2017年第46卷第6期文章目次
2017, 46(6):1457-1462.
摘要:
为了提高TC4钛合金表面硬度和微观组织,采用高频电子束扫描对TC4钛合金表面进行处理。为了获得良好的电子束高频扫描工艺参数,分别研究了电子束能量、聚焦电流、扫描频率等工艺参数调整时,TC4钛合金表面硬度和微观组织变化。将经过不同工艺处理的TC4钛合金,分别检测了表面硬度、表面组织、硬化层深度、硬化层内部组织。研究结果表明：与未经处理的TC4母材相比,经过电子束高频扫描处理的TC4钛合金表面硬度增加了40Mpa以上；随着电子束能量增加,影响深度将会增大；聚焦电流在小范围内调整,将会获得较高的表面硬度；处理区域的表面硬度逐渐减小,晶粒增大；其它工艺参数不变时,随着扫描次数增大,表面硬度逐渐降低,影响层的晶粒将会逐渐粗化。
为了提高TC4钛合金表面硬度和微观组织,采用高频电子束扫描对TC4钛合金表面进行处理。为了获得良好的电子束高频扫描工艺参数,分别研究了电子束能量、聚焦电流、扫描频率等工艺参数调整时,TC4钛合金表面硬度和微观组织变化。将经过不同工艺处理的TC4钛合金,分别检测了表面硬度、表面组织、硬化层深度、硬化层内部组织。研究结果表明：与未经处理的TC4母材相比,经过电子束高频扫描处理的TC4钛合金表面硬度增加了40Mpa以上；随着电子束能量增加,影响深度将会增大；聚焦电流在小范围内调整,将会获得较高的表面硬度；处理区域的表面硬度逐渐减小,晶粒增大；其它工艺参数不变时,随着扫描次数增大,表面硬度逐渐降低,影响层的晶粒将会逐渐粗化。
2017, 46(6):1463-1468.
摘要:
工业纯钛TA2中低温蠕变行为存在显著的温度及应力相关性。基于外加应力水平和蠕变应变的变化关系，确定不同蠕变温度下的门槛应力水平。根据短时蠕变实验数据，利用包含稳态蠕变速率的本构方程外推稳态蠕变速率，而后进行两组相对长时的蠕变实验，证明了工业纯钛中低温蠕变是存在稳态蠕变阶段的。利用稳态蠕变速率与应力关系，计算出工业纯钛室温蠕变应力指数为6.96，也说明了外推稳态蠕变速率的可靠性。由中低温蠕变激活能随着蠕变进行变化不大（≈60KJ/mol），且一直大于以位错为变形主导机制的变形激活能（30-40KJ/mol），表明孪晶对于工业纯钛中低温蠕变发展整个阶段均起重要作用。根据蠕变后试样孪晶结构随温度的变化解释了TA2蠕变行为的温度相关性，同时也证明了孪晶对于TA2蠕变行为的重要性.
工业纯钛TA2中低温蠕变行为存在显著的温度及应力相关性。基于外加应力水平和蠕变应变的变化关系，确定不同蠕变温度下的门槛应力水平。根据短时蠕变实验数据，利用包含稳态蠕变速率的本构方程外推稳态蠕变速率，而后进行两组相对长时的蠕变实验，证明了工业纯钛中低温蠕变是存在稳态蠕变阶段的。利用稳态蠕变速率与应力关系，计算出工业纯钛室温蠕变应力指数为6.96，也说明了外推稳态蠕变速率的可靠性。由中低温蠕变激活能随着蠕变进行变化不大（≈60KJ/mol），且一直大于以位错为变形主导机制的变形激活能（30-40KJ/mol），表明孪晶对于工业纯钛中低温蠕变发展整个阶段均起重要作用。根据蠕变后试样孪晶结构随温度的变化解释了TA2蠕变行为的温度相关性，同时也证明了孪晶对于TA2蠕变行为的重要性.
2017, 46(6):1469-1473.
摘要:
考虑到细观累计损伤与微观结构的相互关系,对CuW合金的二维代表体单元施加循环载荷,应用Darveaux模型分析了CuW合金的累计损伤以及所引起的裂纹演变。分析结果表明：塑性滑移带首先形成于CuW合金的铜相区,随着循环次数的增加,细观损伤及裂纹萌生于钨颗粒的棱角处并沿着其边缘扩展,微裂纹的扩展路径主要受钨颗粒的分布状况影响,而烧结颈在一定程度上迟滞了微裂纹的扩展速度。
考虑到细观累计损伤与微观结构的相互关系,对CuW合金的二维代表体单元施加循环载荷,应用Darveaux模型分析了CuW合金的累计损伤以及所引起的裂纹演变。分析结果表明：塑性滑移带首先形成于CuW合金的铜相区,随着循环次数的增加,细观损伤及裂纹萌生于钨颗粒的棱角处并沿着其边缘扩展,微裂纹的扩展路径主要受钨颗粒的分布状况影响,而烧结颈在一定程度上迟滞了微裂纹的扩展速度。
2017, 46(6):1474-1479.
摘要:
根据金属纤维烧结结点在不同方向是椭圆-椭圆结构,基于传统的表面扩散数学模型,建立了椭圆-椭圆模型。用水平集方法对模型进行数值求解,实现了金属纤维的二维模拟。此外,提出了三维重构方法描述烧结金属纤维复杂的三维几何结构。夹角为30°的两根金属纤维烧结的二维模拟和三维重构结果与实验结果相符,这说明本文的二维模型和三维重构方法是正确的。另外,数值模拟结果表明：从两根金属纤维的钝角平分线方向到锐角平分线方向,烧结颈的生长速率增大。
根据金属纤维烧结结点在不同方向是椭圆-椭圆结构,基于传统的表面扩散数学模型,建立了椭圆-椭圆模型。用水平集方法对模型进行数值求解,实现了金属纤维的二维模拟。此外,提出了三维重构方法描述烧结金属纤维复杂的三维几何结构。夹角为30°的两根金属纤维烧结的二维模拟和三维重构结果与实验结果相符,这说明本文的二维模型和三维重构方法是正确的。另外,数值模拟结果表明：从两根金属纤维的钝角平分线方向到锐角平分线方向,烧结颈的生长速率增大。
2017, 46(6):1480-1485.
摘要:
在水杨酸钠溶液中采用循环伏安法在AZ31镁合金表面分别电聚合聚吡咯(PPy)膜和聚吡咯-钼酸根膜(PPy-MoO42-)。利用扫描电子显微镜（SEM）观测PPy膜和PPy-MoO42-膜层腐蚀前后的表面形貌，衰减全反射红外光谱（ATR-IR）反映了PPy膜和PPy-MoO42-膜的特征吸收峰，研究了MoO42-的存在对PPy特征吸收峰的影响。使用四探针法测量薄膜的表面电阻；采用开路电位（OCP），电化学交流阻抗谱（EIS）和动电位极化曲线测试PPy膜和PPy-MoO42-膜在3.5%NaCl溶液中浸泡12h后的耐腐蚀性能。结果显示，PPy-MoO42-膜层更紧凑，PPy-MoO42-膜层的腐蚀电流密度比PPy膜的低三个数量级。钼酸根的存在使得PPy-MoO42-膜的表面电阻比PPy膜小，且PPy-MoO42-膜的耐腐蚀性能较好。
在水杨酸钠溶液中采用循环伏安法在AZ31镁合金表面分别电聚合聚吡咯(PPy)膜和聚吡咯-钼酸根膜(PPy-MoO42-)。利用扫描电子显微镜（SEM）观测PPy膜和PPy-MoO42-膜层腐蚀前后的表面形貌，衰减全反射红外光谱（ATR-IR）反映了PPy膜和PPy-MoO42-膜的特征吸收峰，研究了MoO42-的存在对PPy特征吸收峰的影响。使用四探针法测量薄膜的表面电阻；采用开路电位（OCP），电化学交流阻抗谱（EIS）和动电位极化曲线测试PPy膜和PPy-MoO42-膜在3.5%NaCl溶液中浸泡12h后的耐腐蚀性能。结果显示，PPy-MoO42-膜层更紧凑，PPy-MoO42-膜层的腐蚀电流密度比PPy膜的低三个数量级。钼酸根的存在使得PPy-MoO42-膜的表面电阻比PPy膜小，且PPy-MoO42-膜的耐腐蚀性能较好。
2017, 46(6):1486-1490.
摘要:
研究了Ti6Al4V合金在不同置氢温度、保温时间和氢压下的吸氢行为,利用光学显微镜研究了氢在钛合金中的分布规律。研究结果表明,Ti6Al4V合金的氢含量是由置氢温度、保温时间和氢压来控制的。随着置氢温度的升高,氢含量先增加后降低。随着氢压的增加,氢含量直线增加。钛合金的吸氢过程实质上是氢的扩散过程,随着保温时间的增加,合金中的氢分布逐渐趋于一致。
研究了Ti6Al4V合金在不同置氢温度、保温时间和氢压下的吸氢行为,利用光学显微镜研究了氢在钛合金中的分布规律。研究结果表明,Ti6Al4V合金的氢含量是由置氢温度、保温时间和氢压来控制的。随着置氢温度的升高,氢含量先增加后降低。随着氢压的增加,氢含量直线增加。钛合金的吸氢过程实质上是氢的扩散过程,随着保温时间的增加,合金中的氢分布逐渐趋于一致。
2017, 46(6):1491-1496.
摘要:
文章模拟了燃料包壳用Zr-Nb合金管材在RIA事故工况下的失效行为,研究了温度和升压速率对管材爆破性能的影响。不同温度下快速爆破时的升压速率分别为293K时0.97GPa/s,473K时0.62GPa/s,623K时0.49GPa/s；参考ASTM标准实施的爆破试验在各温度下的升压速率均为0.23MPa/s。结果表明,爆破温度升高,管材爆破强度降低,破口的环向延伸率升高,管材的均匀延伸率受温度影响不明显。所有测试条件下管材均呈鼓包失效,破口沿轴向延伸,升压速率高,破口更宽。温度越高,管材塑性增加,破口长度减小。
文章模拟了燃料包壳用Zr-Nb合金管材在RIA事故工况下的失效行为,研究了温度和升压速率对管材爆破性能的影响。不同温度下快速爆破时的升压速率分别为293K时0.97GPa/s,473K时0.62GPa/s,623K时0.49GPa/s；参考ASTM标准实施的爆破试验在各温度下的升压速率均为0.23MPa/s。结果表明,爆破温度升高,管材爆破强度降低,破口的环向延伸率升高,管材的均匀延伸率受温度影响不明显。所有测试条件下管材均呈鼓包失效,破口沿轴向延伸,升压速率高,破口更宽。温度越高,管材塑性增加,破口长度减小。
2017, 46(6):1497-1502.
摘要:
本文中，采用反应磁控溅射技术在304不锈钢基片上沉积Ti-Al-Si-Cu-N涂层。通过扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、纳米压痕仪、划痕仪和球盘式摩擦磨损试验机研究了不同的基材温度对涂层结构和摩擦学性能的影响。结果表明：随着沉积温度从室温升至250 oC，涂层变得表面平滑，结构致密。硬度和弹性模量随沉积温度的升高而升高。划痕实验表明：当沉积温度分别为室温，150 oC 和250 oC时，临界载荷为3.85 N, 3.45 N 和5.10 N。当沉积温度为250 oC时，涂层的摩擦系数和磨损量最小，磨损机制主要为磨粒磨损摩擦过程中产生的磨屑主要来自GCr15不锈钢珠。在较低的沉积温度下，涂层的磨损机理主要为脆性断裂和磨粒磨损。
本文中，采用反应磁控溅射技术在304不锈钢基片上沉积Ti-Al-Si-Cu-N涂层。通过扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、纳米压痕仪、划痕仪和球盘式摩擦磨损试验机研究了不同的基材温度对涂层结构和摩擦学性能的影响。结果表明：随着沉积温度从室温升至250 oC，涂层变得表面平滑，结构致密。硬度和弹性模量随沉积温度的升高而升高。划痕实验表明：当沉积温度分别为室温，150 oC 和250 oC时，临界载荷为3.85 N, 3.45 N 和5.10 N。当沉积温度为250 oC时，涂层的摩擦系数和磨损量最小，磨损机制主要为磨粒磨损摩擦过程中产生的磨屑主要来自GCr15不锈钢珠。在较低的沉积温度下，涂层的磨损机理主要为脆性断裂和磨粒磨损。
2017, 46(6):1503-1507.
摘要:
在纯钛相变温度下，利用等电位空心阴极辉光放电技术在纯钛表面进行无氢渗碳处理。分别利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对试样的表面形貌、成分分布和相组成进行分析；利用摩擦磨损试验仪对试样的摩擦学性能进行研究；利用电化学工作站，在常温静态条件下对试样在3.5%NaCl水溶液的耐蚀性能进行研究；结果显示，经过无氢渗碳处理，在纯钛表面形成了高硬度的合金改性层，改性层的最大厚度是7.5 μm，最大显微硬度是1298 HV0.2，是基体硬度的5.43倍。由于表面硬度的提高，试样的耐磨性能也显著增强，试样的平均摩擦系数是0.312，较原始试样的0.746明显降低。在3.5%NaCl水溶液中，试样的最低年腐蚀速率是原始试样的1/11。因此，在保证基体力学性能的前提下，试样的耐磨耐蚀性能明显提高。
在纯钛相变温度下，利用等电位空心阴极辉光放电技术在纯钛表面进行无氢渗碳处理。分别利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对试样的表面形貌、成分分布和相组成进行分析；利用摩擦磨损试验仪对试样的摩擦学性能进行研究；利用电化学工作站，在常温静态条件下对试样在3.5%NaCl水溶液的耐蚀性能进行研究；结果显示，经过无氢渗碳处理，在纯钛表面形成了高硬度的合金改性层，改性层的最大厚度是7.5 μm，最大显微硬度是1298 HV0.2，是基体硬度的5.43倍。由于表面硬度的提高，试样的耐磨性能也显著增强，试样的平均摩擦系数是0.312，较原始试样的0.746明显降低。在3.5%NaCl水溶液中，试样的最低年腐蚀速率是原始试样的1/11。因此，在保证基体力学性能的前提下，试样的耐磨耐蚀性能明显提高。
2017, 46(6):1508-1511.
摘要:
基于热弹塑性理论建立了等离子喷涂羟基磷灰石涂层的热-力耦合模型。一方面,通过引入变形对温度的影响项对经典的Fourier瞬态热传导方程进行了修正,另一方面,在考虑了温度软化效应、应变硬化效应、和应变率强化效应后,采用适用于高温、高应变率条件下的Johnson-Cook模型作为本构方程。基于上述耦合模型,采用有限元方法对涂层内的残余应力场进行了模拟,同时还模拟了基体预热温度以及涂层厚度对残余应力的影响。为了验证数值模拟的可靠性,还采用“材料去除”的实验技术测试了涂层在界面处的残余应力。结果表明：在界面边缘有明显的应力集中；适当提高基体的预热温度有利于减小残余应力；涂层的残余应力随厚度的增加而增大。
基于热弹塑性理论建立了等离子喷涂羟基磷灰石涂层的热-力耦合模型。一方面,通过引入变形对温度的影响项对经典的Fourier瞬态热传导方程进行了修正,另一方面,在考虑了温度软化效应、应变硬化效应、和应变率强化效应后,采用适用于高温、高应变率条件下的Johnson-Cook模型作为本构方程。基于上述耦合模型,采用有限元方法对涂层内的残余应力场进行了模拟,同时还模拟了基体预热温度以及涂层厚度对残余应力的影响。为了验证数值模拟的可靠性,还采用“材料去除”的实验技术测试了涂层在界面处的残余应力。结果表明：在界面边缘有明显的应力集中；适当提高基体的预热温度有利于减小残余应力；涂层的残余应力随厚度的增加而增大。
2017, 46(6):1512-1517.
摘要:
钛广泛用于整形外科产品的制造,但其本质上属于生物惰性材料,因此必须通过表面改性改善骨传导性。镁(Mg)离子参与人体骨的新陈代谢,在骨组织的生长和矿化各阶段发挥着重要的生理作用,鉴于此,本研究通过一种简单可行的方法对钛表面进行镁离子改性。主要实验过程如下：首先将纯钛放入高浓度氢氧化钠(NaOH)溶液中进行碱化处理,然后再转移至稀氯化镁(MgCl2)溶液中进行离子交换,最后进行热处理,在纯钛试样表面形成了含有钛酸镁成分的3D纳米网状结构。对试样的表面形貌、粗糙度和化学组成进行了分析；考察了试样在模拟人工体液中诱导羟基磷灰石的能力；以牛血清白蛋白为模型,研究了表面改性对纯钛蛋白吸附能力的影响；评价了MC3T3-E1成骨细胞在试样表面的附着、铺展和增殖。与钠(Na)离子改性相比,镁离子改性加快了羟基磷灰石在试样表面的沉积,并明显促进了蛋白吸附,此外,镁离子改性促进了成骨细胞附着、铺展及随后的增殖。本研究所提出的方法能明显改善纯钛的生骨传导性,可用于种植体制造。
钛广泛用于整形外科产品的制造,但其本质上属于生物惰性材料,因此必须通过表面改性改善骨传导性。镁(Mg)离子参与人体骨的新陈代谢,在骨组织的生长和矿化各阶段发挥着重要的生理作用,鉴于此,本研究通过一种简单可行的方法对钛表面进行镁离子改性。主要实验过程如下：首先将纯钛放入高浓度氢氧化钠(NaOH)溶液中进行碱化处理,然后再转移至稀氯化镁(MgCl2)溶液中进行离子交换,最后进行热处理,在纯钛试样表面形成了含有钛酸镁成分的3D纳米网状结构。对试样的表面形貌、粗糙度和化学组成进行了分析；考察了试样在模拟人工体液中诱导羟基磷灰石的能力；以牛血清白蛋白为模型,研究了表面改性对纯钛蛋白吸附能力的影响；评价了MC3T3-E1成骨细胞在试样表面的附着、铺展和增殖。与钠(Na)离子改性相比,镁离子改性加快了羟基磷灰石在试样表面的沉积,并明显促进了蛋白吸附,此外,镁离子改性促进了成骨细胞附着、铺展及随后的增殖。本研究所提出的方法能明显改善纯钛的生骨传导性,可用于种植体制造。
2017, 46(6):1518-1523.
摘要:
为了探讨C5191磷青铜在高应变速率条件下的动态响应,解决高速冲压工艺问题,本文利用电子万能试验机和分离式Hopkinson拉杆装置对C5191磷青铜分别进行应变速率为0.001S-1和500S-1、1000S-1、1500S-1的准静态和动态拉伸试验,结合SEM和TEM等手段,研究了C5191磷青铜的动态拉伸性能及其变形机制。结果表明：C5191磷青铜高应变速率动态拉伸与准静态条件相比较,其屈服强度和抗拉强度分别提升了32.77%和11.07%；应变硬化指数由0.075增加到0.251；材料强度应变速率敏感指数由0.005变化到0.022,呈现出明显的应变速率敏感性；高应变速率动态拉伸过程中,位错运动速度加快,导致位错“近程阻力”加大,使C5191磷青铜的变形抗力随着应变速率的增加而增大。可动位错数量的显著增多,多系滑移的开启,以及绝热温升软化效应一定程度上提高了C5191磷青铜高应变速率动态拉伸时的塑性。
为了探讨C5191磷青铜在高应变速率条件下的动态响应,解决高速冲压工艺问题,本文利用电子万能试验机和分离式Hopkinson拉杆装置对C5191磷青铜分别进行应变速率为0.001S-1和500S-1、1000S-1、1500S-1的准静态和动态拉伸试验,结合SEM和TEM等手段,研究了C5191磷青铜的动态拉伸性能及其变形机制。结果表明：C5191磷青铜高应变速率动态拉伸与准静态条件相比较,其屈服强度和抗拉强度分别提升了32.77%和11.07%；应变硬化指数由0.075增加到0.251；材料强度应变速率敏感指数由0.005变化到0.022,呈现出明显的应变速率敏感性；高应变速率动态拉伸过程中,位错运动速度加快,导致位错“近程阻力”加大,使C5191磷青铜的变形抗力随着应变速率的增加而增大。可动位错数量的显著增多,多系滑移的开启,以及绝热温升软化效应一定程度上提高了C5191磷青铜高应变速率动态拉伸时的塑性。
2017, 46(6):1524-1528.
摘要:
利用电化学沉积法制备Li掺杂的Y2O3:Eu(5％)荧光薄膜,并且研究了Li含量,沉积时间和溶液浓度对样品的表面形貌和发光强度的影响。结果表明,所制备的Y2O3:Eu(5％), Li(x％) 荧光发光薄膜具有立方晶体结构,当x=15时候,形貌和发光强度表现为最佳。
利用电化学沉积法制备Li掺杂的Y2O3:Eu(5％)荧光薄膜,并且研究了Li含量,沉积时间和溶液浓度对样品的表面形貌和发光强度的影响。结果表明,所制备的Y2O3:Eu(5％), Li(x％) 荧光发光薄膜具有立方晶体结构,当x=15时候,形貌和发光强度表现为最佳。
2017, 46(6):1530-1535.
摘要:
为设计更适用于先进单晶高温合金的均匀化-固溶热处理制度，研究了不同热处理温度和时间对一种先进单晶高温合金组织的影响。使用金相显微镜和场发射电子显微镜观察合金组织，使用电子探针测试合金元素分布，并分析试验结果。试验发现，当温度直接升至γ′相溶解的实际起始温度1338℃时，合金不会发生初熔；当温度直接升至γ′相溶解的外推初始温度1350℃时，合金中出现了明显初熔，但初熔组织随着保温时间的延长逐渐减少；当温度直接升至较低的1328℃时，合金中虽然没有发生初熔，但均匀化效率明显降低。结合先进单晶高温合金高熔点元素含量较高的特点对试验结果进行热力学和动力学计算与分析，结果表明，单晶高温合金的均匀化-固溶热处理窗口是一个动态的窗口，γ′相完全溶解温度和初熔温度均随着合金均匀化程度的提高而提高；高代单晶高温合金在均匀化-固溶热处理中，不须要将温度始终保持在铸态合金的初熔温度以下，只要保证温度低于合金所在均匀化状态对应的初熔温度即可；均匀化-固溶热处理中，提高每一台阶的温度可以得到的均匀化-固溶效果远优于延长热处理时间可达到的效果。根据试验及分析结果提出了一种适用于先进单晶高温合金的均匀化-固溶热处理制度设计方法，使试验合金在较短时间内得到了理想的合金组织和均匀化效果。
为设计更适用于先进单晶高温合金的均匀化-固溶热处理制度，研究了不同热处理温度和时间对一种先进单晶高温合金组织的影响。使用金相显微镜和场发射电子显微镜观察合金组织，使用电子探针测试合金元素分布，并分析试验结果。试验发现，当温度直接升至γ′相溶解的实际起始温度1338℃时，合金不会发生初熔；当温度直接升至γ′相溶解的外推初始温度1350℃时，合金中出现了明显初熔，但初熔组织随着保温时间的延长逐渐减少；当温度直接升至较低的1328℃时，合金中虽然没有发生初熔，但均匀化效率明显降低。结合先进单晶高温合金高熔点元素含量较高的特点对试验结果进行热力学和动力学计算与分析，结果表明，单晶高温合金的均匀化-固溶热处理窗口是一个动态的窗口，γ′相完全溶解温度和初熔温度均随着合金均匀化程度的提高而提高；高代单晶高温合金在均匀化-固溶热处理中，不须要将温度始终保持在铸态合金的初熔温度以下，只要保证温度低于合金所在均匀化状态对应的初熔温度即可；均匀化-固溶热处理中，提高每一台阶的温度可以得到的均匀化-固溶效果远优于延长热处理时间可达到的效果。根据试验及分析结果提出了一种适用于先进单晶高温合金的均匀化-固溶热处理制度设计方法，使试验合金在较短时间内得到了理想的合金组织和均匀化效果。
2017, 46(6):1536-1542.
摘要:
多孔阳极氧化铝的孔径大小及其均匀性可通过扩孔进行改善。本文以3wt%磷酸作为刻蚀液，在实现PAA孔径扩大的同时，我们详细研究了三维状况下孔径形态的实时演变过程，发现PAA孔加宽在表面和截面两个方向上同时进行。在表面扩孔研究中，磷酸逐层蚀刻PAA内壁多层结构，随着扩孔时间的增加，扩孔速率不同。在截面研究中，当扩孔时间达到某一定值，由于扩孔速率不同，PAA顶部的扩孔过程较底部的扩孔过程相对较早完成，随后顶部扩孔速率逐渐降低，底部扩孔速率逐渐增加，当扩孔完成时，形成均一性良好的理想圆形小孔。同时，我们研究发现，过度增大扩孔时间，PAA基元结构将被破坏，并由于高纵横比形成纳米线，随后被刻蚀溶液腐蚀。这是首次通过实验对PAA扩孔机理在截面方向的演化过程进行研究。本文详细阐明三维PAA的实时扩孔机制，结合多层结构对机理进一步解释，对PAA薄膜的可控制备和扩孔机理的精准研究是很有意义的。
多孔阳极氧化铝的孔径大小及其均匀性可通过扩孔进行改善。本文以3wt%磷酸作为刻蚀液，在实现PAA孔径扩大的同时，我们详细研究了三维状况下孔径形态的实时演变过程，发现PAA孔加宽在表面和截面两个方向上同时进行。在表面扩孔研究中，磷酸逐层蚀刻PAA内壁多层结构，随着扩孔时间的增加，扩孔速率不同。在截面研究中，当扩孔时间达到某一定值，由于扩孔速率不同，PAA顶部的扩孔过程较底部的扩孔过程相对较早完成，随后顶部扩孔速率逐渐降低，底部扩孔速率逐渐增加，当扩孔完成时，形成均一性良好的理想圆形小孔。同时，我们研究发现，过度增大扩孔时间，PAA基元结构将被破坏，并由于高纵横比形成纳米线，随后被刻蚀溶液腐蚀。这是首次通过实验对PAA扩孔机理在截面方向的演化过程进行研究。本文详细阐明三维PAA的实时扩孔机制，结合多层结构对机理进一步解释，对PAA薄膜的可控制备和扩孔机理的精准研究是很有意义的。
2017, 46(6):1543-1550.
摘要:
建立了TiC/Inconel 718复合材料体系选区激光熔化三维有限元模型，在考虑了相变潜热，热传导/对流/辐射多重传热机制和随温度变化的热物性参数条件下，使用ANSYS二次开发语言APDL实现了高斯激光热源的移动，并利用“生死单元”完成了多层多道的能量加载。研究表明：温度变化率与工艺参数 (激光功率和扫描速度) 存在正对应关系，最高可达7.03×106 °C/s。当扫描速度过快 (300 mm/s) 或激光功率过低 (50 W) 时，获得的熔池温度低 (1991 °C)，液相存在时间过短 (0.29 ms)，而且液相量少，粘度大，不利于液相金属在粉末间隙中的铺展和润湿，易于在制件中形成不规则孔洞，增加制件孔隙率；在优化的工艺参数下：P = 100 W, v = 100 mm/s，重熔深度 (15.1 μm)、重熔宽度 (35.0 μm)、液相存在时间 (1.2 ms)、熔池最高温度 (2204 °C) 和温度变化率均较为合适，易于获得冶金结合良好的SLM制件。对TiC/Inconel 718混合粉末进行了选区激光熔化实验，验证了模拟结果的正确性。
建立了TiC/Inconel 718复合材料体系选区激光熔化三维有限元模型，在考虑了相变潜热，热传导/对流/辐射多重传热机制和随温度变化的热物性参数条件下，使用ANSYS二次开发语言APDL实现了高斯激光热源的移动，并利用“生死单元”完成了多层多道的能量加载。研究表明：温度变化率与工艺参数 (激光功率和扫描速度) 存在正对应关系，最高可达7.03×106 °C/s。当扫描速度过快 (300 mm/s) 或激光功率过低 (50 W) 时，获得的熔池温度低 (1991 °C)，液相存在时间过短 (0.29 ms)，而且液相量少，粘度大，不利于液相金属在粉末间隙中的铺展和润湿，易于在制件中形成不规则孔洞，增加制件孔隙率；在优化的工艺参数下：P = 100 W, v = 100 mm/s，重熔深度 (15.1 μm)、重熔宽度 (35.0 μm)、液相存在时间 (1.2 ms)、熔池最高温度 (2204 °C) 和温度变化率均较为合适，易于获得冶金结合良好的SLM制件。对TiC/Inconel 718混合粉末进行了选区激光熔化实验，验证了模拟结果的正确性。
2017, 46(6):1551-1558.
摘要:
提出粉末触变成形这一新技术。研究了SiCp/2024p压块在部分重熔中的组织演变,也讨论了加热温度和SiC含量(0%~20%)对半固态组织的影响。结果表明：5%SiCp/2024p压块在635℃加热0~60 min的组织演变分为三个阶段：初期2024p中晶粒的快速粗化、初生相周围液膜的形成,最后经球化形成触变成形所需细小、圆整的半固态浆料,对应的相变为θ→α,θ + α→L和α→L及α→L。适当升高温度,益于获得理想的半固态组织。SiCp减缓了组织演变速率。初生相的粗化速率很小,一个粉末演变成一个α-Al颗粒。
提出粉末触变成形这一新技术。研究了SiCp/2024p压块在部分重熔中的组织演变,也讨论了加热温度和SiC含量(0%~20%)对半固态组织的影响。结果表明：5%SiCp/2024p压块在635℃加热0~60 min的组织演变分为三个阶段：初期2024p中晶粒的快速粗化、初生相周围液膜的形成,最后经球化形成触变成形所需细小、圆整的半固态浆料,对应的相变为θ→α,θ + α→L和α→L及α→L。适当升高温度,益于获得理想的半固态组织。SiCp减缓了组织演变速率。初生相的粗化速率很小,一个粉末演变成一个α-Al颗粒。
2017, 46(6):1559-1565.
摘要:
本文章采用基于EBSD的取向成像技术和SEM的二次电子像和XRD衍射技术,深入研究了6016铝合金冷轧组织和织构的演变规律和机理。结果表明：随着冷轧道次的增加,晶粒沿轧向方向不断伸长,不同晶粒变形不均匀现象先出现后又逐渐消失,链状排列的二相粒子由于金属塑性流变而不断被压碎；小角度位错界面随着变形量增加而不断增多,中低应变量时与轧向呈约40°角度,大应变量时由于变形而诱变成大角度界面,使变形晶粒发生碎化；冷轧初始阶段晶粒通过整体协调转动而形成较多的变形织构,进一步变形时靠近晶界的区域和晶粒内部某些区域相对原始取向易发生向β取向线的偏转,正是这几种偏转导致宏观上以S织构为首的变形织构不断增多,而Cube织构不断减少。
本文章采用基于EBSD的取向成像技术和SEM的二次电子像和XRD衍射技术,深入研究了6016铝合金冷轧组织和织构的演变规律和机理。结果表明：随着冷轧道次的增加,晶粒沿轧向方向不断伸长,不同晶粒变形不均匀现象先出现后又逐渐消失,链状排列的二相粒子由于金属塑性流变而不断被压碎；小角度位错界面随着变形量增加而不断增多,中低应变量时与轧向呈约40°角度,大应变量时由于变形而诱变成大角度界面,使变形晶粒发生碎化；冷轧初始阶段晶粒通过整体协调转动而形成较多的变形织构,进一步变形时靠近晶界的区域和晶粒内部某些区域相对原始取向易发生向β取向线的偏转,正是这几种偏转导致宏观上以S织构为首的变形织构不断增多,而Cube织构不断减少。
2017, 46(6):1566-1571.
摘要:
平衡液滴法(Equilibrium shape measurement)是一种确定晶体-熔体界面能各向异性参数的有效方法。本文利用平衡液滴法测量单相固体中夹带的平衡液滴的形状,得到了Al-Si和Al-Si-Sc合金的界面能各向异性参数计算值。通过定向凝固方法制备Al-2wt.%Si和Al-2wt.%Si-0.2wt.%Sc合金杆状试样,使用光学显微镜表征Al-2wt.%Si和Al-2wt.%Si-0.2wt.%Sc合金内部液滴手工连续磨样抛光后多个二维截面形状,计算了二维界面能各向异性参数的大小。利用FIB(Focused ion beam)技术连续切割了Al-2wt.%Si合金内部液滴,并用Image-J软件重构液滴三维形状,获得了三维界面能各向异性参数值以及三维界面能分布和界面刚度的分布。在此基础上,讨论了平衡温度和Sc元素对界面能各向异性参数的影响。
平衡液滴法(Equilibrium shape measurement)是一种确定晶体-熔体界面能各向异性参数的有效方法。本文利用平衡液滴法测量单相固体中夹带的平衡液滴的形状,得到了Al-Si和Al-Si-Sc合金的界面能各向异性参数计算值。通过定向凝固方法制备Al-2wt.%Si和Al-2wt.%Si-0.2wt.%Sc合金杆状试样,使用光学显微镜表征Al-2wt.%Si和Al-2wt.%Si-0.2wt.%Sc合金内部液滴手工连续磨样抛光后多个二维截面形状,计算了二维界面能各向异性参数的大小。利用FIB(Focused ion beam)技术连续切割了Al-2wt.%Si合金内部液滴,并用Image-J软件重构液滴三维形状,获得了三维界面能各向异性参数值以及三维界面能分布和界面刚度的分布。在此基础上,讨论了平衡温度和Sc元素对界面能各向异性参数的影响。
2017, 46(6):1572-1577.
摘要:
采用Gleeble-1500D热-力学模拟机,将不同晶粒度的TC4试样分别以0℃/s、10℃/s、30℃/s、50℃/s和70℃/s的升温速度加热至700℃进行单向压缩并得到流变应力曲线图,结合SEM、TEM等研究了电流作用下TC4钛合金高温压缩过程中流变应力的变化及影响因素。结果表明,无电流时流变应力超过1000MPa,电流作用下可降至600MPa以下。小电流下TC4试样发生动态再结晶,应力随应变快速增大到应力峰值,后又快速下降至稳定状态；大电流下发生动态回复,局部有动态再结晶,无应力峰值,应力最大值低于400MPa,且电流越大,β相转变为α相的相变越完全。分析认为,TC4钛合金的流变应力受电流大小、动态再结晶和相变的共同影响,电流促进动态再结晶和相变并降低流变应力。
采用Gleeble-1500D热-力学模拟机,将不同晶粒度的TC4试样分别以0℃/s、10℃/s、30℃/s、50℃/s和70℃/s的升温速度加热至700℃进行单向压缩并得到流变应力曲线图,结合SEM、TEM等研究了电流作用下TC4钛合金高温压缩过程中流变应力的变化及影响因素。结果表明,无电流时流变应力超过1000MPa,电流作用下可降至600MPa以下。小电流下TC4试样发生动态再结晶,应力随应变快速增大到应力峰值,后又快速下降至稳定状态；大电流下发生动态回复,局部有动态再结晶,无应力峰值,应力最大值低于400MPa,且电流越大,β相转变为α相的相变越完全。分析认为,TC4钛合金的流变应力受电流大小、动态再结晶和相变的共同影响,电流促进动态再结晶和相变并降低流变应力。
2017, 46(6):1578-1583.
摘要:
运用高温合金强化机理，在FGH97合金标准成分的基础上，调整Co、Cr、Mo、W 4种合金化元素的含量，设计了3种合金。结果表明：调整合金元素后，FGH97合金中γ晶格常数获得提高，起到了固溶强化的效果，同时γ/γ′相错配度绝对值的提高增强了共格应变强化的效果；调整合金元素对显微组织、γ′相和碳化物等相的析出没有明显影响，没有增强晶界强化和沉淀强化的效果；固溶强化对强度增量的贡献值最高。
运用高温合金强化机理，在FGH97合金标准成分的基础上，调整Co、Cr、Mo、W 4种合金化元素的含量，设计了3种合金。结果表明：调整合金元素后，FGH97合金中γ晶格常数获得提高，起到了固溶强化的效果，同时γ/γ′相错配度绝对值的提高增强了共格应变强化的效果；调整合金元素对显微组织、γ′相和碳化物等相的析出没有明显影响，没有增强晶界强化和沉淀强化的效果；固溶强化对强度增量的贡献值最高。
2017, 46(6):1584-1589.
摘要:
本文基于试验设计研究了应变参数对锆合金动载下塑性变形机制的影响。通过控制应变速率，采用应变限位环的方法实现了锆合金高应变速率下应变参数的单一分离，应变速率为2300 s-1时，获得了四个不同的应变水平：0.11、0.21、0.30、0.33。结果表明：形变带和转变带是锆合金不同应变阶段塑性变形的重要方式，形变带内部以严重变形的晶粒组成，而转变带内部主要由100～300 nm的细小等轴晶粒组成。基于锆合金高应变速率不同应变下微观组织表征，预测了应变参数对锆合金动载下塑性过程的影响。
本文基于试验设计研究了应变参数对锆合金动载下塑性变形机制的影响。通过控制应变速率，采用应变限位环的方法实现了锆合金高应变速率下应变参数的单一分离，应变速率为2300 s-1时，获得了四个不同的应变水平：0.11、0.21、0.30、0.33。结果表明：形变带和转变带是锆合金不同应变阶段塑性变形的重要方式，形变带内部以严重变形的晶粒组成，而转变带内部主要由100～300 nm的细小等轴晶粒组成。基于锆合金高应变速率不同应变下微观组织表征，预测了应变参数对锆合金动载下塑性过程的影响。
2017, 46(6):1590-1595.
摘要:
在变形温度250~450℃、变形速率0.005~5s-1和道次间隔时间15~240s下对AZ31B镁合金进行了双道次等温压缩试验,研究不同变形工艺条件对AZ31B镁合金道次间软化规律的影响,建立了AZ31B镁合金道次间软化率预测模型。根据轧制残余应变产生的原因提出了多道次轧制过程中残余应变率的计算方法。研究结果表明：随着变形温度和变形速率的提高,材料的静态软化率逐渐增大,道次间间隔时间越长材料软化程度越大。建立的道次间静态软化率计算模型能够很好地表征AZ31B镁合金道次间软化规律,平均相对误差为12.58%。进一步对残余应变率的精确计算能够为AZ31B镁合金多道次轧制过程中轧制力的求解提供理论支持。
在变形温度250~450℃、变形速率0.005~5s-1和道次间隔时间15~240s下对AZ31B镁合金进行了双道次等温压缩试验,研究不同变形工艺条件对AZ31B镁合金道次间软化规律的影响,建立了AZ31B镁合金道次间软化率预测模型。根据轧制残余应变产生的原因提出了多道次轧制过程中残余应变率的计算方法。研究结果表明：随着变形温度和变形速率的提高,材料的静态软化率逐渐增大,道次间间隔时间越长材料软化程度越大。建立的道次间静态软化率计算模型能够很好地表征AZ31B镁合金道次间软化规律,平均相对误差为12.58%。进一步对残余应变率的精确计算能够为AZ31B镁合金多道次轧制过程中轧制力的求解提供理论支持。
2017, 46(6):1596-1601.
摘要:
采用6 kW光纤激光器对预制槽损伤的ZL114A铸造铝合金进行激光沉积修复实验研究,分析了热处理前后激光修复区组织形貌及分布规律,并对试样的显微硬度和室温拉伸性能进行了测试。结果表明修复区与基材形成良好的冶金结合,沉积区底部为近似平行于熔合线法线外延生长的柱状树枝晶,一次枝晶间距约15.7 μm,二次枝晶间距约5.2 μm,共晶组织呈分叉棒状或块状连续分布于枝晶间隙,在沉积层顶层顶部出现α-Al柱状枝晶转变为等轴枝晶现象。热处理后修复区柱状枝晶的二次枝晶臂因高温原子扩散作用，连成一片，且共晶Si相粒状化明显,粒径约4.93 μm,部分颗粒均匀分散分布于一次枝晶臂的两侧。热处理后修复区硬度较基材平均提高55.5%,且修复试样的室温拉伸力学性能优于铸造基材。
采用6 kW光纤激光器对预制槽损伤的ZL114A铸造铝合金进行激光沉积修复实验研究,分析了热处理前后激光修复区组织形貌及分布规律,并对试样的显微硬度和室温拉伸性能进行了测试。结果表明修复区与基材形成良好的冶金结合,沉积区底部为近似平行于熔合线法线外延生长的柱状树枝晶,一次枝晶间距约15.7 μm,二次枝晶间距约5.2 μm,共晶组织呈分叉棒状或块状连续分布于枝晶间隙,在沉积层顶层顶部出现α-Al柱状枝晶转变为等轴枝晶现象。热处理后修复区柱状枝晶的二次枝晶臂因高温原子扩散作用，连成一片，且共晶Si相粒状化明显,粒径约4.93 μm,部分颗粒均匀分散分布于一次枝晶臂的两侧。热处理后修复区硬度较基材平均提高55.5%,且修复试样的室温拉伸力学性能优于铸造基材。
2017, 46(6):1602-1607.
摘要:
将Zr-4板材制成Φ3 mm透射电镜薄试样，放入高压釜在300 ℃/8 MPa去离子水中短时腐蚀，用光学显微镜、扫描探针显微镜和电子显微镜研究了氧化膜形成初期的晶体结构、与基体晶粒取向间的关系、氧化锆晶体中的缺陷和应变分布。结果表明：光学显微镜下不同取向的金属晶粒表面上氧化膜的厚度不同，呈现出不同的颜色；氧化膜主要由单斜结构的柱状晶组成，还有少量的四方和立方氧化锆，同时还观察到一种a=0.88 nm的BCC结构氧化锆；不同晶体结构的初生氧化锆与α-Zr基体之间存在一种半共格的取向关系：(10-11)α-Zr//(020)m-ZrO2//(002)t-ZrO2//(020)c-ZrO2，某些晶体方向受到了3%-7%压缩；氧化锆晶体中存在大量位错，并存在不均匀的拉压应变，大小在-4.8%至3.5%之间。
将Zr-4板材制成Φ3 mm透射电镜薄试样，放入高压釜在300 ℃/8 MPa去离子水中短时腐蚀，用光学显微镜、扫描探针显微镜和电子显微镜研究了氧化膜形成初期的晶体结构、与基体晶粒取向间的关系、氧化锆晶体中的缺陷和应变分布。结果表明：光学显微镜下不同取向的金属晶粒表面上氧化膜的厚度不同，呈现出不同的颜色；氧化膜主要由单斜结构的柱状晶组成，还有少量的四方和立方氧化锆，同时还观察到一种a=0.88 nm的BCC结构氧化锆；不同晶体结构的初生氧化锆与α-Zr基体之间存在一种半共格的取向关系：(10-11)α-Zr//(020)m-ZrO2//(002)t-ZrO2//(020)c-ZrO2，某些晶体方向受到了3%-7%压缩；氧化锆晶体中存在大量位错，并存在不均匀的拉压应变，大小在-4.8%至3.5%之间。
2017, 46(6):1608-1611.
摘要:
采用快速顶锻试验机研究退火态TC16钛合金冷镦变形行为,利用显微硬度计、透射电镜及XRD技术分析TC16钛合金冷镦变形后的组织性能变化。结果表明,退火态TC16钛合金具有良好塑性变形能力,实现无裂纹1/8锻压比冷镦变形。冷镦样品不均匀变形明显,形成一字双叉剪切带,硬度值在剪切带区域最大。锻压比小于1/4时以位错强化为主,大于1/4时以细晶强化为主。锻压比为1/4时冷镦样品硬度梯度最大,力学性能不稳定,锻压比大于1/4后,力学性能逐渐趋于稳定。
采用快速顶锻试验机研究退火态TC16钛合金冷镦变形行为,利用显微硬度计、透射电镜及XRD技术分析TC16钛合金冷镦变形后的组织性能变化。结果表明,退火态TC16钛合金具有良好塑性变形能力,实现无裂纹1/8锻压比冷镦变形。冷镦样品不均匀变形明显,形成一字双叉剪切带,硬度值在剪切带区域最大。锻压比小于1/4时以位错强化为主,大于1/4时以细晶强化为主。锻压比为1/4时冷镦样品硬度梯度最大,力学性能不稳定,锻压比大于1/4后,力学性能逐渐趋于稳定。
2017, 46(6):1612-1619.
摘要:
采用粉末包埋法在DZ417G镍基高温合金基体表面制备Al + Si共渗涂层。利用XRD、SEM和EDS研究涂层的组成和结构。结果表明，渗剂中Al和Si的含量、后续热处理影响涂层结构。当渗剂中Al含量为1 wt.%时，随着Si含量不同，共渗后形成NiSi涂层，后续热处理后NiSi涂层转化AlNi6Si3或δ-Ni2Si；当渗剂中Al含量为4 wt.%和6 wt.%时，随着Si含量增加，涂层均为Ni2Al3，后续热处理后Ni2Al3涂层转化为β-NiAl，少量的Si固溶于β-NiAl。
采用粉末包埋法在DZ417G镍基高温合金基体表面制备Al + Si共渗涂层。利用XRD、SEM和EDS研究涂层的组成和结构。结果表明，渗剂中Al和Si的含量、后续热处理影响涂层结构。当渗剂中Al含量为1 wt.%时，随着Si含量不同，共渗后形成NiSi涂层，后续热处理后NiSi涂层转化AlNi6Si3或δ-Ni2Si；当渗剂中Al含量为4 wt.%和6 wt.%时，随着Si含量增加，涂层均为Ni2Al3，后续热处理后Ni2Al3涂层转化为β-NiAl，少量的Si固溶于β-NiAl。
2017, 46(6):1620-1625.
摘要:
对不同加热时间下获得的钛合金刚性拘束热自压连接接头进行了连接界面光学显微镜观察，背散射电子衍射组织分析和接头拉伸力学性能测试，分析了加热时间对连接接头界面缺陷、组织和力学性能的影响。同时，利用热弹塑性有限元模型分析了连接中热应力应变演变过程，阐明了加热时间对连接接头界面焊合质量、组织和力学性能影响的原因。结果表明：加热峰值温度相当的情况下，加热时间增加，界面金属高温存在时间和受压应力作用时间以及横向压缩塑性变形增加，促进界面两侧原子扩散，界面未焊合缺陷减少，接头综合力学性能提高。加热时间至300s以上时，可以获得界面焊合质量好，组织均匀，综合力学性能优异的固相连接接头。
对不同加热时间下获得的钛合金刚性拘束热自压连接接头进行了连接界面光学显微镜观察，背散射电子衍射组织分析和接头拉伸力学性能测试，分析了加热时间对连接接头界面缺陷、组织和力学性能的影响。同时，利用热弹塑性有限元模型分析了连接中热应力应变演变过程，阐明了加热时间对连接接头界面焊合质量、组织和力学性能影响的原因。结果表明：加热峰值温度相当的情况下，加热时间增加，界面金属高温存在时间和受压应力作用时间以及横向压缩塑性变形增加，促进界面两侧原子扩散，界面未焊合缺陷减少，接头综合力学性能提高。加热时间至300s以上时，可以获得界面焊合质量好，组织均匀，综合力学性能优异的固相连接接头。
2017, 46(6):1626-1631.
摘要:
本文利用连续挤压技术的单、双杆进料方法试验生产了尺寸为160mm×8mm, 170mm×4mm和160mm×3mm的AZ31镁合金板材。分析了单、双杆进料方式,不同宽厚比和不同挤压速度等条件对镁合金板材横截面微观组织及力学性能的影响。讨论了应用双杆进料连续挤压工艺生产AZ31镁合金宽薄板的工艺可行性。结果表明：与单杆进料相比,双杆进料方式的连续挤压AZ31镁合金板材横截面微观组织均匀性较好,板材平均抗拉强度可达到239MPa,平均延伸率为15%。宽厚比由20增加到53,可获得5μm细化晶粒的镁合金板材。随挤压轮转速提高，板材抗拉强度降低，是由于温度升高会导致晶粒尺寸变大。
本文利用连续挤压技术的单、双杆进料方法试验生产了尺寸为160mm×8mm, 170mm×4mm和160mm×3mm的AZ31镁合金板材。分析了单、双杆进料方式,不同宽厚比和不同挤压速度等条件对镁合金板材横截面微观组织及力学性能的影响。讨论了应用双杆进料连续挤压工艺生产AZ31镁合金宽薄板的工艺可行性。结果表明：与单杆进料相比,双杆进料方式的连续挤压AZ31镁合金板材横截面微观组织均匀性较好,板材平均抗拉强度可达到239MPa,平均延伸率为15%。宽厚比由20增加到53,可获得5μm细化晶粒的镁合金板材。随挤压轮转速提高，板材抗拉强度降低，是由于温度升高会导致晶粒尺寸变大。
2017, 46(6):1632-1637.
摘要:
为了研究高速撞击条件下含不同直径钨丝/锆基非晶复合材料弹芯的侵彻特性，使用含有四种不同直径钨丝的复合材料弹芯在1000m/s~1600m/s的速度区间进行穿甲试验。研究发现：钨丝/锆基非晶复合材料弹坑直径比钨合金小10%以上，“自锐”效果明显；理想侵彻时，存在一个阀值速度，钨丝/锆基非晶复合材料在低于该速度侵彻时，其侵彻过程中的破坏模式为类似于贫铀合金的绝热剪切破坏，而高于该阈值速度时，破坏模式变成钨丝的屈曲、回流，而且该阀值速度随着复合材料中钨丝直径的增加而增加；钨丝/锆基非晶复合材料中钨丝的直径会影响着其侵彻过程中的稳定性，钨丝直径越大，该复合材料在侵彻过程中越容易出现劈裂等破坏，导致弹道偏转等。
为了研究高速撞击条件下含不同直径钨丝/锆基非晶复合材料弹芯的侵彻特性，使用含有四种不同直径钨丝的复合材料弹芯在1000m/s~1600m/s的速度区间进行穿甲试验。研究发现：钨丝/锆基非晶复合材料弹坑直径比钨合金小10%以上，“自锐”效果明显；理想侵彻时，存在一个阀值速度，钨丝/锆基非晶复合材料在低于该速度侵彻时，其侵彻过程中的破坏模式为类似于贫铀合金的绝热剪切破坏，而高于该阈值速度时，破坏模式变成钨丝的屈曲、回流，而且该阀值速度随着复合材料中钨丝直径的增加而增加；钨丝/锆基非晶复合材料中钨丝的直径会影响着其侵彻过程中的稳定性，钨丝直径越大，该复合材料在侵彻过程中越容易出现劈裂等破坏，导致弹道偏转等。
2017, 46(6):1638-1643.
摘要:
采用9种氟化物进行TC4钛合金A-TIG焊接试验，并利用高速摄像机和汉诺威焊接质量分析仪采集焊接过程中的电弧形态和电压信号，焊后对焊接接头的成形参数和宏观组织进行了对比分析。结果表明：9种氟化物中MgF2活性剂增加焊缝熔深效果最显著，达到无活性剂时的2倍，KF居次，LiF可降低焊缝熔深；相比MgF2活性剂，KF活性剂的熔宽小，热影响区宽度窄，接头总宽度小；NaF活性剂获得了最小的热影响区宽度；NaF、KF、MgF2、AlF3活性剂焊缝的β柱晶生长方向与焊缝中心轴线的倾角比其它活性剂大，柱晶长度由熔深大小决定，柱晶宽度尺寸排序：AlF3＞KF＞MgF2＞NaF；热影响区粗晶区晶粒大小排序：MgF2＞NaF＞AlF3＞KF。
采用9种氟化物进行TC4钛合金A-TIG焊接试验，并利用高速摄像机和汉诺威焊接质量分析仪采集焊接过程中的电弧形态和电压信号，焊后对焊接接头的成形参数和宏观组织进行了对比分析。结果表明：9种氟化物中MgF2活性剂增加焊缝熔深效果最显著，达到无活性剂时的2倍，KF居次，LiF可降低焊缝熔深；相比MgF2活性剂，KF活性剂的熔宽小，热影响区宽度窄，接头总宽度小；NaF活性剂获得了最小的热影响区宽度；NaF、KF、MgF2、AlF3活性剂焊缝的β柱晶生长方向与焊缝中心轴线的倾角比其它活性剂大，柱晶长度由熔深大小决定，柱晶宽度尺寸排序：AlF3＞KF＞MgF2＞NaF；热影响区粗晶区晶粒大小排序：MgF2＞NaF＞AlF3＞KF。
2017, 46(6):1644-1649.
摘要:
乙二醇电解液中,在不同氧化电压、氧化时间条件下通过阳极氧化纯钛片制备了一系列TiO2纳米管阵列薄膜。采用FESEM表征TiO2纳米管的表面、断面形貌,探讨氧化时间及氧化电压对纳米管生长速率的影响。以电化学方法测试TiO2纳米管的光电化学性能,无外加电压下双室光电化学池中的产氢量考察其光催化活性。结果表明,相比延长氧化时间,提高氧化电压更容易获得高长径比的TiO2纳米管阵列,同时可显著提高TiO2纳米管的光电流、光电转换效率及产氢量。
乙二醇电解液中,在不同氧化电压、氧化时间条件下通过阳极氧化纯钛片制备了一系列TiO2纳米管阵列薄膜。采用FESEM表征TiO2纳米管的表面、断面形貌,探讨氧化时间及氧化电压对纳米管生长速率的影响。以电化学方法测试TiO2纳米管的光电化学性能,无外加电压下双室光电化学池中的产氢量考察其光催化活性。结果表明,相比延长氧化时间,提高氧化电压更容易获得高长径比的TiO2纳米管阵列,同时可显著提高TiO2纳米管的光电流、光电转换效率及产氢量。
2017, 46(6):1650-1655.
摘要:
采用激光沉积制造方法制备了TA15钛合金厚壁件,通过光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对其显微组织、断口及力学性能进行分析,研究成形气氛中氧含量对激光沉积TA15钛合金组织及力学性能的影响。结果表明：随着气氛中氧含量增加,沉积态和退火态试样的显微组织均为典型网篮组织无明显变化。退火态试样的室温拉伸强度提高而塑性下降,氧含量保持在5×10-5以下能获得较好的综合力学性能。退火态试样的显微硬度低于沉积态且两者均随氧含量增加逐渐提高。室温拉伸断口的断裂机制随着氧含量增加由韧性断裂变化为半解理半韧性断裂。
采用激光沉积制造方法制备了TA15钛合金厚壁件,通过光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对其显微组织、断口及力学性能进行分析,研究成形气氛中氧含量对激光沉积TA15钛合金组织及力学性能的影响。结果表明：随着气氛中氧含量增加,沉积态和退火态试样的显微组织均为典型网篮组织无明显变化。退火态试样的室温拉伸强度提高而塑性下降,氧含量保持在5×10-5以下能获得较好的综合力学性能。退火态试样的显微硬度低于沉积态且两者均随氧含量增加逐渐提高。室温拉伸断口的断裂机制随着氧含量增加由韧性断裂变化为半解理半韧性断裂。
2017, 46(6):1656-1661.
摘要:
硅酸盐体系电解液中采用恒压、变压两种加压方式对AZ91D镁合金进行不同时间的微弧氧化处理，研究膜层的厚度、表面形貌、物相组成及耐蚀性随时间的变化规律，对膜层中微孔的大小、数量及表面孔隙率进行定量统计，比较两加压方式下膜层的差异。结果表明：两加压方式下，膜层结构随时间的变化规律基本相同，其变化幅度变压方式下相对较大；随着处理时间的增加，膜层的厚度不断增大，微孔数量不断减少，较大微孔不断增多，表面孔隙率不断增大，而物相组成却不变；膜层的耐蚀性恒压方式下不断增强，变压方式下则先增大后减小；与变压方式相比，恒压方式下膜层生长前期的生长速率较大，更有利于工业化生产。
硅酸盐体系电解液中采用恒压、变压两种加压方式对AZ91D镁合金进行不同时间的微弧氧化处理，研究膜层的厚度、表面形貌、物相组成及耐蚀性随时间的变化规律，对膜层中微孔的大小、数量及表面孔隙率进行定量统计，比较两加压方式下膜层的差异。结果表明：两加压方式下，膜层结构随时间的变化规律基本相同，其变化幅度变压方式下相对较大；随着处理时间的增加，膜层的厚度不断增大，微孔数量不断减少，较大微孔不断增多，表面孔隙率不断增大，而物相组成却不变；膜层的耐蚀性恒压方式下不断增强，变压方式下则先增大后减小；与变压方式相比，恒压方式下膜层生长前期的生长速率较大，更有利于工业化生产。
2017, 46(6):1662-1667.
摘要:
将AZ91镁合金/1060纯铝爆炸复合板进行退火处理,对热处理前后的结合界面处的显微组织、成分变化、力学性能进行分析和研究。结果表明：退火过程中镁元素易于向纯铝中扩散,扩散层主要位于靠近界面的纯铝中；退火后的复合板界面处的扩散层厚度和最高硬度均比未经热处理时有明显提高,高硬度层从原始复合板材靠近界面的镁合金一侧转移到纯铝一侧,原始复合板材中引起界面处硬度升高的原因是加工硬化效应,热处理后界面处的高硬度是由于在扩散层中产生镁-铝固溶体和金属间化合物；随着退火温度的升高,界面处扩散层厚度增加,组织中发生再结晶趋势增强,形变带逐渐消失。
将AZ91镁合金/1060纯铝爆炸复合板进行退火处理,对热处理前后的结合界面处的显微组织、成分变化、力学性能进行分析和研究。结果表明：退火过程中镁元素易于向纯铝中扩散,扩散层主要位于靠近界面的纯铝中；退火后的复合板界面处的扩散层厚度和最高硬度均比未经热处理时有明显提高,高硬度层从原始复合板材靠近界面的镁合金一侧转移到纯铝一侧,原始复合板材中引起界面处硬度升高的原因是加工硬化效应,热处理后界面处的高硬度是由于在扩散层中产生镁-铝固溶体和金属间化合物；随着退火温度的升高,界面处扩散层厚度增加,组织中发生再结晶趋势增强,形变带逐渐消失。
2017, 46(6):1668-1673.
摘要:
论文采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及显微硬度测试、室温和高温拉伸性能测试、蠕变性能测试研究了Ce和不同的Zn /Cu质量比对Mg-Zn-Cu显微组织和室温及高温力学性能的变化规律、高温变形性能、强化机制和抗蠕变性能的影响。研究结果表明,室温下挤压态Mg-8Zn-8Cu-Ce的拉伸强度和屈服强度分别为320 MPa和291 MPa,在423K温度下,拉伸强度仍高于220MPa。合金具有优良的蠕变性能,稳态蠕变速率为1.21×10-8 s-1,蠕变量仅为0.562%。在相同的变形温度下,铸造Mg-7Zn-3Cu-Ce的真实应力随着应变速率的增大而增大,表明合金是应变速率敏感材料。相同的应变速率下,合金的真实应力随着温度的升高而减小,但没有明显的动态再结晶和软化现象。
论文采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及显微硬度测试、室温和高温拉伸性能测试、蠕变性能测试研究了Ce和不同的Zn /Cu质量比对Mg-Zn-Cu显微组织和室温及高温力学性能的变化规律、高温变形性能、强化机制和抗蠕变性能的影响。研究结果表明,室温下挤压态Mg-8Zn-8Cu-Ce的拉伸强度和屈服强度分别为320 MPa和291 MPa,在423K温度下,拉伸强度仍高于220MPa。合金具有优良的蠕变性能,稳态蠕变速率为1.21×10-8 s-1,蠕变量仅为0.562%。在相同的变形温度下,铸造Mg-7Zn-3Cu-Ce的真实应力随着应变速率的增大而增大,表明合金是应变速率敏感材料。相同的应变速率下,合金的真实应力随着温度的升高而减小,但没有明显的动态再结晶和软化现象。
2017, 46(6):1674-1678.
摘要:
多孔Ni-Ti合金由于其优异的形状记忆性能而广泛应用于医用植入材料领域。本文以TiH2粉及雾化Ni粉为原料，采用凝胶注模成型技术，制备出Ni-Ti凝胶生坯，通过后续真空干燥、脱脂以及烧结工艺成功制备出性能优异的医用植入多孔Ni-Ti合金。运用XRD、SEM对多孔Ni-Ti合金进行了成分及微观结构表征，分析了不同烧结温度对于多孔Ni-Ti合金孔隙率、机械性能、组织成分及微观形貌的影响。结果表明，随着烧结温度的增加，孔隙率降低，抗压强度和杨氏模量增加。对固相体积分数为45vol. %的生坯在1050 ℃条件下高真空烧结保温2h，制备出孔隙率为42.65%，抗压强度为202.65 MPa，杨氏模量为17.14 GPa，主相为NiTi相的多孔Ni-Ti合金，基本满足人体骨性能需要。
多孔Ni-Ti合金由于其优异的形状记忆性能而广泛应用于医用植入材料领域。本文以TiH2粉及雾化Ni粉为原料，采用凝胶注模成型技术，制备出Ni-Ti凝胶生坯，通过后续真空干燥、脱脂以及烧结工艺成功制备出性能优异的医用植入多孔Ni-Ti合金。运用XRD、SEM对多孔Ni-Ti合金进行了成分及微观结构表征，分析了不同烧结温度对于多孔Ni-Ti合金孔隙率、机械性能、组织成分及微观形貌的影响。结果表明，随着烧结温度的增加，孔隙率降低，抗压强度和杨氏模量增加。对固相体积分数为45vol. %的生坯在1050 ℃条件下高真空烧结保温2h，制备出孔隙率为42.65%，抗压强度为202.65 MPa，杨氏模量为17.14 GPa，主相为NiTi相的多孔Ni-Ti合金，基本满足人体骨性能需要。
2017, 46(6):1679-1683.
摘要:
本研究利用等离子旋转电极雾化技术制备出球形Ti-60Ta合金粉末,作者利用SEM、XRD和维氏显微硬度测试仪等分析手段对不同粒径的Ti-60Ta合金粉末表面及内部的显微形貌、相组成、树枝晶间距和维氏显微硬度进行了表征。实验结果表明,本研究制备的Ti-60Ta合金粉末主要以β相为主,细粒径粉末还有少量马氏体α"相和ω相；大颗粒粉末的表面呈近似等轴花瓣状的树枝晶组织,小颗粒粉末表面枝晶组织则明显细化,并观察到细针状马氏体；随着粉末粒度减小,马氏体相增多,维氏显微硬度逐渐增大。
本研究利用等离子旋转电极雾化技术制备出球形Ti-60Ta合金粉末,作者利用SEM、XRD和维氏显微硬度测试仪等分析手段对不同粒径的Ti-60Ta合金粉末表面及内部的显微形貌、相组成、树枝晶间距和维氏显微硬度进行了表征。实验结果表明,本研究制备的Ti-60Ta合金粉末主要以β相为主,细粒径粉末还有少量马氏体α"相和ω相；大颗粒粉末的表面呈近似等轴花瓣状的树枝晶组织,小颗粒粉末表面枝晶组织则明显细化,并观察到细针状马氏体；随着粉末粒度减小,马氏体相增多,维氏显微硬度逐渐增大。
2017, 46(6):1684-1688.
摘要:
采用工业原料和感应熔炼法制备出La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2板锭，通过高温短时退火获得NaZn13型主相合金，进行氢化处理并研究了合金颗粒尺寸对吸氢处理后La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2氢化物磁热性能的影响。外形尺寸3-5 cm的大尺寸样品在吸氢后出现严重粉化，呈层片状剥离的破碎状态，但心部仍保持完整块状。外形尺寸小于1 cm的小尺寸样品吸氢后形状保持完好。La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2合金存在吸氢粉化临界尺寸。采用外形尺寸小于1 cm的样品吸氢能够防止合金氢化粉化现象发生，有利于铸造样品直接吸氢获得一定尺寸和几何形状的块状La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2Hx样品。
采用工业原料和感应熔炼法制备出La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2板锭，通过高温短时退火获得NaZn13型主相合金，进行氢化处理并研究了合金颗粒尺寸对吸氢处理后La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2氢化物磁热性能的影响。外形尺寸3-5 cm的大尺寸样品在吸氢后出现严重粉化，呈层片状剥离的破碎状态，但心部仍保持完整块状。外形尺寸小于1 cm的小尺寸样品吸氢后形状保持完好。La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2合金存在吸氢粉化临界尺寸。采用外形尺寸小于1 cm的样品吸氢能够防止合金氢化粉化现象发生，有利于铸造样品直接吸氢获得一定尺寸和几何形状的块状La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2Hx样品。
2017, 46(6):1689-1693.
摘要:
通过热氧化/真空扩散处理在Ti-6Al-4V合金表面制备氧化涂层,采用高温磨损试验机对涂层在400 ℃空气中进行干滑动摩擦磨损试验,研究了涂层的高温磨损行为和机制。结果表明：Ti-6Al-4V合金经氧化/扩散后表面形成氧化物涂层,厚度达250 μm。相比于未处理的材料,氧化物涂层的磨损失重非常小,高温耐磨性显著提高。磨损表面均形成摩擦氧化物层,涂层的高耐磨性可归功于硬化的陶瓷涂层与具保护作用的摩擦层的共同作用。主要磨损机制为剥层磨损。
通过热氧化/真空扩散处理在Ti-6Al-4V合金表面制备氧化涂层,采用高温磨损试验机对涂层在400 ℃空气中进行干滑动摩擦磨损试验,研究了涂层的高温磨损行为和机制。结果表明：Ti-6Al-4V合金经氧化/扩散后表面形成氧化物涂层,厚度达250 μm。相比于未处理的材料,氧化物涂层的磨损失重非常小,高温耐磨性显著提高。磨损表面均形成摩擦氧化物层,涂层的高耐磨性可归功于硬化的陶瓷涂层与具保护作用的摩擦层的共同作用。主要磨损机制为剥层磨损。
2017, 46(6):1694-1698.
摘要:
以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为还原剂及稳定剂,在温控条件(60 ℃)下制备了纳米银-石墨烯(Ag-RGO)复合材料。采用X射线粉末衍射、透射电镜、紫外-可见吸收光谱、光电子能谱、红外光谱等对该复合材料的结构及形貌进行了表征。结果表明,RGO表面所负载的纳米Ag粒子尺寸小,分散性好,与RGO结合牢固。以酸性橙7(AO7)为目标污染物,进行了可见光光催化活性测试。结果表明,样品0.2Ag-RGO可在120 min内将AO7降解完全。活性物种捕获实验揭示Ag-RGO对AO7的高效降解源自Ag纳米粒子的表面等离子共振及RGO快速传导电子的协同效应。
以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为还原剂及稳定剂,在温控条件(60 ℃)下制备了纳米银-石墨烯(Ag-RGO)复合材料。采用X射线粉末衍射、透射电镜、紫外-可见吸收光谱、光电子能谱、红外光谱等对该复合材料的结构及形貌进行了表征。结果表明,RGO表面所负载的纳米Ag粒子尺寸小,分散性好,与RGO结合牢固。以酸性橙7(AO7)为目标污染物,进行了可见光光催化活性测试。结果表明,样品0.2Ag-RGO可在120 min内将AO7降解完全。活性物种捕获实验揭示Ag-RGO对AO7的高效降解源自Ag纳米粒子的表面等离子共振及RGO快速传导电子的协同效应。
2017, 46(6):1699-1703.
摘要:
目前研究较多的固体氧化物电池用碳酸盐复合电解质体系中，碳酸盐在工作温度下的熔融状态使其稳定性受到质疑。本文通过聚丙烯酰胺溶胶凝胶法制得La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85（LSGM）粉体与二元碳酸盐复合，制备了新型LSGM-碳酸盐复合电解质，从老化、循环和电池输出三方面考察了LSGM- (Li/Na)2CO3复合电解质的稳定性。在600℃、650 h的测试中，复合电解质的电导率长期稳定在0.07~0.09 S?cm-1；在室温~700℃循环中碳酸盐基本没有损失，电导率也较稳定；单电池在0.6 A?cm-2恒流放电，1 h内平均功率密度为256 mW?cm-2。
目前研究较多的固体氧化物电池用碳酸盐复合电解质体系中，碳酸盐在工作温度下的熔融状态使其稳定性受到质疑。本文通过聚丙烯酰胺溶胶凝胶法制得La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85（LSGM）粉体与二元碳酸盐复合，制备了新型LSGM-碳酸盐复合电解质，从老化、循环和电池输出三方面考察了LSGM- (Li/Na)2CO3复合电解质的稳定性。在600℃、650 h的测试中，复合电解质的电导率长期稳定在0.07~0.09 S?cm-1；在室温~700℃循环中碳酸盐基本没有损失，电导率也较稳定；单电池在0.6 A?cm-2恒流放电，1 h内平均功率密度为256 mW?cm-2。
2017, 46(6):1704-1708.
摘要:
以“溶胶喷雾干燥-纳米原位复合”合成的超细/纳米W-0.3%Y复合粉末为原料,通过普通模压-预烧和在1800~1950℃下烧结制备细晶钨合金。检测了合金显微硬度和拉伸强度,并利用扫描电镜SEM和X射线能量色散谱(EDX)观察了断口形貌及显微组织,研究其烧结行为及断裂行为变化。结果表明：微量稀土Y以Y2O3二次相粒子的形式均匀弥散分布于W晶粒的晶内和晶界处,能有效抑制W晶粒的长大,显著细化晶粒,提高其力学性能。微量稀土Y的添加改变了W合金的断裂形式,由纯W的沿晶断裂转变为主要沿晶、部分穿晶的断裂方式。
以“溶胶喷雾干燥-纳米原位复合”合成的超细/纳米W-0.3%Y复合粉末为原料,通过普通模压-预烧和在1800~1950℃下烧结制备细晶钨合金。检测了合金显微硬度和拉伸强度,并利用扫描电镜SEM和X射线能量色散谱(EDX)观察了断口形貌及显微组织,研究其烧结行为及断裂行为变化。结果表明：微量稀土Y以Y2O3二次相粒子的形式均匀弥散分布于W晶粒的晶内和晶界处,能有效抑制W晶粒的长大,显著细化晶粒,提高其力学性能。微量稀土Y的添加改变了W合金的断裂形式,由纯W的沿晶断裂转变为主要沿晶、部分穿晶的断裂方式。
2017, 46(6):1709-1713.
摘要:
采用胶体晶体模板方法,通过调控聚苯乙烯(PS)微球粒径和前驱体浓度制备了孔径由0.48 μm至1.65 μm连续可调的Au@Al2O3 三维有序大孔(3DOM)复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外－可见分光光度计(UV-Vis)等手段考察了样品的表面形貌和催化特性。发现Au@Al2O33DOM复合材料具有优异的催化性能。随着孔径增大,其催化性能表现出先上升后下降的变化规律,且在孔径为1.27 μm时达到最高。结合理论分析表明,Au@Al2O33DOM 复合材料的微观结构变化,导致了其有效活性面积和孔道传输效率随之改变,二者的共同作用是Au@Al2O33DOM复合材料催化性能变化规律的物理本质。
采用胶体晶体模板方法,通过调控聚苯乙烯(PS)微球粒径和前驱体浓度制备了孔径由0.48 μm至1.65 μm连续可调的Au@Al2O3 三维有序大孔(3DOM)复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外－可见分光光度计(UV-Vis)等手段考察了样品的表面形貌和催化特性。发现Au@Al2O33DOM复合材料具有优异的催化性能。随着孔径增大,其催化性能表现出先上升后下降的变化规律,且在孔径为1.27 μm时达到最高。结合理论分析表明,Au@Al2O33DOM 复合材料的微观结构变化,导致了其有效活性面积和孔道传输效率随之改变,二者的共同作用是Au@Al2O33DOM复合材料催化性能变化规律的物理本质。
2017, 46(6):1714-1718.
摘要:
本文用化学共沉淀法制备ITO粉体,分别将NH4Cl-NH3H2O、(NH4)2SO4-NH3H2O和NH4AC溶液作为缓冲溶液,保持反应过程中pH值基本不变,采用可溶性淀粉、PVP、十二烷基磺酸钠作为分散剂,借助XRD、TEM、BET及四探针电阻仪,研究缓冲溶液和分散剂对制得粉体的物相、形貌、分散性及导电性能的影响。结果表明：采用缓冲溶液制备出的粉体为单相In2O3粉体,采用NH4AC作为缓冲溶液,用淀粉作为分散剂,当pH值为6-7时,所制粉体的粒径在10nm左右,颗粒粒度均匀,分散性能好,形貌为立方体形,电阻率相对较低。
本文用化学共沉淀法制备ITO粉体,分别将NH4Cl-NH3H2O、(NH4)2SO4-NH3H2O和NH4AC溶液作为缓冲溶液,保持反应过程中pH值基本不变,采用可溶性淀粉、PVP、十二烷基磺酸钠作为分散剂,借助XRD、TEM、BET及四探针电阻仪,研究缓冲溶液和分散剂对制得粉体的物相、形貌、分散性及导电性能的影响。结果表明：采用缓冲溶液制备出的粉体为单相In2O3粉体,采用NH4AC作为缓冲溶液,用淀粉作为分散剂,当pH值为6-7时,所制粉体的粒径在10nm左右,颗粒粒度均匀,分散性能好,形貌为立方体形,电阻率相对较低。
2017, 46(6):1719-1722.
摘要:
利用纳米Sn粉高的表面活性,通过微米Mg粉与纳米Sn粉的机械合金化高效合成了含原位纳米Mg2Sn相的复合粉末,将所得复合粉末热压烧结,获得高性能纳米Mg2Sn增强镁基复合材料。对比研究了不同机械合金化时间对镁基复合材料组织、性能的影响,结果表明：随着机械合金化时间的延长,由纳米Mg2Sn相组成的团簇尺寸不断减小,分布更加均匀,烧结态Mg2Sn/Mg复合材料的各项力学性能也得到不断提高。
利用纳米Sn粉高的表面活性,通过微米Mg粉与纳米Sn粉的机械合金化高效合成了含原位纳米Mg2Sn相的复合粉末,将所得复合粉末热压烧结,获得高性能纳米Mg2Sn增强镁基复合材料。对比研究了不同机械合金化时间对镁基复合材料组织、性能的影响,结果表明：随着机械合金化时间的延长,由纳米Mg2Sn相组成的团簇尺寸不断减小,分布更加均匀,烧结态Mg2Sn/Mg复合材料的各项力学性能也得到不断提高。
2017, 46(6):1723-1726.
摘要:
本文采用溶胶凝胶法，以锆的醇盐为前驱体在氢化锆表面制备氧化锆膜层以防止氢化锆中氢析出。研究了热处理温度对氧化锆膜层的物相组成、表面和截面形貌及阻氢性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、X射线衍射仪(XRD)分析测试了氧化锆膜层的截面形貌、表面形貌及相结构。通过真空脱氢实验对膜层的阻氢性能进行评估。研究结果表明，热处理温度在 600℃以上时，可以在氢化锆表面获得致密并连续的氧化锆膜层；氧化锆膜层的阻氢因子PRF值随着热处理温度的升高呈现出先增大后减小的趋势，当热处理温度为600℃时获得氧化锆膜层的阻氢因子最高，为8.6；氧化锆膜层主要由四方相氧化锆T-ZrO2和单斜相氧化锆M-ZrO2组成，并以单斜相氧化锆M-ZrO2为主。
本文采用溶胶凝胶法，以锆的醇盐为前驱体在氢化锆表面制备氧化锆膜层以防止氢化锆中氢析出。研究了热处理温度对氧化锆膜层的物相组成、表面和截面形貌及阻氢性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、X射线衍射仪(XRD)分析测试了氧化锆膜层的截面形貌、表面形貌及相结构。通过真空脱氢实验对膜层的阻氢性能进行评估。研究结果表明，热处理温度在 600℃以上时，可以在氢化锆表面获得致密并连续的氧化锆膜层；氧化锆膜层的阻氢因子PRF值随着热处理温度的升高呈现出先增大后减小的趋势，当热处理温度为600℃时获得氧化锆膜层的阻氢因子最高，为8.6；氧化锆膜层主要由四方相氧化锆T-ZrO2和单斜相氧化锆M-ZrO2组成，并以单斜相氧化锆M-ZrO2为主。
2017, 46(6):1727-1730.
摘要:
以1.0mol.L-1Al(NO3)3.9H2O的乙醇溶液为电解液,用阴极微弧电沉积的方法在贫铀表面制备出厚度约为65μm的氧化铝陶瓷涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层的表面和截面形貌,通过X射线衍射仪(XRD)及X射线能量色散谱(EDS)分析了涂层的成分以及相组成,通过电化学综合测试系统分析了涂层的电化学腐蚀性能,结果表明：涂层表面粗糙多孔,与基体呈犬牙咬合状结合；涂层主要由α-Al2O3和γ- Al2O3组成；涂层中含有少量的U元素,表明膜/基界面附近的贫铀基体在微弧放电的作用下也参与了成膜；沉积氧化铝涂层后,样品的腐蚀电流密度降低了2个数量级,耐腐蚀性能得到大幅度提高。
以1.0mol.L-1Al(NO3)3.9H2O的乙醇溶液为电解液,用阴极微弧电沉积的方法在贫铀表面制备出厚度约为65μm的氧化铝陶瓷涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层的表面和截面形貌,通过X射线衍射仪(XRD)及X射线能量色散谱(EDS)分析了涂层的成分以及相组成,通过电化学综合测试系统分析了涂层的电化学腐蚀性能,结果表明：涂层表面粗糙多孔,与基体呈犬牙咬合状结合；涂层主要由α-Al2O3和γ- Al2O3组成；涂层中含有少量的U元素,表明膜/基界面附近的贫铀基体在微弧放电的作用下也参与了成膜；沉积氧化铝涂层后,样品的腐蚀电流密度降低了2个数量级,耐腐蚀性能得到大幅度提高。
2017, 46(6):1731-1733.
摘要:
氚钛靶是D-T中子发生器的重要元部件,氚钛靶在存储过程中存在着内部氚衰变并积累氦的过程,氦泡的形成将对氚钛膜的稳定性产生重要影响,因此研究存储数年的氚钛靶的辐照损伤效应对了解氚钛靶的有效使用寿命有重要意义。选择采用扫描电镜、扫描电镜能谱分析和 X射线衍射对氚钛靶表层进行检测发现：束流辐照以后氚钛靶表层元素主要为Mo和少量的Ti,表面不存在任何氚化物的物相结构。结论表明：氚钛靶在长达12年的存储时间内,表层氚化钛有效层存在大量脱落的现象。
氚钛靶是D-T中子发生器的重要元部件,氚钛靶在存储过程中存在着内部氚衰变并积累氦的过程,氦泡的形成将对氚钛膜的稳定性产生重要影响,因此研究存储数年的氚钛靶的辐照损伤效应对了解氚钛靶的有效使用寿命有重要意义。选择采用扫描电镜、扫描电镜能谱分析和 X射线衍射对氚钛靶表层进行检测发现：束流辐照以后氚钛靶表层元素主要为Mo和少量的Ti,表面不存在任何氚化物的物相结构。结论表明：氚钛靶在长达12年的存储时间内,表层氚化钛有效层存在大量脱落的现象。
50 泡沫或多孔钛的制备进展
2017, 46(6):1734-1748.
摘要:
泡沫或多孔钛是近年来快速发展起来的一类新型钛合金材料。它们兼具结构和功能的双重属性，在航空航天，生物医学，潜艇，汽车和环保等领域有着广阔的应用前景。本文综述了泡沫或多孔钛制备方法的最新进展。这些方法可以归纳为两类：第一类是基于粉末冶金，而第二类是基于物理或化学合成。详细介绍了每种方法的制备过程、工艺特点、所制备泡沫或多孔钛的孔结构特征和性能参数。通过比较分析，最后指出了泡沫或多孔钛制备方法的发展趋势。
泡沫或多孔钛是近年来快速发展起来的一类新型钛合金材料。它们兼具结构和功能的双重属性，在航空航天，生物医学，潜艇，汽车和环保等领域有着广阔的应用前景。本文综述了泡沫或多孔钛制备方法的最新进展。这些方法可以归纳为两类：第一类是基于粉末冶金，而第二类是基于物理或化学合成。详细介绍了每种方法的制备过程、工艺特点、所制备泡沫或多孔钛的孔结构特征和性能参数。通过比较分析，最后指出了泡沫或多孔钛制备方法的发展趋势。
