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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深冷处理对低碳高合金马氏体轴承钢力学性能及组织的影响 PDF (2276KB)
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  2019年, 第33卷, 第5期 刊出日期:2019-05-25 上一期   
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研究论文
铜绿假单胞菌对2205双相不锈钢腐蚀行为的影响
周秩仁,张欢欢,刘玉芝,赵颖
材料研究学报. 2019, 33 (5): 321-330.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.665
摘要   HTML   PDF (12686KB)

将具有(111)择优取向的岛状奥氏体相嵌入连续铁素体的2205双相不锈钢(2205 DSS)工作面浸泡在铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)中进行电化学测试,研究浸泡时间对2205 DSS 微生物腐蚀行为的影响。开路电位(OCP)、线性极化电阻(LPR)以及电化学阻抗谱(EIS)表明,在7 d浸泡期的无菌溶液中测得的EOCP、极化电阻(Rp)和电荷转移电阻(Rct)均比在有菌溶液中的大,表明铜绿假单胞菌加速了2205 DSS的腐蚀。动电位极化曲线表明,2205 DSS在无菌和有菌溶液中的维钝电流密度(ip)都随着浸泡时间的延长而不断增大,且在浸泡1 d、3 d、7 d的每个时间点有菌溶液的ip均比无菌环境的大,进一步证明铜绿假单胞菌加速了2205 DSS的腐蚀进程。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,在有菌溶液中随着浸泡时间的延长表面粘附的细菌量逐渐增多,浸泡3 d后样品表面的细菌聚集成一个个小团簇,浸泡7 d菌落进一步聚集形成细菌生物膜。对腐蚀后样品表面局部腐蚀形貌的观察发现,细菌生物膜的形成加速了表面局部腐蚀的发生,导致严重的局部腐蚀。X射线光电子能谱(XPS)结果表明,在存在铜绿假单胞菌的条件下2205 DSS表面形成溶于水的CrO3,使MIC点蚀发生。

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Ta含量对高性能镍基粉末高温合金高温拉伸性能的影响
王志成,王浩,黄海亮,胡本芙
材料研究学报. 2019, 33 (5): 331-337.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.494
摘要   HTML   PDF (20082KB)

使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和高温拉伸试验机等手段系统地研究了不同Ta含量FGH98合金的显微组织和高温拉伸性能。结果表明:添加Ta可明显消除原始粉末颗粒的边界(PPB,Prior Particle Boundary),促进二次γ′相形态失稳和三次γ′相数量的增加。加入Ta使合金的高温抗拉强度和屈服强度都有一定程度的提高,Ta含量为2.4%(质量分数,下同)的合金塑性最好;无Ta和1.2%Ta合金的拉伸断口为结晶状断口;2.4%Ta合金的断口上有较多的等轴状韧窝,为韧性断裂;3.6%Ta和4.8%Ta合金为穿晶和沿晶解理断裂,属于典型的结晶状断口。在无Ta合金中产生大量孪晶和位错绕过γ′相发生变形,Ta的加入降低了合金的层错能,随着Ta含量的提高合金的位错剪切γ′相产生大量的层错。

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烧结温度对TC4合金的微观结构和力学性能的影响
杨军,张家敏,马文瑾,杜立辉,易健宏,甘国友,游昕,李凤仙
材料研究学报. 2019, 33 (5): 338-344.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.556
摘要   HTML   PDF (10889KB)

将TiH2、Al-V粉末压制成型后进行真空烧结,制备出Ti6Al4V(TC4)合金,使用XRD、金相和SEM断口形貌观测以及力学性能测试等手段对其表征,研究了烧结温度对合金力学性能的影响。结果表明:烧结样品由密排六方α-Ti和体心立方β-Ti双相组成,其形貌呈等轴、网篮或板条(片状、针状)状,随着烧结温度的提高和保温时间的延长等轴组织减少,片状组织和针状组织增加且其组织粗化,在1150℃烧结的样品具有较好网篮结构组织;用该方法可制备相对密度为96.9%~99.6%、抗拉强度为719.3~914.1 MPa、延伸率为6.2%~9.4%、硬度为313.2~364.8HV的TC4合金试样;在1150℃保温1.5 h的样品性能较好,其抗拉强度最高(914.1 MPa),对应的延伸率和硬度分别为7.6%和355.5HV;用纯TiH2粉末烧结样品的断口呈韧性断裂;加入合金元素的样品其断口逐渐由韧性断口变为韧性和脆性混合的断口,其强度提高、延伸率下降。

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粉末冶金多孔高氮奥氏体不锈钢的制备及性能
胡玲,李烈军,彭翰林,倪东惠,陈松军,张伟鹏
材料研究学报. 2019, 33 (5): 345-351.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.540
摘要   HTML   PDF (10542KB)

采用粉末冶金方法制备了多孔高氮奥氏体不锈钢并研究其力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,高温气固渗氮能促进双相不锈钢向奥氏体不锈钢的转变,在其显微组织中出现了细条状和颗粒状CrN相析出物。随着造孔剂含量的提高孔隙率随之提高,而力学性能和耐腐蚀性能降低。与普通的多孔不锈钢相比,这种多孔高氮奥氏体不锈钢的力学性能更加优越,源于N的固溶强化和CrN等析出物的强化机制。随着孔隙率的提高多孔高氮奥氏体不锈钢的腐蚀倾向和腐蚀速率逐渐增大,造孔剂含量(质量分数)为10%的试样具有最佳的耐腐蚀性能。提高烧结温度有利于烧结块体的致密化,使腐蚀速率明显下降。

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C-ZIF-8@AC复合电极材料的制备及超电容性能研究
张传香,江中仪,戴玉明,贺显聪,丛园,朱帅帅
材料研究学报. 2019, 33 (5): 352-360.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.574
摘要   HTML   PDF (7904KB)

在铅酸电池中添加一定量的碳可以同时发挥铅酸电池和超级电容器的优点,从而得到铅炭电池。因此,制备出在酸性溶液中稳定存在且具有理想比电容的碳材料尤为关键。通过低温液相和高温煅烧合成了一种新型的碳材料C-ZIF-8@活性炭(C-ZIF-8@AC),将其作为铅炭电池电极材料。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)等对材料形貌和组成进行表征。结果显示,具有ZIF-8多面体结构的碳均匀生长于活性炭表面,且颗粒尺寸均一,与活性炭复合后的C-ZIF-8尺寸减小。电化学结果显示,C-ZIF-8框架结构中吡啶氮与吡咯氮中的氮元素提高了C-ZIF-8@AC的比电容性能,其值约为181 F/g,远大于AC电容值;在电流密度为5 A/g、循环6000周次后,C-ZIF-8@AC的比电容依然能够保持99%,高于活性炭的保持率。

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纤维预热温度对连续Al2O3f/Al复合材料力学性能的影响
胡银生,余欢,徐志锋,蔡长春,聂明明
材料研究学报. 2019, 33 (5): 361-370.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.470
摘要   HTML   PDF (25197KB)

选用Nextel610型Al2O3纤维为增强体、ZL210A连续氧化铝合金为基体,采用真空压力浸渗法制备纤维增强铝基复合材料(Al2O3f/Al),纤维的体积分数为40%,预热温度分别为500、530、560和600℃,研究了纤维预热温度对Al2O3f/Al复合材料的微观组织、纤维损伤和力学性能的影响。结果表明:随着纤维预热温度的提高复合材料的致密度随之提高,最大达到99.2%,材料的组织缺陷最少,纤维的分布均匀;随着纤维预热温度的提高从复合材料中萃取出来的Al2O3纤维的拉伸强度不断降低,纤维预热温度为600℃的复合材料中Al2O3纤维的拉伸强度仅为1150 MPa,纤维表面粗糙,有大尺寸附着物。纤维的预热温度对Al2O3f/Al复合材料的拉伸强度有显著的影响。预热温度为500、530、560和600℃的复合材料其拉伸强度分别对应于298、465、498和452 MPa。组织缺陷、纤维损伤和界面结合强度,是影响连续Al2O3f/Al复合材料强度的主要因素。

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预嵌锂多壁碳纳米管的性能
陈玮,聂艳艳,孙晓刚,李旭,王杰,胡浩,梁国东,黄雅盼,魏成成
材料研究学报. 2019, 33 (5): 371-378.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.429
摘要   HTML   PDF (6646KB)

使用稳定锂金属粉末(SLMP)/多壁碳纳米管(MWCNTs)作为负极、以活性炭(AC)作为正极组装锂离子电容器,研究其电化学性能。根据恒流充放电(GCD)和交流阻抗谱(EIS)研究了预嵌锂前后锂离子电容器的电化学性能。结果表明,嵌入适量的SLMP可消除碳纳米管大部分固有的不可逆容量并提高电容器的电化学性能。这种电容器具有较高的能量密度、功率密度和优异的循环性能。电流密度为0.05 A/g时预嵌锂碳纳米管锂离子电容器的比电容达到85.18 F/g,电流密度为0.05~4 A/g时最大能量密度和最大功率密度分别为140.4 Wh/kg和5.25 KW/kg,经过3000次循环后容量保持率仍约为82%。

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不同碳源多孔碳纤维制备及其吸附性能
胡秀丽,姚霞喜,张文君,纪网金,穆加成,雍钰雯,王旭红
材料研究学报. 2019, 33 (5): 379-386.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.562
摘要   HTML   PDF (2248KB)

先用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)基高分子纤维,然后将其碳化制备出不同碳源的多孔碳纤维材料。使用X-射线衍射仪、红外光谱仪、差示扫描量热仪和N2吸脱附分析仪等手段表征了碳纤维材料的结构和性能。结果表明,PAN基碳纤维的比表面积最大(113.5 m2/g)、微孔较多,对刚果红的吸附量最大(560.2 g/kg)。根据吸附动力学模型和吸附等温线的分析结果,碳纤维对刚果红的吸附属单层吸附。结果还表明,温度越高材料的吸附速率越高但是吸附量没有明显的变化;在酸性条件下PVA基碳纤维保持较高的吸附活性,而PAN基碳纤维则与之相反;刚果红水溶液的pH值对PVP基碳纤维吸附活性的影响很小。

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碳纳米管对水泥基材料热膨胀性能的影响
张淑文,张杰,王贵春,高丹盈
材料研究学报. 2019, 33 (5): 387-393.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.569
摘要   HTML   PDF (3566KB)

在水泥基中掺入不同比例的碳纳米管,制备出碳纳米管水泥基复合材料。测量其在室温~600℃的热膨胀性能,并根据DSC/TG、XRD图谱,孔径分布图和扫描电镜图从微观尺度分析其变化规律的机理。结果表明,从室温到150℃掺入各比例碳纳米管的水泥基复合材料热膨胀率变化趋势相似,热膨胀率为正值而出现微膨胀;150℃~590℃热膨胀率为负值且逐渐减小,试件持续收缩。当碳纳米管的掺量为水泥的0.3%时热膨胀曲线始终在其他掺量之下,热膨胀率达到最小值。这表明,碳纳米管掺量为0.3%的材料水化反应充分,产生大量的水化硅酸钙凝胶,收缩明显、密实度显著提高。掺入0.3%的碳纳米管可有效阻止供暖管道局部混凝土的膨胀,提高结构的耐久性。

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YVO4: Eu3+, Bi3+红色荧光粉的水热合成及其荧光性能
韦庆敏,李秀英,许石桦,刘国聪,黄国保,罗志辉
材料研究学报. 2019, 33 (5): 394-400.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.552
摘要   HTML   PDF (4424KB)

以Y2O3、Eu2O3、Bi(NO3)3·H2O、浓HNO3、偏钒酸铵、氨水、无水乙醇和一缩二乙二醇为原料,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助水热法合成YVO4: Eu3+, Bi3+纳米颗粒。使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和荧光光谱(FL)等手段对产品进行了表征和分析。结果表明:合成的样品为YVO4: Eu3+, Bi3+纳米颗粒,均具有四方晶相结构,其微结构随反应溶液的的pH值变化。YVO4: Eu3+, Bi3+纳米颗粒在619 nm处有较强的红光发射(电偶极跃迁5D07F2),在594 nm有较弱的橙光发射(磁偶极跃迁5D07F1)。随着Eu/Bi比值的增大材料的荧光先增强后减弱,在Eu/Bi比值为5时样品的红光发射最强。溶液的pH值影响YVO4: Eu3+, Bi3+纳米晶的发光强度,其中pH值为10时的样品其红光发射最强。并探讨了YVO4: Eu3+, Bi3+纳米晶的发光机理。

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