2017年第46卷第3期文章目次
2017, 46(3):577-584.
摘要:
实验采用大气等离子喷涂技术在镍基高温合金基体表面制备了ZrO2-7%Y2O3 热障涂层，利用Nd:YAG脉冲激光对YSZ涂层进行桩钉结构选择性激光表面改性。重点考察桩钉结构激光表面改性对涂层的组织结构和性能的影响。结果显示，桩钉结构激光表面改性有助于降低涂层表面的粗糙度，消除表面的孔隙，产生了垂直于表面的网状裂纹。桩钉结构激光改性区域的横截面出现柱状晶及等轴晶结构。XRD分析表明，喷涂涂层和激光表面改性区都存在有非平衡T'' 四方相，但是经过激光表面改性后，喷涂涂层中的单斜相M消失，同时在2θ为72-76°范围内非平衡T'' 在[004]方向增强。拉伸结果显示，桩钉结构选择性激光表面改性涂层的结合强度由喷涂涂层的7.3MPa增加到13.3MPa。隔热测试结果表明，相对于喷涂涂层，桩钉结构激光表面改性涂层的隔热性能有所下降，这是由于激光表面改性造成陶瓷层结构改变所致。
实验采用大气等离子喷涂技术在镍基高温合金基体表面制备了ZrO2-7%Y2O3 热障涂层，利用Nd:YAG脉冲激光对YSZ涂层进行桩钉结构选择性激光表面改性。重点考察桩钉结构激光表面改性对涂层的组织结构和性能的影响。结果显示，桩钉结构激光表面改性有助于降低涂层表面的粗糙度，消除表面的孔隙，产生了垂直于表面的网状裂纹。桩钉结构激光改性区域的横截面出现柱状晶及等轴晶结构。XRD分析表明，喷涂涂层和激光表面改性区都存在有非平衡T'' 四方相，但是经过激光表面改性后，喷涂涂层中的单斜相M消失，同时在2θ为72-76°范围内非平衡T'' 在[004]方向增强。拉伸结果显示，桩钉结构选择性激光表面改性涂层的结合强度由喷涂涂层的7.3MPa增加到13.3MPa。隔热测试结果表明，相对于喷涂涂层，桩钉结构激光表面改性涂层的隔热性能有所下降，这是由于激光表面改性造成陶瓷层结构改变所致。
2017, 46(3):585-590.
摘要:
采用共沉淀工艺制备了不同Cu含量的Bi-2212前驱体粉末，并通过分步烧结工艺对前驱体粉末中Cu含量不同所引起的相演变过程的变化进行了系统的分析。结合浸涂法和粉末装管法制备了Bi-2212厚膜及单芯线材。研究结果表明，Cu含量的变化对厚膜和带材在烧结过程中的相演变过程同样具有极大的影响。随着Cu含量的增加，体系的相演化过程发生了改变。最终材料中Bi-2201相的含量逐渐减少，而AEC相的含量逐渐增加。考虑到Bi-2201和AEC对载流过程的影响各不相同，通过系统的优化，获得了最佳Cu含量为x=2.2。在这一成分处，厚膜和单芯带材临界电流密度同时达到最大值。
采用共沉淀工艺制备了不同Cu含量的Bi-2212前驱体粉末，并通过分步烧结工艺对前驱体粉末中Cu含量不同所引起的相演变过程的变化进行了系统的分析。结合浸涂法和粉末装管法制备了Bi-2212厚膜及单芯线材。研究结果表明，Cu含量的变化对厚膜和带材在烧结过程中的相演变过程同样具有极大的影响。随着Cu含量的增加，体系的相演化过程发生了改变。最终材料中Bi-2201相的含量逐渐减少，而AEC相的含量逐渐增加。考虑到Bi-2201和AEC对载流过程的影响各不相同，通过系统的优化，获得了最佳Cu含量为x=2.2。在这一成分处，厚膜和单芯带材临界电流密度同时达到最大值。
2017, 46(3):591-595.
摘要:
通过超声-微波辅助醇盐水解沉淀法合成了Yb:YAG与Nd:YAG纳米晶。研究了微波辐射功率、微波辐射时间及煅烧温度对产物的影响。采用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及光致发光谱(PL)等对Yb:YAG与Nd:YAG纳米晶进行表征。结果表明，在微波辐射功率385 W、微波辐射时间30 min、煅烧温度1100 C条件下，可以获得纯相Yb:YAG与Nd:YAG纳米晶。当煅烧温度为1100 C时，Yb:YAG与Nd:YAG纳米晶的合作发光强度均达到最大值。
通过超声-微波辅助醇盐水解沉淀法合成了Yb:YAG与Nd:YAG纳米晶。研究了微波辐射功率、微波辐射时间及煅烧温度对产物的影响。采用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及光致发光谱(PL)等对Yb:YAG与Nd:YAG纳米晶进行表征。结果表明，在微波辐射功率385 W、微波辐射时间30 min、煅烧温度1100 C条件下，可以获得纯相Yb:YAG与Nd:YAG纳米晶。当煅烧温度为1100 C时，Yb:YAG与Nd:YAG纳米晶的合作发光强度均达到最大值。
2017, 46(3):596-600.
摘要:
利用高能喷丸法（HESP）在工业纯铁表面制备了一定厚度无污染、空位、杂质等缺陷的纳米晶层，其平均晶粒尺寸为50nm，厚度为100μm。在Gleebl 1500热模拟机上，采用脉冲加压扩散(PPD)和恒定加压扩散(CPD)对纳米晶铁在850℃下进行渗镍处理。结果表明，镍原子在纳米晶铁中的扩散系数比常规粗晶中高1个数量级；而采用脉冲加压扩散时，镍原子的扩散系数要比采用恒压扩散高1个数量级。镍原子扩散系数的提高主要包括三个方面的原因，一是脉冲加压能击碎扩撒界面上形成的阻碍镍原子扩散的金属件化合物；二是纳米晶铁中形成的大量三叉晶界以及大量的非平衡晶界。
利用高能喷丸法（HESP）在工业纯铁表面制备了一定厚度无污染、空位、杂质等缺陷的纳米晶层，其平均晶粒尺寸为50nm，厚度为100μm。在Gleebl 1500热模拟机上，采用脉冲加压扩散(PPD)和恒定加压扩散(CPD)对纳米晶铁在850℃下进行渗镍处理。结果表明，镍原子在纳米晶铁中的扩散系数比常规粗晶中高1个数量级；而采用脉冲加压扩散时，镍原子的扩散系数要比采用恒压扩散高1个数量级。镍原子扩散系数的提高主要包括三个方面的原因，一是脉冲加压能击碎扩撒界面上形成的阻碍镍原子扩散的金属件化合物；二是纳米晶铁中形成的大量三叉晶界以及大量的非平衡晶界。
2017, 46(3):601-605.
摘要:
采用合理的喷涂工艺参数制备了纳米氧化锆涂层并在1100度下测试了其热震性能，利用XRD,SEM和TEM对涂层的结构及表面形貌进行了分析。实验结果显示孔隙或早期存在的微裂纹附近的纳米颗粒在热震实验过程中会长大。通过对结构分析，我们提出了在循环应力作用下纳米涂层的失效机理。即随着纳米结构涂层中的大多数或者全部的纳米颗粒长大后，纳米结构随之变为准微米结构，其热震失效模式将类似于传统微米涂层的失效方式—裂纹形成，扩展直至最后涂层剥落。
采用合理的喷涂工艺参数制备了纳米氧化锆涂层并在1100度下测试了其热震性能，利用XRD,SEM和TEM对涂层的结构及表面形貌进行了分析。实验结果显示孔隙或早期存在的微裂纹附近的纳米颗粒在热震实验过程中会长大。通过对结构分析，我们提出了在循环应力作用下纳米涂层的失效机理。即随着纳米结构涂层中的大多数或者全部的纳米颗粒长大后，纳米结构随之变为准微米结构，其热震失效模式将类似于传统微米涂层的失效方式—裂纹形成，扩展直至最后涂层剥落。
2017, 46(3):606-611.
摘要:
使用真空自耗炉制备出多种微量TiB和TiC增强的Ti-5Al-5Mo-5V-1Fe-1Cr钛基复合材料,增强体在热处理过程中可大幅细化β相,但是细化幅度却随着增强体含量的增加而变缓,文中揭示出这和增强体的Zener拖曳力变化有关,增强体含量增加而拖曳力增幅变缓。此外还研究了增强体对α相球化的作用,α球化率随着增强体含量增加而小幅波动,然而在其作用下,等温压缩过程中魏氏体群结构中的板条状α明显球化。等温压缩过程中,增强体对α球化的作用不同于热处理过程,微量增强体可以通过促进界面转变而加速球化。
使用真空自耗炉制备出多种微量TiB和TiC增强的Ti-5Al-5Mo-5V-1Fe-1Cr钛基复合材料,增强体在热处理过程中可大幅细化β相,但是细化幅度却随着增强体含量的增加而变缓,文中揭示出这和增强体的Zener拖曳力变化有关,增强体含量增加而拖曳力增幅变缓。此外还研究了增强体对α相球化的作用,α球化率随着增强体含量增加而小幅波动,然而在其作用下,等温压缩过程中魏氏体群结构中的板条状α明显球化。等温压缩过程中,增强体对α球化的作用不同于热处理过程,微量增强体可以通过促进界面转变而加速球化。
2017, 46(3):612-616.
摘要:
为解决大型汽轮机转子轴轴颈磨损的修复问题,基于同轴送粉半导体激光熔覆再制造系统,采用激光熔覆再制造方法,以汽轮机转子轴材料为基体,利用激光熔覆再制造专用粉末作为实验材料,针对不同激光熔覆层宽度对汽轮机转子综合跳动的影响进行实验研究与机理模拟验证。结果表明,综合跳动特性与探头直径和激光熔覆层宽度相关,激光熔覆层宽度决定了汽轮机转子表面磁力线、电涡流密度与磁通量密度分布。当激光再制造层宽度小于8mm时,由于磁力线与表面电涡流密度受基体的干扰,磁通量密度在激光熔覆层的边缘出现突变,实际综合跳动的测量值为基体与激光熔覆层综合作用的结果,造成测量结果偏大。根据数值模拟计算被测金属体表面磁通量密度分布结果,激光熔覆层宽度的临界值为9.82mm。
为解决大型汽轮机转子轴轴颈磨损的修复问题,基于同轴送粉半导体激光熔覆再制造系统,采用激光熔覆再制造方法,以汽轮机转子轴材料为基体,利用激光熔覆再制造专用粉末作为实验材料,针对不同激光熔覆层宽度对汽轮机转子综合跳动的影响进行实验研究与机理模拟验证。结果表明,综合跳动特性与探头直径和激光熔覆层宽度相关,激光熔覆层宽度决定了汽轮机转子表面磁力线、电涡流密度与磁通量密度分布。当激光再制造层宽度小于8mm时,由于磁力线与表面电涡流密度受基体的干扰,磁通量密度在激光熔覆层的边缘出现突变,实际综合跳动的测量值为基体与激光熔覆层综合作用的结果,造成测量结果偏大。根据数值模拟计算被测金属体表面磁通量密度分布结果,激光熔覆层宽度的临界值为9.82mm。
2017, 46(3):617-621.
摘要:
研究了钛基金属掺混纳米金刚石的场发射特性，其中，以钛和铪分别和纳米金刚石掺混，采用电泳法制得了阴极样品，并使用SEM和XRD对阴极样品的结构和形貌进行了表征，最后进行场发射特性的测试。结果发现，掺入5 mg的钛样品的形貌更加均匀和致密，而掺入铪样品的形貌变差。同时，与未掺杂样品相比较而言，掺钛样品的场发射特性有了提高，而掺铪样品的场发射特性有所下降。掺钛样品之间的比较发现，钛掺入量不宜过多，适量的钛掺入能使得纳米金刚石阴极的场发射性能得到提高。分析表明，这是由金属钛和铪的性质决定的，影响了金刚石与基底Ti的键合反应，从而影响了掺杂纳米金刚石的场发射性能。
研究了钛基金属掺混纳米金刚石的场发射特性，其中，以钛和铪分别和纳米金刚石掺混，采用电泳法制得了阴极样品，并使用SEM和XRD对阴极样品的结构和形貌进行了表征，最后进行场发射特性的测试。结果发现，掺入5 mg的钛样品的形貌更加均匀和致密，而掺入铪样品的形貌变差。同时，与未掺杂样品相比较而言，掺钛样品的场发射特性有了提高，而掺铪样品的场发射特性有所下降。掺钛样品之间的比较发现，钛掺入量不宜过多，适量的钛掺入能使得纳米金刚石阴极的场发射性能得到提高。分析表明，这是由金属钛和铪的性质决定的，影响了金刚石与基底Ti的键合反应，从而影响了掺杂纳米金刚石的场发射性能。
2017, 46(3):622-626.
摘要:
研究了超声波对双辊铸轧的Mg-3wt%Al-1%Zn-0.8?-0.3%Mn合金板带材组织和性能的影响。实验结果表明：超声波辅助镁合金的铸轧可以提高镁合金带材的强度、延伸率和极限深拉比值，在250℃镁合金带材的极限深拉比值可以达到2.16。这些镁合金力学性能和成形能力的提升是由于超声波铸轧过程中，超声波可以细化镁基体的晶粒尺寸，并同时对合金中的Mg17(Al,Zn)12和AlCeMn相起到变质作用。当超声波强度达到800W时，镁基体的晶粒尺寸可以从150μm细化到30μm，而且针状的AlCeMn相可以被变质成球状，从而提高了镁合金的力学性能和成形能力。
研究了超声波对双辊铸轧的Mg-3wt%Al-1%Zn-0.8?-0.3%Mn合金板带材组织和性能的影响。实验结果表明：超声波辅助镁合金的铸轧可以提高镁合金带材的强度、延伸率和极限深拉比值，在250℃镁合金带材的极限深拉比值可以达到2.16。这些镁合金力学性能和成形能力的提升是由于超声波铸轧过程中，超声波可以细化镁基体的晶粒尺寸，并同时对合金中的Mg17(Al,Zn)12和AlCeMn相起到变质作用。当超声波强度达到800W时，镁基体的晶粒尺寸可以从150μm细化到30μm，而且针状的AlCeMn相可以被变质成球状，从而提高了镁合金的力学性能和成形能力。
2017, 46(3):627-633.
摘要:
本文通过磁控溅射技术，在AISI-304不锈钢表面制备了不同Cu含量的Ti-Al-Si-Cu-N纳米复合涂层。通过扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）、纳米压痕仪和自制压痕仪等设备研究了Ti-Al-Si-N 和 Ti-Al-Si-Cu-N 纳米复合涂层的结构和在800℃氧化的行为。研究结果表明：随着涂层中Cu含量的增加，涂层表面的微孔数量减少，涂层更加致密，涂层晶粒尺寸减小，择优取向由（111）向（110）逐渐转变。涂层的硬度由14.76 GPa 增加至19.42 GPa。Cu含量为1.72 at%的Ti-Al-Si-Cu-N 弹性模量最小，为104.5 GPa。 Cu元素对Ti-Al-Si-Cu-N纳米复合涂层抗氧化性能有两方面：一是促进Al元素的扩散，二是在氧化膜表面形成裂纹和微孔缺陷。Ti-Al-Si-N 涂层比Ti-Al-Si-Cu-N涂层具有更好的抗氧化性能。
本文通过磁控溅射技术，在AISI-304不锈钢表面制备了不同Cu含量的Ti-Al-Si-Cu-N纳米复合涂层。通过扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）、纳米压痕仪和自制压痕仪等设备研究了Ti-Al-Si-N 和 Ti-Al-Si-Cu-N 纳米复合涂层的结构和在800℃氧化的行为。研究结果表明：随着涂层中Cu含量的增加，涂层表面的微孔数量减少，涂层更加致密，涂层晶粒尺寸减小，择优取向由（111）向（110）逐渐转变。涂层的硬度由14.76 GPa 增加至19.42 GPa。Cu含量为1.72 at%的Ti-Al-Si-Cu-N 弹性模量最小，为104.5 GPa。 Cu元素对Ti-Al-Si-Cu-N纳米复合涂层抗氧化性能有两方面：一是促进Al元素的扩散，二是在氧化膜表面形成裂纹和微孔缺陷。Ti-Al-Si-N 涂层比Ti-Al-Si-Cu-N涂层具有更好的抗氧化性能。
2017, 46(3):634-639.
摘要:
通过对Ti6Al4V钛合金进行不同工艺的热处理，分析了不同工艺处理后的显微组织，进行了拉伸试验、示波冲击试验测试。研究固溶时效处理对Ti6Al4V钛合金显微组织、力学性能和冲击韧性的影响。利用金相显微镜、环境扫描电镜（ESEM）进一步分析了钛合金的组织、冲击断口特征与力学性能间的关系。结果表明随固溶温度增加，钛合金屈服强度和抗拉强度得到显著提高，塑韧性先增加后降低。优化热处理工艺后，Ti6Al4V钛合金经960 ℃ WQ和500℃ × 4 h AC处理，获得优良综合性能，σ0.2为1050MPa，σb为1120 MPa，Ak为46.22 J。钛合金固溶时效后的组织由β基体和析出的α相组成，片层状β相和小针丛状α相组织提高合金综合性能。
通过对Ti6Al4V钛合金进行不同工艺的热处理，分析了不同工艺处理后的显微组织，进行了拉伸试验、示波冲击试验测试。研究固溶时效处理对Ti6Al4V钛合金显微组织、力学性能和冲击韧性的影响。利用金相显微镜、环境扫描电镜（ESEM）进一步分析了钛合金的组织、冲击断口特征与力学性能间的关系。结果表明随固溶温度增加，钛合金屈服强度和抗拉强度得到显著提高，塑韧性先增加后降低。优化热处理工艺后，Ti6Al4V钛合金经960 ℃ WQ和500℃ × 4 h AC处理，获得优良综合性能，σ0.2为1050MPa，σb为1120 MPa，Ak为46.22 J。钛合金固溶时效后的组织由β基体和析出的α相组成，片层状β相和小针丛状α相组织提高合金综合性能。
2017, 46(3):640-645.
摘要:
镁合金AZ31B和纯钛TA2通过爆炸焊接成功的方法成功实现了连接。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、以及电子能谱(EDS)等测试手段对结合界面的微区结构、元素分布进行了分析。研究了在不同温度热处理后AZ31B和TA2界面之间元素的扩散情况。同时结合显微硬度实验、冲击试验、拉伸试验研究了复合板的力学性能。并对复合板的结合机制进行了一定的探讨。研究结果表明：平直和波浪状结合形貌并存于结合界面。在热处理温度为450?C和490?C、保温时间为4h和8h时，界面元素扩散明显。由于两侧金属发生塑性变形导致界面硬度升高。复合板的各种力学性能均较基板AZ31B镁合金得到了一定程度的提高。
镁合金AZ31B和纯钛TA2通过爆炸焊接成功的方法成功实现了连接。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、以及电子能谱(EDS)等测试手段对结合界面的微区结构、元素分布进行了分析。研究了在不同温度热处理后AZ31B和TA2界面之间元素的扩散情况。同时结合显微硬度实验、冲击试验、拉伸试验研究了复合板的力学性能。并对复合板的结合机制进行了一定的探讨。研究结果表明：平直和波浪状结合形貌并存于结合界面。在热处理温度为450?C和490?C、保温时间为4h和8h时，界面元素扩散明显。由于两侧金属发生塑性变形导致界面硬度升高。复合板的各种力学性能均较基板AZ31B镁合金得到了一定程度的提高。
2017, 46(3):646-650.
摘要:
通过1100℃长期时效100-800小时，研究了一种试验第三代单晶高温合金组织演化规律，结果表明：随着时效时间的增加，枝晶干γ‘相逐渐变得粗大和不规则；而枝晶间γ’相形貌则随着时效时间的延长呈规则立方、合并长大、筏排化规律演化。枝晶干与枝晶间这种不同的γ‘相演化规律主要由合金元素的偏析造成。时效300小时后，枝晶干析出了少量的针状TCP相，随着时效时间增加，枝晶干处TCP相析出量增加；枝晶间直到800小时仍未发现TCP相析出；TEM和EDX分析表明析出相为σ相，富含Re、W元素。
通过1100℃长期时效100-800小时，研究了一种试验第三代单晶高温合金组织演化规律，结果表明：随着时效时间的增加，枝晶干γ‘相逐渐变得粗大和不规则；而枝晶间γ’相形貌则随着时效时间的延长呈规则立方、合并长大、筏排化规律演化。枝晶干与枝晶间这种不同的γ‘相演化规律主要由合金元素的偏析造成。时效300小时后，枝晶干析出了少量的针状TCP相，随着时效时间增加，枝晶干处TCP相析出量增加；枝晶间直到800小时仍未发现TCP相析出；TEM和EDX分析表明析出相为σ相，富含Re、W元素。
2017, 46(3):651-656.
摘要:
本文系统研究了 B 元素对高熵AlCoCrFeNiBx (x denotes the atomic fraction of B element 0, 0.1, 0.25, 0.5, 0.75 and 1.0)合金的微结构和性能的影响。其中添加的B元素含量为0.1时AlCoCrFeNi 高熵合金的形貌从等轴晶转变为枝晶形貌。 其中在等轴晶的内部可以观测到调幅分解结构。当 x>0.1时, 枝晶和调幅分解结构都逐渐消失了，但是越来越多的硼化物开始出现了。这个转变归因于 Cr-B 和Co-B之间高的负混合焓.随着B元素的增加， AlCoCrFeNiBx高熵合金的结构从B2 BCC 结构向B2 BCC FCC 结构的转变, 最后形成了 B2 BCC FCC 以及硼化物的混合结构。 随着B元素的添加硬度值从 HV486.0 下降到了 HV460.7， 然后增加到 HV615.7，其中x=0.1时合金的硬度最低。合金的压缩强度随B元素的增加明显下降，当x=0.25时，合金具有最大的压缩强度，但是当x =0.75时， 由于硼化物的大量生成合金在弹性变形阶段就发生了断裂。随着B含量增多合金的矫顽力和饱和磁化强度开始下降. 下降的矫顽力显示合金具有很好的软磁性能。
本文系统研究了 B 元素对高熵AlCoCrFeNiBx (x denotes the atomic fraction of B element 0, 0.1, 0.25, 0.5, 0.75 and 1.0)合金的微结构和性能的影响。其中添加的B元素含量为0.1时AlCoCrFeNi 高熵合金的形貌从等轴晶转变为枝晶形貌。 其中在等轴晶的内部可以观测到调幅分解结构。当 x>0.1时, 枝晶和调幅分解结构都逐渐消失了，但是越来越多的硼化物开始出现了。这个转变归因于 Cr-B 和Co-B之间高的负混合焓.随着B元素的增加， AlCoCrFeNiBx高熵合金的结构从B2 BCC 结构向B2 BCC FCC 结构的转变, 最后形成了 B2 BCC FCC 以及硼化物的混合结构。 随着B元素的添加硬度值从 HV486.0 下降到了 HV460.7， 然后增加到 HV615.7，其中x=0.1时合金的硬度最低。合金的压缩强度随B元素的增加明显下降，当x=0.25时，合金具有最大的压缩强度，但是当x =0.75时， 由于硼化物的大量生成合金在弹性变形阶段就发生了断裂。随着B含量增多合金的矫顽力和饱和磁化强度开始下降. 下降的矫顽力显示合金具有很好的软磁性能。
2017, 46(3):657-662.
摘要:
利用超声——共沉淀技术制备了一系列EDTA修饰的掺钡纳米氧化镁载体（EDTA-Ba-MgO）及其负载的钌基氨合成催化剂（Ru/EDTA-Ba-MgO）。通过场发射扫描电镜、X射线粉末衍射、氮物理吸附、热重分析仪及H2程序升温还原等方法对载体/催化剂进行表征，结果表明：EDTA的修饰作用改变了钡助剂与载体的作用方式，通过与Ba助剂发生络合作用形成了[Ba(EDTA)]2-，改变了Ba2 的带电性质，使钡助剂在带正电荷的载体表面实现了直接吸附，从而更有利于对钡助剂在Ba-MgO中掺杂量及掺杂形式的调控，最终达到提高催化剂活性的目的。在10 MPa，10000 h?1和425 篊的反应条件下，Ru/EDTA-Ba-MgO催化剂上氨合成速率达到 60.27 mmol/(g?h)，比Ru/Ba-MgO提高了7.4%。
利用超声——共沉淀技术制备了一系列EDTA修饰的掺钡纳米氧化镁载体（EDTA-Ba-MgO）及其负载的钌基氨合成催化剂（Ru/EDTA-Ba-MgO）。通过场发射扫描电镜、X射线粉末衍射、氮物理吸附、热重分析仪及H2程序升温还原等方法对载体/催化剂进行表征，结果表明：EDTA的修饰作用改变了钡助剂与载体的作用方式，通过与Ba助剂发生络合作用形成了[Ba(EDTA)]2-，改变了Ba2 的带电性质，使钡助剂在带正电荷的载体表面实现了直接吸附，从而更有利于对钡助剂在Ba-MgO中掺杂量及掺杂形式的调控，最终达到提高催化剂活性的目的。在10 MPa，10000 h?1和425 篊的反应条件下，Ru/EDTA-Ba-MgO催化剂上氨合成速率达到 60.27 mmol/(g?h)，比Ru/Ba-MgO提高了7.4%。
2017, 46(3):663-668.
摘要:
采用高周拉压疲劳试验，测试了片层Ti-55531合金的室温高周疲劳性能；利用TEM、SEM等分析检测方法，研究了近裂纹源区次生裂纹特征，以及显微组织均匀性对高周疲劳裂纹萌生的影响。结果发现：该片状Ti-55531合金室温高强疲劳强度(σ-1(1×107))可达639 MPa。合金显微组织中含少量晶界α和大量10~50 μm大小的组织不均匀区，疲劳变形时，晶界α处开裂或组织不均匀区内次生αs断裂、αs/βr界面处开裂等萌生微裂纹，促进合金的疲劳失效。
采用高周拉压疲劳试验，测试了片层Ti-55531合金的室温高周疲劳性能；利用TEM、SEM等分析检测方法，研究了近裂纹源区次生裂纹特征，以及显微组织均匀性对高周疲劳裂纹萌生的影响。结果发现：该片状Ti-55531合金室温高强疲劳强度(σ-1(1×107))可达639 MPa。合金显微组织中含少量晶界α和大量10~50 μm大小的组织不均匀区，疲劳变形时，晶界α处开裂或组织不均匀区内次生αs断裂、αs/βr界面处开裂等萌生微裂纹，促进合金的疲劳失效。
2017, 46(3):669-674.
摘要:
采用Equal Channel Angular Pressing (ECAP)技术制备了不同晶粒尺寸的超细晶工业纯钛，通过纳米压痕测试技术对ECAP变形工业纯钛的力学性能进行研究，讨论了加载应变速率和晶粒尺寸对工业纯钛的硬度测试结果的影响，进一步分析了ECAP变形工业纯钛的应变硬化能力和残余应力。结果表明：随着加载应变速率的增加和晶粒尺寸的减小，工业纯钛的硬度值增加。硬度-位移曲线表现出具有硬化效应的压痕尺寸效应（Indentation Size Effect，ISE）。纳米压痕形貌表明：ECAP变形工业纯钛的应变硬化能力降低，存在残余压应力。
采用Equal Channel Angular Pressing (ECAP)技术制备了不同晶粒尺寸的超细晶工业纯钛，通过纳米压痕测试技术对ECAP变形工业纯钛的力学性能进行研究，讨论了加载应变速率和晶粒尺寸对工业纯钛的硬度测试结果的影响，进一步分析了ECAP变形工业纯钛的应变硬化能力和残余应力。结果表明：随着加载应变速率的增加和晶粒尺寸的减小，工业纯钛的硬度值增加。硬度-位移曲线表现出具有硬化效应的压痕尺寸效应（Indentation Size Effect，ISE）。纳米压痕形貌表明：ECAP变形工业纯钛的应变硬化能力降低，存在残余压应力。
2017, 46(3):675-679.
摘要:
本文选择粉末注射成形制备的Ti-12Mo合金为主要研究对象,与粉末冶金冷压烧结制备的纯Ti和TC4合金,以及在口腔材料应用最广的铸造TC4钛合金作对照,研究分析钛及其合金的耐磨性能及磨损机理。结果表明在相同摩擦磨损条件下,Ti-12Mo合金耐磨性要优于冷压烧结制备的纯Ti和TC4合金,与铸造TC4合金相当；Ti-12Mo合金为魏氏体组织,由β相及α相组成,其显微硬度为310HV,其摩擦系数基本保持在0.43左右,低于其他3种钛合金；Ti-12Mo合金磨损机制主要为磨粒磨损。
本文选择粉末注射成形制备的Ti-12Mo合金为主要研究对象,与粉末冶金冷压烧结制备的纯Ti和TC4合金,以及在口腔材料应用最广的铸造TC4钛合金作对照,研究分析钛及其合金的耐磨性能及磨损机理。结果表明在相同摩擦磨损条件下,Ti-12Mo合金耐磨性要优于冷压烧结制备的纯Ti和TC4合金,与铸造TC4合金相当；Ti-12Mo合金为魏氏体组织,由β相及α相组成,其显微硬度为310HV,其摩擦系数基本保持在0.43左右,低于其他3种钛合金；Ti-12Mo合金磨损机制主要为磨粒磨损。
2017, 46(3):680-686.
摘要:
应用XRD、SEM(EDS)和EMPA等方法分析并比较了750℃，SO2气氛对CoCrFeNiTi0.5高熵合金耐碱金属硫酸盐腐蚀行为的影响。结果表明：合金在0.75%SO2气氛中的腐蚀动力学遵循“抛物线”规律，与无硫气氛下的相似；合金表面生成由（Ti,Cr,Fe）氧化物，尖晶石结构复杂氧化物AB2O4以及(Fe,Ni)硫化物组成的腐蚀产物；0.75%SO2的添加可以使氧化膜明显增厚，与基体结合程度变差甚至剥离，腐蚀影响区孔隙度增大，裂纹长大，腐蚀深度增加。分析认为：CoCrFeNiTi0.5高熵合金在无硫气氛下的腐蚀归因于保护性氧化膜与低熔点共晶体的形成以及Cr2O3在熔融态硫酸盐中的碱性熔融；在含硫气氛下的腐蚀则与合金元素的氧化、金属氧化物的硫酸盐化以及三元共晶复合盐的形成和合金元素Fe在熔盐中的溶解反应相关；腐蚀过程中，伴生合金元素在腐蚀影响区的硫化。
应用XRD、SEM(EDS)和EMPA等方法分析并比较了750℃，SO2气氛对CoCrFeNiTi0.5高熵合金耐碱金属硫酸盐腐蚀行为的影响。结果表明：合金在0.75%SO2气氛中的腐蚀动力学遵循“抛物线”规律，与无硫气氛下的相似；合金表面生成由（Ti,Cr,Fe）氧化物，尖晶石结构复杂氧化物AB2O4以及(Fe,Ni)硫化物组成的腐蚀产物；0.75%SO2的添加可以使氧化膜明显增厚，与基体结合程度变差甚至剥离，腐蚀影响区孔隙度增大，裂纹长大，腐蚀深度增加。分析认为：CoCrFeNiTi0.5高熵合金在无硫气氛下的腐蚀归因于保护性氧化膜与低熔点共晶体的形成以及Cr2O3在熔融态硫酸盐中的碱性熔融；在含硫气氛下的腐蚀则与合金元素的氧化、金属氧化物的硫酸盐化以及三元共晶复合盐的形成和合金元素Fe在熔盐中的溶解反应相关；腐蚀过程中，伴生合金元素在腐蚀影响区的硫化。
2017, 46(3):687-692.
摘要:
对Zr-Sn-Nb合金带材在25℃、200℃、400℃下进行拉伸试验，采用背散射电子衍射技术(EBSD)研究了织构对锆合金力学性能的影响。结果表明，带材具有较强的{0001}基面双峰织构，[0002]基轴在TD-ND平面内，并向TD方向倾斜约30°，大晶粒多为{0001}< >和{0001}< >取向，小晶粒为{0001}< >取向。织构造成带材力学性能呈现各向异性，σs在TD方向最高，在RD方向最低；σb在RD方向最高，在45°方向最低。随着温度的升高，σs与σb都有所降低，Δσs与Δσb也随之减小，且Δσs较Δσb受温度的影响更为明显。带材的延伸率随温度升高而增加，但400℃时的延伸率较200℃时的低，晶界强度的下降以及动态应变时效是造成这种现象的主要原因。
对Zr-Sn-Nb合金带材在25℃、200℃、400℃下进行拉伸试验，采用背散射电子衍射技术(EBSD)研究了织构对锆合金力学性能的影响。结果表明，带材具有较强的{0001}基面双峰织构，[0002]基轴在TD-ND平面内，并向TD方向倾斜约30°，大晶粒多为{0001}< >和{0001}< >取向，小晶粒为{0001}< >取向。织构造成带材力学性能呈现各向异性，σs在TD方向最高，在RD方向最低；σb在RD方向最高，在45°方向最低。随着温度的升高，σs与σb都有所降低，Δσs与Δσb也随之减小，且Δσs较Δσb受温度的影响更为明显。带材的延伸率随温度升高而增加，但400℃时的延伸率较200℃时的低，晶界强度的下降以及动态应变时效是造成这种现象的主要原因。
2017, 46(3):693-698.
摘要:
采用超音速等离子喷涂在45#钢基体上制备Ni60合金涂层,对预制的涂层分别进行高频感应重熔和感应重熔 强制冷却处理。借助OM、SEM、XRD、显微硬度计和销盘式摩擦磨损试验机对3种涂层的组织结构、显微硬度分布及摩擦磨损性能进行分析,研究Ni60合金涂层组织结构及其性能的演变特征。结果表明：3种涂层组织结构差异较大,单纯感应重熔涂层使喷涂涂层组织结构细密化,感应重熔 强制冷却的涂层形成了外延型生长的定向晶结构。喷涂层涂层硬度自内向外呈明显下降趋势,而后续处理的两种涂层均表现为自内向外略为增加趋势,导致喷涂涂层尽管有较高的平均硬度,但表层硬度低于其他两种涂层。三种涂层均有很好的耐磨性能,但后续处理使涂层的摩擦系数明显增大,耐磨性能显著增强,尤其附加强制冷却的涂层表现出更加优异的耐磨性能,其平均磨损率低于喷涂涂层约8.5倍和单纯感应重熔涂层约2倍。
采用超音速等离子喷涂在45#钢基体上制备Ni60合金涂层,对预制的涂层分别进行高频感应重熔和感应重熔 强制冷却处理。借助OM、SEM、XRD、显微硬度计和销盘式摩擦磨损试验机对3种涂层的组织结构、显微硬度分布及摩擦磨损性能进行分析,研究Ni60合金涂层组织结构及其性能的演变特征。结果表明：3种涂层组织结构差异较大,单纯感应重熔涂层使喷涂涂层组织结构细密化,感应重熔 强制冷却的涂层形成了外延型生长的定向晶结构。喷涂层涂层硬度自内向外呈明显下降趋势,而后续处理的两种涂层均表现为自内向外略为增加趋势,导致喷涂涂层尽管有较高的平均硬度,但表层硬度低于其他两种涂层。三种涂层均有很好的耐磨性能,但后续处理使涂层的摩擦系数明显增大,耐磨性能显著增强,尤其附加强制冷却的涂层表现出更加优异的耐磨性能,其平均磨损率低于喷涂涂层约8.5倍和单纯感应重熔涂层约2倍。
2017, 46(3):699-703.
摘要:
高强度高电导Cu-Nb微观复合材料具有纳米结构的Nb芯丝和纯Cu层，材料的尺寸效应促使力学性能呈规律变化。 本文通过不同线材尺寸的应力应变曲线测试研究了材料强度随内部Nb芯丝尺寸的变化规律，通过纳米压痕手段分析了材料弹性模量和纳米压痕值随随材料尺寸的变化特征。结果表明，材料的强度实测值远大于混合定律计算的理论值，且随Nb芯丝尺寸的减小强度呈指数增加，Nb芯丝纳米硬度值也随尺寸的减小显著增加。与电子自由程相关的界面电子散射作用是影响材料电导的主要因素。
高强度高电导Cu-Nb微观复合材料具有纳米结构的Nb芯丝和纯Cu层，材料的尺寸效应促使力学性能呈规律变化。 本文通过不同线材尺寸的应力应变曲线测试研究了材料强度随内部Nb芯丝尺寸的变化规律，通过纳米压痕手段分析了材料弹性模量和纳米压痕值随随材料尺寸的变化特征。结果表明，材料的强度实测值远大于混合定律计算的理论值，且随Nb芯丝尺寸的减小强度呈指数增加，Nb芯丝纳米硬度值也随尺寸的减小显著增加。与电子自由程相关的界面电子散射作用是影响材料电导的主要因素。
2017, 46(3):704-710.
摘要:
本文利用真空原位还原碳化反应制得超细/纳米WC-10Co-4Cr复合粉末，经团聚造粒获得喷涂用复合粉末喂料，采用超音速火焰系统（HVOF）制备出超细/纳米结构的WC-10Co-4Cr涂层。利用结合X射线衍射和透射电子显微镜对涂层的物相、显微组织结构、元素分布特征等进行了系统表征，并对涂层耐磨性、耐蚀性进行了测试分析。结果表明：采用原位反应合成的超细/纳米WC-10Co-4Cr复合粉末制备的超细/纳米结构的WC-10Co-4Cr涂层，具有优良的耐磨性和耐腐蚀性。涂层以WC为主相，含有非晶结构的粘结相Co(Cr)，同时存在少量六方晶体结构的W2C相和非晶复相W2C Co(Cr)。对涂层中元素Co和Cr的分布进行了量化分析，得到其从WC晶粒到相界到共晶区再到Co区的变化规律。结合WC-10Co-4Cr复合粉末和超音速火焰喷涂工艺的特点，阐释了Cr在WC-10Co-4Cr涂层分布状态的形成原因，并讨论了对涂层性能的影响。
本文利用真空原位还原碳化反应制得超细/纳米WC-10Co-4Cr复合粉末，经团聚造粒获得喷涂用复合粉末喂料，采用超音速火焰系统（HVOF）制备出超细/纳米结构的WC-10Co-4Cr涂层。利用结合X射线衍射和透射电子显微镜对涂层的物相、显微组织结构、元素分布特征等进行了系统表征，并对涂层耐磨性、耐蚀性进行了测试分析。结果表明：采用原位反应合成的超细/纳米WC-10Co-4Cr复合粉末制备的超细/纳米结构的WC-10Co-4Cr涂层，具有优良的耐磨性和耐腐蚀性。涂层以WC为主相，含有非晶结构的粘结相Co(Cr)，同时存在少量六方晶体结构的W2C相和非晶复相W2C Co(Cr)。对涂层中元素Co和Cr的分布进行了量化分析，得到其从WC晶粒到相界到共晶区再到Co区的变化规律。结合WC-10Co-4Cr复合粉末和超音速火焰喷涂工艺的特点，阐释了Cr在WC-10Co-4Cr涂层分布状态的形成原因，并讨论了对涂层性能的影响。
2017, 46(3):711-715.
摘要:
本文对电解渗氢后的N18锆合金进行了扫描电镜下原位拉伸试验，观察了裂纹在氢化物中的萌发与扩展过程，研究了氢化物对拉伸性能和断裂行为的影响。研究发现，拉伸时试样会发生颈缩，基体断口上存在大量韧窝，呈韧性断裂，使渗氢后的N18锆合金具有一定的塑性。小裂纹在带状氢化物簇中萌发并迅速扩展，但基体对小裂纹的扩展有钝化作用，使小裂纹转化成孔洞。断口表面上，脆性氢化物与基体之间还会形成二次裂纹，其形状和分布与氢化物的形状和分布相似。孔洞与二次裂纹都会使含氢锆合金的塑性降低。
本文对电解渗氢后的N18锆合金进行了扫描电镜下原位拉伸试验，观察了裂纹在氢化物中的萌发与扩展过程，研究了氢化物对拉伸性能和断裂行为的影响。研究发现，拉伸时试样会发生颈缩，基体断口上存在大量韧窝，呈韧性断裂，使渗氢后的N18锆合金具有一定的塑性。小裂纹在带状氢化物簇中萌发并迅速扩展，但基体对小裂纹的扩展有钝化作用，使小裂纹转化成孔洞。断口表面上，脆性氢化物与基体之间还会形成二次裂纹，其形状和分布与氢化物的形状和分布相似。孔洞与二次裂纹都会使含氢锆合金的塑性降低。
2017, 46(3):716-721.
摘要:
综合运用OM、 XRD、FEGSEM和HRTEM手段分析了Mg-6Gd-2Y合金铸态、固溶态和时效态的显微组织特征及演变过程。Mg-6Gd-2Y合金铸态组织主要由α(Mg)和呈不连续网状的Mg5(Gd,Y)相组成，在紧邻Mg5(Gd,Y)处有少量非平衡凝固相Mg2(Gd,Y)；对合金进行520℃固溶处理，随固溶时间延长，半连续状Mg5(Gd,Y)相尺寸逐渐缩小，直至溶解，并在晶界形成大量细小fcc结构的富稀土相Mg (Gd,Y) 2，明显阻止了α(Mg)晶粒的长大；合金在175℃~225℃时效处理时，175℃时效硬化效果最明显，时效析出过程包括：时效初期(4-32h)，过饱和α(Mg)析出β″相；快速析出期(32-100h)，α(Mg)析出β′相，100h达到峰值时效，析出相为β″、β′相；过时效期区(>100h)，β′相尺寸逐渐增大，并转化成β1和向稳定的β相转变。
综合运用OM、 XRD、FEGSEM和HRTEM手段分析了Mg-6Gd-2Y合金铸态、固溶态和时效态的显微组织特征及演变过程。Mg-6Gd-2Y合金铸态组织主要由α(Mg)和呈不连续网状的Mg5(Gd,Y)相组成，在紧邻Mg5(Gd,Y)处有少量非平衡凝固相Mg2(Gd,Y)；对合金进行520℃固溶处理，随固溶时间延长，半连续状Mg5(Gd,Y)相尺寸逐渐缩小，直至溶解，并在晶界形成大量细小fcc结构的富稀土相Mg (Gd,Y) 2，明显阻止了α(Mg)晶粒的长大；合金在175℃~225℃时效处理时，175℃时效硬化效果最明显，时效析出过程包括：时效初期(4-32h)，过饱和α(Mg)析出β″相；快速析出期(32-100h)，α(Mg)析出β′相，100h达到峰值时效，析出相为β″、β′相；过时效期区(>100h)，β′相尺寸逐渐增大，并转化成β1和向稳定的β相转变。
2017, 46(3):722-727.
摘要:
本研究采用内镶测温偶原位测量的方法测定了AZ31B 镁合金在不同轧制工艺条件下的温度变化过程。结果表明：整个温度变化过程分为变形过程（0.02~0.08s）和温度均匀过程（0.8~1.2s）。这两个阶段的温升值都与压下量正相关，而与初轧温度反相关。在200℃45%压下量轧制时两温升值分别达到80℃和35℃。在此基础上建立经验公式来预测温升。变形热引起的温升效应显著影响轧板的组织和再结晶行为。
本研究采用内镶测温偶原位测量的方法测定了AZ31B 镁合金在不同轧制工艺条件下的温度变化过程。结果表明：整个温度变化过程分为变形过程（0.02~0.08s）和温度均匀过程（0.8~1.2s）。这两个阶段的温升值都与压下量正相关，而与初轧温度反相关。在200℃45%压下量轧制时两温升值分别达到80℃和35℃。在此基础上建立经验公式来预测温升。变形热引起的温升效应显著影响轧板的组织和再结晶行为。
2017, 46(3):728-734.
摘要:
利用XRD、SEM、TEM、EDS等测试方法对Mg-8.07Al-0.53Zn-1.36Nd镁合金微观组织结构进行了表征与分析,并采用原位拉伸试验研究了合金显微组织对裂纹萌生及扩展行为的影响。研究结果表明：试验合金组织中主要包括α-Mg基体,β-Mg17Al12,α β共晶相,Al11Nd3针状相和Al2Nd颗粒相。Al2Nd存在孪晶结构,孪晶面为{11-1},Al11Nd3存在连续的凹凸界面结构。合金室温原位拉伸试验结果显示：裂纹主要在粗大的β-Mg17Al12相内部萌生,裂纹扩展方式包括沿晶扩展和穿晶扩展方式。裂纹穿晶扩展主要归因于沿晶界分布的Al11Nd3、Al2Nd相与周围组织界面结合能力较强,Al11Nd3凹凸界面对基体与共晶组织的啮合作用显著。
利用XRD、SEM、TEM、EDS等测试方法对Mg-8.07Al-0.53Zn-1.36Nd镁合金微观组织结构进行了表征与分析,并采用原位拉伸试验研究了合金显微组织对裂纹萌生及扩展行为的影响。研究结果表明：试验合金组织中主要包括α-Mg基体,β-Mg17Al12,α β共晶相,Al11Nd3针状相和Al2Nd颗粒相。Al2Nd存在孪晶结构,孪晶面为{11-1},Al11Nd3存在连续的凹凸界面结构。合金室温原位拉伸试验结果显示：裂纹主要在粗大的β-Mg17Al12相内部萌生,裂纹扩展方式包括沿晶扩展和穿晶扩展方式。裂纹穿晶扩展主要归因于沿晶界分布的Al11Nd3、Al2Nd相与周围组织界面结合能力较强,Al11Nd3凹凸界面对基体与共晶组织的啮合作用显著。
2017, 46(3):735-739.
摘要:
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理，计算了Al-La与Al-Y二元合金中金属间化合物的基态特征，在此基础上，研究了稀土La与Y元素在Al中的溶解度，并讨论了稀土铝合金中析出相的力学性能。结果表明，Al-La和Al-Y合金中的最稳定相均为Al2RE金属间化合物。对于含有微量稀土元素的铝合金中的优先析出相，Al3Y(R-3M)较Al3Y(PM-3M)和Al11La3(IMMM)具有更好的稳定性和强化效果。La和Y在Al中的溶解度计算结果显示，与La相比，Y在Al具有较高的溶解度。综合弹性模量和溶解度的结果可知，微量Y可以更加有效的达到强化Al合金基体的效果。
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理，计算了Al-La与Al-Y二元合金中金属间化合物的基态特征，在此基础上，研究了稀土La与Y元素在Al中的溶解度，并讨论了稀土铝合金中析出相的力学性能。结果表明，Al-La和Al-Y合金中的最稳定相均为Al2RE金属间化合物。对于含有微量稀土元素的铝合金中的优先析出相，Al3Y(R-3M)较Al3Y(PM-3M)和Al11La3(IMMM)具有更好的稳定性和强化效果。La和Y在Al中的溶解度计算结果显示，与La相比，Y在Al具有较高的溶解度。综合弹性模量和溶解度的结果可知，微量Y可以更加有效的达到强化Al合金基体的效果。
2017, 46(3):740-746.
摘要:
本文采用固/液熔接法制备了CuW/ZL101A整体材料，并对CuW/ZL101A扩散溶解层组织结构与形成机制进行了研究。实验表明，当熔接条件为(690-705)℃?0min可以获得良好的结合界面，其界面结合为扩散与溶解结合，结合界面扩散溶解层主要由平面状扩散溶解层、柱状方向性扩散溶解层、共晶扩散溶解层三部分组成，其生长方向均趋于沿界面法线方向生长，利用扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪观察和分析了各扩散溶解层的新相组成。以705℃?0min为例，分析了整体界面扩散溶解层组织结构演变和形成机理：平面状扩散溶解层和柱状方向性扩散层，分别由铜钨界面原子沿CuW界面形核结晶横向生长连成整体形成小平面状扩散溶解层，再转向正常纵向生长所形成；共晶扩散溶解层是由接近及远离共晶成分点的铝铜，形成层片状伪共晶及网状离异共晶组织；以熔接690℃保温不同时间对界面扩散溶解层的影响可知：随着熔接时间延长，界面扩散溶解层形貌相似，无明显新相层的形成，仅扩散厚度存在差异。
本文采用固/液熔接法制备了CuW/ZL101A整体材料，并对CuW/ZL101A扩散溶解层组织结构与形成机制进行了研究。实验表明，当熔接条件为(690-705)℃?0min可以获得良好的结合界面，其界面结合为扩散与溶解结合，结合界面扩散溶解层主要由平面状扩散溶解层、柱状方向性扩散溶解层、共晶扩散溶解层三部分组成，其生长方向均趋于沿界面法线方向生长，利用扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪观察和分析了各扩散溶解层的新相组成。以705℃?0min为例，分析了整体界面扩散溶解层组织结构演变和形成机理：平面状扩散溶解层和柱状方向性扩散层，分别由铜钨界面原子沿CuW界面形核结晶横向生长连成整体形成小平面状扩散溶解层，再转向正常纵向生长所形成；共晶扩散溶解层是由接近及远离共晶成分点的铝铜，形成层片状伪共晶及网状离异共晶组织；以熔接690℃保温不同时间对界面扩散溶解层的影响可知：随着熔接时间延长，界面扩散溶解层形貌相似，无明显新相层的形成，仅扩散厚度存在差异。
2017, 46(3):747-753.
摘要:
为了进一步对比不同成分医用b型钛合金的显微组织和力学性能,本文采用机械球磨 放电等离子烧结的方法制备出高强度低模量的超细晶β型Ti28Nb2Zr8Sn合金。XRD和SEM测试表明,60h球磨后的终态合金粉末经放电等离子烧结后,获得的超细晶块体合金为完全的bcc结构；TEM分析表明,超细晶块体合金中bcc b-Ti的晶粒为等轴状,其尺寸约为500-1000nm,远小于铸造法制备同类合金几十微米的晶粒尺寸；力学性能测试表明,随升温速率增大或保温时间减少,超细晶块体合金的压缩强度逐渐增大,弹性模量逐渐减少。在烧结温度为900℃、升温速率为150℃/min且保温时间为0min的烧结条件下,得到的超细晶块体合金晶粒最细小,其压缩强度达到最大(2675MPa),对应的断裂应变也最大(0.54),且其弹性模量也最低(31.6GPa)；同时,该合金试样的加工硬化指数0.073远高于Ti6Al4V合金,这说明其加工硬化和塑性变形能力远远优于Ti-6Al-4V合金,故能够承受更大的载荷和经历更大的变形,可作为一种优异的生物医用金属材料的候选材料。
为了进一步对比不同成分医用b型钛合金的显微组织和力学性能,本文采用机械球磨 放电等离子烧结的方法制备出高强度低模量的超细晶β型Ti28Nb2Zr8Sn合金。XRD和SEM测试表明,60h球磨后的终态合金粉末经放电等离子烧结后,获得的超细晶块体合金为完全的bcc结构；TEM分析表明,超细晶块体合金中bcc b-Ti的晶粒为等轴状,其尺寸约为500-1000nm,远小于铸造法制备同类合金几十微米的晶粒尺寸；力学性能测试表明,随升温速率增大或保温时间减少,超细晶块体合金的压缩强度逐渐增大,弹性模量逐渐减少。在烧结温度为900℃、升温速率为150℃/min且保温时间为0min的烧结条件下,得到的超细晶块体合金晶粒最细小,其压缩强度达到最大(2675MPa),对应的断裂应变也最大(0.54),且其弹性模量也最低(31.6GPa)；同时,该合金试样的加工硬化指数0.073远高于Ti6Al4V合金,这说明其加工硬化和塑性变形能力远远优于Ti-6Al-4V合金,故能够承受更大的载荷和经历更大的变形,可作为一种优异的生物医用金属材料的候选材料。
2017, 46(3):754-759.
摘要:
研究了Al含量对TiAl合金微观组织及压缩力学性能的影响，并分析了其破坏机理。研究发现，Al含量对TiAl合金微观组织影响显著。通过真空自耗电弧冶炼方法制备的Ti-46Al(at％)合金的组织为全层片组织，层片团粗大，呈现柱状晶特征；而Ti-50Al(at％)合金的组织为双态组织，三维连通的网状γ相将粗大的铸造组织分割成细小的层片团。力学性能研究发现，与Ti-50Al(at％)合金相比，无论是在准静态还是动态压缩加载条件下，Ti-46Al(at％)合金都表现出较高的屈服强度，较低的抗压强度以及较差的塑性变形能力。破坏机理分析表明，准静态压缩加载条件下，在Ti-46Al(at％)合金中，微孔在γ/α2层片团的α2相中萌生并聚集形成裂纹；而在Ti-50Al(at％)合金中，微孔同时在γ/α2层片团中α2相中以及三维连通的网状γ相中萌生，微孔聚集形成裂纹并扩展；动态压缩加载条件下，在Ti-46Al(at％)合金中，在γ/α2层片团中存在大量的α2相与γ相的相界，由于加载时间短，在相界处易引起位错塞积而导致应力集中，致使微裂纹在相界处迅速萌生并扩展；而在Ti-50Al(at％)合金中，微裂纹不仅在γ/α2层片团中α2相与γ相的相界处萌生，同时也会在三维连通的网状γ相中迅速萌生并扩展，直至材料破坏。
研究了Al含量对TiAl合金微观组织及压缩力学性能的影响，并分析了其破坏机理。研究发现，Al含量对TiAl合金微观组织影响显著。通过真空自耗电弧冶炼方法制备的Ti-46Al(at％)合金的组织为全层片组织，层片团粗大，呈现柱状晶特征；而Ti-50Al(at％)合金的组织为双态组织，三维连通的网状γ相将粗大的铸造组织分割成细小的层片团。力学性能研究发现，与Ti-50Al(at％)合金相比，无论是在准静态还是动态压缩加载条件下，Ti-46Al(at％)合金都表现出较高的屈服强度，较低的抗压强度以及较差的塑性变形能力。破坏机理分析表明，准静态压缩加载条件下，在Ti-46Al(at％)合金中，微孔在γ/α2层片团的α2相中萌生并聚集形成裂纹；而在Ti-50Al(at％)合金中，微孔同时在γ/α2层片团中α2相中以及三维连通的网状γ相中萌生，微孔聚集形成裂纹并扩展；动态压缩加载条件下，在Ti-46Al(at％)合金中，在γ/α2层片团中存在大量的α2相与γ相的相界，由于加载时间短，在相界处易引起位错塞积而导致应力集中，致使微裂纹在相界处迅速萌生并扩展；而在Ti-50Al(at％)合金中，微裂纹不仅在γ/α2层片团中α2相与γ相的相界处萌生，同时也会在三维连通的网状γ相中迅速萌生并扩展，直至材料破坏。
2017, 46(3):760-764.
摘要:
利用电子束熔丝成形技术制备了TC18钛合金试样，研究了相同热处理工艺条件下，不同送丝方式对电子束熔丝成形TC18钛合金组织与性能的影响。结果表明：电子束熔丝成形件经热处理后，两种工艺对应的宏观组织均为异常粗大的β柱状晶，但是单丝工艺晶粒尺寸较双丝工艺细小；两种工艺成形后显微组织均为片状初生α相、β转变组织及晶界α相，单丝片状初生α相含量多于双丝，且片间距小于双丝；单丝工艺对应的塑性及稳定性均高于双丝，强度略低于双丝。
利用电子束熔丝成形技术制备了TC18钛合金试样，研究了相同热处理工艺条件下，不同送丝方式对电子束熔丝成形TC18钛合金组织与性能的影响。结果表明：电子束熔丝成形件经热处理后，两种工艺对应的宏观组织均为异常粗大的β柱状晶，但是单丝工艺晶粒尺寸较双丝工艺细小；两种工艺成形后显微组织均为片状初生α相、β转变组织及晶界α相，单丝片状初生α相含量多于双丝，且片间距小于双丝；单丝工艺对应的塑性及稳定性均高于双丝，强度略低于双丝。
2017, 46(3):765-769.
摘要:
利用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备高硬度陶瓷涂层，研究其表面抗微动磨损性能。结果显示陶瓷涂层主晶相为Al2TiO5相，硬度不均匀，由结合层向表面呈现先增高后降低的趋势，最高硬度达1150 HV0.05，远高于钛合金基体的硬度。微动磨损试验结果表明，陶瓷层的致密层起到主要防护作用。磨损初期阶段，疏松层脱落、细化、堆积同时伴随摩擦副较为严重的磨损；稳定阶段为滑动磨损，致密层磨损轻微，摩擦副磨损严重，钛合金磨屑由摩擦副向致密层转移。
利用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备高硬度陶瓷涂层，研究其表面抗微动磨损性能。结果显示陶瓷涂层主晶相为Al2TiO5相，硬度不均匀，由结合层向表面呈现先增高后降低的趋势，最高硬度达1150 HV0.05，远高于钛合金基体的硬度。微动磨损试验结果表明，陶瓷层的致密层起到主要防护作用。磨损初期阶段，疏松层脱落、细化、堆积同时伴随摩擦副较为严重的磨损；稳定阶段为滑动磨损，致密层磨损轻微，摩擦副磨损严重，钛合金磨屑由摩擦副向致密层转移。
2017, 46(3):770-776.
摘要:
为评价一次爆炸复合工艺制备的钛/铝/钛三层复合板的界面结合性能，利用SEM、EDS对钛/铝/钛复合板的双层界面组织形貌以及界面元素分布进行了表征；对钛/铝/钛三层复合板进行了拉伸实验和弯曲变形实验。研究结果表明：复合板界面主要由波状界面和平直状界面构成；铝元素与钛元素在界面上发生了互扩散；拉伸和弯曲变形结果表明，一次爆炸复合工艺制备的钛/铝/钛三层复合板具有较大的抗拉强度和优良的界面结合性能，可以承受后续较大的二次塑性变形。
为评价一次爆炸复合工艺制备的钛/铝/钛三层复合板的界面结合性能，利用SEM、EDS对钛/铝/钛复合板的双层界面组织形貌以及界面元素分布进行了表征；对钛/铝/钛三层复合板进行了拉伸实验和弯曲变形实验。研究结果表明：复合板界面主要由波状界面和平直状界面构成；铝元素与钛元素在界面上发生了互扩散；拉伸和弯曲变形结果表明，一次爆炸复合工艺制备的钛/铝/钛三层复合板具有较大的抗拉强度和优良的界面结合性能，可以承受后续较大的二次塑性变形。
2017, 46(3):777-782.
摘要:
采用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜对Nb-35Ti-4C合金热处理前后的相组成、界面结构、组织演变及力学行为进行研究。结果表明：热处理前后合金均由Nbss和(Nb, Ti)C构成。热处理过程中Nbss内部析出长条状的二次(Nb, Ti)C；(Nb, Ti)C内则析出规则分布的条状二次Nbss。二次Nbss依附于fcc (Nb, Ti)C的密排面(111)面形核，与母相(Nb, Ti)C满足(N-W)位相关系： ， 。碳化物与Nbss具有洁净良好的界面结合。热处理后单相(Nb, Ti)C变为(Nb, Ti)C 二次Nbss的共析组织，纳米压痕测试表明共析组织转变降低了碳化物的脆性，提高了合金的韧性。
采用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜对Nb-35Ti-4C合金热处理前后的相组成、界面结构、组织演变及力学行为进行研究。结果表明：热处理前后合金均由Nbss和(Nb, Ti)C构成。热处理过程中Nbss内部析出长条状的二次(Nb, Ti)C；(Nb, Ti)C内则析出规则分布的条状二次Nbss。二次Nbss依附于fcc (Nb, Ti)C的密排面(111)面形核，与母相(Nb, Ti)C满足(N-W)位相关系： ， 。碳化物与Nbss具有洁净良好的界面结合。热处理后单相(Nb, Ti)C变为(Nb, Ti)C 二次Nbss的共析组织，纳米压痕测试表明共析组织转变降低了碳化物的脆性，提高了合金的韧性。
2017, 46(3):783-789.
摘要:
Ti-6Al-4V合金目前应用最广，成为钛合金的典型代表。本文提出应用机械合金化制备Ti-6Al-4V粉末，实验结果表明：采用机械合金化可以制备纳米晶Ti-6Al-4V合金粉，其反应机理以扩散为主，且该固态反应是缺陷能和碰撞能共同作用的结果；且随球磨时间延长，部分V固溶于Ti中形成置换固溶体Ti(V)，球磨过程中没有中间相生成。球磨40小时后都能获得纳米晶， 60小时的粉末为纳米晶和多晶的混合物，晶粒尺寸小于60 ；60小时后晶粒尺寸变化缓慢。球磨后Ti、Al、V的原子比近似为90:6:4，与Ti-6Al-4V元素成分一致，也即球磨后获得Ti-6Al-4V合金粉末。
Ti-6Al-4V合金目前应用最广，成为钛合金的典型代表。本文提出应用机械合金化制备Ti-6Al-4V粉末，实验结果表明：采用机械合金化可以制备纳米晶Ti-6Al-4V合金粉，其反应机理以扩散为主，且该固态反应是缺陷能和碰撞能共同作用的结果；且随球磨时间延长，部分V固溶于Ti中形成置换固溶体Ti(V)，球磨过程中没有中间相生成。球磨40小时后都能获得纳米晶， 60小时的粉末为纳米晶和多晶的混合物，晶粒尺寸小于60 ；60小时后晶粒尺寸变化缓慢。球磨后Ti、Al、V的原子比近似为90:6:4，与Ti-6Al-4V元素成分一致，也即球磨后获得Ti-6Al-4V合金粉末。
2017, 46(3):790-795.
摘要:
通过先化学镀后电镀的方法制得“基材-化学镀Ni-P层-电镀Ni-Co-Mn层”的复合层，采用金相观测、纳米压痕、纳米划痕、SEM、EDS等方法研究了镀层的力学性能及耐热腐蚀性能。结果表明，复合层的弹性模量与纳米硬度与电镀层相近，比单一化学镀层略低；复合层与基材结合得较好，复合层中两种镀层亦结合得较好，结合力超出纳米划痕的最大测量值28N，比单一电镀层与基材的结合力大；化学镀层与电镀层的组织致密度较高，耐热腐蚀性及抗氧化性较好，且化学镀层稍优于电镀层；先化学镀后电镀的工艺比单一电镀的结合牢固，比单一化学镀的镀层生长速率要快，且热腐蚀后与基材的结合力提升很多。
通过先化学镀后电镀的方法制得“基材-化学镀Ni-P层-电镀Ni-Co-Mn层”的复合层，采用金相观测、纳米压痕、纳米划痕、SEM、EDS等方法研究了镀层的力学性能及耐热腐蚀性能。结果表明，复合层的弹性模量与纳米硬度与电镀层相近，比单一化学镀层略低；复合层与基材结合得较好，复合层中两种镀层亦结合得较好，结合力超出纳米划痕的最大测量值28N，比单一电镀层与基材的结合力大；化学镀层与电镀层的组织致密度较高，耐热腐蚀性及抗氧化性较好，且化学镀层稍优于电镀层；先化学镀后电镀的工艺比单一电镀的结合牢固，比单一化学镀的镀层生长速率要快，且热腐蚀后与基材的结合力提升很多。
2017, 46(3):796-801.
摘要:
采用硬度与电导率测试、拉伸试验、晶间腐蚀和剥落腐蚀试验、XRD、扫描电镜（SEM）、电子背散射衍射检验(EBSD)等方法，研究了预回复退火对Al-11.5Zn-3.5Mg-2.3Cu-0.24Zr铝合金挤压材固溶-T652处理组织与性能的影响。结果表明：与未经预回复退火相比，预回复退火可有效抑制合金的再结晶，细化晶粒尺寸，降低平均晶界角度，显著提高低角度晶界百分比；预回复退火能够保持同等抗拉强度的情况下，提高该合金的屈服强度和抗腐蚀性能；位错强化和低角度晶界强化是合金的屈服强度提高的主要因素。
采用硬度与电导率测试、拉伸试验、晶间腐蚀和剥落腐蚀试验、XRD、扫描电镜（SEM）、电子背散射衍射检验(EBSD)等方法，研究了预回复退火对Al-11.5Zn-3.5Mg-2.3Cu-0.24Zr铝合金挤压材固溶-T652处理组织与性能的影响。结果表明：与未经预回复退火相比，预回复退火可有效抑制合金的再结晶，细化晶粒尺寸，降低平均晶界角度，显著提高低角度晶界百分比；预回复退火能够保持同等抗拉强度的情况下，提高该合金的屈服强度和抗腐蚀性能；位错强化和低角度晶界强化是合金的屈服强度提高的主要因素。
2017, 46(3):802-806.
摘要:
采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了Gd3 /Ga3 双掺杂的石榴石型Yb3-xGdxAl5-xGaxO12固溶体陶瓷材料 (x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5;YGAGO)。结果表明：Gd3 /Ga3 共掺杂的YGAGO保持了石榴石相结构；随着Gd3 /Ga3 掺杂量的增加,固溶体样品的衍射峰位整体向低角度偏移；SEM形貌表明Yb3Al5O12材料的微观形貌由纳米级晶粒和高密度晶界构成；大离子Gd3 与Ga3 分别对Yb3Al5O12晶体结构中Yb3 与Al3 晶格位的取代,不仅因引入的点缺陷明显降低了材料的热导率,同时还造成石榴石型Yb3Al5O12晶体结构的松弛,利于热膨胀系数的提高。随着Gd3 /Ga3 掺杂量的增加,晶体中点缺陷浓度不断升高,声子平均自由程不断减小,使得YGAGO的热导率在x=0.5时达到最低值(λ=1.67W/m.K,T=1273K),热膨胀系数达到最高值(ɑl=11.71×10-6 K-1,T=1273K)。
采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了Gd3 /Ga3 双掺杂的石榴石型Yb3-xGdxAl5-xGaxO12固溶体陶瓷材料 (x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5;YGAGO)。结果表明：Gd3 /Ga3 共掺杂的YGAGO保持了石榴石相结构；随着Gd3 /Ga3 掺杂量的增加,固溶体样品的衍射峰位整体向低角度偏移；SEM形貌表明Yb3Al5O12材料的微观形貌由纳米级晶粒和高密度晶界构成；大离子Gd3 与Ga3 分别对Yb3Al5O12晶体结构中Yb3 与Al3 晶格位的取代,不仅因引入的点缺陷明显降低了材料的热导率,同时还造成石榴石型Yb3Al5O12晶体结构的松弛,利于热膨胀系数的提高。随着Gd3 /Ga3 掺杂量的增加,晶体中点缺陷浓度不断升高,声子平均自由程不断减小,使得YGAGO的热导率在x=0.5时达到最低值(λ=1.67W/m.K,T=1273K),热膨胀系数达到最高值(ɑl=11.71×10-6 K-1,T=1273K)。
2017, 46(3):807-811.
摘要:
采用超音速等离子喷涂在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面制备了纳米和微米WC-Co涂层，并对比了两种涂层的孔隙率、结合强度、硬度和耐磨性。结果表明，纳米涂层的致密性和结合强度均高于微米涂层，其孔隙率仅为0.56%，结合强度大于69.2 MPa；纳米涂层和微米涂层的硬度是基体的3.9和3.8倍，硬度值从涂层的表面到底部逐渐增加；基体磨损为磨粒磨损 粘着磨损 层状剥落，两种涂层磨损均为磨粒磨损。纳米涂层的孔隙率低、硬度高、表面抗压性强使其表现出更优的耐磨性。
采用超音速等离子喷涂在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面制备了纳米和微米WC-Co涂层，并对比了两种涂层的孔隙率、结合强度、硬度和耐磨性。结果表明，纳米涂层的致密性和结合强度均高于微米涂层，其孔隙率仅为0.56%，结合强度大于69.2 MPa；纳米涂层和微米涂层的硬度是基体的3.9和3.8倍，硬度值从涂层的表面到底部逐渐增加；基体磨损为磨粒磨损 粘着磨损 层状剥落，两种涂层磨损均为磨粒磨损。纳米涂层的孔隙率低、硬度高、表面抗压性强使其表现出更优的耐磨性。
2017, 46(3):812-817.
摘要:
利用激光增材制造技术，在6063Al基体表面制备了Ni60-Y2O3合金层，并通过金相显微镜、XRD、SEM和电化学腐蚀测试仪等设备进行分析和测试，研究稀土Y2O3对6063Al表面激光增材制造镍基合金层与基体结合界面处的组织结构及耐腐蚀性能的影响。结果表明，镍基合金层与基体结合界面处呈冶金结合，与未添加稀土的Ni60合金层相比，Ni60- Y2O3合金层的气孔和裂纹大幅降低，孔隙率减小，晶粒度变大且细化作用明显，晶粒分布较弥散，具有较好的组织形貌；Ni60合金层表面主要相结构为β-NiAl (Cr)、Al3Ni、AlNi3、Al等，添加Y2O3后的合金层中出现了Y2O3、YAl3、AlNiY、Ni17Y2等稀土化合物的衍射峰；耐腐蚀性研究表明，在1mol/L H2SO4溶液中，添加Y2O3的Ni60合金层的耐酸腐蚀性是Ni60合金层的4.07倍；在3.5% NaCl溶液中，Ni60-Y2O3合金层的耐腐蚀性是Ni60合金层的4.3倍；在1mol/L NaOH溶液中，Ni60- Y2O3合金层的耐腐蚀性是Ni60合金层的2.3倍。可见，加入稀土Y2O3 使Ni60合金层晶粒细化、组织改善，并明显提高了合金层的耐腐蚀性能。
利用激光增材制造技术，在6063Al基体表面制备了Ni60-Y2O3合金层，并通过金相显微镜、XRD、SEM和电化学腐蚀测试仪等设备进行分析和测试，研究稀土Y2O3对6063Al表面激光增材制造镍基合金层与基体结合界面处的组织结构及耐腐蚀性能的影响。结果表明，镍基合金层与基体结合界面处呈冶金结合，与未添加稀土的Ni60合金层相比，Ni60- Y2O3合金层的气孔和裂纹大幅降低，孔隙率减小，晶粒度变大且细化作用明显，晶粒分布较弥散，具有较好的组织形貌；Ni60合金层表面主要相结构为β-NiAl (Cr)、Al3Ni、AlNi3、Al等，添加Y2O3后的合金层中出现了Y2O3、YAl3、AlNiY、Ni17Y2等稀土化合物的衍射峰；耐腐蚀性研究表明，在1mol/L H2SO4溶液中，添加Y2O3的Ni60合金层的耐酸腐蚀性是Ni60合金层的4.07倍；在3.5% NaCl溶液中，Ni60-Y2O3合金层的耐腐蚀性是Ni60合金层的4.3倍；在1mol/L NaOH溶液中，Ni60- Y2O3合金层的耐腐蚀性是Ni60合金层的2.3倍。可见，加入稀土Y2O3 使Ni60合金层晶粒细化、组织改善，并明显提高了合金层的耐腐蚀性能。
2017, 46(3):818-823.
摘要:
本文采用直流射频耦合磁控溅射技术，以AZO(2 wt % Al2O3 )陶瓷靶为靶材，在玻璃基片上低温沉积AZO薄膜，并采用质量分数为0.5%的HCl溶液刻蚀制备绒面AZO薄膜，通过XRD、SEM、分光光度计、霍尔效应测试系统、光电雾度仪等设备重点研究工作压强对直流射频耦合磁控溅射制备AZO薄膜的晶相结构、表面形貌、光电性能以及后期制绒的影响。研究表明，直流射频耦合磁控溅射可以在低温下制备性能优异的AZO薄膜，且随着工作压强的减少，致密性增加，光电性能改善，后期刻蚀得到具有良好陷光作用的绒面结构。在工作压强0.5Pa下，低温制备的AZO薄膜电阻率达到3.55?0-4Ω?cm，薄膜可见光透过达到88.36%，刻蚀后电阻率为4.19?0-4Ω?cm，可见光透过率89.59%，雾度达24.7%。
本文采用直流射频耦合磁控溅射技术，以AZO(2 wt % Al2O3 )陶瓷靶为靶材，在玻璃基片上低温沉积AZO薄膜，并采用质量分数为0.5%的HCl溶液刻蚀制备绒面AZO薄膜，通过XRD、SEM、分光光度计、霍尔效应测试系统、光电雾度仪等设备重点研究工作压强对直流射频耦合磁控溅射制备AZO薄膜的晶相结构、表面形貌、光电性能以及后期制绒的影响。研究表明，直流射频耦合磁控溅射可以在低温下制备性能优异的AZO薄膜，且随着工作压强的减少，致密性增加，光电性能改善，后期刻蚀得到具有良好陷光作用的绒面结构。在工作压强0.5Pa下，低温制备的AZO薄膜电阻率达到3.55?0-4Ω?cm，薄膜可见光透过达到88.36%，刻蚀后电阻率为4.19?0-4Ω?cm，可见光透过率89.59%，雾度达24.7%。
2017, 46(3):824-828.
摘要:
采用自牺牲模板法制得了多孔MnCo2O4.5。即以硫酸钴和硫酸锰为原料，草酸为沉淀剂，通过水热技术预先合成出板块状草酸盐前驱体，继而将前驱体进行焙烧以脱除CO2和H2O，从而原位得到良好保持板块状形貌的多孔MnCo2O4.5。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸附-脱附等对样品的物相、形貌及孔结构进行了表征。借助差示扫描量热(DSC)技术评价了多孔MnCo2O4.5对AP的热分解催化性能。结果表明，多孔MnCo2O4.5对AP热分解过程具有良好的催化活性，添加2%(w)的MnCo2O4.5可使AP的高温分解峰值温度降低128℃，表观分解热提高557 J/g。
采用自牺牲模板法制得了多孔MnCo2O4.5。即以硫酸钴和硫酸锰为原料，草酸为沉淀剂，通过水热技术预先合成出板块状草酸盐前驱体，继而将前驱体进行焙烧以脱除CO2和H2O，从而原位得到良好保持板块状形貌的多孔MnCo2O4.5。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸附-脱附等对样品的物相、形貌及孔结构进行了表征。借助差示扫描量热(DSC)技术评价了多孔MnCo2O4.5对AP的热分解催化性能。结果表明，多孔MnCo2O4.5对AP热分解过程具有良好的催化活性，添加2%(w)的MnCo2O4.5可使AP的高温分解峰值温度降低128℃，表观分解热提高557 J/g。
2017, 46(3):829-834.
摘要:
以精锻M42喷射成形高速钢为原料,通过热处理正交试验,优化了材料热处理工艺,并分析了不同热处理制度下材料显微组织、硬度、抗弯强度及碳化物的演变规律。结果显示,最佳热处理工艺为：淬火保温温度1180℃；回火温度540℃；回火3次,每次1小时。该工艺下,M42洛氏硬度达到67.2 HRC,抗弯强度达到3115MPa。淬火保温温度通过控制M6C型碳化物的熔解量,影响最终碳化物的尺寸。 淬火温度为1190℃时,M6C型碳化物充分熔解,回火过程碳化物均匀弥散析出。
以精锻M42喷射成形高速钢为原料,通过热处理正交试验,优化了材料热处理工艺,并分析了不同热处理制度下材料显微组织、硬度、抗弯强度及碳化物的演变规律。结果显示,最佳热处理工艺为：淬火保温温度1180℃；回火温度540℃；回火3次,每次1小时。该工艺下,M42洛氏硬度达到67.2 HRC,抗弯强度达到3115MPa。淬火保温温度通过控制M6C型碳化物的熔解量,影响最终碳化物的尺寸。 淬火温度为1190℃时,M6C型碳化物充分熔解,回火过程碳化物均匀弥散析出。
2017, 46(3):835-840.
摘要:
采用高能球磨与热压工艺，在1500℃、25 MPa 压力下制备了CNTs和Ti掺杂的W基合金。利用三点弯曲法和单边缺口梁法(SENB)分别对合金的弯曲强度和断裂韧性进行了测试。使用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析仪对合金的微观组织形貌进行了观察与分析。结果表明：单独掺杂 CNTs和Ti都可以改善W合金的烧结性能，制备的W-0.1CNTs和W-5Ti合金的致密度显著提高，但晶粒尺寸较大。而同时掺杂 CNTs和Ti不仅可以改善W合金的烧结性能，而且可以明显抑制W晶粒长大；CNTs含量对W合金力学性能有明显的影响，对于W-5Ti-0.1CNTs合金，力学性能最好，其硬度、弯曲强度和断裂韧性分别为7.32GPa、654.3MPa、10.13MPa?m1/2；断口微观组织形貌分析表明，单纯加入CNTs或Ti，断裂方式是以沿晶断裂为主，Ti的加入，在W晶粒的三重粒界处形成Ti(W)固溶体；而同时加入CNTs和Ti所制备的W合金，晶粒大大细化，断裂方式由沿晶断裂转变为沿晶断裂和穿晶解理断裂的混合模式，CNTs和Ti的同时加入对W基材料起到了很好的增强增韧效果。
采用高能球磨与热压工艺，在1500℃、25 MPa 压力下制备了CNTs和Ti掺杂的W基合金。利用三点弯曲法和单边缺口梁法(SENB)分别对合金的弯曲强度和断裂韧性进行了测试。使用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析仪对合金的微观组织形貌进行了观察与分析。结果表明：单独掺杂 CNTs和Ti都可以改善W合金的烧结性能，制备的W-0.1CNTs和W-5Ti合金的致密度显著提高，但晶粒尺寸较大。而同时掺杂 CNTs和Ti不仅可以改善W合金的烧结性能，而且可以明显抑制W晶粒长大；CNTs含量对W合金力学性能有明显的影响，对于W-5Ti-0.1CNTs合金，力学性能最好，其硬度、弯曲强度和断裂韧性分别为7.32GPa、654.3MPa、10.13MPa?m1/2；断口微观组织形貌分析表明，单纯加入CNTs或Ti，断裂方式是以沿晶断裂为主，Ti的加入，在W晶粒的三重粒界处形成Ti(W)固溶体；而同时加入CNTs和Ti所制备的W合金，晶粒大大细化，断裂方式由沿晶断裂转变为沿晶断裂和穿晶解理断裂的混合模式，CNTs和Ti的同时加入对W基材料起到了很好的增强增韧效果。
2017, 46(3):841-846.
摘要:
采用一步微波有机溶胶法制备了系列20% Pt/C燃料电池催化剂。考察了微波条件下，不同硝酸浓度氧化处理碳粉的表面、微波反应时间以及还原剂乙二醇（EG）的用量等因素对催化剂电催化活性的影响。 实验发现：无论是阳极还是阴极反应, 处理碳粉时硝酸浓度为40%、微波反应时间70秒时制备的催化剂活性最好；然而, 阳极甲醇氧化时制备催化剂EG用量较少活性高, 阴极氧还原时EG用量较多反而有利。采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、循环伏安法（CV）等方法对催化剂进行测试, 结果表明不同考察因素对于活性组分的结构、晶型及粒径没有太大影响, 但对电化学活性比表面积和电催化活性有显著影响。
采用一步微波有机溶胶法制备了系列20% Pt/C燃料电池催化剂。考察了微波条件下，不同硝酸浓度氧化处理碳粉的表面、微波反应时间以及还原剂乙二醇（EG）的用量等因素对催化剂电催化活性的影响。 实验发现：无论是阳极还是阴极反应, 处理碳粉时硝酸浓度为40%、微波反应时间70秒时制备的催化剂活性最好；然而, 阳极甲醇氧化时制备催化剂EG用量较少活性高, 阴极氧还原时EG用量较多反而有利。采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、循环伏安法（CV）等方法对催化剂进行测试, 结果表明不同考察因素对于活性组分的结构、晶型及粒径没有太大影响, 但对电化学活性比表面积和电催化活性有显著影响。
2017, 46(3):847-852.
摘要:
本文主要研究了泡沫钛孔隙表面生长二氧化钛纳米管的制备方法及二氧化钛纳米管的生长机理。利用与制备多孔陶瓷类似的方式，通过高温真空烧结法，制备了多孔泡沫钛镍合金。对该泡沫合金进行了表面改性，通过阳极氧化法在多孔泡沫钛镍合金的孔隙表面生成了二氧化钛纳米管结构。借助于扫描电镜的观测和分析，对该二氧化钛纳米管的生长机理进行了表征和研究，同时考察了阳极氧化电压和时间对二氧化钛纳米管结构形貌的影响。
本文主要研究了泡沫钛孔隙表面生长二氧化钛纳米管的制备方法及二氧化钛纳米管的生长机理。利用与制备多孔陶瓷类似的方式，通过高温真空烧结法，制备了多孔泡沫钛镍合金。对该泡沫合金进行了表面改性，通过阳极氧化法在多孔泡沫钛镍合金的孔隙表面生成了二氧化钛纳米管结构。借助于扫描电镜的观测和分析，对该二氧化钛纳米管的生长机理进行了表征和研究，同时考察了阳极氧化电压和时间对二氧化钛纳米管结构形貌的影响。
2017, 46(3):853-856.
摘要:
利用包套热等静压（HIP）烧结在900 ℃温度和110 MPa压力下烧结1 h实现了铜金刚石复合材料的制备，并对复合材料的显微结构和热学性能进行了研究，结果表明：该材料中金刚石分布均匀且未发生石墨化。随着金刚石体积分数的增加，复合材料的致密度、热导率与热膨胀系数下降。制得样品中的最高致密度和热导率分别为98.5%和305 W/mK。和热压烧结（HP）及放电等离子体烧结（SPS）相比，热等静压制得的铜金刚石复合材料的热导率达到相同水平甚至更高。可见，热等静压在制备铜金刚石复合材料上拥有很大潜力。
利用包套热等静压（HIP）烧结在900 ℃温度和110 MPa压力下烧结1 h实现了铜金刚石复合材料的制备，并对复合材料的显微结构和热学性能进行了研究，结果表明：该材料中金刚石分布均匀且未发生石墨化。随着金刚石体积分数的增加，复合材料的致密度、热导率与热膨胀系数下降。制得样品中的最高致密度和热导率分别为98.5%和305 W/mK。和热压烧结（HP）及放电等离子体烧结（SPS）相比，热等静压制得的铜金刚石复合材料的热导率达到相同水平甚至更高。可见，热等静压在制备铜金刚石复合材料上拥有很大潜力。
49 透氢钒基合金膜
2017, 46(3):857-863.
摘要:
目前工业上分离高纯氢气应用最多的是致密金属膜，尤其是钯银合金膜。钯、银属于贵金属，大规模应用成本高。 钒基合金膜拥有比钯银合金膜更高的透氢率、机械强度和较低的成本，且氢脆抗力较纯钒得到很大提高，成为潜在的替代钯银合金膜的材料之一。 本文综述了钒基合金膜材料的研究现状，催化层对透氢性能的影响以及钒基合金膜的制备方法，并对未来的发展趋势进行了展望。
目前工业上分离高纯氢气应用最多的是致密金属膜，尤其是钯银合金膜。钯、银属于贵金属，大规模应用成本高。 钒基合金膜拥有比钯银合金膜更高的透氢率、机械强度和较低的成本，且氢脆抗力较纯钒得到很大提高，成为潜在的替代钯银合金膜的材料之一。 本文综述了钒基合金膜材料的研究现状，催化层对透氢性能的影响以及钒基合金膜的制备方法，并对未来的发展趋势进行了展望。
2017, 46(3):864-868.
摘要:
具有铁磁性形状记忆效应的Heusler合金Ni2MnGa颇具发展潜力，在新型智能材料的研究中倍受关注。本文综述了理论计算方法第一性原理在Ni2MnGa合金的四方变形、声子软化和磁性能等方面的研究进展；Ni、Ti和Co等掺杂元素在Ni2MnGa合金中的最优占位及其对电子结构、马氏体转变温度TM和居里温度TC的影响。
具有铁磁性形状记忆效应的Heusler合金Ni2MnGa颇具发展潜力，在新型智能材料的研究中倍受关注。本文综述了理论计算方法第一性原理在Ni2MnGa合金的四方变形、声子软化和磁性能等方面的研究进展；Ni、Ti和Co等掺杂元素在Ni2MnGa合金中的最优占位及其对电子结构、马氏体转变温度TM和居里温度TC的影响。
