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2011年, 第25卷, 第1期 刊出日期:2011-02-25
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6201合金管材连续流变扩展挤压成形过程的数值模拟和实验研究
管仁国 赵占勇 曹富荣 张秋生 黄红乾
材料研究学报. 2011, 25 (1): 25-31.
数值模拟和实验研究了6201合金管材连续流变扩展挤压成形过程中的温度场分布和熔体流动规律。结果表明, 在连续流变扩展挤压6201合金管材过程中, 辊--靴型腔中的合金等温线向轧辊侧偏移, 随着浇注温度的升高半固态区间逐渐下移; 在辊--靴型腔中合金熔体服从牛顿流体的层流运动规律, 从工作辊表面向靴表面速度依次递减, 在靴表面速度为0 m • s-1; 在扩展挤压模中合金呈辐射状逐层填充扩展腔, 并发生分流--汇合流动, 呈现出均匀的层流流动, 在模具中心和分流孔流动速度最大, 并逐渐向侧壁递减; 与分流孔中心位置和焊合部位对应的成形管材横断面流线密集, 在两者之间出现一个流线舒缓的过渡地带; 制备6201合金管材的合理浇注温度范围为750--780℃。
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La2O3 -Y2O3-ZrO2纳米陶瓷粉末制备及高温相稳定性
何轶伦 周伍喜 李松林 刘怀菲 赖天苗 汤盛龙
材料研究学报. 2011, 25 (1): 32-38.
用化学共沉淀法制备4.5%Y2O3--ZrO2(YSZ)和0.6% La2O3--YSZ、0.8% La2O3--YSZ、1.2% La2O3--YSZ(0.6La、0.8La、1.2La)(摩尔分数)纳米复合陶瓷粉末, 研究了四组粉末的高温相稳定性。结果表明: 采用正向滴淀方法制备的0.6La粉末(粒径~50 nm)团聚严重, 而用反向滴淀方法制备的0.6La粉末(粒径~20 nm), 粉末团聚少; 各组前躯体粉末在600℃煅烧2 h后都呈单一四方相结构; 在1200℃烧结100 h后0.6La、0.8La坯体呈单一四方相结构, 无相变, YSZ和1.2La坯体都有立方相且1.2La坯体有锆酸镧相生成; 在1300℃烧结100 h后0.6La, 0.8La, 1.2La坯体呈四方相和立方相结构, 其中1.2La坯体有锆酸镧相生成, 在相同条件下烧结的YSZ坯体有少量(~1.5\%)单斜相产生; 在1400℃烧结100 h后各组份中四方相已不能保持稳定, 转化为单斜相和立方相, 0.6La、0.8La、1.2La、YSZ坯体单斜相含量分别为30.5%, 32%, 35%, 46.0%。在YSZ中添加少量La2O3在1300℃烧结能有效改善其高温相的稳定性。
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PECVD法制备类金刚石薄膜的摩擦学性能
王庆良 孙彦敏 张 磊
材料研究学报. 2011, 25 (1): 73-78.
采用射频等离子体增强化学气相沉积法(rf--PECVD), 在45钢表面沉积了类金刚石(DLC)薄膜, 借助激光拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM), 分析了DLC膜的键结构、表面形貌和结构特征, 用原位纳米力学测试系统测定了薄膜的硬度。以GCr15钢为摩擦副材料, 用UMT--Ⅱ摩擦磨损实验机考察了不同载荷和滑行速度条件下DLC膜的摩擦磨损性能, 并分析了磨损机理。结果表明, 在45钢表面沉积的薄膜具有典型的类金刚石薄膜的结构特征, 薄膜表面由致密的纳米级颗粒组成, 具有较高的硬度。在各种摩擦磨损实验条件下DLC薄膜表现出良好的抗磨损性能, 摩擦系数均明显比45钢的低, 尤其在高速低载下摩擦系数低至0.008。
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(Ti, Al, Zr)N多元氮梯度硬质反应膜的组织结构和性能
吕会敏 张钧
材料研究学报. 2011, 25 (1): 89-94.
采用多弧离子镀技术和Ti--Al合金靶及Zr单质靶的组合, 在高速钢基体上制备了(Ti,Al,Zr)N多元N梯度硬质反应膜。分别用扫描电镜、X射线衍射仪观察测定(Ti, Al, Zr)N梯度膜膜层的表面、断面形貌、成分以及相结构, 研究了(Ti, Al, Zr)N多元氮梯度硬质反应膜的组织结构和性能。结果表明, 与TiN、(Ti, Al)N、(Ti,Zr)N及(Ti, Al, Zr)N等单层硬质膜相比, 采用Ti--Al合金靶及单质Zr靶组合方式制备的(Ti, Al, Zr)N多元氮梯度硬质反应膜具有较高的硬度和膜/基附着力, 硬度最高可达HV6000, 膜/基附着力大于180 N。同时, 膜层还具有良好的抗热震性能。
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