ag-4wt%TiB2触头材料的组织和电弧侵蚀后的形貌进行了表征，对致密度、硬度及导电率进行了测量。结果表明：热压法有助于提高Ag-4wt%TiB2触头材料的致密度。随着TiB2粒径的减小，硬度先增大后减小，导电率不断增大。细小弥散分布的TiB2颗粒有助于改善耐电弧侵蚀性，侵蚀面积较大，蚀坑浅，燃弧时间短。
2017, 46(2):509-514.
摘要:
利用HVOF制备了WC-12Co涂层，喷涂原始粉末为微纳米复合粉，涂层的厚度分别为0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪分析了涂层的显微结构和相组成，并对涂层的孔隙率进行了测量。结果表明，厚度对涂层的表面形貌与表面粗糙度无明显的影响，但对截面显微结构有较大影响，厚度小于1mm的涂层沿厚度方向显微结构无变化明显，而厚度大于1mm的涂层中部组织比较致密，孔隙率小，而涂层与基体结合区域及近表面区域组织较为疏松。所有涂层均出现了分解与脱碳，涂层越厚分解越严重，出现的W2C和Co3W3C相越多。
利用HVOF制备了WC-12Co涂层，喷涂原始粉末为微纳米复合粉，涂层的厚度分别为0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪分析了涂层的显微结构和相组成，并对涂层的孔隙率进行了测量。结果表明，厚度对涂层的表面形貌与表面粗糙度无明显的影响，但对截面显微结构有较大影响，厚度小于1mm的涂层沿厚度方向显微结构无变化明显，而厚度大于1mm的涂层中部组织比较致密，孔隙率小，而涂层与基体结合区域及近表面区域组织较为疏松。所有涂层均出现了分解与脱碳，涂层越厚分解越严重，出现的W2C和Co3W3C相越多。
2017, 46(2):515-519.
摘要:
摘 要: 置氢处理可以调节TC4钛合金激光焊接接头超塑性变形组织状态，提高焊接接头超塑变形组织均匀性；本项目采用置氢处理研究了TC4钛合金激光焊纵向焊缝接头超塑性变形行为，是置氢提高钛合金激光焊接接头超塑变形均匀性的基础性研究。主要研究了置氢量对TC4激光焊接接头峰值流变应力、焊板延伸率、组织均匀性的影响。研究表明：激光焊板超塑性变形中的峰值流变应力随含氢量的增大而增大，随变形温度的升高而降低，随变形速率的增大而增大；试样延伸率随含氢量的增大而减小，随变形温度的升高而增大，随变形速率的增大而减小。在含氢量0.291%，变形温度920℃，变形速率10-4S-1时，峰值流变应力最小达到20.7MPA，焊板延伸率达到最大312%。置氢TC4钛合金激光焊接接头可以承受超塑性变形而不破坏，在初始应变速率为10-3S-1和10-4S-1时，试样峰值流变应力低于80MPA。
摘 要: 置氢处理可以调节TC4钛合金激光焊接接头超塑性变形组织状态，提高焊接接头超塑变形组织均匀性；本项目采用置氢处理研究了TC4钛合金激光焊纵向焊缝接头超塑性变形行为，是置氢提高钛合金激光焊接接头超塑变形均匀性的基础性研究。主要研究了置氢量对TC4激光焊接接头峰值流变应力、焊板延伸率、组织均匀性的影响。研究表明：激光焊板超塑性变形中的峰值流变应力随含氢量的增大而增大，随变形温度的升高而降低，随变形速率的增大而增大；试样延伸率随含氢量的增大而减小，随变形温度的升高而增大，随变形速率的增大而减小。在含氢量0.291%，变形温度920℃，变形速率10-4S-1时，峰值流变应力最小达到20.7MPA，焊板延伸率达到最大312%。置氢TC4钛合金激光焊接接头可以承受超塑性变形而不破坏，在初始应变速率为10-3S-1和10-4S-1时，试样峰值流变应力低于80MPA。
2017, 46(2):520-526.
摘要:
本文研究了中等强度粗晶粒γ-TiAl合金Ti-46Al-5Nb-1W(at.%)热暴露前、后不同表面加工状态下的疲劳性能。研究发现，热暴露前虽然绝大多数样品在σmax<σ0.2的条件下进行疲劳，但是由于层片晶粒尺寸变化幅度大，容易在粗大的层片晶粒和软位向上，出现σmax>σ0.2的局部异常情况，导致早期屈服并诱发裂纹萌生。因此，表面加工质量的改善对S-N疲劳强度的有益影响明显小于细晶粒合金。研究还发现，热暴露中由于释氧和有序相相变引起的脆化效应并不明显，合金反而因样品在热浴中长期浸泡，导致残余应力释放和缺陷钝化而出现了疲劳性能增强的趋势。其增强的幅度和表面质量改善的程度相关。此外，该粗晶粒合金显示出较低的缺口敏感系数，在引入V型缺口后，其疲劳缺口敏感系数在热暴露前为0.27，热暴露后为0.32。
本文研究了中等强度粗晶粒γ-TiAl合金Ti-46Al-5Nb-1W(at.%)热暴露前、后不同表面加工状态下的疲劳性能。研究发现，热暴露前虽然绝大多数样品在σmax<σ0.2的条件下进行疲劳，但是由于层片晶粒尺寸变化幅度大，容易在粗大的层片晶粒和软位向上，出现σmax>σ0.2的局部异常情况，导致早期屈服并诱发裂纹萌生。因此，表面加工质量的改善对S-N疲劳强度的有益影响明显小于细晶粒合金。研究还发现，热暴露中由于释氧和有序相相变引起的脆化效应并不明显，合金反而因样品在热浴中长期浸泡，导致残余应力释放和缺陷钝化而出现了疲劳性能增强的趋势。其增强的幅度和表面质量改善的程度相关。此外，该粗晶粒合金显示出较低的缺口敏感系数，在引入V型缺口后，其疲劳缺口敏感系数在热暴露前为0.27，热暴露后为0.32。
2017, 46(2):527-532.
摘要:
实现盘缘与盘心异种变形高温合金的高强冶金连接是制造双合金涡轮盘的关键。本研究选择粉末高温合金为盘缘材料、变形高温合金为盘心材料，采用电子束焊接盘缘与盘心。电子束焊接后的焊缝区域不仅具有两种母材的结构特征（即粉末高温合金和变形高温合金的结构特征），而且焊缝区存在明显的铸造组织。两种高温合金材料电子束焊接后形成了组织特征鲜明的“粉冶-铸-锻” 结构。本文首次研究了“粉冶-铸-锻”的变形行为，并重点探讨了焊缝的组织演化规律。相关研究结果不仅丰富了异种高温材料连接区的增强方法与组织控制方法，而且为发展双合金等温变形技术提供了科学依据。
实现盘缘与盘心异种变形高温合金的高强冶金连接是制造双合金涡轮盘的关键。本研究选择粉末高温合金为盘缘材料、变形高温合金为盘心材料，采用电子束焊接盘缘与盘心。电子束焊接后的焊缝区域不仅具有两种母材的结构特征（即粉末高温合金和变形高温合金的结构特征），而且焊缝区存在明显的铸造组织。两种高温合金材料电子束焊接后形成了组织特征鲜明的“粉冶-铸-锻” 结构。本文首次研究了“粉冶-铸-锻”的变形行为，并重点探讨了焊缝的组织演化规律。相关研究结果不仅丰富了异种高温材料连接区的增强方法与组织控制方法，而且为发展双合金等温变形技术提供了科学依据。
2017, 46(2):533-537.
摘要:
以钛酸四丁酯为钛源，氨水为溶剂，氢氟酸为氟源，利用溶剂热法制备二氧化钛粉体。利用X射线衍射( XRD )、扫描电镜( SEM )、氮气吸附脱附( BET )、傅里叶变换红外光谱( FT-IR )等技术对其进行了系统的表征，以亚甲基蓝( MB )溶液为染料，考察了氟离子修饰的TiO2对光催化性能的影响。结果表明：用氨水为溶剂，氢氟酸为氟源制得的样品TiO2均为锐钛矿相,氟离子以化学吸附态存在于TiO2表面，并且氟的修饰增加了其晶化度，抑制了晶粒的生长，增大了晶粒的比表面积，促进了羟基自由基( ?OH )的形成，从而提高了二氧化钛粉体的光催化活性。
以钛酸四丁酯为钛源，氨水为溶剂，氢氟酸为氟源，利用溶剂热法制备二氧化钛粉体。利用X射线衍射( XRD )、扫描电镜( SEM )、氮气吸附脱附( BET )、傅里叶变换红外光谱( FT-IR )等技术对其进行了系统的表征，以亚甲基蓝( MB )溶液为染料，考察了氟离子修饰的TiO2对光催化性能的影响。结果表明：用氨水为溶剂，氢氟酸为氟源制得的样品TiO2均为锐钛矿相,氟离子以化学吸附态存在于TiO2表面，并且氟的修饰增加了其晶化度，抑制了晶粒的生长，增大了晶粒的比表面积，促进了羟基自由基( ?OH )的形成，从而提高了二氧化钛粉体的光催化活性。
2017, 46(2):538-542.
摘要:
通过对TiAl合金与SiC配副在20℃，300℃和600℃下的摩擦磨损性能研究，分析了摩擦系数，磨损率和磨损形貌随温度的变化规律，探讨了磨损机制。结果表明：在实验温度条件下，TiAl合金的磨损率随温度的增大而增大。在20℃下TiAl合金主要为犁削磨损、磨粒磨损，随着温度的升高，出现氧化磨损，当温度增加到600℃时，氧化磨损严重；而SiC配副在20℃下的磨损率显著高于300℃及600℃下的磨损率，这是由于随温度的增加，SiC球的破坏机制由沿晶断裂向削层磨损转变。
通过对TiAl合金与SiC配副在20℃，300℃和600℃下的摩擦磨损性能研究，分析了摩擦系数，磨损率和磨损形貌随温度的变化规律，探讨了磨损机制。结果表明：在实验温度条件下，TiAl合金的磨损率随温度的增大而增大。在20℃下TiAl合金主要为犁削磨损、磨粒磨损，随着温度的升高，出现氧化磨损，当温度增加到600℃时，氧化磨损严重；而SiC配副在20℃下的磨损率显著高于300℃及600℃下的磨损率，这是由于随温度的增加，SiC球的破坏机制由沿晶断裂向削层磨损转变。
2017, 46(2):543-547.
摘要:
首先采用Hummers法制备氧化石墨烯（GO），然后用柠檬酸络合溶胶-凝胶法原位合成GO-La3 /TiO2，再经硼氢化钠还原得到石墨烯-La3 /TiO2（rGO-La3 /TiO2）复合材料；利用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、荧光光谱（PL）对其进行表征分析。研究了GO加入量对复合材料光催化效率的影响及复合光催化剂投入量对甲基橙降解率的影响。结果表明：柠檬酸络合法可以有效改善纳米La3 /TiO2在rGO表面的分散情况；rGO-La3 /TiO2复合光催化剂的光催化活性明显高于La3 /TiO2，GO加入量对复合材料光催化性能影响很大；降解甲基橙时，复合光催化剂最佳投入量为0.10g。
首先采用Hummers法制备氧化石墨烯（GO），然后用柠檬酸络合溶胶-凝胶法原位合成GO-La3 /TiO2，再经硼氢化钠还原得到石墨烯-La3 /TiO2（rGO-La3 /TiO2）复合材料；利用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、荧光光谱（PL）对其进行表征分析。研究了GO加入量对复合材料光催化效率的影响及复合光催化剂投入量对甲基橙降解率的影响。结果表明：柠檬酸络合法可以有效改善纳米La3 /TiO2在rGO表面的分散情况；rGO-La3 /TiO2复合光催化剂的光催化活性明显高于La3 /TiO2，GO加入量对复合材料光催化性能影响很大；降解甲基橙时，复合光催化剂最佳投入量为0.10g。
2017, 46(2):548-554.
摘要:
采用微弧氧化-水热法分别在纯钛材及大变形纯钛材表面制备了TiO2/HA复合陶瓷膜层，从细胞毒性试验、细胞增殖实验、细胞黏附实验等方面评价膜层的细胞相容性。结果表明：纯钛材与大变形纯钛材微弧复合陶瓷膜层均无细胞毒性。与纯钛材微弧复合陶瓷膜层相比，大变形纯钛材微弧复合陶瓷膜层表面粗糙度更适宜，结晶形核的HA晶粒的形状及Ca/P比更接近人骨HA，更能有效促进成骨细胞的黏附和铺展，随着培养时间的延长，成骨细胞双层重叠生长结构更为明显。成骨细胞在大变形纯钛材微弧复合陶瓷膜层表面各时间点的吸光度值均更高，细胞相容性更好。
采用微弧氧化-水热法分别在纯钛材及大变形纯钛材表面制备了TiO2/HA复合陶瓷膜层，从细胞毒性试验、细胞增殖实验、细胞黏附实验等方面评价膜层的细胞相容性。结果表明：纯钛材与大变形纯钛材微弧复合陶瓷膜层均无细胞毒性。与纯钛材微弧复合陶瓷膜层相比，大变形纯钛材微弧复合陶瓷膜层表面粗糙度更适宜，结晶形核的HA晶粒的形状及Ca/P比更接近人骨HA，更能有效促进成骨细胞的黏附和铺展，随着培养时间的延长，成骨细胞双层重叠生长结构更为明显。成骨细胞在大变形纯钛材微弧复合陶瓷膜层表面各时间点的吸光度值均更高，细胞相容性更好。
2017, 46(2):555-560.
摘要:
采用无/有柔性摩擦辅助电沉积技术在不含添加剂的Watts镀液中制备了超细晶和纳米晶镍镀层。对比研究了两种镍镀层的显微结构、纳米压痕力学性能以及干摩擦磨损行为。研究结果表明，纳米晶镍具有比超细晶镍更加细小均匀的晶粒尺寸、更大的纳米压痕硬度、弹性模量以及硬模比。两种镀层的主要磨损机制均为粘着磨损，但因载荷不同而表现出不同的摩擦学行为。在低载荷（1~3 N）下，纳米晶镍的表面粗糙度低，磨损表面相对平整致密，因而摩擦系数相对较低；在高载荷（5 N）下，纳米晶镍的氧化磨屑疏松，磨损表面较为粗糙，因而摩擦系数相对较高；在测试载荷条件下，纳米晶镍的磨痕深度和磨损体积更小，其耐磨性更优。
采用无/有柔性摩擦辅助电沉积技术在不含添加剂的Watts镀液中制备了超细晶和纳米晶镍镀层。对比研究了两种镍镀层的显微结构、纳米压痕力学性能以及干摩擦磨损行为。研究结果表明，纳米晶镍具有比超细晶镍更加细小均匀的晶粒尺寸、更大的纳米压痕硬度、弹性模量以及硬模比。两种镀层的主要磨损机制均为粘着磨损，但因载荷不同而表现出不同的摩擦学行为。在低载荷（1~3 N）下，纳米晶镍的表面粗糙度低，磨损表面相对平整致密，因而摩擦系数相对较低；在高载荷（5 N）下，纳米晶镍的氧化磨屑疏松，磨损表面较为粗糙，因而摩擦系数相对较高；在测试载荷条件下，纳米晶镍的磨痕深度和磨损体积更小，其耐磨性更优。
2017, 46(2):561-564.
摘要:
为了研究Ni含量对WC-Ni硬质合金性能的影响，利用多物理场耦合烧结方法制备不同Ni含量的超细WC-Ni硬质合金，结果显示：多物理场耦合烧结方法可以成功制备WC-Ni硬质合金，随着Ni含量增加，WC-Ni硬质合金的组织更加致密，试样的相对致密度逐渐增加，但WC颗粒发生了轻微的长大现象；同时，显微硬度先增后减，在Ni含量为8%时达到最大值，韧性KIC则随Ni含量的增加迅速增加到8.5 MPa.m1/2。
为了研究Ni含量对WC-Ni硬质合金性能的影响，利用多物理场耦合烧结方法制备不同Ni含量的超细WC-Ni硬质合金，结果显示：多物理场耦合烧结方法可以成功制备WC-Ni硬质合金，随着Ni含量增加，WC-Ni硬质合金的组织更加致密，试样的相对致密度逐渐增加，但WC颗粒发生了轻微的长大现象；同时，显微硬度先增后减，在Ni含量为8%时达到最大值，韧性KIC则随Ni含量的增加迅速增加到8.5 MPa.m1/2。
2017, 46(2):565-570.
摘要:
用扫描电镜（SEM）以及能谱分析方法（EDAX）研究了经不同重熔温度加热并以一定速率定向凝固的高温合金Inconel718糊状区液相的显微组织和成分。给出了液相中Nb、Mo沿着糊状区的分布。同时计算了糊状区液相密度差和相对Rayleigh数（Rar）。当重熔温度从1600℃升高到1700℃，Mo偏析加重，糊状区变长，液相密度差在凝固初期变大，糊状区Rar的极大值显著升高，这说明重熔温度提高后热溶质对流趋势增大，糊状区变得不稳定。
用扫描电镜（SEM）以及能谱分析方法（EDAX）研究了经不同重熔温度加热并以一定速率定向凝固的高温合金Inconel718糊状区液相的显微组织和成分。给出了液相中Nb、Mo沿着糊状区的分布。同时计算了糊状区液相密度差和相对Rayleigh数（Rar）。当重熔温度从1600℃升高到1700℃，Mo偏析加重，糊状区变长，液相密度差在凝固初期变大，糊状区Rar的极大值显著升高，这说明重熔温度提高后热溶质对流趋势增大，糊状区变得不稳定。
2017, 46(2):571-576.
摘要:
以硫代氨基脲为氮源,用高温退火法对碳纳米管实现氮掺杂,利用PEG对掺氮复合材料(NCNT/S)进行外包覆。采用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱仪(XPS)对复合材料进行了表征。结果表明高温退火使氮有效地掺入碳纳米管中,而碳纳米管仍保持原本征形貌。电化学测试表明：掺氮后复合电极首次放电比容量明显提高,达到882.5 mAh.g-1,90次循环过后具有89.46%的容量保持量,而PEG包覆使掺氮复合电极首次放电比容量提高至1109.7 mAh.g-1,经过90次循环放电比容量仍保持在995.2 mAh.g-1。这说明掺氮和PEG包覆均能很好地改善复合材料的电化学性能。
以硫代氨基脲为氮源,用高温退火法对碳纳米管实现氮掺杂,利用PEG对掺氮复合材料(NCNT/S)进行外包覆。采用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱仪(XPS)对复合材料进行了表征。结果表明高温退火使氮有效地掺入碳纳米管中,而碳纳米管仍保持原本征形貌。电化学测试表明：掺氮后复合电极首次放电比容量明显提高,达到882.5 mAh.g-1,90次循环过后具有89.46%的容量保持量,而PEG包覆使掺氮复合电极首次放电比容量提高至1109.7 mAh.g-1,经过90次循环放电比容量仍保持在995.2 mAh.g-1。这说明掺氮和PEG包覆均能很好地改善复合材料的电化学性能。
