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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2007年, 第21卷, 第5期 刊出日期:2007-10-25 上一期    下一期
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论文
(Bi,Pb)-2223带材超导芯部的熔化分解及其再形成
李敬勇; J.L.Soubeyroux; 李成山; 郑会玲; L.Porcar; 卢亚峰; R.Tournier; 周廉
材料研究学报. 2007, 21 (5): 449-453.  
摘要   PDF (706KB)
析了(Bi,Pb)-2223高温超导材料传导性能进一步提高的影响因素,阐述了熔化处理对改善(Bi.Pb)--2223带材芯部微观结构的优越性.结果表明,传统的(Bi,Pb)--2223相非平衡成相机制严重制约了熔化处理工艺的效果,确立了(Bi,Pb)--2223相从液相中可逆再形成的可能性,研究了不同条件下(Bi,Pb)--2223相熔化分-再形成的相演变特征.在适当温度下, (Bi,Pb)--2223相部分熔化分解,生成一种类似于2212化学计量比的液相及碱土铜酸盐2:1--AEC和14:24--AEC,对于其与液相或熔体之间平衡转变关系的建立极为重要.
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医用NiTi形状记忆合金的腐蚀特性
苏向东; 郝维昌; 王天民; 韩峰; 张波; 何力
材料研究学报. 2007, 21 (5): 454-458.  
摘要   PDF (800KB)
研究了0.9\%NaCl生理液、Hank$^{\prime}$s模拟体液和Tyrode$^{\prime}$s模拟血液的pH值和Cl$^{-}$离子浓度对医用NiTi形状记忆合金Ni离子腐蚀溶出的影响.结果表明, 三种模拟体液的氧化还原电位不同, 使Ni离子释放呈现出差异,Tyrode$^{\prime}$s模拟血液中Ni离子释放量较高; 随着pH值的增大Ni的Flade电位降低,从而使Ni离子释放量降低; 随着Cl$^{-}$浓度增加, Ni离子释放量增大,呈现出较强的Ni选择性腐蚀行为, 而Ti的腐蚀微弱, 点蚀是其主要的腐蚀形式.
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锻造变形量对FeNi基奥氏体合金力学性能的影响
张建; 李秀艳; 戎利建; 廖彬; 范瑛; 谭云梅军
材料研究学报. 2007, 21 (5): 459-464.  
摘要   PDF (987KB)
究了最后一火锻造变形量对FeNi基合金微观组织和性能的影响. 结果表明,变形量为10%时合金中出现孪晶, 其数量随着变形量的增大而增多.随着最后一火锻造变形量的增大, 室温拉伸强度因晶粒细化而提高; 但是, 变形量大于15%后,室温塑性因孪晶对晶内滑移的阻碍作用和晶界碳化物对晶界结合力的削弱而降低;变形量大于10%时高温强度和塑性下降, 其原因是孪晶与晶界相交阻碍了晶界滑动,相交部分在外力作用下易产生应力集中导致裂纹萌生并沿晶界扩展.
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四脚状氧化锌晶须增强聚丙烯复合材料
陈尔凡; 郝春功; T.Vladlkova
材料研究学报. 2007, 21 (5): 465-470.  
摘要   PDF (848KB)
研究了四脚状氧化锌晶须用量、表面处理剂对其聚丙烯复合材料的力学性能、流变行为、耐热性等影响. 结果表明: 晶须用量为10\%, 硅烷偶联剂KH--570用量为0.5\%时,复合材料的拉伸强度提高到118.6%, 弯曲强度提高到118.3%. 红外光谱分析:经偶联剂处理后的晶须表面出现了羰基、C--O--C、Si--O等基团. SEM分析表明:复合材料的断裂界面明显得到改善. T--ZnOw}/PP复合材料的非牛顿指数大于纯PP而更趋于牛顿性流体,体系的流动性和加工性得到明显改善.
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Al含量对镁铝合金大气腐蚀产物膜结构与性能的影响
贾瑞灵; 严川伟; 王福会
材料研究学报. 2007, 21 (5): 471-476.  
摘要   PDF (1382KB)
采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜能谱(EDS)面扫描分析技术,研究了Al含量对实验室模拟的潮湿大气中由NaCl盐粒诱发的3种镁合金腐蚀产物膜结构和成分的影响.结果表明, 腐蚀产物主要为Mg(OH)$_{2}$和Mg$_{2}$(OH)$_{3}$C1$\cdot$4H$_{2}$O,随着合金中Al含量的增加, 腐蚀产物中Al参与生成的产物增多,但腐蚀产物膜的结构变得疏松多孔.采用电化学交流阻抗(EIS)测试了膜层的保护性.结果表明, 3种不同Al含量镁合金腐蚀产物膜的保护性能均随着暴露时间的延长而提高;在相同的暴露时间内, 镁合金中Al含量越高, 腐蚀产物膜的阻抗值愈小, 膜层的保护性愈差.其原因是Al的含量越高, 腐蚀产物膜的结构变得愈加疏松和多孔.
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梯度依赖的混凝土弹塑性非局部损伤的本构模型
杨璐; 朱浮声; 沈新普
材料研究学报. 2007, 21 (5): 477-481.  
摘要   PDF (529KB)
以连续介质力学和不可逆热力学为基础, 提出了新的混凝土弹塑性损伤本构模型.在该模型中采用了塑性应变、各向同性损伤标量$D$以及应变梯度作为内变量,其中应变梯度反应了损伤的非局部性质, 本模型是梯度依赖的非局部损伤模型,严格满足热力学的基本方程. 应用梯度依赖弹塑性非局部损伤本构模型得出的结果比已有的混凝土损伤塑性模型更为合理.
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纳米ZrO2与微米研究了两种微米Al2O3与纳米ZrO2复合陶瓷的裂纹扩展过程与显微结构的关系.复合陶瓷的断裂模式
王昕; 于薛刚; 单妍; 孙勇; 范文涛; 刘子峰
材料研究学报. 2007, 21 (5): 482-486.  
摘要   PDF (643KB)
研究了两种微米研究了两种微米Al$_{2}$O$_{3}$与纳米ZrO$_{2}$复合陶瓷的裂纹扩展过程与显微结构的关系.结果表明, Al$_{2}$O$_{3}$晶粒内部形成纳米级或亚微米级ZrO$_{2}$颗粒,是复合陶瓷的断裂模式从沿晶断裂向穿晶断裂转化的主因.ZrO$_{2}$含量较低有利于研究了两种微米Al$_{2}$O$_{3}$与纳米ZrO$_{2}$复合陶瓷的裂纹扩展过程与显微结构的关系.结果表明, Al$_{2}$O$_{3}$晶粒内部形成纳米级或亚微米级ZrO$_{2}$颗粒,是复合陶瓷的断裂模式从沿晶断裂向穿晶断裂转化的主因.ZrO$_{2}$含量较低有利于研究了两种微米Al$_{2}$O$_{3}$与纳米ZrO$_{2}$复合陶瓷的裂纹扩展过程与显微结构的关系. 结果表明, Al$_{2}$O$_{3}$晶粒内部形成纳米级或亚微米级ZrO$_{2}$颗粒,是复合陶瓷的断裂模式从沿晶断裂向穿晶断裂转化的主因.ZrO$_{2}$含量较低有利于Al$_{2}$O$_{3}$晶界迁移包裹纳米ZrO$_{2}$形成内晶结构;而ZrO$_{2}$含量较高使主晶相长大受到抑止, 不利于形成内晶结构, 趋向于沿晶断裂.裂纹穿晶扩展需要的驱动力比沿晶断裂大, 故裂纹扩展阻力曲线的上升趋势更加显著.裂纹穿晶扩展路径主要取决于内晶颗粒产生的弹性应力场的性质.$晶界迁移包裹纳米ZrO$_{2}$形成内晶结构;而ZrO$_{2}$含量较高使主晶相长大受到抑止, 不利于形成内晶结构, 趋向于沿晶断裂.裂纹穿晶扩展需要的驱动力比沿晶断裂大, 故裂纹扩展阻力曲线的上升趋势更加显著. 裂纹穿晶扩展路径主要取决于内晶颗粒产生的弹性应力场的性质.晶界迁移包裹纳米ZrO$_{2}$形成内晶结构;而ZrO$_{2}$含量较高使主晶相长大受到抑止, 不利于形成内晶结构, 趋向于沿晶断裂.裂纹穿晶扩展需要的驱动力比沿晶断裂大, 故裂纹扩展阻力曲线的上升趋势更加显著.裂纹穿晶扩展路径主要取决于内晶颗粒产生的弹性应力场的性质.与纳米ZrO$_{2}$复合陶瓷的裂纹扩展过程与显微结构的关系.结果表明, Al$_{2}$O$_{3}$晶粒内部形成纳米级或亚微米级ZrO$_{2}$颗粒,是复合陶瓷的断裂模式从沿晶断裂向穿晶断裂转化的主因.ZrO$_{2}$含量较低有利于Al$_{2}$O$_{3}$晶界迁移包裹纳米ZrO$_{2}$形成内晶结构;而ZrO$_{2}$含量较高使主晶相长大受到抑止, 不利于形成内晶结构, 趋向于沿晶断裂.裂纹穿晶扩展需要的驱动力比沿晶断裂大, 故裂纹扩展阻力曲线的上升趋势更加显著.裂纹穿晶扩展路径主要取决于内晶颗粒产生的弹性应力场的性质.
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热氧稳定化过程中聚丙烯腈纤维序态结构的变化
刘杰; 阳武
材料研究学报. 2007, 21 (5): 487-487.  
摘要   PDF (580KB)
研究了聚丙烯腈(PAN)共聚纤 维在连续热氧稳定化过程中序态结构的变化,结果表明: X射线衍射极图所提供的0$^{\circ}$--360$^{\circ}$全角扫描信息,可表征纤维内部晶面法向分子链的分布密度, 描述分子链取向结构的变化程度; 可较全面、动态和直观地解析聚丙烯腈大分子链在热氧稳定化过程中经历的由初期取向结构改善到中、后期大分子链解取向的全过程. 在较低的热氧稳定化温度下, PAN大分子链无序区先发生化学反应,有序度变化不大; 当热处理提供的能量超过有序区环化和改变分子构象所需要的能量时,有序区发生剧烈的热化学反应, 有序度急剧下降.
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热氧稳定化过程中聚丙烯腈纤维序态结构的变化
刘杰; 阳武
材料研究学报. 2007, 21 (5): 487-490.  
摘要   PDF (580KB)
研究了聚丙烯腈(PAN)共聚纤 维在连续热氧稳定化过程中序态结构的变化,结果表明: X射线衍射极图所提供的0$^{\circ}$--360$^{\circ}$全角扫描信息,可表征纤维内部晶面法向分子链的分布密度, 描述分子链取向结构的变化程度; 可较全面、动态和直观地解析聚丙烯腈大分子链在热氧稳定化过程中经历的由初期取向结构改善到中、后期大分子链解取向的全过程. 在较低的热氧稳定化温度下, PAN大分子链无序区先发生化学反应,有序度变化不大; 当热处理提供的能量超过有序区环化和改变分子构象所需要的能量时,有序区发生剧烈的热化学反应, 有序度急剧下降.
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电磁--悬浮铸造对变形镁合金晶粒细化的影响
任政; 张兴国; 房灿峰; 郝海
材料研究学报. 2007, 21 (5): 491-495.  
摘要   PDF (690KB)
在悬浮铸造的基础上引入了电磁搅拌, 并将其与悬浮铸造的优点有机结合,通过不同电磁搅拌时间对悬浮铸造AZ61变形镁合金进行了试验,悬浮剂的加入使合金液中形成了大的能量起伏和成分起伏, 有助于形成细晶组织,电磁搅拌的引入加速了悬浮剂和合金母液的均匀混合,有效避免了悬浮剂在合金液中的聚集搭桥”现象和悬浮剂在铸件中的夹生,结果表明在悬浮剂为2%(质量分数)时进行2 min搅拌时效果最佳, 组织的平均晶粒度最小,达到57.5 um, 是悬浮铸造时的三分之一, 是金属型铸造的四分之一.析出相Mg$_{17}$Al$_{12}$明显减少和细化,并且在基体上的分布更加弥散.电磁悬浮铸造(2 min, 2%)对比金属型铸造, 抗拉强度提高了约20%,屈服强度提高了约30%, 延伸率提高了近50%
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铜合金表面激光原位自生W2C增强镍基涂层
刘芳; 刘常升; 陈岁元; 陶兴启
材料研究学报. 2007, 21 (5): 496-500.  
摘要   PDF (862KB)
使用脉冲Nd:YAG固体激光器在铜合金表面激光熔覆添加W和C的镍基合金(GH-01)粉末,研究了W2C硬质相在镍基涂层中的原位自生增强机制.用扫描电镜表征和分析了涂层的显微组织和微区成分,用显微硬度计和X-ray衍射仪分析了涂层的显微硬度变化规律及相关的相组成. 结果表明:激光原位反应使镍基涂层组织内原位生成了弥散分布的花瓣状、块状以及柱状的W2C颗粒,涂层的显微硬度达到了838 HV, 是铜基体的8倍. 碳化钨的原位生成不但实现了对镍基涂层的强化,而且抑制了裂纹的产生.
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Fe0.3Co0.7纳米有序阵列的制备和磁性
覃东欢; 力虎林
材料研究学报. 2007, 21 (5): 501-505.  
摘要   PDF (661KB)
使用小孔径阳极氧化铝模板制备Fe0.3Co0.7纳米线有序阵列,研究了热处理对其磁性的影响. 结果表明,热处理对Fe0.3Co0.7纳米线有序阵列的结晶度和局部形状各向异性有重大的影响,导致纳米阵列的矫顽力和剩磁比发生相应的变化.在适当热处理条件下获得的Fe0.3Co0.7纳米线有序阵列具有较高的矫顽力和剩磁比.在H2保护下550℃处理时获得最高的矫顽力2.63*105 A/m,矫顽力随着热处理时间的增加先是快速增加, 然后趋向平缓, 最后有一定程度的下降.
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超临界异丙醇流体制备TiO2/活性炭复合材料
陈学榕; 黄彪; 江茂生
材料研究学报. 2007, 21 (5): 506-510.  
摘要   PDF (590KB)
在存在超临界异丙醇介质的条件下,将钛酸异丙酯与活性炭反应生成具有光催化与吸附性能协同效应的TiO$_{2}$/活性炭复合材料.产生协同效应, 可使低浓度污染物快速地表面富集和吸附净化, 加快了污染物的光催化降解速率,TiO$_{2}$的光催化作用又促使被活性炭吸附的污染物向TiO$_{2}$表面迁移,使活性炭吸附能力得以恢复, 实现了吸附剂的原位再生.
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热处理对大截面7A04铝合金棒材力学性能的影响
宁爱林; 刘志义; 冯春; 曾苏民
材料研究学报. 2007, 21 (5): 511-516.  
摘要   PDF (765KB)
研究了热处理对7A04铝合金力学性能的影响. 结果表明,直径60 mm的7A04铝合金棒材在200℃电流直接加热回归后再时效,从心部到表层的拉伸强度为620--640 MPa, 延伸率均匀一致;在3%NaCl+0.5\%H$_{2}$O$_{2}$水溶液介质中和375 MPa应力下的应力腐蚀断裂时间大于30 d,而辐射式加热回归的为575 MPa, 延伸率从心部至表层表现极不均匀, 应力腐蚀断裂时间只有19 d.电流直接加热实现了直径60 mm 7A04铝合金大截面棒材的快速均匀回归,再时效获得了最弥散的晶内析出粒子和尺寸及间距较大的晶界析出相, 使合金在保持T6状态拉伸强度的同时, 具有优良的抗应力腐蚀性能.
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铁素体和贝氏体复相组织低碳钢的力学特性
李龙; 丁桦; 温景林; 宋红梅; 张丕军
材料研究学报. 2007, 21 (5): 517-522.  
摘要   PDF (844KB)
研究了一种低碳钢的控轧控冷工艺, 得到了铁素体和贝氏体复相组织.这种复相组织可分为仿晶界型铁素体/贝氏体组织(I型)和等轴铁素体和均匀分布的贝氏体(II型).这种低碳钢中贝氏体铁素体呈板条状, 在I型组织中还有较多的渗碳体.具有I型组织的低碳钢的屈服强度超过了400 MPa, 加工硬化指数大于0.35. 用经验公式$\sigma$=$K\varepsilon^{n}$可描述铁素体/贝氏体复相钢的流变曲线.
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表面活性剂对炭素泡沫结构与性能的影响
闵振华; 许德平; 曹敏; 林雄超; 王永刚
材料研究学报. 2007, 21 (5): 523-530.  
摘要   PDF (1210KB)
以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和Span-40表面活性剂为添加剂, AR沥青为原料,制备炭素泡沫材料, 测定了材料的体积密度、显气孔率、压缩强度、常温热导率以及微晶结构参数,研究了添加表面活性剂后AR沥青的流变性能和炭素泡沫材料孔胞结构的变化. 结果表明,表面活性剂使炭素泡沫的平均孔径变小, 孔径分布趋于均匀,韧带的层片织构排列更为规整、致密. 添加SDBS的炭素泡沫, 孔壁较薄, 开孔率较高, 具有较低的体积密度(0.36 g/cm3)、较高的显气孔率(83.35%)、较小的层片间距d002(0.3366 nm)、较高的常温热导率(55.96 W/m.K)和比热导率(155.44 (W/m.K)/(g/cm3)).添加Span-40对炭素泡沫的体积密度、显气孔率和热导率的影响较小, 但是使石墨化度提高,使其具有较高的压缩强度(2.39 MPa).
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Fe-25Mn-6Si-7Cr形状记忆合金在含沙多相流中的损伤行为
王再友; 朱金华
材料研究学报. 2007, 21 (5): 531-536.  
摘要   PDF (704KB)
测量Fe-25Mn-6Si-7Cr形状记忆合金在含沙多相流中的损伤抗力,研究了失效机制和损伤抗力的控制因素, 并与水轮机叶片用不锈钢0Cr13Ni5Mo进行了对比.结果表明, Fe-25Mn-6Si-7Cr形状记忆合金在含沙多相流中的失效机制主要是泥沙犁削,其损伤抗力因高的局域弹性和高的犁削抗力而优于不锈钢1Cr13Ni5Mo,局域弹性高是其损伤破坏速度效应低和空蚀与泥沙冲刷磨损交互作用小的根本原因.
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疲劳-蠕变交互作用的寿命预测探讨
刘宝庆; 蒋家羚; 陈凌; 范志超; 陈学东
材料研究学报. 2007, 21 (5): 537-541.  
摘要   PDF (552KB)
从反映物系运动过程的能量守恒定律和动量守恒定律出发,对材料疲劳--蠕变交互作用下的破坏过程进行了分析, 推导出一个新的疲劳--蠕变交互作用的寿命预测模型.与已有的疲劳--蠕变交互作用寿命预测模型相比, 本文提出的模型具有适用性强(对于应力控制模式和应变控制模式均适用)、形式简单、所需参 数少和应用方便等优点. 为检验本文提出模型的准确性,进行了1.25Cr0.5Mo钢光滑试样540℃和520℃环境下应力控制的梯形波加载试验,用本文提出的模型进行了上述两种温度环境下的疲劳--蠕变交互作用的寿命预测,预测结果与实际测量结果符合较好.
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疲劳-蠕变交互作用的寿命预测探讨
蒋家羚; 陈凌; 范志超; 陈学东
材料研究学报. 2007, 21 (5): 537-541.  
摘要   PDF (552KB)
从反映物系运动过程的能量守恒定律和动量守恒定律出发,对材料疲劳--蠕变交互作用下的破坏过程进行了分析, 推导出一个新的疲劳--蠕变交互作用的寿命预测模型.与已有的疲劳--蠕变交互作用寿命预测模型相比, 本文提出的模型具有适用性强(对于应力控制模式和应变控制模式均适用)、形式简单、所需参 数少和应用方便等优点. 为检验本文提出模型的准确性,进行了1.25Cr0.5Mo钢光滑试样540℃和520℃环境下应力控制的梯形波加载试验,用本文提出的模型进行了上述两种温度环境下的疲劳--蠕变交互作用的寿命预测,预测结果与实际测量结果符合较好.
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Ir修饰碳毡对VO2+/VO+2电对电催化性能的影响
王文红; 薛方勤; 王新东
材料研究学报. 2007, 21 (5): 542-546.  
摘要   PDF (798KB)
用热分解法使Ir包覆到碳毡表面, 经过50次循环充放电后Ir 的附着良好.稳态极化和循环伏安实验结果表明, Ir修饰后的碳毡电极上V(Ⅳ)/V(Ⅴ)的电荷转移极化电阻降低,Ir催化剂降低了V--O键打开和形成的活化能, 从而降低了电池极化.以Ir修饰碳毡为电池正极、酸和热处理的碳毡为负极组成的全钒氧化还原液流电池,在20 mAcm-2充放电时的电压效率达7.5%. 与用未经修饰的碳毡组成的电池相比,电压效率提高6.9%, 内阻降低了25%.
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潮湿空气环境对2024-T3铝合金疲劳性能的影响
鲍蕊; 张建宇; 费斌军
材料研究学报. 2007, 21 (5): 547-550.  
摘要   PDF (450KB)
采用2024-T3铝合金含中心孔试件进行了实验室空气环境和潮湿空气环境下的疲劳寿命实验及升降法实验,研究了潮湿空气环境对2024-T3铝合金疲劳性能的影响. 结果表明,潮湿空气环境显著降低了2024-T3铝合金的疲劳性能,潮湿空气环境对其疲劳寿命特征值和疲劳强度均值的影响系数分别为0.6059和0.8722;在潮湿空气环境中疲劳寿命的分散性变大,用疲劳寿命的中值或特征值得到的腐蚀影响系数进行可靠度95%的腐蚀环境下的寿命修正,将得到偏危险的结果. 用潮湿空气环境对基本可靠性寿命的影响系数由标S-N曲线折算得到的对疲劳强度的影响系数与升降法测得的对疲劳强度的影响系数基本一致,在潮湿空气环境下标S-N曲线参数仍然适用.
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CBS玻璃和Mn2+复合掺杂BaTiO3陶瓷的电容量温度特性
唐斌; 张树人; 周晓华; 袁颖
材料研究学报. 2007, 21 (5): 551-555.  
摘要   PDF (912KB)
研究了硼硅酸钙(CBS)玻璃不掺杂/掺杂时Mn2+浓度变化对钛酸钡陶瓷电容量温度特性的影响.结果表明, 不掺CBS玻璃时Mn2+浓度变化对BT陶瓷电容量温度特性没有明显的影响,此时BT陶瓷超过X8R特性许可范围;而掺CBS玻璃时Mn2+浓度增大使电容量温度特性的高温峰持续增强,BT陶瓷容易满足X8R特性. 掺CBS玻璃时Mn2+可使CBS析晶.BT陶瓷的电容量高温变化率和微观应力分数成正比例关系变化.条状第二相Ca4Mn4Si8O24的产生改变了BT系统的内应力结构是钛酸钡陶瓷电容量温度特性产生规律变化的主要原因.
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香螺壳的结构和微观力学性能
梁艳; 赵杰; 王来
材料研究学报. 2007, 21 (5): 555-560.  
摘要   PDF (790KB)
测量产自黄/渤海海域的香螺贝壳的硬度和弹性模量, 研究了贝壳的结构与性能之间的关系. 结果表明, 香螺贝壳主要由方解石和文石两种矿物镶嵌在有机质中构成,方解石结构为不均匀的柱状晶, 文石结构为多级超微的交错纹状结构,其中第三级结构为10-80 nm的纳米级纤维. 文石的力学性能优于方解石的性能.贝壳类复合材料的压痕效应主要源于裂纹扩展, 而微观裂纹扩展与晶体类型以及晶体结构的排列方式是密切相关的.方解石裂纹形状曲折、不规则且沿着方解石层的边界扩展, 抗裂纹扩展能力较差;而文石压痕周围平直清晰, 裂纹沿着其二级结构界面扩展, 性能较好.
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