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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2016年, 第30卷, 第5期 刊出日期:2016-05-25 上一期    下一期
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基于动态模量成像的硬化水泥浆体微观物相的识别*
高翔, 魏亚, 黄卫
材料研究学报. 2016, 30 (5): 321-328.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.468
摘要   HTML   PDF (3833KB)

使用动态力学分析的模量成像技术对硬化水泥净浆进行微观层次上的物相识别, 根据不同物相弹性性质的差异得到了目标区域的储能模量图, 辅以形貌观测、成分分析和原位静态压痕手段, 准确识别了未水化颗粒及其周边的高密度(High density, HD)和低密度(Low density, LD)CSH凝胶。结果表明, HD CSH凝胶和LD CSH凝胶的化学成分一致, 其各自的典型动态模量分别为36GPa和24GPa, 具有较好的区分度, 且该值与同样表征物相弹性性质的压痕模量数值近似, 动态模量成像图可给出清晰的物相边界。用该方法分析硬化水泥浆体微观性能, 可避免由于不能准确定位各物相而引起盲目性和重复工作, 有助于有的放矢地研究目标物相。

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非金属弹丸高速撞击编织物填充式结构的损伤*
管公顺, 李航杰, 刘家赫, 曾明
材料研究学报. 2016, 30 (5): 329-335.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.334
摘要   HTML   PDF (2490KB)

对陶瓷球和尼龙球弹丸进行循环加热, 并使用二级轻气炮发射弹丸高速撞击编织物填充式结构。非金属弹丸循环加热的温度范围为20-150℃, 撞击速度为1.52-3.26 km/s, 撞击角度为0°, 得到编织物填充式结构在不同材料弹丸高速撞击下的损伤模式, 研究了循环加热对非金属弹丸高速撞击破碎特性和编织物填充式结构撞击损伤特性的影响。结果表明, 在弹丸尺寸和撞击动能分别相同的情况下, 用陶瓷球弹丸高速撞击薄铝板比用铝球弹丸产生的穿孔尺寸更小; 循环加热后的陶瓷和尼龙弹丸造成填充层更大尺寸的中心撞击穿孔; 循环加热后陶瓷球弹丸对编织物填充式结构后板的高速撞击破坏能力增强, 尼龙球弹丸对后板的高速撞击破坏能力减弱。

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交联聚苯乙烯/云母复合材料抗紫外老化性能研究
付红梅, 朱光明, 刘文元, 李琳, 柯昌凤, 陈昌华
材料研究学报. 2016, 30 (5): 336-342.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.414
摘要   HTML   PDF (886KB)

通过紫外加速老化试验研究交联聚苯乙烯(CLPS)和CLPS/云母复合材料的抗紫外老化性能。从力学、分子结构及耐热性能等方面探讨云母对CLPS抗紫外老化性能的影响。结果表明, 随着辐照时间的延长, CLPS和CLPS/云母复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度均呈下降趋势, CLPS/云母复合材料力学性能的保持率基本都高于CLPS, 并且云母含量越大力学性能保持率越高。与CLPS/云母复合材料相比, CLPS在紫外辐照18 d后红外谱图出现明显的C=O吸收峰。热重分析表明, 紫外老化后CLPS/云母复合材料的热稳定性能优于CLPS。研究结果证明掺杂云母对交联聚苯乙烯抗紫外老化性能有明显的提高。

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孔径对第三代镍基单晶高温合金DD33板式试样室温拉伸性能的影响*
周忠娇, 刘涛, 张功, 王莉, 楼琅洪
材料研究学报. 2016, 30 (5): 343-347.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.131
摘要   HTML   PDF (778KB)

本文研究了孔径(Φ=0.5、0.7及0.9 mm)对第三代镍基单晶高温合金DD33板式试样室温拉伸性能的影响。采用ARAMIS-光学动态应变测量系统原位观测了拉伸过程中不同孔径孔周围的应变分布, 并利用扫描电镜观察了拉伸试样的断口形貌。结果表明: 随着孔径的增大, 试样的屈服强度和抗拉强度均降低。拉伸过程中孔周围产生应变集中, 而且只在孔边很小的范围。弹性变形阶段, 孔边应变增长缓慢; 一旦发生塑性变形, 应变快速增长。孔径越大, 孔周围的应变集中越严重, 应变梯度越大。上述研究结果对理解含冷却孔单晶叶片的变形行为, 优化叶片结构, 从而提高叶片寿命具有重要意义。

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不同钙源对地聚合物反应机制的影响研究*
郭晓潞, 施惠生, 夏明
材料研究学报. 2016, 30 (5): 348-354.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.558
摘要   HTML   PDF (3072KB)

在地聚合物体系中, 反应产物会随原材料化学组成与激发条件的不同产生巨大差异, 钙掺杂地聚合物的反应机理、产物组成与结构更为复杂。试验采用5种外加晶体钙源和2种非晶体外加钙源以不同比例与偏高岭土复掺制备地聚合物, 研究了外加钙源对地聚合物性能和反应机制的影响。研究表明: 外加钙源中Si、Al的溶出量与钙源的结构有关, Si和Al的溶出量之间存在很强的正相关性, 而Ca与Si、Al的溶出量之间不存在相关性。外加钙源会降低偏高龄土基地聚合物体系的抗压强度, 掺杂非晶体钙源地聚合物的抗压强度均大于掺杂晶体钙源的。外加钙源中Ca的溶出量与抗压强度之间存在负相关性。本研究为拓宽地聚合物原材料的来源和资源化利用含钙工业固体废弃物研制复合地聚合物提供了理论和试验依据。

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SiC纤维增强钛基复合材料残余应力的数值模拟
张志超, 王玉敏, 李玉芳, 柏春光
材料研究学报. 2016, 30 (5): 355-364.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.312
摘要   HTML   PDF (1863KB)

采用有限元模拟方法研究了SiC纤维和SiC/Ti-6Al-4V复合材料的制备过程, 用正交实验分析技术计算了不同参数对SiC纤维残余应力和复合材料致密度及残余应力的影响规律。结果表明, 对于SiC纤维的制备过程, 降低沉积温度和C涂层厚度则WC反应层中的轴向热应力降低。对于复合材料的热等静压过程, 热等静压温度和包套厚度对复合材料致密度的影响较大, 热等静压时间和纤维体积分数对致密度的影响较小, 随着热等静压温度的升高和包套厚度的降低复合材料的致密度提高; 适当提高热等静压温度和纤维体积分数、降低包套厚度能大大增大基体的径向残余应力和适当提高热等静压温度和包套厚度、降低热等静压时间, 能大大降低基体的环向残余应力。建议热等静压温度为950-960℃, 热等静压时间为9 h, 包套的厚度为70-80 mm, 纤维的体积分数为45%-50%。SiC纤维增强钛基复合材料残余应力模拟结果与用拉曼光谱法测试的数值有一定的不同, 但是其变化趋势相近。

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水热法制备二氧化铈纳米空心球及其吸附性能研究*
张姣, 江学良, 余露, 陈江涛
材料研究学报. 2016, 30 (5): 365-371.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.440
摘要   HTML   PDF (5537KB)

用六水硝酸铈(Ce(NO3)36H2O)作为铈源, 以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂, 在乙二醇的水溶液中通过水热法制备了单分散、粒径较均一的CeO2纳米空心球。利用傅立叶转换红外分析(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱(XPS)、N2等温吸附-解吸及紫外-可见光谱(UV-Vis)来表征CeO2纳米空心球并研究其吸附性能。结果表明, 水热法制备的CeO2空心球是由立方萤石结构的纳米颗粒组装成的介孔中空材料, 孔径分布窄, 尺寸约为3~5 nm, 空心球的直径约为400 nm, 壁厚30 nm左右, 空心球的BET比表面积为76.86 m2g-1。讨论了CeO2空心球的制备机理, 所制备的CeO2空心球对重铬酸钾溶液的吸附率可达到70%, 约为CeO2粉末的3倍。

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TA1/X80复合板用TiNi/NiCrMo双过渡层熔焊对接接头组织及性能*
吴伟刚, 张敏, 丁旭, 史倩茹, 井强
材料研究学报. 2016, 30 (5): 372-378.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.557
摘要   HTML   PDF (6365KB)

以TiNi和NiCrMo为双过渡层焊接材料, 对TA1/X80复合板进行了熔焊对接实验, 利用OM、SEM、EDS及XRD等检测实验对接头组织构成、微观形貌、成分、相组成及力学性能进行了研究。结果表明, TA1/TiNi焊缝以等轴晶组织穿插连接, 从TA1侧到TiNi侧, Ti元素在界面处急剧降低, Ni元素缓慢升高; TiNi/NiCrMo焊缝以树枝状组织相互延伸并交织在一起, 在界面处形成了宽约40 μm的过渡带; 从过渡带TiNi侧到NiCrMo侧, Ti元素急剧降低, Ni元素先降低后又升高, Cr、Mo元素逐渐升高; NiCrMo/X80焊缝以点状或针状组织相互渗透连接, 从NiCrMo侧到X80侧, Fe元素急剧升高, Ni、Cr急剧降低。TiNi焊缝与NiCrMo焊缝均生成了一定数量的脆性相, 并导致接头强度、塑韧性低于母材区。

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聚氨酯涂层对复合材料层合板抗反复低速冲击性能的影响*
岳海亮, 张国利, 王壮志, 郭瑞彦
材料研究学报. 2016, 30 (5): 379-387.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.570
摘要   HTML   PDF (3378KB)

本文采用模压成型工艺制备出三种不同厚度的复合材料层合板, 对其表面进行喷砂粗糙处理后喷涂相同厚度聚氨酯, 制备聚氨酯喷涂复合材料层合板。使用落锤冲击试验机反复冲击复合材料裸板与喷涂过聚氨酯的复合材料层合板, 直到其完全穿透, 通过超声波C扫描检测对冲击后试样的分层面积进行分析。结果表明: 随着冲击能量增大, 聚氨酯对复合材料层合板抗反复冲击性能的影响逐渐减弱, 冲击后试样的损伤面积逐渐增大; 随着层合板厚度的增加, 聚氨酯对复合材料层合板抗反复冲击性能的影响增强, 致使试样冲击后损伤面积减小。

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基于荧光膜的大功率白光LED的发光性能*
陈锋, 张梅, 何鑫, 罗坚义, 曾庆光, 卿宁
材料研究学报. 2016, 30 (5): 388-392.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.029
摘要   HTML   PDF (2176KB)

使用荧光粉和硅胶制备荧光膜, 然后与455 nm蓝光芯片模组组装成高功率的白光LED器件。采用吸收光谱、荧光光谱和电致发射光谱等对荧光膜和器件进行表征, 研究了红色荧光粉与黄色荧光粉的比例对器件性能的影响。结果表明:所制备的荧光膜表面平整、荧光粉分散均匀。Y3Al5O12: Ce3+ (YAG)荧光膜的吸收光谱峰分别位于337 nm和450 nm左右, 与YAG荧光粉中Ce3+的f-d跃迁吸收对应, 且当荧光膜厚度为1.00 mm时制备出的功率为2.8 W左右的LED模组光色参数较好。将不同比例红色荧光粉和黄色荧光粉按上述厚度和条件制备高显色荧光膜和低色温4460 K、高显色指数91.7的白光LED器件。

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功能化石墨烯/弹性体协同强韧化聚丙烯纳米复合材料的制备和性能研究*
蔺海兰, 申亚军, 王正君, 周醒, 王刚, 卞军
材料研究学报. 2016, 30 (5): 393-400.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.434
摘要   HTML   PDF (798KB)

利用乙二胺功能化石墨烯(GS-EDA)为纳米填料, 马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)弹性体为增韧剂, 经熔融共混法制备了PP/POE-g-MAH/GS-EDA纳米复合材料。并采用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)、热失重分析(TGA)、力学性能、热变形温度和熔融指数测试分别对填料和所得纳米复合材料的结构和性能进行了测试和表征。研究表明, EDA已成功接枝于石墨烯的表面上; POE-g-MAH的酐基与GS-EDA的氨基发生了作用改善了共混体系的界面相容性并促进了GS-EDA在PP基体中的分散性。当GS-EDA含量为0.5%(质量分数)时, 复合材料的拉伸强度、弹性模量和冲击强度分别较PP/POE-g-MAH提高了25.2%、32.5%和26.9%, 此时复合材料的综合力学性能也最好。添加GS-EDA提高了复合材料的结晶温度、熔融温度和结晶度。GS-EDA的加入使PP/POE-g-MAH/GS-EDA复合材料的热稳定性提高, 而熔融指数逐渐降低。

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