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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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纳米三聚氰胺氰尿酸盐的合成、表征及其在酚醛泡沫中的应用*
以三聚氰胺和氰尿酸为原料, 采用溶剂热方法制备出纳米三聚氰胺氰尿酸盐(NMC)。分别利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对其组成和结构进行表征, 研究了不同溶剂(蒸馏水、无水乙醇和苯)、不同类型的表面活性剂(十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP))、反应温度和反应时间对产物粒径的影响。结果表明, 只有用水为溶剂才能合成出NMC; 采用苯和无水乙醇. . .
材料研究学报, 2014 Vol. 28 (6): 401-406    DOI: 10.11901/1005.3093.2013.857
 
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稀土元素Ce对X20Co马氏体耐热钢蠕变性能的影响 PDF (2200KB)
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  2024年, 第38卷, 第2期 刊出日期:2024-02-25 上一期   
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研究论文
冷拉拔钢丝横截面应变不均匀性的晶体塑性研究
赵勇, 刘腾远, 贾春妮, 杨朕聃, 陈响军, 王培, 李殿中
材料研究学报. 2024, 38 (2): 81-91.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.221
摘要   HTML   PDF (4897KB)

建立钢丝多道次拉拔宏观有限元和珠光体团等效晶体塑性有限元相耦合的多尺度模型,研究了冷拉拔钢丝横截面的应变分布、应变路径的演化规律和应变量及应变路径对材料强化效应的影响。结果表明,钢丝冷拉拔后其横截面上的塑性应变量呈现出从心部到表面先升高后降低的分布特征,钢丝心部区域的应变路径接近等比例加载,而靠近表面区域的应变路径则比较曲折。曲折多变的应变路径使更多的滑移系开动,从而产生额外的强化最终使材料的硬度提高。横截面不同位置的应变量和应变路径差异的综合作用,使冷拔钢丝横截面上次表层的硬度最高。

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铁负载纤维素/单宁吸附剂的制备及其对氟硅诺酮类抗生素的吸附性能
翁鑫, 李琦琪, 杨桂芳, 吕源财, 刘以凡, 刘明华
材料研究学报. 2024, 38 (2): 92-104.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.229
摘要   HTML   PDF (10463KB)

采用纤维素/杨梅单宁复合气凝胶(CBT)为载体,用浸渍和原位还原法制备铁负载纤维素/单宁吸附剂(Fe-CBT),使用扫描电镜、傅里叶红外光谱和X射线能谱等手段对其表征,研究了三种典型氟喹诺酮类(FQs)抗生素诺氟沙星(NOR)、盐酸洛美沙星(LOM)和盐酸左氧氟沙星(LVX)的静态吸附性能。结果表明:共存阳离子Na+、K+、Mg2+和Ca2+都对吸附过程有明显的干扰。吸附过程是自发进行的放热反应,主要为单分子层吸附,而化学吸附是主要的限速步骤。准二级和Langmuir模型能很好地拟合这种吸附行为。这种吸附剂在298 K对NOR、LOM和LVX的最大理论吸附量分别达到99.07、74.17和40.14 mg/g。NaOH和NaCl对Fe-CBT都表现出较优的洗脱效果,用NaOH和NaCl溶液4次再生后Fe-CBT对NOR的吸附能力仍高于70%。Fe-CBT对FQs的去除,主要是静电引力、表面络合、氢键和π-π堆积间的协同作用造成的。

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原位自生相增强Ti-Zr-Cu-Pd-Mo非晶复合材料的制备及其力学性能
余圣, 郭威, 吕书林, 吴树森
材料研究学报. 2024, 38 (2): 105-110.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.227
摘要   HTML   PDF (8637KB)

在Ti40Zr10Cu36Pd14非晶合金基体中微添加β-Ti相稳定化元素Mo,使体系在凝固过程中原位析出塑性β-Ti相,制备出原位自生β-Ti相增强Ti基非晶复合材料。在这种复合材料的变形过程中塑性β-Ti相阻碍基体中主剪切带的扩展,使其发生偏转和增殖生成多重剪切带,使其室温力学性能显著提高。其中(Ti0.4Zr0.1Cu0.36Pd0.14)95Mo5试样的室温强度达到2630 MPa,塑性应变达到7.3%,比基体分别提高了32.0%和508%。

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缺口取向及温度对第三代单晶高温合金DD33热疲劳行为的影响
郑明瑞, 李亚微, 刘静, 王莉, 郑伟, 董加胜, 张健, 楼琅洪
材料研究学报. 2024, 38 (2): 111-120.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.178
摘要   HTML   PDF (35089KB)

使用OM、SEM和EDS等手段,研究了第三代镍基单晶高温合金DD33不同V型缺口取向([100]、[210]和[110])片状试样从室温到不同上限温度(1000℃、1100℃和1200℃)的热疲劳过程中裂纹的萌生和扩展行为。结果表明,在三种上限温度,DD33合金的热疲劳性能均出现明显的各向异性。在三个上限温度[100]取向试样均表现出最好的热疲劳性能;上限温度为1000℃和1200℃[110]取向试样的热疲劳性能最差,上限温度为1100℃[210]取向试样的热疲劳性能最差。不同取向试样的热疲劳裂纹的萌生和扩展行为,均呈现出一定的晶体学取向规律。热应力、氧化以及滑移系的开动,导致不同取向试样裂纹的扩展速率不同。

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奥氏体化温度对含铜高碳马氏体不锈钢的组织和性能的影响
郝文俊, 敬和民, 席通, 杨春光, 杨柯
材料研究学报. 2024, 38 (2): 121-129.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.186
摘要   HTML   PDF (18389KB)

使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)等手段对高碳马氏体不锈钢进行表征,研究了添加铜(Cu)对其在不同奥氏体化温度下组织的变化,并分析了其强韧性和耐蚀性。结果表明:随着奥氏体化温度的升高合金中碳化物的含量降低,残余奥氏体的含量提高。Cu的添加促进了分布在基体上的小尺寸碳化物的析出,且使合金中残余奥氏体的含量显著提高。残余奥氏体的软化作用大于马氏体的强化作用,使含Cu高碳马氏体不锈钢的硬度稍有降低,但是其室温冲击功由8Cr18MoV的1.5 J提高到8Cr18MoV-3.1Cu的9.1 J,其韧性也大幅度提高。同时,残余奥氏体的增加使含Cu钢的自腐蚀电位有所降低。

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GCr15轴承钢时效过程碳化物的演化行为
刘震寰, 李勇翰, 刘洋, 王培, 李殿中
材料研究学报. 2024, 38 (2): 130-140.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.169
摘要   HTML   PDF (23309KB)

对GCr15轴承钢进行170℃时效处理,使用SEM、TEM、XRD等手段对其表征,研究了这种钢在时效过程中碳化物的演化行为及其对性能的影响。结果表明,在840℃淬火后再在230℃回火,钢的硬度不低于59 HRC,冲击韧性大幅度提高,钢中的残余奥氏体基本上消除,可保障其170℃的性能和尺寸稳定性。在时效过程中发生的碳原子配分和碳化物析出,使钢基体中碳的浓度、晶格畸变、微区应力应变先降低后稳定,过渡碳化物向非共格的渗碳体转变和粗化。这两个因素的耦合作用使钢的硬度降低、冲击韧性先升高后降低。马氏体的碳脱溶和碳化物类型的转变相互协调,使钢时效1000 h到2000 h间硬度有所回升。为了提高时效过程中钢的显微组织和性能的稳定性,淬火后又进行了深冷处理以引入高密度缺陷,促进了回火和时效过程中碳元素的配分,使析出的碳化物细小弥散并抑制了其在时效过程中的长大与粗化。深冷处理使碳化物的长大速率由298 nm3/h降低到229.5 nm3/h,在一定程度上延缓了性能的衰退、提高了GCr15轴承钢在真空干泵高温环境中的性能稳定性。

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等离子体氟改性TiO2 催化剂的制备及其光催化性能
周立臣
材料研究学报. 2024, 38 (2): 141-150.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.097
摘要   HTML   PDF (5890KB)

以C2H2F4为F源,用等离子体放电对TiO2实现F改性制备TiO2催化剂,并使用XRD、XPS、UV-vis、PL等手段表征其形貌和结构。以亚甲基蓝和油田废水作为污染物,研究外部环境对催化剂降解性能的影响和重复使用性能,并使用自由基清除剂揭示其光催化机理。结果表明,催化剂添加量为8 g/L、pH值为6时,其对油田废水的降解效果最佳化学需氧量(COD)的去除率可达88%。同时,环境中的$\mathrm{HCO}_3^{-}$、$\mathrm{CO}_3^{2-}$、$\mathrm{PO}_4^{3-}$、$\mathrm{SiO}_3^{2-}$能显著抑制光催化反应,而Cl-的影响不大。羟基自由基(·OH)对光催化反应的影响更为关键。等离子体氟改性后,二氧化钛表面产生大量的≡Ti-F键和氧缺陷,实现了TiO2的间隙F掺杂(Ti-O-F-Ti键),≡Ti-F和氧缺陷促进了光生电子-空穴向TiO2表面转移。同时,间隙F掺杂在TiO2价带上方产生杂质能级,使禁带宽度从2.98 eV收窄到2.82 eV,增强了这种催化剂在可见光区域的吸收,提高了其对油田废水的光催化降解效率。

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440 MPa级高强钢焊缝金属的断裂韧性
曾道平, 安同邦, 郑韶先, 代海洋, 曹志龙, 马成勇
材料研究学报. 2024, 38 (2): 151-160.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.164
摘要   HTML   PDF (18578KB)

使用自研的Si-Mn-Ni气保护实心焊丝对440 MPa级高强钢进行MAG焊,并在系列温度下进行冲击试验、疲劳裂纹扩展速率试验和裂纹尖端张开位移试验,研究了焊缝金属的断裂韧性和显微组织对断裂韧性的影响。结果表明:焊缝金属的韧脆转变温度约为-48.4℃;随着恒幅载荷(13~17 kN)的增大载荷循环次数N减小、疲劳寿命降低,且在应力强度因子范围ΔK相同的情况下疲劳裂纹扩展速率da/dN总体上随着恒幅载荷的增大而减小;焊缝金属的CTOD值δ为0.481~0.781 mm,有效特征值δ0.2BL为0.5103 mm,CTOD值δ的离散系数仅为16.5%,表明焊缝金属的良好断裂韧性满足海洋工程的技术要求;阻碍裂纹扩展能力较强的针状铁素体使断裂韧性提高,而阻碍裂纹扩展能力较弱的准多边形铁素体和易诱发微裂纹的M-A组元使断裂韧性降低。

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