ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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1. 不同重金属对粉煤灰基地聚合物的影响作用
郭晓潞,伍亮,施惠生
材料研究学报    2017, 31 (6): 437-444.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.533
摘要   HTML PDF (4326KB)  

以粉煤灰为主要原材料制备粉煤灰基地聚合物,研究了掺入的重金属的种类、掺量、化学形态对地聚合物体系的抗压强度、反应产物、孔结构的影响。结果表明:Pb2+、Cr3+、Cu2+的掺入对固化体后期的抗压强度影响较大,在反应产物中出现了重硅钙石,含Pb2+固化体的总孔体积减小,而含Cr3+和Cu2+固化体的总孔体积增大;重金属的掺量应该控制在合理的范围内。当重金属的掺量较小时其总孔体积较小,体系较为致密;铬掺入的形式不同对地聚合物体系稳定性的影响也不同,且单掺铬的氧化物或单质可使固化体体系的总孔体积减小,而掺入多种重金属时固化体的平均孔径明显增大。

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2. 无机土壤固化剂对生土材料的改性及其机理
胡明玉,付超,魏丽丽,郑江
材料研究学报    2017, 31 (6): 445-450.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.541
摘要   HTML PDF (1600KB)  

研究了无机土壤固化剂对生土材料强度、耐水性和抗冻性能的影响,和无机土壤固化剂提高生土材料强度、耐水性和抗冻性的机理。结果表明,无机土壤固化剂掺量为20%~25%时60 d抗压强度、软化系数和抗冻性指标(BDR)分别达到8.78 MPa、0.85和38.38%,具有较高的强度、耐水性和抗冻性。无机土壤固化剂与生土中的SiO2和Al2O3反应生成Ca1.7MgO3SiO4、2CaOAl2O3SiO2和Na2CaSiO4等新产物,再加上无机土壤固化剂中α-C2S和γ-C2S水化生成C-S-H凝胶,是使生土材料产生强度、耐水性和抗冻性的主要原因。

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3. 共沉淀时间对BiFeO3粉体制备及陶瓷性能的影响
程振宇,代建清,刘浩飞,王志翔,李亚,张瑞浩
材料研究学报    2017, 31 (6): 451-457.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.608
摘要   HTML PDF (3288KB)  

控制Bi与Fe摩尔比为Bi:Fe=1.03:1,在其它实验条件不变的情况下,研究共沉淀时间对前驱体的制备及其陶瓷块材性能的影响。结果表明,共沉淀时间为95 h时得到纯相BiFeO3粉体且粒度分布均匀;采用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)的方法制备出高密度BiFeO3(相对密度98.3%)陶瓷块材并测试了它们的介电性能和铁电性能。结果表明在频率为30 MHz时,样品介电常数ε'最大为106.5,介电损耗tanδ最小为0.006,并在室温下检测到了饱和的电滞回线,饱和极化强度为0.4 μC/cm2

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4. 复合材料夹芯圆柱壳的声辐射性能
仝博,李永清,朱锡,张焱冰
材料研究学报    2017, 31 (6): 458-464.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.393
摘要   HTML PDF (2745KB)  

为了量化评估两种功能型材料的声振性能,基于结构有限元(FEM)法和声学边界元(BEM)法,计算出典型环肋圆柱壳的振动声辐射,结果与文献试验值的一致性较好。进行动态热力学实验并基于温频等效原理,得到了黏弹性吸声芯材的动态力学参数;采用流体有限元法模拟水和圆柱壳的耦合作用,最后采用间接边界元法计算了点激励作用下不同功能材料夹芯壳辐射声场。结果表明:周向模态对浮力材料夹芯壳和吸声材料夹芯壳模态阻尼比均有重要的影响,轴向模态仅对吸声材料的夹芯壳模态阻尼比有显著影响;与等质量的钢壳相比,浮体材料夹芯壳的最大声功率降低21.38 dB,吸声材料夹芯壳的最大声功率降低56.55 dB;将两种功能材料按比例组合作为夹芯材料,壳体的辐射声功率随着吸声材料占比的增加而降低,但是降低的幅度不断减小。

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5. 热喷涂用纳米NiCrCoAlY-TiB2结构喂料的制备及其性能研究
王记中,车晓舟,吴姚莎,王刚,余红雅,曾德长
材料研究学报    2017, 31 (6): 465-471.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.512
摘要   HTML PDF (6047KB)  

采用高能球磨技术制备了NiCrCoAlY-TiB2纳米复合金属陶瓷粉体,用XRD、SEM、松装密度仪、振实密度仪、休止角测量仪和激光粒度仪等对粉体的微观组织结构和性能进行了表征。结果表明,在氩气氛保护下先在转速320 r/min下湿磨20 h,再在转速220 r/min下干磨5 h之后,实现了NiCrCoAlY和TiB2混合粉末在纳米尺度下的稳定复合,该复合粉末呈椭圆状,粒径集中分布在5~50 μm。与初始混合粉体相比,休止角从38.4°降低到32.9°,HR值从1.925减小到1.248,流动性得到明显改善。

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6. 玻璃粉对铜导体浆料烧结膜性能的影响
马小强,朱晓云,龙晋明,曹梅
材料研究学报    2017, 31 (6): 472-480.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.553
摘要   HTML PDF (3979KB)  

使用不同组成和含量的玻璃粉配制铜浆,将其印在Al2O3基片表面并在850℃烧结后得到铜膜,研究玻璃粉对铜膜的导电性和附着力等性能的影响。用四探针法测定铜膜方阻,使用拉力试验机测定铜膜附着力。用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及热重分析仪(TGA)等手段对铜膜的显微组织、物相、形貌以及玻璃粉物理化学性质进行了表征。结果表明,组成为SiO2-B2O3-ZnO的G3玻璃粉的玻璃性能良好且其转变温度合适,制备出的铜膜试样表面平整,微观组织致密,导电性好。当G3玻璃粉含量(质量分数)为4.8%时铜膜的方阻为9.5 mΩ/□, 与Al2O3基体间的附着力为24 N/mm2。为了验证铜膜在使用过程中的可靠性,测试了G3-3铜膜的抗氧化和老化性能。结果表明,G3-3铜膜在室温氧化28 d后平均增重率为3.5%,电阻变化率的平均值为0.79%;在20℃~160℃高温老化后铜膜的电阻变化率平均值为12.63%、平均增重率为4.63%,具有良好的抗氧化性和抗老化性能。

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7. NiO电极材料的溶胶凝胶法合成及其超级电容的性能
弥宁, 赵磊, 刘卯成
材料研究学报    2017, 31 (9): 714-720.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.529
摘要   HTML PDF (964KB)  

用溶胶凝胶法和简单热处理合成的NiO电极材料,其最大比电容达到744 F/g。使用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、投射电子显微镜和N2气吸附解吸仪等手段表征了NiO材料的微观结构和聚集形态。将氧化镍和活性炭分别作为正负极组装非对称性电容器,用循环伏安法和恒流充放电法研究其在2 mol/L的KOH电解液中的超级电容性能。这种非对称性电容器表现出良好的能量密度、功率密度和循环稳定性,循环1000次后其循环稳定性能为初始比电容值的84.3%。

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8. 基于修正C-J法和RVE模型的780 MPa级冷轧双相钢的应变硬化行为
王彦华, 黄兴民, 张雷, 郭远博, 楚珑晟, 戴光泽
材料研究学报    2017, 31 (11): 801-808.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.733
摘要   HTML PDF (4309KB)  

针对经不同工艺热处理的780 MPa级冷轧双相钢板,采用修正的C-J(Crussard-Jaoul)法分析了应变硬化行为,并基于真实组织形貌的代表性体积单元(Representative volume element, RVE)模型模拟其形变行为。结果表明:不同状态的实验钢均表现出较高的初始应变硬化率。岛状和针状马氏体表现出两阶段应变硬化特征,依次对应铁素体塑性变形和铁素体/马氏体协同塑性变形;当马氏体为粗大块状呈现三阶段应变硬化特征,其中第三阶段主要发生马氏体塑性变形时应变硬化能力下降明显。模拟结果表明:当块状和针状马氏体的应变集中分布在铁素体和马氏体界面,岛状马氏体的应变集中分布在马氏体块的连接部位。

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9. 退火对大变形异步-同步复合轧制超细晶TWIP钢组织与性能的影响
姚学峰, 付斌, 付立铭, 张道达, 尧登灿, 单爱党
材料研究学报    2017, 31 (11): 809-817.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.718
摘要   HTML PDF (8975KB)  

研究了不同退火温度对大变形异步与同步复合冷轧制TWIP钢(Fe-0.5C-18.6Mn-1.5Al-0.5Si)的组织和性能的影响,结果表明:经96%大变形轧制后的材料组织明显细化,抗拉强度从593 MPa提升至2021 MPa;在500℃以下退火,大变形轧制超细晶TWIP钢未发生再结晶;在500~600℃发生部分再结晶;在600℃以上则发生完全再结晶。随着退火温度升高,材料强度降低,但塑性增加,大变形异步-同步轧制后经700℃退火获得了平均晶粒尺寸600 nm的超细晶TWIP钢,并表现出优秀的综合力学性能,其强度、塑性分别达到1114 MPa、59.4%。此外,制备的TWIP钢在500℃~600℃退火时,奥氏体基体中生成了大量细小弥散的硬质DO3结构的(Fe, Mn)3(Al, Si)型金属间化合物,显著提高了材料强度。

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10. 装载8-羟基喹啉的纳米SiO2/环氧涂层的耐腐蚀机理研究
孙伟, 刘福春, 揭敢新, 柯伟, 韩恩厚, 王俊, 黄海军, 都郁
材料研究学报    2017, 31 (11): 818-826.   DOI: null
摘要   HTML PDF (4282KB)  

使用纳米SiO2作为载体、8-羟基喹啉作为客体制备纳米SiO2/8-羟基喹啉组合物,将其添加到环氧树脂中制备出装载8-羟基喹啉的纳米SiO2/环氧涂层。对其进行盐雾和电化学阻抗谱实验,研究了装载8-羟基喹啉的纳米SiO2/环氧涂层的耐腐蚀机理。结果表明,纳米SiO2/8-羟基喹啉组合物提高了环氧涂层的耐腐蚀性能,添加5%(质量分数)纳米SiO2/8-羟基喹啉组合物的环氧涂层的耐腐蚀性能较优。8-羟基喹啉从纳米SiO2孔道中释放并渗透到涂层与钢基材的界面形成含铁的铬合物膜,阻挡了腐蚀介质的渗入,使Q235钢基体的耐腐蚀性能提高。

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11. ЭП866耐热马氏体不锈钢的激光冲击温强化特性
张青来, 何袁圆, 张冰昕
材料研究学报    2017, 31 (11): 827-832.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.561
摘要   HTML PDF (5564KB)  

使用钕玻璃脉冲激光器对航空发动机用耐热马氏体不锈钢进行ЭП866激光冲击温强化(WLSP)实验,使用X射线应力测定仪和透射电子显微镜分析了冲击表层的微观结构和性能。结果表明:与激光冲击强化(LSP)相比,WLSP有明显的温强化效应。动态应变时效(DSA)和动态析出(DP)结果表明:WLSP使不锈钢表层产生了更高幅值的残余压应力,析出了具有更高密度的位错结构和纳米级的析出相。

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12. T10钢的干滑动摩擦学行为与晶粒尺寸的关系
周路海, 韦习成, 王春燕, 鲁军, 王武荣
材料研究学报    2017, 31 (11): 833-838.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.736
摘要   HTML PDF (2791KB)  

使用面面接触的盘-销试验机研究T10钢与涤纶配副的干滑动摩擦学性能,分析了钢的磨损行为与奥氏体晶粒尺寸的关系。结果表明,T10钢的奥氏体晶粒尺寸从1次淬火的32 μm减小到5次淬火的约5 μm,强度和韧性得到明显提高,而其应变硬化指数略有减小。晶粒细化基本上不影响T10钢与涤纶配副的干滑动摩擦系数,但是其耐磨性明显提高。具有较小应变硬化指数的细晶钢的磨损表面优良的摩擦诱发硬化特性,是其耐磨性提高的主要原因。T10钢的磨损机理,主要是犁削伴随的轻微接触疲劳磨损。

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13. 粉煤灰掺量对磷酸钾镁水泥水化动力学的影响
赵思勰, 晏华, 汪宏涛, 李云涛, 戴丰乐
材料研究学报    2017, 31 (11): 839-846.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.274
摘要   HTML PDF (1226KB)  

使用等温微量热仪测定了粉煤灰掺量分别为0、5%、10%、15%、20%和25%的磷酸钾镁水泥((Magnesium potassium phosphate cement, MKPC)在20℃的水化放热速率和放热量。根据Knudsen和Kondo水化动力学公式计算了MKPC水化最终放热量Q、各阶段的水化阻力N和反应速率常数K,研究了粉煤灰掺量对MKPC水化历程的影响机理。结果表明:对于不同粉煤灰掺量的MKPC最终放热量和动力学参数的计算,Knudsen和Kondo水化动力学公式都具有优异的适用性,拟合相关度很高。磷酸钾镁水泥的水化过程可分为6个阶段,水化反应始于第二阶段,水化进行至第四阶段时MKPC由结晶成核直接进入到扩散阶段。随着粉煤灰掺量从0提高到15%,MKPC体系中反应组分MgO和KH2PO4的含量减少,水化放热量降低,粉煤灰主要以物理填充作用参与MKPC水化,对磷酸镁水泥水化过程影响较小。当粉煤灰掺量为15%~25%、硼砂相对含量减少时,粉煤灰的火山灰效应显著,水化放热量增大, MKPC各水化阶段的NK值的变化较大。

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14. 基于共凝聚PTFE/炭黑粒子复合材料的制备和性能
张识介, 李秋影, 车延超, 吴驰飞, 郭卫红
材料研究学报    2017, 31 (11): 847-852.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.292
摘要   HTML PDF (5091KB)  

在不使用凝聚剂的情况下采用下压式机械搅拌方式使聚四氟乙烯(PTFE)乳液和炭黑(CB)共凝聚,得到颗粒大小均匀的PTFE/CB粒子,然后用冷压成型和高温烧结工艺制备PTFE/CB复合材料,研究了烧结温度和CB含量对PTFE/CB复合材料的力学性能、导电性能和结晶度的影响。结果表明,烧结温度为390oC时复合材料中形成了均匀分布的微纤结构,力学性能最好;CB的填充明显提高了PTFE的力学性能和导电性能,当CB含量(质量分数)为2%时复合材料的力学性能最佳,拉伸强度从19.1 MPa增加至27.3 MPa,断裂伸长率从420%增加到525%。CB含量提高到3 %的PTFE/CB复合材料结晶度最大,且CB在PTFE基体中形成了导电网络,电导率出现“逾渗”,PTFE/CB复合材料具有抗静电性能。

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15. 均匀化态GH3625合金熔化和凝固过程中的相变
丁雨田, 豆正义, 高钰璧, 高鑫, 李海峰, 刘德学
材料研究学报    2017, 31 (11): 853-859.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.624
摘要   HTML PDF (3649KB)  

使用差示扫描量热仪(DSC)、共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)、扫描电镜(SEM)、和能谱分析仪(EDS)等手段研究了均匀化态GH3625合金在熔化和凝固过程中的组织演变以及主要相的溶解和析出。结果表明:定制的二段式均匀化工艺基本上消除了GH3625合金中的低熔点laves相和微观元素偏析;均匀化态GH3625合金的初熔温度明显提高,熔化先发生在晶界、表面、缩孔及碳化物(NbC)区域;GH3625合金的凝固过程分为三个阶段,主要发生了L→γ、L→γ+MC和L→γ+laves的结晶反应;γ相的形核属于非均匀形核,使溶质原子易偏聚于晶界,从而在枝晶间不可避免的形成了元素偏析和相偏析,其中低熔点laves相的析出类型主要与冷却速率有关。

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16. 激光熔覆TiC/FeAl原位复合涂层
赵龙志, 杨海超, 赵明娟, 谢玉江
材料研究学报    2017, 31 (11): 860-866.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.148
摘要   HTML PDF (5510KB)  

用激光熔覆法制备了TiC/FeAl原位复合涂层,使用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察了熔覆层的微观结构,使用能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的化学成分和物相,研究了熔覆层的显微硬度和耐磨性。结果表明:沿着熔池深度的方向从熔池底部到熔池顶部,FeAl基体从粗大的树枝晶渐渐转变为细小的等轴晶。原位TiC越过熔池界面进入基板表层,大部分TiC颗粒存在FeAl晶粒内部,熔池顶部的TiC颗粒含量较多。沿着熔池深度的方向从涂层顶部到基板,涂层的硬度呈阶梯形分布,熔池顶部涂层的硬度最高,涂层的硬度和耐磨性分别比基板高6倍和52倍。涂层的磨损机理为典型的磨粒磨损。

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17. 海泡石对补强三元乙丙橡胶热氧稳定性的影响
赵志刚, 汤庆国, 曾召刚, 杨爽, 孙剑锋, 梁金生
材料研究学报    2017, 31 (11): 867-873.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.645
摘要   HTML PDF (832KB)  

以表面改性后的海泡石(OSP)作为三元乙丙橡胶(EPDM)的补强填料进行4因素3水平正交试验(L9(34)),研究了各因素对改性海泡石补强EPDM复合橡胶(OSP/EPDM)热氧稳定性能的影响。用热重-差热分析(TG-DTA)测定了OSP/EPDM氧化峰的峰值温度的变化,根据OSP/EPDM硫化胶的氧化反应和氧化反应动力学计算求得氧化反应表观活化能ΔE和反应速率常数KT,用Doyle氧化诱导期公式计算了氧化诱导期(OIT),并与橡胶在老化箱中的热老化实验结果比较。结果表明:求得的氧化诱导期t70与反应速率常数K70的结果十分吻合,与橡胶老化箱老化试验实测的老化系数变化的趋势相一致,证明根据t70能很好地评价OSP/EPDM的热氧稳定性。

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18. 氧化石墨烯接枝聚乙烯醇/热塑性聚氨酯复合材料的制备和性能
周醒, 胡斌, 肖文强, 姜豪, 张莉君, 王正君, 蔺海兰, 卞军, 赵新为
材料研究学报    2017, 31 (11): 874-880.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.636
摘要   HTML PDF (1096KB)  

以热塑性聚氨酯(TPU)为基体、以经聚乙烯醇(PVA)功能化接枝改性的氧化石墨烯(Graphene Oxide)为填料,用熔融共混法制备GO-g-PVA/TPU复合材料,使用FTIR,DSC, DMA和拉伸性能测试等手段表征了填料和复合材料的结构与性能。结果表明,加入GO-g-PVA提高了TPU的结晶温度,当GO-g-PVA含量(质量分数,下同)为4%时GO-g-PVA/TPU的结晶峰温度比纯TPU提高了28.8℃。当GO-g-PVA的含量超过1%后GO-g-PVA/TPU复合材料的定伸应力随着GO-g-PVA含量的增而增大,表明GO-g-PVA的加入改善了TPU的拉伸性能。GO-g-PVA的加入显著改善了复合材料的储能模量与损耗模量,提高了形状固定率(Rf)。GO-g-PVA含量为4%时Rf为87.5%,比纯TPU提高了20%;随着GO-g-PVA的加入50℃时GO-g-PVA/TPU复合材料的形状回复率(Rr)呈下降趋势,但是在较高温度下比较低温度有更高的Rr值。

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19. 新型多孔碳材料的制备和性能
焦圆, 孙丽丽, 郭鹏, 汪爱英
材料研究学报    2017, 31 (12): 881-886.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.106
摘要   HTML PDF (3410KB)  

以聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate, PET)无纺布和嵌段聚合物Pluronic F127作为模板,以酚醛树脂作为碳前驱体,用双模板法制备了具有大孔和介孔双重复合结构的碳材料。结果表明,PET的分解产生了尺寸为10~15 μm的大孔,而F127的分解产生了尺寸为4~6 nm的介孔。调节碳化过程的反应条件,可使多孔碳材料的电阻率由1.63×104 Ωm降低至3.13×10-3 Ωm。不使用导电添加剂或黏合剂,用该多孔碳材料作为电极材料的锂离子电池,其容量十分稳定。

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20. 碳含量对超低碳含钛冷轧搪瓷钢性能的影响
董福涛, 薛飞, 杜林秀, 刘相华
材料研究学报    2017, 31 (12): 887-893.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.447
摘要   HTML PDF (6831KB)  

使用透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)检测和电化学氢渗透等手段研究了碳含量对超低碳搪瓷钢微观组织、退火板织构和氢渗透行为的影响。结果表明:随着碳含量的提高超低碳搪瓷钢的强度提高而n值的变化不大,断后伸长率和r值都呈减小的趋势;与r值相对应,退火板的γ织构随着碳含量的提高逐渐减弱。实验钢的氢扩散系数DL随着碳含量的提高而减小,碳含量低于0.004%时钢板的DL低于临界值,不能保证搪瓷板的抗鳞爆性能。

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21. B4C/TiB2复相陶瓷硬度压痕的尺寸效应
郭伟明, 谭大旺, 吴利翔, 林华泰, 伍尚华
材料研究学报    2017, 31 (12): 894-900.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.686
摘要   HTML PDF (2820KB)  

研究了热压烧结的80%(体积分数,下同)B4C/TiB2和20%B4C/TiB2复相陶瓷的压痕形貌和硬度压痕的尺寸效应。与20%B4C/TiB2相比,80%B4C/TiB2具有更高的致密度和硬度,但是其断裂韧性较低。两个样品的硬度均显示出显著的硬度压痕尺寸效应(ISE),即随着载荷的增加硬度逐渐下降。但是对于80%B4C/TiB2样品,在载荷增加过程中出现的裂纹导致其硬度值在局部载荷范围内稍微增大。理论模拟结果表明,两个样品的ISE现象与所选定的理论模型都较为符合,其中用MPSR模型对硬度测量值的拟合最为准确,样品20%B4C/TiB2的ISE程度稍大于80%B4C/TiB2。根据理论模型,80%B4C/TiB2真实硬度比20%B4C/TiB2的高4.4~6.5 GPa。

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22. 新型膨胀阻燃聚丙烯复合材料的协同效应
董翔, 刘泽功, 聂士斌, 张弛, 周灿, 吴伟
材料研究学报    2017, 31 (12): 901-908.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.317
摘要   HTML PDF (2205KB)  

基于膨胀阻燃与协效阻燃相结合的技术制备了含协效剂的新型膨胀阻燃聚丙烯(PP)复合材料,其中的新型膨胀阻燃剂由硅凝胶包裹聚磷酸铵(OS-MCAPP)和三羟乙基异氰尿酸酯(THEIC)组成,协效剂为多孔磷酸镍(VSB-1)或磷酸镍纳米管(NiPO-NT)。结果表明,当VSB-1和NiPO-NT的添加量(质量分数)分别为4.0%和3.0%时复合材料的极限氧指数可达到最大值34.2,其最大热释放速率比不含协效剂时分别降低了40.7%和38.1%,表现出高效的阻燃协效性。同时,含有VSB-1和NiPO-NT阻燃PP复合材料的热稳定性显著提高,700℃时的残余质量比不含协效剂时分别提高了207%和239%。

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23. FeCo/石墨烯的制备和吸波性能
褚海荣, 陈平, 于祺, 徐东卫
材料研究学报    2018, 32 (3): 161-167.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.339
摘要   HTML PDF (2415KB)  

用共沉淀和高温退火相结合的方法制备了晶态FeCo/石墨烯吸波粒子,使用XRD、FESEM和TEM等手段对其晶体结构和微观形貌进行了表征。结果表明,向石蜡中添加不同质量的FeCo/石墨烯吸波粒子可制备不同含量吸波粒子的复合材料。使用微波矢量网络分析仪对不同含量吸波粒子的复合材料的电磁参数的测试和不同厚度吸波性能的模拟结果表明,吸波粒子含量为50%的材料,其吸波性能最优;厚度仅为1.6 mm的材料,有效吸收带宽为5.0 GHz(12.3~17.3 GHz)。吸波粒子优异的吸波性能,源于介电损耗和磁损耗的协同作用以及合适的阻抗匹配率和衰减常数。

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24. 截面尺寸和固溶制度对单晶高温合金DD33中显微孔洞的影响
韩东宇, 姜卫国, 肖久寒, 李相伟, 楼琅洪
材料研究学报    2018, 32 (3): 168-176.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.152
摘要   HTML PDF (7089KB)  

研究了截面尺寸和固溶制度对DD33单晶高温合金中显微孔洞的影响。结果表明:随着截面尺寸的增大铸态合金的枝晶间距增大,共晶的含量提高。合金中的铸态微孔存在于共晶附近,其体积分数随着截面尺寸的增大稍有提高。在固溶制度相同的条件下,随着截面尺寸的增大残余共晶的含量和微孔的体积分数增加。当截面尺寸相同时,随着固溶温度的升高微孔体积分数增加。在固溶处理过程中各元素的不平衡扩散产生的Kirkendall效应导致合金内部固溶微孔的产生,不同截面尺寸造成组织偏析程度的不同是截面尺寸影响固溶微孔体积分数的主要原因。根据叶片的组织演化规律,给出了叶片固溶制度的设计方案并进行了实验验证。

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25. δ 铁素体Mn-Al系TRIP钢冷轧退火过程的组织性能
胡智评, 许云波, 刘慧, 王乐
材料研究学报    2018, 32 (3): 177-183.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.131
摘要   HTML PDF (5692KB)  

研究了临界区退火温度和退火时间对含δ铁素体的Mn-Al系冷轧TRIP钢(Fe-0.18C-6.4Mn-2.8Al)的组织和性能演变行为的影响。结果表明,随着临界区退火温度的提高和退火时间的延长,实验钢的残余奥氏体(RA)含量和强塑积呈现先增大后减小的趋势。在750℃退火2 min实验钢的组织由δ铁素体、临界区铁素体及残余奥氏体组成,其RA含量为24.7%,抗拉强度为773 MPa,断后延伸率39.4%,强塑积为30.46 GPa%。RA主要集中在粗大δ铁素体与原马氏体边界、原马氏体区域内再结晶铁素体晶界周围以及粗大δ铁素体内的亚晶界附近。

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26. 不同加载方式下微焊点的蠕变性能分析
孔祥霞, 孙凤莲, 杨淼森
材料研究学报    2018, 32 (3): 184-190.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.124
摘要   HTML PDF (954KB)  

利用纳米压痕技术分别采用阶梯加载和一次加载方式,研究了一种SnAgCu无铅钎料BGA(ball grid array)微焊点体钎料的蠕变行为。结果表明:在载荷同为60 mN、保载时间为300 s条件下,阶梯加载条件下的蠕变位移明显小于一次加载条件下的蠕变位移,而蠕变硬度却是一次加载下的1.87倍,蠕变硬度显著提高。在阶梯加载方式下三个阶段的压痕蠕变不断降低,蠕变硬度不断升高。拟合计算出阶梯加载和一次加载条件下的蠕变应力指数n,阶梯加载条件下微焊点的应力指数n比一次加载条件下提高1.31倍。在阶梯加载条件下产生的应变硬化,提高了微焊点的抗蠕变性能。

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27. 织构表面在油和水中的润湿性及摩擦学性能
马明明, 连峰, 姜康, 张会臣
材料研究学报    2018, 32 (3): 191-199.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.270
摘要   HTML PDF (6211KB)  

为研究织构形貌对表面润湿性和摩擦学性能的影响,建立凹坑表面流体动压润滑数学模型,计算底面为正方形的棱柱和圆台形凹坑表面的润滑膜动压承载力。计算结果表明,凹坑面积率为19.6%时,圆台形凹坑表面的流体动压润滑膜承载力是棱柱凹坑表面的2.4倍。利用激光加工技术,在5083船用铝合金表面加工与数学模型一致的棱柱形和圆台形凹坑织构,利用低表面能修饰和溶胶凝胶法涂敷SiO2改变表面润湿性能。接触角测试显示,棱柱形凹坑表面的接触角比圆台形凹坑表面大2°~4°。摩擦实验显示,将织构和化学组分相结合的双疏表面可以显著地提高摩擦学性能。圆台形凹坑表面的摩擦学性能优于棱柱形凹坑表面,与计算结果相符。凹坑形貌对表面摩擦学性能的影响大于对表面润湿性的影响。

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28. 固溶温度对8Cr4Mo4V轴承钢的中温相转变和力学性能的影响
赵开礼, 刘永宝, 于兴福, 周驰滨, 马欣新
材料研究学报    2018, 32 (3): 200-208.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.605
摘要   HTML PDF (8530KB)  

在不同温度对8Cr4Mo4V钢固溶处理后在260℃盐浴中发生相转变而生成贝氏体组织,测定了钢的硬度和冲击韧性。使用扫描电镜、电子探针和光学显微镜等手段观察钢的微观组织,分析了合金元素扩散、贝氏体形核及贝氏体尺寸与固溶温度的关系,研究了固溶处理温度对力学性能的影响。结果表明,在1050℃和1065℃固溶处理后钢中的点状碳化物仍有剩余,阻碍了晶粒的长大;在1095℃和1110℃固溶处理后点状碳化物溶解,晶粒平均尺寸增大。固溶处理促使含Cr和V的碳化物溶解,但对含Mo碳化物的影响较小;高温固溶处理后Mo元素仍然存在于碳化物中,在基体中则较少。高温固溶处理使更多的Cr和V元素溶入基体中,降低了碳元素在基体中的扩散系数和贝氏体形核数目以及贝氏体的最终生成量,使贝氏体的组织粗化;随着固溶温度的提高,钢的硬度提高,而冲击韧性降低。

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29. 聚吡咯修饰碳纤维/环氧树脂复合材料的界面剪切强度
王闻宇, 刘亚敏, 金欣, 肖长发, 朱正涛, 林童
材料研究学报    2018, 32 (3): 209-215.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.422
摘要   HTML PDF (2349KB)  

应用等离子体技术对碳纤维(CF)表面进行预处理,然后进行液相沉积聚吡咯处理。使用X射线光电子能谱仪、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶红外光谱仪等手段对碳纤维表面形态和结构进行分析与表征,并进行单纤维界面剪切强度试验和SEM观测,研究了碳纤维复合材料的界面粘结性能。结果表明,等离子体预处理碳纤维沉积聚吡咯(PPy)使单纤维界面剪切强度提高了259.3%。分析结果表明,界面剪切强度的提高与纤维/树脂间的机械铆合和界面的作用力有关。等离子体预处理使碳纤维表面的羧基基团增多,在羧基和PPy之间形成氢键,从而提高了碳纤维复合材料的界面性能。

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30. TRIP980高强钢/SPCC低碳钢的异种钢板电阻点焊接头组织及力学性能研究
岑耀东, 陈芙蓉
材料研究学报    2018, 32 (3): 216-224.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.268
摘要   HTML PDF (8094KB)  

采用电阻点焊对1.5 mm等厚TRIP980高强钢/SPCC低碳钢板进行焊接。以点焊接头的拉剪载荷为评价指标。 利用电子拉伸试验机、显微硬度仪、OM、SEM、EBSD、EDS对所获得的较优焊接参数时的点焊接头性能及显微组织进行测试和分析。结果表明,点焊接头的熔核呈椭圆形,熔核由SPCC低碳钢侧向TRIP980高强钢侧偏移;点焊接头的拉剪断裂位置发生在结合面边缘近SPCC低碳钢侧的熔合区处,断口为脆性断裂;SPCC低碳钢侧熔核硬度低于TRIP980高强钢侧,但SPCC低碳钢侧熔合区硬度出现峰值;母材的部分互熔使熔核中C、Mn、Si、Al等元素浓度由TRIP980高强钢侧到SPCC低碳钢侧均匀递减;近SPCC低碳钢侧熔合区组织差异较大,近母材侧为软相铁素体,近熔核侧为硬相马氏体,这种组织差异导致的应力集中是影响接头力学性能的主要原因。

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