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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2009年, 第23卷, 第1期 刊出日期:2009-02-25 上一期    下一期
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研究论文
析出相对Ti60钛合金蠕变和持久性能的影响
赵亮 刘建荣 王清江 杨锐
材料研究学报. 2009, 23 (1): 1-5.  
摘要   PDF (721KB)

研究了固溶态的Si、硅化物以及α2相对Ti60高温钛合金蠕变和持久性能的影响. 结果表明, α片层之间析出的硅化物能提高Ti60钛合金的600℃蠕变抗力, 且当α片层内部有α2相析出时蠕变抗力提高更明显,但是硅化物的大量析出和大颗粒硅化物的存在却降低了Ti60钛合金的600℃持久性能;α2相的析出同时提高材料的蠕变抗力和持久性能;减少硅化物的析出以提高固溶态的Si对低应力下蠕变抗力的作用不显著,但是能改善高应力下的持久性能.在蠕变和持久实验条件下固溶态的硅和硅化物的不同作用,可通过不同外加应力水平下材料变形机制的差异加以解释.

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钛金属薄膜上两种短链自组装分子膜的制备与摩擦特性
孙昌国 张会臣 高玉周
材料研究学报. 2009, 23 (1): 6-12.  
摘要   PDF (936KB)

采用自组装技术在钛金属薄膜上制备了两种分子链长相同、官能团不同的自组装分子膜, 并对其进行了不同时间的紫外照射. 对钛金属薄膜和自组装分子膜进行了表征和摩擦特性测试, 研究了紫外照射、官能团、滑动速度和载荷对自组装分子膜摩擦特性的影响. 结果表明: 通过紫外照射钛金属薄膜表面羟基化、自组装分子水解及自组装分子缩合可在钛金属薄膜上制备结构致密的自组装分子膜. 制备的两种短链自组装分子膜可降低钛金属薄膜的摩擦特性, APS自组装分子膜的摩擦特性优于MPS自组装分子膜的摩擦特性. 紫外照射5 min的自组装分子膜表面吸附的有机杂质被蒸发掉, 对针尖的黏着力减小, 从而导致针尖的变形减小, 摩擦力最低. 而紫外照射15 min的自组装分子膜致密的网状结构被破坏, 减弱了自组装分子膜的润滑效应. 两种自组装分子膜的摩擦力随着滑动速度的增加略呈上升趋势, 随着载荷的增加略呈下降趋势, 但是变化不大.

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原子层淀积Al2O3薄膜表面自组装Au纳米颗粒及其热稳定性
黄玥 廖忠伟 苟鸿雁 丁士进 张卫
材料研究学报. 2009, 23 (1): 13-16.  
摘要   PDF (757KB)

在原子层淀积的Al2O3薄膜表面自组装生长Au纳米颗粒,研究了Au纳米颗粒的自组装过程和热稳定性. 结果表明,原子层淀积的Al2O3薄膜表面很容易吸附氨丙基三甲基硅烷(APTMS), 有利于Au纳米颗粒的自组装, 生长出的Au纳米颗粒尺寸为5--8 nm, 密度约为4×1011cm-2. 在300℃氮气中退火使Au纳米颗粒的尺寸增大, 但是没有改变APTMS的吸附状态和Au的化学组成. 当退火温度提高到450℃时, Au纳米颗粒发生明显的团聚, 且分布变得极不均匀.

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形状记忆纤维热粘弹性基体复合材料的力学行为
贺微波 金明 赵永利
材料研究学报. 2009, 23 (1): 17-21.  
摘要   PDF (709KB)

应用热粘弹性理论和Voigt混合律, 在变温场中针对马氏体逆相变过程建立了 NiTi形状记忆纤维热粘弹性基体复合材料的应力--应变关系. 在逆相变过程和基体呈现热粘弹态阶段, 由于基体松弛其模量减小, 在跃阶拉应力的作用下, 复合材料的压缩应变迅速增大, 纤维回复应力先增大后减小; 在跃阶拉应变的作用下, 复合材料的应力增加先变缓然后加快直至稳定. 较高的温度和材料参数对NiTi纤维热粘弹性基体复合材料的力学行为和纤维的作动性能有明显的影响.

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磷酸亚铁锂核壳结构材料的制备和电化学性能
刘树和 闻雷 白朔 李峰 王作明
材料研究学报. 2009, 23 (1): 22-26.  
摘要   PDF (655KB)

制备热解炭/磷酸亚铁锂和纳米炭纤维/磷酸亚铁锂核壳结构材料, 研究了电化学性能. 结果表明, 热解炭和纳米炭纤维包覆层能有效地降低磷酸亚铁锂材料的电阻率, 大大提高材料的充放电容量和循环稳定性. 与热解炭相比, 纳米炭纤维具有一维结构和优异的力学性能, 更适于作为磷酸亚铁锂电极材料的高效导电剂.

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泡沫铝合金异型件形成过程中的冶金结合
褚旭明 王辉 何德坪 何思渊
材料研究学报. 2009, 23 (1): 27-31.  
摘要   PDF (745KB)

采用多块均匀分布过剩TiH2的球形孔泡沫铝合金作为坯料置于异型件模具中, 用二次泡沫化方法制备出具有均匀孔结构的高孔隙率泡沫铝合金合金异型件. 用光学显微镜和层析X射线成像仪(X--CT)观察异型件的冶金结合界面结构, 并对异型件冶金结合界面的拉伸性能进行了实验研究. 结果表明, 采用二次发泡方法在发泡温度700--900℃、发泡时间250--800 s条件下, 可以实现泡沫铝合金的有效冶金结合; 形成的异型件结合界面连接机制分为界面机械连接与界面扩散连接; 泡沫铝合金异型件冶金结合面的抗拉强度随着孔隙率的升高而降低, 泡沫铝合金异型件的孔隙率为74.9\%时, 结合界面处抗拉强度与泡沫铝合金的本体强度相当.

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电解多孔铁镍薄板结构的吸声性能
俞悟周 蔺磊 王佐民
材料研究学报. 2009, 23 (1): 32-38.  
摘要   PDF (1013KB)

对具有不同参数的单层电解多孔铁镍薄板结构及双层复合结构的吸声特性进行了试验和分析. 将电解多孔铁镍薄板理想化为超细微孔结构, 采用平均孔距和平均孔径利用微穿孔理论计算了电解多孔铁镍薄板结构的吸声性能, 并与实测值进行了比较. 结果表明, 单层空腔电解多孔铁镍薄板结构具有很强的共振吸声特性和良好的吸声性能, 吸声系数大于0.6的频带超过2个倍频程. 双层复合结构可明显拓宽吸声频带, 进一步提高吸声性能. 对于单层电解多孔铁镍薄板结构, 采用平均孔径和平均孔距根据微穿孔理论获得的吸声系数计算值与实测值吻合得良好; 对于双层复合结构, 吸声系数计算值与实测值的频率特性相近, 最大值接近, 但存在一定的频率偏移.

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聚合物先驱体的结构对氮化硅陶瓷性能的影响
陈立新 王亚洲 宋家乐
材料研究学报. 2009, 23 (1): 39-42.  
摘要   PDF (532KB)

以紫外光固化巯基/乙烯基硅氮烷共聚体系制备了不同结构的聚合物陶瓷先驱体, 高温裂解后得到氮化硅陶瓷. 采用X射线衍射仪, 场发射扫描电镜和能谱仪等手段对巯基官能度、巯基化合物分子尺寸、巯基/乙烯基硅氮烷配比以及惰性填料进行了表征, 研究了聚合物先驱体的结构对氮化硅陶瓷的结晶度和晶粒尺寸的影响. 结果表明: 巯基单体官能度和分子尺寸的增加导致先驱体陶瓷的结晶度提高以及平均晶粒尺寸降低; 巯基单体相对含量的增加导致先驱体陶瓷的结晶度增加, 乙烯基与巯基摩尔比为 1 : 0.5时平均晶粒尺寸出现峰值; β--Si3N4粉体惰性填料的加入能明显抑制先驱体陶瓷的尺寸收缩.

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类金刚石薄膜对轴承钢表面机械性能和滚动接触疲劳寿命的影响
刘洪喜 蒋业华 周荣 詹肇麟 汤宝寅
材料研究学报. 2009, 23 (1): 43-48.  
摘要   PDF (923KB)

使用等离子体浸没离子注入与沉积(PIII&D)技术在轴承钢基体表面合成类金刚石(DLC)薄膜, 研究了薄膜的结构和性能. 结果表明, 所制备的DLC薄膜主要是由金刚石键(sp3)和石墨键(sp2)组成的混合无定形碳, 且sp3键含量大于10%. DLC膜层致密均匀, 与基体结合良好. DLC膜具有很高的硬度和杨氏模量, 分别达到40 GPa和430 GPa; 其最低摩擦系数由基体的0.87下降到0.2. 被处理薄膜试件在90%置信区间下的L10L50La和平均寿命L较基体分别延长了10.1倍、4.2倍、3.5倍和3.4倍. PIII&D轴承钢滚动接触疲劳寿命的分散性得到了显著改善.

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强磁场下冷却速度对Fe--0.12%C合金显微组织的影响
宋建宇 赵骧 宫明龙 王守晶 左良
材料研究学报. 2009, 23 (1): 49-53.  
摘要   PDF (572KB)

研究了强磁场(12T)下冷却速度对Fe--0.12%C合金中的珠光体组织形貌的影响. 结果表明: 强磁场下珠光体团的长轴方向与磁场方向平行且伸长的程度随其冷却速度的提高而减弱. 板平面平行于磁场方向比垂直于磁场方向放置的试样的珠光体面积分数低, 同时珠光体团长轴方向与磁场方向平行且伸长的程度也低. 最后, 探讨了强磁场下珠光体组织形貌的演变机理.

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球形压痕的凸起凹陷行为及其对硬度测量的影响
崔航 陈怀宁 陈静 黄春玲 吴昌忠
材料研究学报. 2009, 23 (1): 54-58.  
摘要   PDF (598KB)

采用球形压头的数值模拟表明, 当应变硬化指数n大于0.23时, 不论屈服应变σy/E为何值, 在压入过程中所有材料的压痕周围均出现凹陷; 当n小于0.23时, 随着σy/E的增大, 材料由凸起向凹陷转变; 当σy/E大于0.02时, 不论n为何值材料也都出现凹陷; 当σy/E小于0.02时, 材料出现凸起向凹陷的转变. 当比值残余压痕深度/最大压入深度(hf /hmax)小于0.76时, 材料出现凹陷, n值越大凹陷越严重; 当(hf /hmax)}>0.76, 若n<0.23材料出现由凸起向凹陷转变, 若n>0.23材料均发生凹陷. 还得到了反映凸起凹陷的表观参量c2与接触面积Am之间的函数关系, 分析了c2对压痕硬度误差的影响规律.

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燃烧反应超快升温热压制备碳纳米管/氧化铝复合材料
黄利伟 傅正义 孟范成 张金咏
材料研究学报. 2009, 23 (1): 59-63.  
摘要   PDF (689KB)

报道一种制备碳纳米管增强氧化铝基复合材料的新方法,用燃烧反应所产生的热量为热源代替传统烧结炉,在燃烧反应完成的同时施加机械压力来实现快速烧结.当碳纳米管掺量为1%(质量分数)时复合材料的断裂韧性同比提高了50%. 该方法有利于避免碳纳米管的高温破坏,复合材料的增韧作用主要来自于碳纳米管的拔出效应和桥联机制.

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含钛高炉渣催化剂的光催化活性
雷雪飞 薛向欣
材料研究学报. 2009, 23 (1): 64-68.  
摘要   PDF (805KB)

以攀钢含钛高炉废渣为原料, 在不同温度下煅烧合成了钙钛矿型硫酸掺杂的含钛高炉渣催化剂(sulfuric acid-modified titanium-bearing blast furnace slag, STBBFS), 研究了混晶结构和硫掺杂对含钛高炉渣光催化活性的影响. 结果表明, 含钛高炉渣催化剂具有钙钛矿/锐钛矿混晶结构, 粉体的颗粒形状不规则, 煅烧后粒径变大; 在紫外区域具有很强的光吸收能力. STBBFS催化剂的光催化活性由Cr(VI)的还原率评价. 煅烧温度为400℃时, STBBFS催化剂的表面存在含量较高的SO2-4和较高的 CaTiO3/TiO2晶相比, 具有较高的光催化活性. 用500 W中压汞灯照射10 h, 可将浓度为 20 mg ? L-1的六价铬废水完全降解.

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应力对Ag颗粒增强SnCu基复合钎料蠕变性能的影响
闫焉服 徐健 郭晓晓 冯丽芳 赵培峰
材料研究学报. 2009, 23 (1): 69-72.  
摘要   PDF (558KB)

使用搭接面积为1 mm2的单搭接钎焊接头, 研究了恒定温度下应力对Ag颗粒增强SnCu基复合钎料钎焊接头蠕变寿命的影响, 结果表明: Ag颗粒增强SnCu基复合钎料的蠕变抗力优于99.3Sn0.7Cu基体钎料; 随着应力的增大, 复合钎料及其基体钎料钎焊接头的蠕变寿命均呈下降趋势, 且应力对复合钎料钎焊接头蠕变寿命的影响比基体钎料明显.

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搅拌摩擦和氩弧焊接接头疲劳性能的比较
张小龙 王快社
材料研究学报. 2009, 23 (1): 73-76.  
摘要   PDF (653KB)
对比分析了搅拌摩擦和氩弧焊两种工艺方法对铝合金焊接接头疲劳性能的影响,建立了焊接接头的S-N曲线,结果表明:在相同的载荷条件下,搅拌磨擦焊接接头的疲劳性能优于氩弧焊接头。搅拌摩擦焊接头疲劳寿命N=106次的疲劳强度值约为59~65MPa之间。对焊接接头显微组织的分析表明:搅拌摩擦焊接接头具有比氩弧焊接头更为细小的晶粒和狭窄的焊接热影响区,阻碍了滑移带的形成和裂纹的扩展,从而提高了接头的疲劳性能。TIG焊接接头疲劳端口分析显示,焊接缺陷是主要的疲劳裂纹源。
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TC18钛合金的组织和性能与热处理制度的关系
官杰 刘建荣 雷家峰 刘羽寅
材料研究学报. 2009, 23 (1): 77-82.  
摘要   PDF (875KB)

通过三因素三水平正交设计方法研究了两阶段退火热处理制度的三个温度阶段对TC18钛合金性能、组织的影响, 定量分析了合金热处理温度变化对总体性能的影响.结果表明, 在本文试验条件下可通过提高中温温度、降低低温温度来提高合金的强度,降低高温温度、提高低温温度可改善合金的塑性,通过降低高温温度或中温温度可提高合金的冲击韧性. 显微组织分析表明,TC18钛合金的强度主要受未转变β组织及在其上产生的次生αs相的总的含量、次生αs相的含量、形状的控制;合金的塑性受初生αp相形状及次生αs相的数量、形状控制;合金的冲击韧性受初生αp相的含量及形状控制.

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铁素体/贝氏体双相钢的变形和断裂特性
蔡明晖 丁桦 张建苏 李龙 唐正友
材料研究学报. 2009, 23 (1): 83-88.  
摘要   PDF (939KB)

对一种低碳硅锰钢进行TMCP实验, 获得了不同铁素体形态的铁素体/贝氏体双相钢(FB钢). 研究了FB钢在单轴拉伸下的变形行为及断裂特性, 结果表明: 在均匀塑性变形阶段, FB钢的瞬时加工硬化指数n*值与真应变ε的关系曲线可分为n*值较高、n*值随ε缓慢下降以及n*值随ε迅速下降三个阶段.与等轴铁素体/贝氏体双相钢相比, 准多边形铁素体/贝氏体双相钢的强度和低应变区的n*值均比较高. FB钢拉伸试样颈缩区的孔洞或微裂纹产生在F--B相界面附近和铁素体内,有助于减弱裂纹尖端附近的局部应力集中, 改善钢材的抗裂纹扩展性能.

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CdS量子点的制备和光学性质
宋冰 程轲 武超 杜祖亮
材料研究学报. 2009, 23 (1): 89-92.  
摘要   PDF (582KB)

以醋酸镉、硫粉为原料制备CdS量子点, 研究了硫的加入量对其光学性质的影响. 结果表明: 合成的CdS量子点粒径均匀, 分散性较好, 随着硫加入量的增加CdS量子点的粒径增大; 反应中过量的硫能有效地填补硫空位, 从而抑制表面态发光. 同时, ODA的修饰也能有效地钝化表面态, 减小表面态的发光强度.

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嗜硫性顺磁微球的制备及对人血清抗体的分离
钱浩 李春蛟 张莹雪 林志勇
材料研究学报. 2009, 23 (1): 93-97.  
摘要   PDF (843KB)

用微悬浮共聚合技术实现了二乙烯基苯与醋酸乙烯酯单体对亲油性Fe3O4纳米粒子的充分包裹, 制备出超顺磁性的聚合物微球, 研究了分离人血清抗体的特异性.结果表明, 聚合物微球的粒径为0.6--20μm, 磁性微球的含量高于24%,饱和磁化强度为16.7 emu/g. 通过充分的水解反应, 在微球表面形成丰富的羟基,并通过Michael加成反应, 在磁性微球表面偶联嗜硫基团(乙烯基砜和巯基乙醇).用嗜硫性磁性微球直接从人血清中分离免疫球蛋白G, 表现出明显的特异性吸附行为.在分离过程中, 吸附行为表现出明显的盐依赖性, 硫酸钠能有效促进其特异性吸附能力.这种吸附行为对温度比较敏感, 在低温条件下吸附能力和分离效率皆降低.利用磁性微球技术的抗体纯化过程, 工艺条件简单, 分离条件温和, 抗体纯度较高,在规模化分离抗体方面表现出较大的潜力.

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一种含铼多晶铸造高温合金的凝固行为
韩帅 赵锴 楼琅洪
材料研究学报. 2009, 23 (1): 98-102.  
摘要   PDF (792KB)

在多晶铸造高温合金中加入铼并观察其铸态组织, 发现在(γ+γ') 共晶附近有μ相和类树枝晶 γ' 相析出, 测定合金中各种相的形成顺序和共晶反应偏析, 分析了初生μ相和类树枝晶γ'相的形成机理, 研究了Re在多晶铸造高温合金凝固过程中的作用和对合金凝固组织的影响.

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纳米二氧化硅增强尼龙12选择性激光烧结成形件
闫春泽 史玉升 杨劲松 刘锦辉
材料研究学报. 2009, 23 (1): 103-107.  
摘要   PDF (830KB)

使用纳米二氧化硅增强尼龙12选择性激光烧结(SLS)成形件, 通过溶剂沉淀法制备SLS用纳米二氧化硅/尼龙12复合粉末材料, 研究了纳米二氧化硅对SLS成形件力学性能的影响. 结果表明: 纳米二氧化硅以纳米尺寸均匀分散在尼龙12基体中: 复合粉末的粒径比纯尼龙12的粉末小, 因而有利于提高烧结速率及成形件精度; 复合粉末比尼龙12的粉末具有更高的热稳定性; 复合粉末烧结件的拉伸强度、拉伸模量以及冲击强度比纯尼龙12烧结件分别提高了约20.9%、39.4%和9.5%, 说明纳米二氧化硅对尼龙12 SLS成形件的增强效果显著.

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电泳沉积制备氧化钇稳定的二氧化锆薄膜
王振华 孙克宁 沈哲敏 沈水云 张乃庆
材料研究学报. 2009, 23 (1): 108-112.  
摘要   PDF (743KB)

采用恒压电泳沉积方法在Ni-YSZ(氧化钇稳定的氧化锆)阳极基体上制备YSZ电解质膜, 研究了悬浮体系YSZ含量、外加电压、沉积时间对电泳过程及YSZ膜层质量的影响. 结果表明, YSZ含量为20 g/L, 沉积电压为10 V, 沉积时间\linebreak 5 min时, 恒压电泳一次即可得到均匀致密的YSZ膜. 膜层与基体结合紧密, 厚度约为10 μm.

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