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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2018年, 第32卷, 第12期 刊出日期:2018-12-25 上一期   
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研究论文
再结晶分数对Al-Zn-Mg-Cu合金淬火敏感性的影响
李承波, 邓运来, 唐建国, 李建湘, 张新明
材料研究学报. 2018, 32 (12): 881-888.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.358
摘要   HTML   PDF (9074KB)

采用热压缩试验、光学显微镜和透射电子显微镜(高分辨电镜)研究了再结晶分数对Al-Zn-Mg-Cu合金淬火敏感性的影响。结果表明:7050合金的淬火敏感性、平衡相尺寸及面积分数随再结晶分数的增加递增,再结晶的面积分数与η相的面积分数具有很好的线性相关性。再结晶分数从10%增加至58%时,相对硬度值从7%增加至17%,平衡相的长度和厚度分别由265 nm和35 nm增加至422 nm和82 nm,其平衡相的面积分数也从6.5%增加至28.4%。亚晶晶内的Al3Zr粒子,与基体的共格性很好,慢速淬火过程中,不利于平衡性的析出;而在再结晶晶内的Al3Zr粒子有利于η相的析出,再结晶分数越多,与基体非共格的Al3Zr粒子越多,η相的形核位置越多,从而导致淬火敏感性增加。

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淬火工艺对UHS海工钢力学性能的影响
李振团, 柴锋, 杨才福, 罗小兵, 杨丽, 苏航
材料研究学报. 2018, 32 (12): 889-897.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.341
摘要   HTML   PDF (10308KB)

采用低碳(C<0.05)NiCrMo设计并使用Thermo-Calc软件、光学显微镜、扫描以及透射电镜等手段,研究了淬火工艺对超高强海工用钢组织细化和力学性能的影响。结果表明,这种钢在910℃淬火和525℃时效发生二次硬化,其最高峰值硬度为369 HV,在700℃时效空冷后得到二次马氏体组织,其峰值硬度达到361 HV。在820~910℃淬火时,随着淬火温度的降低使用Thermo-Calc软件计算出的(Nb,Ti)C平均粒子半径明显减小,细小的(Nb,Ti)C粒子能有效抑制奥氏体晶粒的长大,提高基体中大小角度晶界密度,强韧性提高,其中820℃淬火强度最高达到1084 MPa,-80℃ V型冲击功为76 J,断口纤维率为100%。断口形貌和裂纹扩展结果表明,细化的组织和第二相能阻碍韧窝的扩展断裂,细化的板条束和板条块能显著改变裂纹扩展方向,裂纹扩展路径的最大单位长度为15 μm,因此具有较高的低温韧性。

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碱激发煤矸石-矿渣胶凝材料的性能和胶结机理
马宏强, 易成, 陈宏宇, 石晶, 李为健, 郭咏冬
材料研究学报. 2018, 32 (12): 898-904.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.355
摘要   HTML   PDF (2350KB)

使用氢氧化钠(NH)和硅酸钠(NS)作碱激发剂制备煤矸石-矿渣地聚复合材料,研究矿渣掺量和NH模数对碱激发煤矸石-矿渣(AACGS)胶凝材料的净浆流动度和抗压强度的影响,并借助XRD、FT-IR、MAS NMR和SEM-EDS深入探讨材料的性能和胶结机理。结果表明:矿渣掺量对材料的净浆流动性和抗压强度有显著的影响,而NH模数只显著影响抗压强度。碱激发煤矸石-矿渣试样具有更高的早期强度,且当矿渣掺量超过20%时其28 d强度也比P.O42.5纯水泥试样的高。随着矿渣掺量的增加水化产物中硅酸盐结构的聚合度增大,与抗压强度的结果一致。Ca2+具有比Na+更强的驱动吸附能力,矿渣掺量从0增加到50%使基体更密实,且其微结构中的C-(A)-S-H具有更高的Ca/Si比和低的Al/Si比。C-A-S-H和C-S-H凝胶与N-A-S-H凝胶共同构成AACGS的网状无序结构,具有很好的相容性。

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一种环保延性水泥基复合材料的制备及其韧性
鲍文博, 李维, 底高浩, 黄志强, 余芳
材料研究学报. 2018, 32 (12): 905-912.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.166
摘要   HTML   PDF (5214KB)

使用尾矿砂替代ECC中的细骨料,借鉴ECC技术制备了尾矿砂替代天然砂的比率达50%的纤维增强尾矿砂水泥基复合材料(FRTCC),采用立方体抗压、直接拉伸、薄板弯曲和双面剪切等不同加载模式的实验系统研究了FRTCC的压缩、拉伸、弯曲和剪切韧性以及PVA纤维的增韧机制,以及PVA纤维掺量和水胶比对FRTCC延性的影响。提出了完全韧性比的概念和定义,并采用韧性比和韧性指数双特征参数表征了FRTCC的韧性。结果表明,这种材料具有环保和延性双重特征。PVA掺量与水胶比存在着交互作用,对FRTCC的韧性有显著的影响。PVA掺量与水胶的适当配比明显提高了FRTCC的延性和能量吸收能力,使FRTCC具有多裂缝开裂、应变硬化和延性破坏等特征。

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阿司匹林对聚己内酯载体材料的结构和缓释性能的影响
刘淑琼, 刘瑞来, 饶瑞晔
材料研究学报. 2018, 32 (12): 913-920.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.140
摘要   HTML   PDF (3955KB)

以聚己内酯(PCL)为载体,采用相分离法制备载阿司匹林(ASA)的PCL/ASA缓释复合材料,研究了ASA的含量对PCL/ASA复合材料的纳米纤维结构形成、孔隙率、亲水性、生物活性以及ASA缓释性能的影响。结果表明,随着ASA含量的提高复合材料由原本纯PCL的纳米纤维基体结构转变为非纳米实壁结构;同时,随着ASA含量的提高PCL/ASA复合材料的孔隙率从96.67%下降到52.28%,吸水率从38.00%上升到59.34%,即亲水性能提高;生物活性的测试结果表明,纯PCL纳米纤维材料和载ASA的PCL/ASA复合材料都具有良好的生物活性,纳米纤维结构和ASA都影响材料的生物活性。缓释性能的测试结果表明,PCL/ASA复合材料中ASA的缓释性能与材料的微观结构有关,在微纳米结构的PCL/ASA复合体系中ASA的累积释药量在同等时间内最大达到25.23%。

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钛合金表面激光熔覆Ti-Ni+TiN+MoS2/TiS自润滑复合涂层
高秋实, 闫华, 秦阳, 张培磊, 陈正飞, 郭加龙, 于治水
材料研究学报. 2018, 32 (12): 921-928.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.163
摘要   HTML   PDF (8862KB)

以NiCrBSi、TiN和Ni包MoS2为熔覆材料,采用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金表面制备了以TiN、TiMo和Ti-Ni金属间化合物为增强相,以MoS2、TiS为润滑相的自润滑复合涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度仪和多功能摩擦磨损实验机等手段分析涂层的物相、显微组织结构、显微硬度和摩擦学性能,研究了复合涂层的磨损机理。结果表明:复合涂层的平均显微硬度为1060~1140HV0.3,约为基体硬度(约为370HV0.3)的3倍。由于涂层中硬质增强相TiN、TiMo、Ti-Ni和润滑相MoS2、TiS的综合作用,TiN含量为25%的复合涂层其摩擦系数(0.3199)和磨损量(2.2 mg)均比基体的(0.3535和11.8 mg)低,具有良好的自润滑耐磨性能。

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介孔蔗渣碳的氮官能化改性及其对Hg2+吸附的影响
李坤权, 李博宇
材料研究学报. 2018, 32 (12): 929-935.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.190
摘要   HTML   PDF (720KB)

以甘蔗渣为原料、磷酸作为改性剂制备了生物质碳BAC,用硝酸氧化和乙二胺对其修饰后制备出多胺介孔蔗渣基生物质碳BAC-EDA。采用低温液氮吸附/脱附,根据BET、BJH、t-plot、FTIR分析改性前后蔗渣碳BAC、BAC-EDA的孔结构和表面化学官能团,研究了改性对重金属汞吸附的影响。结果表明,生物质碳BAC和BAC-EDA由介孔和少量微孔组成,在改性后的多胺介孔蔗渣基生物质碳表面新增了羧基、内酯基等含氧酸性官能团以及氨基含氮官能团,而且改性前后生物质碳的微介孔所占比例恒定。这些结果表明,官能团的引入是在微介孔上同时进行的。吸附试验结果表明,改性后的蔗渣碳BAC-EDA的最大吸附量为137 mg·g-1,远高于未改性的蔗渣碳AC的吸附量73 mg·g-1,说明硝酸氧化和乙二胺改性提高了生物质碳的吸附性能。使用Langmuir模型能更好地描述汞在BAC-EDA上的吸附,进一步说明改性后碳材料活性位点的均一性。同时,温度升高有利于吸附,说明这个过程是一个自发吸热过程。

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Si对铸造高温合金K4169的凝固行为和力学性能的影响
李小亮, 陈波, 邢炜伟, 丁磊磊, 马颖澈, 刘奎
材料研究学报. 2018, 32 (12): 936-945.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.181
摘要   HTML   PDF (11620KB)

依据Thermo-Calc计算结果并结合等温凝固实验,研究了含量(质量分数)为0.03%~0.65%的Si对K4169凝固特性的影响。结果表明:Si能降低合金的固、液相线温度并扩大固液两相区,当Si含量从0.03%提高到0.65%时合金的液相线温度由1354℃下降到1343℃,固相线温度由1241℃下降到1212℃。在凝固过程中Si偏析并在终凝区明显富集,Si使Nb、Mo在残余液相中的富集导致Cr和Fe的贫化。随着Si含量的提高,Laves的数量显著增加且数量增多。Si含量不同的合金中Laves相的形貌不同,Si含量为0.03%和0.23%的合金析出网状Laves相,而Si含量为0.42%Si和0.65%的合金析出大块状Laves相。Si含量对MC碳化物的形貌和析出温度影响不大。Si使K4169合金的室温拉伸性能和高温持久性能降低。Si含量由0.03%提高到0.65%时合金的强度和塑性降低,其高温持久寿命和延伸率分别从230 h和4%下降到100 h和1.8%,当Si含量高于0.23%时合金的延伸率低于指标。因此,应该合理控制K4169合金的Si含量。

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ZnO纳米锥丛林阵列的低温制备和光催化性能
方向明, 曾值, 高世勇, 李文强, 王金忠
材料研究学报. 2018, 32 (12): 945-950.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.302
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用低温水热法(60℃)在纯水中在锌片上制备了ZnO纳米锥丛林阵列,并使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和能谱仪等手段对其形貌、结构和化学成分进行了表征。结果表明,锌片表面被成簇的ZnO纳米锥和独立生长的ZnO纳米锥完全覆盖,ZnO纳米结构的纯度较高晶体质量也较好。ZnO纳米锥丛林阵列对甲基橙和亚甲基蓝都具有良好的催化性能,证明ZnO纳米锥丛林阵列对染料具有普遍催化作用。还分析了ZnO纳米锥丛林阵列的生长机制和光催化机理。

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