文章-世纪中文出版社

梁新磊1 刘茜2,3 王刚1 王震宇2 韩恩厚2 王帅2 易祖耀1 李娜1 《材料科学研究》 2020年7期

摘要:

用氧化石墨烯(GO)浓缩浆分散法制备GO改性环氧隔热涂层,在浓度(质量分数)为3.5%的NaCl溶液(50℃)中进行腐蚀实验并测试其腐蚀前后的隔热性能。432 h的腐蚀电化学测试结果表明,用0.5%(质量分数)的GO改性显著提高了涂层低频阻抗,涂层的耐蚀性优于无GO改性和1.0%GO改性的涂层；SEM分析结果表明,用0.5%和1.0%GO改性的隔热涂层腐蚀432 h后表面形貌完好,涂层/基体界面处没有出现裂纹和腐蚀产物,而未经GO改性的涂层出现了明显腐蚀破坏。腐蚀试验前,0.5%、1.0%GO改性的涂层与没有改性的涂层的隔热性能没有明显的区别；腐蚀432 h后涂层对250℃热源分别降温98℃、123℃、115℃,粘结强度分别降低了3.9、1.0、2.3 MPa。实验结果表明,用0.5%GO改性的涂层耐蚀和隔热性能最好。

壁厚对HR2钢柱壳爆轰加载下膨胀断裂行为的影响下载：69 浏览：496

卢秋虹1 王宁2 范诚3 申勇峰2 刘明涛3 汤铁钢3 胡海波3 《材料科学研究》 2020年6期

摘要:

通过对6、12 mm两种不同壁厚的HR2钢柱壳进行爆轰加载实验,对其断裂碎片的宏观形貌、断口的微观形貌以及横截面的变形微观结构进行系统表征,研究了金属柱壳在爆轰加载下的膨胀断裂机理。结果表明,在膨胀断裂过程中壳壁厚度的增大导致HR2钢柱壳由纯剪切断裂变为拉剪混合的断裂模式。断裂碎片的微观结构分析结果表明,柱壳的断裂实际上是剪切裂纹从样品内部剪切带形核并扩展、和拉伸裂纹沿柱壳外表面的形核扩展的共同作用及竞争的结果。薄壁柱壳断裂由样品内裂纹沿剪切带的形核和扩展主导发生剪切断裂,而厚壁柱壳中内侧的裂纹沿剪切带的形核和扩展,但是最外侧则为环向拉应力主导发生拉伸断裂,因此表现出拉剪结合的断裂模式。

耐磨铝基超疏水材料的制备及其动态冷凝行为下载：77 浏览：497

王芳1 周宝玉1 冯伟1,2 雷家柳1,2 姜玉凤1 王琦迪1,3 《材料科学研究》 2020年5期

摘要:

用水热法制备了铝基超疏水材料。SEM观测结果表明,这种材料表面有明显的微纳米复合结构；用动态摩擦试验机进行了循环摩擦实验,结果表明:这种材料的耐磨性能优异,2000次循环摩擦后样品表面变得略微平整,微米结构丢失,但是保留有大量ZnO纳米棒,仍保持超疏水特性。这种材料还具有良好的耐酸碱腐蚀能力。冷凝实验结果表明:冷凝液滴在微纳米复合结构中随机生成,有益的是凹槽中的冷凝液滴在长大和合并过程中逐渐脱离凹槽底部最终悬浮在粗糙结构的表面。这证实,冷凝液滴在样品表面保持Cassie态,为冷凝过程中频繁发生液滴合并自弹跳提供了条件。

芳纶浆粕和纳米钛酸钠晶须在汽车摩擦材料中的协同效应下载：86 浏览：495

郭客1,2 张志强1 宋仁伯3 许洁3 于浩男3 《材料科学研究》 2020年5期

摘要:

以包括酚醛树脂、芳纶浆粕、纳米钛酸钠晶须、氧化铝、重晶石和二硫化钼的简化配方为基础制备一种摩擦材料,研究芳纶浆粕和纳米钛酸钠晶须的含量对摩擦材料的物理力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着芳纶浆粕含量的提高摩擦材料试样的布氏硬度呈现提高的趋势；当芳纶浆粕与钛酸钠晶须的比例为3:1时,材料的冲击强度达到最大值0.392 J/cm2,两种增强纤维的均匀混合为摩擦过程中产生高内聚强度的摩擦膜提供了基础,且这个比例产生最佳的协同效应,摩擦系数稳定在0.38～0.45,磨损率为5%。

反应型有机修饰剂对环氧树脂/粘土纳米复合材料热/机械性能的影响下载：81 浏览：491

陈斌1 裴鑫鹏1 徐扬1 张英2 《材料科学研究》 2020年5期

摘要:

使带有环氧基团的三缩水甘油基对氨基苯酚(TGPAP)分别与溴代正丁烷(BB)、2-溴乙醇(BE)反应,合成了反应型粘土有机修饰剂溴化(正定烷基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPB)和溴化(2-羟乙基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPE)。用这两种修饰剂改性粘土,分别制备出具有相同反应官能团但与环氧树脂的相容性略有不同的两种有机化粘土(B-Clay和E-Clay)。再用"粘土淤浆复合法"制备出两种环氧树脂/粘土纳米复合材料,研究了两种反应型有机修饰剂对纳米复合材料的结构和性能的影响。结果表明:带有羟基的E-Clay以高度无规剥离形式均匀分布在环氧树脂基体中；而B-Clay则形成了无规剥离/插层混合结构。两种粘土均参与固化反应在环氧树脂基体和粘土片层间产生了较强的界面作用力,从而显著提高了纳米复合材料的拉伸强度。粘土质量分数为3%的两种纳米复合材料,其拉伸强度分别达到32.4 MPa(E-Clay)和28.0 MPa(B-Clay),比对应的纯环氧树脂聚合物分别提高了76.47%和52.51%。同时,这两种纳米复合材料的玻璃化转变温度(Tg)也略有提高。

Mg-13Gd-1Zn合金的组织与力学性能下载：82 浏览：481

甄睿1,2 吴震1 许恒源1 谈淑咏1,2 《材料科学研究》 2020年4期

摘要:

研究了铸态、退火态、挤压态和T5时效态Mg-13Gd-1Zn三元合金的显微组织和力学性能。结果表明,合金的铸态组织由α-Mg、(Mg,Zn)3Gd和14H-LPSO长周期相组成。合金在均匀化退火和热挤压后的直接时效(T5)过程中都发生了晶内14H-LPSO相的沉淀析出,表明合金中14H-LPSO的沉淀相变发生在一个很宽的温度范围(200～510℃)。在挤压后合金的直接时效(T5)过程中发生了β'及β1相的沉淀析出。在沉淀强化和LPSO强化的共同作用下,合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为197 MPa、397 MPa和2.56%。在200℃/80 MPa和200℃/120 MPa两种实验条件下,Mg-13Gd-1Zn合金的抗蠕变性能均优于WE54合金。

钛增强Cu40Zn黄铜合金的粉末冶金制备及其力学性能下载：85 浏览：506

马晨张鑫潘登郑飞洋李树丰《材料科学研究》 2020年3期

摘要:

采用粉末冶金法将合金元素Ti加到Cu40Zn基体中制备钛黄铜,研究了Ti的添加量对黄铜微观组织、界面结构、相组成以及力学性能的影响。结果表明:Ti在基体中固溶析出并与Cu40Zn反应生成了亚微米级的Cu2Ti4O颗粒和Ti纳米团簇,随着Ti含量的提高钛黄铜的屈服强度、抗拉强度和硬度呈提高的趋势。增大位错运动阻力产生的第二相强化、钉扎产生的细晶强化以及加工硬化,使Cu40Zn的力学性能提高。综合性能良好的Cu40Zn-1.9Ti,其屈服强度、抗拉强度、延伸率和硬度分别达到375 MPa、602 MPa、17.7%和163HV。

残余碳对取向硅钢初次和二次再结晶的影响下载：93 浏览：500

付勇军雷家柳廖庆玲赵栋楠张玉成《材料科学研究》 2020年3期

摘要:

研究了脱碳退火样品中的残余碳对取向硅钢初次和二次再结晶的组织和磁性能的影响。结果表明:随着脱碳退火样品中残余碳含量的提高,初次再结晶的平均晶粒尺寸减小,表层和中心层的晶粒尺寸差增大；初次再结晶的强{111}<110>或{111}<112>织构向强{112}<110>织构转变,部分1/4层的Goss晶粒或{111}<112>晶粒转变为其他取向的晶粒；残余碳含量超过0.0200%后,高温退火样品二次再结晶不完善,磁性能较差。相变是导致上述现象的主要原因。

Cu含量和烧结温度对Fe-Cu基粉末冶金复合材料摩擦磨损性能的影响下载：91 浏览：517

石磊1 赵齐1 罗成1 陈浩1 杨继彪1 张晓东2 李贤斌2 《材料科学研究》 2020年3期

摘要:

研究了铜含量和烧结温度对Fe-Cu基粉末冶金复合材料摩擦磨损性能影响。结果表明,Cu含量为20%～60%,随着Cu含量的提高耐磨性能先随之提高,Cu含量为40%时耐磨性能达到最优值,平均摩擦系数最小为0.172,磨损量为0.007 g；随着Cu含量的进一步提高耐磨性能反而降低。烧结温度为1096～1296℃时,随着烧结温度的提高耐磨性能随之提高,温度达到1196℃时耐磨性能达到最优,平均摩擦系数最小为0.123,磨损量为0.0018 g；烧结温度再提高耐磨性能反而降低。在最优工艺烧结过程中液相Al分别与Fe和Cu基体生成固溶体,使材料的密度和强度提高。MnS分解后,Mn与Fe基体生成固溶体,部分C也与Fe基体生成固溶体,两者促进了合金的固溶强化。其余的单质C,使合金的润滑性能提高。烧结后,Cu晶粒组织变得均匀细小,在Fe基中以网状形式存在。以上各组元的特殊作用使Fe-Cu基复合耐磨材料具有优异的耐磨性能。

Ti65合金的初级蠕变和稳态蠕变下载：84 浏览：507

岳颗1,2 刘建荣1 杨锐1 王清江1 《材料科学研究》 2020年2期

摘要:

使用透射电镜（TEM）研究了Ti65合金在600～650℃、120～160 MPa条件下的蠕变变形行为及其微观变形机制。结果表明:初级蠕变变形机制主要由受攀移控制的位错越过α2相的过程主导；稳态蠕变阶段蠕变机制主要由受界面处扩散控制的位错攀移的过程主导,且应力指数为5～7。在初级蠕变阶段α2相与位错的相互作用是α2相对合金高温强化的主要方式,在稳态蠕变阶段沿α/β相界分布的硅化物阻碍位错运动与限制晶界滑移是硅化物对合金强化的主要方式。

超高强度船体结构钢焊接性的研究现状和趋势下载：92 浏览：505

雷玄威1,2 周栓宝2 黄继华2 《材料科学研究》 2020年2期

摘要:

基于对超高强度船体结构钢及其焊接接头力学性能的总结和讨论,揭示了超高强度船体结构钢的焊接性问题,即在大线能量焊接条件下热影响区粗晶区的低温韧性较差。从马-奥(M-A)组元的生成和粒状贝氏体的生成两方面,分析了产生该焊接性问题的本质原因。总结了改善超高强度船体结构钢焊接性的途径:应用氧化物冶金技术、引入Cu沉淀强化和提高Ni含量。综合对当前超高强度船体结构钢研究现状的分析,认为超低C和高Ni含量的设计可成为进一步改善超高强度船体结构钢焊接性的思路。

共聚物链结构对共聚型含氟聚酰亚胺薄膜性能的影响下载：96 浏览：517

张明艳1,2 刘居2 杨振华2 王登辉2 吴子剑1,2 《材料科学研究》 2020年1期

摘要:

以4,4'-二氨基-2,2'-双三氟甲基联苯(TFMB)、4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)和3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(BPDA)为反应单体,改变非含氟BPDA单体在二酐中的配比和加料方式制备出一系列共聚型含氟聚酰亚胺(PI)薄膜并表征和分析其性能,研究了共聚物链结构对其性能的影响。结果表明,BPDA单体的加料方式及其在二酐单体中的比例均影响薄膜的性能。共聚型含氟PI薄膜在室温下均溶于非质子极性溶剂,且在可见光范围内有较高的透光率。随着非含氟二酐单体BPDA含量的提高薄膜的光学性能略有降低而其热性能和力学拉伸性能提高。非含氟二酐单体占二酐单体的比例为68.97%的共聚型PI薄膜,在500 nm处的透过率达到96.01%；非含氟二酐单体占二酐单体比例为35.71%的共聚型PI薄膜失重10%的热分解温度为595.23℃,拉伸强度为100.98 MPa。同时,BPDA加料方式的改变对共聚型PI薄膜的光学性能、热学性能和力学拉伸性能均有不同程度的影响。

原位微米/纳米TiC颗粒弥散强化304不锈钢的高温蠕变特性下载：57 浏览：395

倪自飞1,2 薛烽1 《材料科学研究》 2019年12期

摘要:

以304SS不锈钢为母合金采用原位合成工艺制备微米/纳米TiC颗粒弥散强化304不锈钢(TiC-304SS强化钢),研究了强化钢和母合金的高温蠕变性能。结果表明:原位生成的TiC颗粒大多呈多边形,在母合金中均匀分布且与其良好结合。TiC颗粒的加入对强化钢的母合金晶粒有明显的细化作用。在700/100 MPa蠕变条件下母合金304SS蠕变后晶粒明显长大,且沿应力方向拉长。而TiC颗粒的加入抑制了母合金晶粒的长大,阻止了蠕变变形。显微组织和蠕变性能的结果表明,在强化钢和母合金的蠕变过程中位错的运动符合位错攀移机制。但是与304SS母合金相比,TiC颗粒的加入提高了TiC-304SS强化钢的蠕变表观应力指数和蠕变激活能。门槛应力、载荷传递和微结构的增强,是Ti C-304SS强化钢的蠕变增强特征。

含铌中铬耐磨铸钢的摩擦磨损行为下载：52 浏览：407

张拓滕铝丹臧其玉杨弋涛《材料科学研究》 2019年12期

摘要:

使用立式MM-W1型销盘摩擦磨损试验机进行含铌中铬耐磨铸钢的室温干滑动摩擦磨损实验,用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察磨损表面形貌和亚表层的组织变化,研究了Nb含量对这种钢的磨损行为和磨损机制的影响。结果表明,加入0.2%(质量分数,下同)的Nb形成的不连续棒状铌碳化物和晶粒细化提高了试验钢的耐磨性能。但是,Nb含量过高则使钢发生严重的组织变形和生成粗大网状碳化物,使磨损表面脱落而降低耐磨性能。随着试验载荷的增大,含0.2%Nb试验钢的磨损机理从轻微磨粒磨损向黏着磨损和氧化磨损转变。

(Gd,Y)相对GW103K时效合金局部腐蚀的影响下载：54 浏览：406

于爽1,2 贾瑞灵1 张函1,2 张伟2 郭锋1 《材料科学研究》 2019年12期

摘要:

对Mg-10Gd-3Y-0.4Zr(GW103K)合金进行193 h时效处理,使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观测块状和链状相的微观结构和腐蚀形貌,使用扫描开尔文探针显微镜(SKPFM)测试块状相和链状相与基体之间的相对电势差,研究了这些相对GW103K合金局部腐蚀的影响。结果表明:分布在晶内和晶界的单独块状相为Mg2(Gd, Y)相,(Gd, Y)固溶体与Mg2(Gd, Y)相交替排列形成链状相。(Gd, Y)固溶体和Mg2(Gd, Y)相的相对电势均高于基体,与相邻基体形成微电池,(Gd, Y)固溶体和Mg2(Gd, Y)相作为阴极促进了周围基体的腐蚀。尽管(Gd,Y)固溶体与基体之间的相对电势差更大,但是与基体的相界面为共格界面,界面能低、化学稳定性高,因此对基体腐蚀没有更强烈的影响。

新型含铝奥氏体耐热合金的高温塑性变形行为和热加工性能下载：59 浏览：430

杨雨童罗锐程晓农桂香陈乐利王威郑琦《材料科学研究》 2019年11期

摘要:

新型含铝奥氏体耐热合金（AFA）进行压缩热模拟试验,使用OM和EBSD等手段研究了这种合金在950～1150℃和0.01～5 s-1条件下的微观组织演变、建立了基于动态材料模型热加工图、分析了变形参数对合金加工性能的影响并按照不同区域组织变形的特征构建了合金的热变形机理图。结果表明:新型AFA合金的高温流变应力受到变形温度和应变速率的显著影响。在变形温度为950～1150℃和应变速率为0.18～10 s-1条件下,这种合金易发生流变失稳。在变形温度为1050～1120℃、应变速率0.01～0.1 s-1和变形温度1120～1150℃、应变速率10-0.5～10-1.5 s-1这两个区间,这种合金发生完全动态再结晶行为且其再结晶晶粒均匀细小,功率耗散因子η达到峰值45%。新型AFA合金的热加工艺,应该优先选择再结晶区域。

PBT/氧化石墨烯纳米复合材料的制备及热处理下载：58 浏览：409

肖文强1 黄欢1 陈林1 严磊1 卞军1 鲁云2 《材料科学研究》 2019年11期

摘要:

先用Hummer法合成氧化石墨烯(GO),然后用熔融共混法制备了不同GO含量的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纳米复合材料(PBT/GO)。随着GO含量的提高PBT/GO纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度都先提高后降低,GO的含量为0.5%的材料性能最佳。将GO含量为0.5%的PBT/GO纳米复合材料在不同温度(150、180和200℃)热处理不同时间(30、60和90 min),研究了热处理对其结构和性能的影响。结果表明,随着热处理温度的提高PBT/GO纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度最高达63.2 MPa和11.6 kJ/m2,比热处理前分别提高了36.1%和59.3%。而随着热处理时间的延长其拉伸强度和冲击强度最高分别为62.3 MPa和11.0 kJ/m2,分别提高了34.2%和51.9%。DSC分析结果表明,提高热处理温度和延长热处理时间都能提高复合材料的结晶度,结晶度比热处理前最多分别提高了11.4%和8.6%,温度对结晶度的影响更甚。XRD测试结果表明,热处理并不改变复合材料的晶型结构,只影响其结晶度。导热性能测试结果表明,复合料的结晶度越高则导热性能越好。提高热处理温度,复合材料在50℃和100℃的热导率最高分别为0.49 W/(m·K)和0.42 W/(m·K),比热处理前分别提高了24.1%和18.6%；延长热处理时间,复合材料在50℃和100℃的热导率最高分别为0.46 W/(m·K)和0.37 W/(m·K),比热处理前分别提高了14.6%和5.9%,热处理温度对导热性能的影响更显著。

淬火速率对汽车用高强铝合金性能的影响下载：61 浏览：437

李承波1,2 邓运来1 唐建国1 李建湘2 张新明1 《材料科学研究》 2019年11期

摘要:

采用力学性能测试、电导率测试和透射电子显微镜研究了淬火速率对汽车用高强铝合金性能的影响。结果表明:淬火速率从960℃/s降低到1.8℃/s,电导率提高了5.7%IACS,硬度的下降率为40%,抗拉强度和屈服强度的下降率分别为24.2%和56.9%,硬度和强度与淬火速率的对数呈线性关系。随着淬火速率的降低,淬火析出相的尺寸和面积分数显著增大,导致性能下降。淬火速率为1.8℃/s时,淬火析出相的平均尺寸为465.6 nm×158.2 nm,析出相的面积分数为42.1%。

SiBN三元陶瓷纤维的聚硼硅氮烷裂解转化制备和性能下载：74 浏览：440

崔永杰刘勇彭帅韩克清余木火《材料科学研究》 2019年10期

摘要:

以三氯硅烷、六甲基二硅氮烷、三氯化硼和甲胺为原料合成聚硼硅氮烷前驱体,对前驱体进行熔融纺丝和不熔化处理,将其高温裂解后制备出SiBN陶瓷纤维。使用FT-IR、NMR、XRD、TEM、TGA等表征手段研究了在不同聚合温度下聚硼硅氮烷前驱体的化学结构特征、SiBN陶瓷纤维的高温热稳定性、介电性能以及力学性能。结果表明:在不同温度下制备的聚硼硅氮烷前驱体的骨架为Si-N-B,均含有HSiN3、BN3及NCH3等结构。在1400℃热处理后SiBN陶瓷纤维仍保持无定形态,直径为14μm,拉伸强度达到0.91 GPa。在氮气气氛中SiBN陶瓷纤维从室温到1400℃的失重为1.5%,表明这种纤维具有较高的热稳定性。SiBN陶瓷纤维的介电常数为2.6～2.8,损耗角正切的数量级为10-2。

加工7075航空铝合金用金刚石涂层刀具的制备及其切削性能下载：62 浏览：440

王宜豹1,2 黄楠1 刘鲁生1 袁子尧1 李鹏1 张文雪2 姜辛1 《材料科学研究》 2019年9期

摘要:

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)技术在WC-Co8%硬质合金刀具表面制备金刚石涂层,调节甲烷浓度等沉积工艺制备了单层金刚石涂层刀具和微米金刚石涂层(1.2μm)、纳米金刚石涂层(200 nm)交替多层金刚石涂层刀具。以7075航空铝合金作为切削工件,在无润滑干切条件下测试了单层金刚石涂层刀具和多层金刚石涂层刀具的切削性能。实验结果表明,切削2 h后单层金刚石涂层刀具涂层脱落宽度达到35μm,刀刃钝化；有多层金刚石涂层刀具的刃型保持完整,涂层无脱落。对单层金刚石涂层和多层金刚石涂层平面样品进行了洛氏压痕实验。结果表明,多层金刚石涂层的脱落面积约为单层金刚石涂层脱落面积的1/5到1/10,进一步说明多层金刚石涂层有更强的抵抗裂纹产生的能力。这些结果表明,金刚石多层结构能提高涂层与基体的界面结合力,延长金刚石涂层刀具的使用寿命。

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