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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2002年, 第16卷, 第5期 刊出日期:2002-10-25 上一期    下一期
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论文
对称型陶瓷层状复合材料中的残余应力分析
包亦望; 苏盛彪; 黄肇瑞
材料研究学报. 2002, 16 (5): 449-457.  
摘要   PDF (1065KB)
针对由层间约束引起的层内残余应力,提出了用于描述层合材料应力应变状态的非均匀应变模型。利用非均匀应变模型推导出对称型层合材料由层间约束引起的层内残余应力的解析表达式,得到层内应力和界面应力沿长度方向分布的变化规律。指出轴向残余应力是层间界面剪应力造成的,是位置的函数;论证了由于表层材料受力的非对称性,界面必定存在正应力,且界面正应力须自平衡,界面正应力亦为长度方向上位置的函数。针对Si3N4-Si3N4/TiN-Si3N4三层及多层(2N+1)对称型陶瓷基层状复合材料,研究了残余应力对强界面结合的层合材料宏观力学性能和裂纹扩展行为的影响和作用。结果表明,材料的宏观性能随着残余应力的变化而变化,其变化规律与理论计算的结果吻合。
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EuSr2RuCu2-xZnxO8中Zn对Cu的替代效应
方明豹; 徐政; 方明虎
材料研究学报. 2002, 16 (5): 458-462.  
摘要   PDF (546KB)
通过对EuSr2RuCu2-xZnxO8超导体系的结构、电阻和磁化强度的观测,研究了Zn对Cu的部分替代对其超导电性和磁性的影响。结果表明,Zn部分替代Cu后EuSr2RuCu2-xZnxO8体系仍能保持单相的上限浓度为x=0.2;替代导致样品发生四方-正交的结构相变,并对其超导电性具有强烈的破坏作用,x=0.01的样品在4.2K以上已不再呈现超导电性;替代增强了Ru离子之间的铁磁相互作用,导致铁磁相变温度的提高。
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制备条件对金属纳米线阵列磁性的影响
铁晨阳; 包建春; 曹化强; 徐大鹏; 李重德; 徐正
材料研究学报. 2002, 16 (5): 465-468.  
摘要   PDF (661KB)
用电化学沉积方法在多孔Al2O3模板的孔道中制备了平均直径约为200 nm,长为60 μm的磁性金属纳米线有序阵列。电沉积电流密度较小时,制得的样品有较大的剩磁比和较强的矫顽力,并分别在 θ= 90o 和 30o达到极大值。随着电流密度的增加,剩磁比和矫顽力降低。在电沉积过程中外加磁场对磁晶的取向产生重大影响,导致磁性金属纳米线有序阵列的矫顽力和剩磁比发生相应的变化。
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脉冲电流处理后低碳钢中的局域纳米结构
周亦胄; 张伟; 郭敬东
材料研究学报. 2002, 16 (5): 467-472.  
摘要   PDF (524KB)
用透射电镜观察经过高密度脉冲电流处理后的粗晶低碳钢,发现该材料中有纳米结构的γ-Fe生成.讨论了纳米结构的生成机制.脉冲电流作用时间短,加热速度快,改变相变势垒的效应和快速冷却的条件是生成纳米结构的原因.电流降低热力学形核势垒是一个不容忽视的因素.
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新型高强度胞状铝合金的压缩及能量吸收性能
郑明军; 何德坪
材料研究学报. 2002, 16 (5): 473-478.  
摘要   PDF (717KB)
测量了新型轻质(0.14~0.09ρ0,ρ0为纯铝的密度)高强度胞状铝合金(ZL111)的压缩应力(σ)-应变(ε)曲线,研究了材料的能量吸收性能与密度的关系。胞状铝合金的压缩σ -ε曲线与胞状纯铝相似分为三个部分:弹性阶段、平台阶段和压实阶段。胞状铝合金的压缩屈服强度 比后者高40%以上,其σ-ε曲线呈锯齿状,平台斜度比后者小,因而具有更高的能量吸收能力(C)和能量吸收效率(e),当 为0.15~0.6时吸能效率达到峰值。
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几种生物陶瓷材料的裂纹扩展特性
朱平; 林忠钦; 陈关龙; 池田清彦
材料研究学报. 2002, 16 (5): 479-484.  
摘要   PDF (558KB)
采用破坏力学中的双扭矩实验法,研究了玻璃陶瓷、云母陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷材料分别在大气、水环境中的静负荷和循环负荷下的裂纹扩展特性,阐明了水环境和循环负荷对材料裂纹扩展特性(KI –V 特性)的影响。所研究的材料在水环境下的裂纹扩展速度的均加快,但玻璃陶瓷和氧化锆陶瓷材料更为明显。在静负荷下这几种材料的裂纹扩展阻力由小到大的次序为:玻璃陶瓷(N-0),玻璃陶瓷(N-11),云母陶瓷,氧化锆陶瓷和氧化铝陶瓷,氧化铝和氧化锆陶瓷材料在循环负荷下的裂纹扩展速度均明显加快。
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用Monte Carlo法模拟纯铜的静态再结晶
佟铭明; 莫春利; 李殿中; 李依依
材料研究学报. 2002, 16 (5): 485-489.  
摘要   PDF (1028KB)
利用Monte Carlo(MC)法进行了纯铜静态再结晶的二维模拟。通过监测存储能量的变化历程发现,当初始存储能量较低的时候,静态再结晶是以非均匀形核(晶界形核)的方式进行的,当初始存储能量充分高的时候,静态再结晶是以均匀形核(晶内形核)的方式进行的。初始存储能量较高的时候,能量释放的速率要比初始存储能量较低的时候的速率高。确定了区分均匀形核和非均匀形核的临界应变。
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InAs自组织量子点(线)的制备和表征
武光明; 李月法; 贾锐
材料研究学报. 2002, 16 (5): 490-494.  
摘要   PDF (848KB)
在InP(001)基衬底上用分子束外延方法生长了InAs纳米结构材料,通过改变生长方式,得到了InAs量子点和量子线。根据扫描电镜和透射电镜观测结果的分析,认为衬底旋转时浸润层三角形状的台阶为InAs量子线的成核提供了优先条件, 停止衬底旋转时InAlAs缓冲层沿[1-10]方向分布的台阶促使InAs优先形成量子点。讨论了量子点和量子线的形成机理。
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用Sol-Gel法制备喷墨打印用BaTiO3陶瓷墨水
周振君; 杨雪梅
材料研究学报. 2002, 16 (5): 495-499.  
摘要   PDF (722KB)
用Sol-Gel法, 通过控制异丙醇钛和醋酸钡的水解速率制备了BaTiO3陶瓷墨水. 研究了该陶瓷墨水的制备工艺参数, 分散剂添加量, 导电盐添加量, pH值, 固相含量等对墨水性能的影响.用扫描电镜观察了BaTiO3墨滴打印点和单一打印层的形貌, 发现陶瓷墨滴大小均匀, 打印层表面平整. 该墨水满足连续式喷墨打印要求.
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Al基三元准晶相图的电子浓度特征
羌建兵; 王英敏; 陈伟荣; 王德和; 董闯
材料研究学报. 2002, 16 (5): 500-506.  
摘要   PDF (756KB)
准晶是一种电子型金属间化合物,其形成及结构稳定性主要由电子浓度因素控制。三元准晶相图的电子浓度特征表明, 三元准晶与其晶体学类似相一起位于一等电子浓度线附近,称为准晶等电子浓度线现象。同时,三元准晶与二元准晶的存在密切联系,它们同第三组元一起落在同一变电子浓度线上,称为准晶变电子浓度线现象。三元准晶的理想成分位于准晶等电子浓度线和准晶变电子浓度线的交点上。据此特征,区分了两种类型的AlNiFe三元十次准晶,它们的典型成分分别为:D-Al72.5Fe14.5Ni13 (AlFe型)和D′-Al705Fe12Ni17.5(AlNi型)。
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电子封装塑封材料中水的形态
彩霞; 黄卫东; 徐步陆; 程兆年
材料研究学报. 2002, 16 (5): 506-511.  
摘要   PDF (746KB)
利用实验和 Fick扩散方程模拟塑封材料对水的吸收过程,得到水汽在塑封材料中的扩散系数和饱和浓度。塑封材料中的水分子存在于高分子链围成的微孔洞中,并与高分子聚合物以氢键相连。当塑封材料中水汽浓度达到饱和时,在水分子进入的有效体积内,水汽的密度为标准状态下水蒸气密度的100倍,为液态水密度的8%,这表明在塑封材料中水分子以一种特殊的液态水形态存在。在一定的水汽浓度下,在界面处的微孔洞中水气液两相共存。在两相共存的微孔洞中由于水分子争夺高分子的氢键使高分子与芯片表面的二氧化硅层的结合减弱,逐步扩展形成可以观察到的分层。
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纳米TiO2对不饱和聚酯树脂(TiO2/UPR)的改性
徐颖; 卢凤纪; 李贺军
材料研究学报. 2002, 16 (5): 511-516.  
摘要   PDF (546KB)
将纳米TiO2粉加入到不饱和聚酯中进行同时增韧增强改性,在用简支梁冲击强度表征纳米TiO2/UPR的韧性时,发现树脂有明显的脆韧转变现象,在脆—韧转变点TiO2含量为6%(质量分数)。纳米TiO2/UPR弯曲强度和冲击强度分别比UPR提高了55%和46%。在扫描电子显微镜下观测纳米TiO2/UPR的冲击断口形貌时发现,在脆—韧转变点附近纳米TiO2/UPR的微观形态发生了从脆性断裂到韧性断裂的形貌特征。
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用直流溅射工艺制备的氧化铌薄膜的性能
黄银松; 章俞之; 胡行方
材料研究学报. 2002, 16 (5): 517-522.  
摘要   PDF (668KB)
采用直流反应溅射工艺制备了五氧化二铌薄膜,用XRD、AFM、AES和循环伏安等测试手段分析并研究了薄膜的组成、结构、表面形貌和电致变色性能间的关系。结果表明:在基底加热条件下可获得晶态TT-Nb2O5薄膜,沉积气压较高时的薄膜具有沿(100)面定向生长、结构相对较为疏松的柱状结构,这种薄膜具有良好的电化学稳定性,锂离子注入/抽出可逆性好,并具有灰色变色特性,在可见区(波长600nm)的透过率调制幅度为35%。
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溶胶-凝胶法制备TiO2与SiO2-TiO2薄膜对医用NiTi合金的表面改性
刘敬肖; 杨大智; 蔡英骥
材料研究学报. 2002, 16 (5): 524-528.  
摘要   PDF (726KB)
采用溶胶-凝胶法制备TiO2与SiO2-TiO2薄膜,对医用NiTi合金进行表面改性处理。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、划痕试验和电化学腐蚀试验等手段系统研究了薄膜的结构、形态及性能。通过动态凝血时间和血小板粘附的测量研究和评价了薄膜的体外血液相容性。结果表明,在一定范围内,在较高热处理温度有利于薄膜与基体间的结合强度和耐腐蚀性的提高;NiTi合金表面镀TiO2与SiO2-TiO2薄膜后,其血液相容性明显提高。
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医用TiO2/SiO2薄膜表面共价键合肝素研究
刘敬肖; 杨大智; 蔡英骥
材料研究学报. 2002, 16 (5): 529-535.  
摘要   PDF (756KB)
以γ-氨丙基三乙氧基硅烷和戊二醛作为偶联剂研究了TiO2与SiO2-TiO2生物陶瓷膜表面固定肝素。利用红外光谱(FT-IR)和X光电子能谱(XPS)的测量结果表征薄膜表面肝素化前后的结构和组成;对接触角和体外血液相容性的研究表明,肝素化处理后,薄膜表面的亲水性和抗凝血性显著提高。
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三明治型电磁屏蔽材料的制备与性能
张晓宁; 王群; 葛凯勇; 毛倩瑾; 周美玲
材料研究学报. 2002, 16 (5): 537-540.  
摘要   PDF (961KB)
根据Schelkunoff的多层电磁屏蔽理论,分析了双层和3层屏蔽材料的综合屏蔽特性,提出了一种简单有效的三明治型夹层结构材料设计方案。制备出金属箔、涂料两种三明治型层状电磁屏蔽材料。通过理论计算、样品的综合屏蔽性能测试和SEM微观组织观察,讨论了三明治型材料设计方案的正确性与材料的性能。结果表明,三明治型电磁屏蔽材料的屏蔽效能增量(ΔSE)随电磁波频率的增加而增大,可以实现结构优化;金属箔三明治型电磁屏蔽材料的屏蔽效能增量与理论计算结果相符合;涂料三明治型电磁屏蔽材料的SE值比普通型高,当入射电磁波的频率为1000MHz时,三明治型比普通型高18dB。
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用相场方法模拟镍的枝晶生长
张玉妥; 李殿中; 庞维诚; 李依依
材料研究学报. 2002, 16 (5): 538-543.  
摘要   PDF (398KB)
采用相场模型,计算了纯镍的过冷熔液在凝固过程中的枝晶生长。在相场方程中,采用均匀网格的一般显示有限差分方法求解,通过数值模拟显示了枝晶的形貌,包括一次臂、二次臂,以及在枝晶生长过程中出现的“缩颈"现象。
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激光熔覆Al65Cu20Cr15准晶态合金的相选择问题
袁伟东; 邵天敏; 瑟岛; 陈大融
材料研究学报. 2002, 16 (5): 547-550.  
摘要   PDF (715KB)
研究了在45# 钢基体表面激光熔覆Al65Cu20Cr15准晶态合金过程中,工艺参数激光功率(P)和扫描速度(v)对激光熔覆涂层相结构的影响。结果表明,激光功率和扫描速度的变化使基体材料对熔覆涂层的稀释率发生改变。随着激光熔覆稀释率的增加,熔覆层的相结构依次为λ+I, I+β,β,β+d ,d+Fe。激光熔覆涂层相结构的差异使涂层具有不同的显微硬度。参数δ(P/v)决定激光熔覆过程的稀释度,从而直接影响激光熔覆准晶涂层的相结构。涂层的表面显微硬度也因涂层相结构的不同而有所差异。
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PP/PMMA接枝剑麻纤维复合材料的结构和性能
周兴平; 解孝林; Li R.K.Y
材料研究学报. 2002, 16 (5): 551-556.  
摘要   PDF (604KB)
用注塑成型方法制备了PP/PMMA接枝剑麻纤维(SF)复合材料,研究了它的热性能、晶态结构、微观结构和力学性能。结果表明PMMA表面接枝的SF增强了PP与SF之间的作用力,改善了PP/SF的热稳定性,降低了PP相的熔点。同时SF的加入诱导了?-晶型PP的生成,提高了PP相的结晶度,降低了无定型PP的玻璃化转变温度。PMMA接枝的SF提高了PP的模量、对PP有明显的增韧效果。
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Nd2Co17-xMnx化合物的结构与磁性
郝延明; 崔春翔; 孟凡彬
材料研究学报. 2002, 16 (5): 555-560.  
摘要   PDF (422KB)
研究了Nd2Co17-xMnx (x=0,1,3,5,7,9,11)化合物的结构和磁性。Nd2Co17-xMnx 化合物具有菱方相Th2Zn17型结构;在x比较小时,随着x的增加,化合物的单胞体积缓慢增大,而在x比较大时,随着x的增加,化合物的单胞体积迅速增大,这表明Nd2Co17-xMnx化合物在磁性状态下存在着正的自发体磁致伸缩;随着x的增加,化合物的居里点及4.2K 下的饱和磁化强度都快速下降,这表明在x比较小时,3d 次晶格的Co-Co之间的铁磁交换作用起主导作用,而在x比较大时,3d次晶格中反铁磁交换作用起主要作用;在约234K观察到了Nd2Co14Mn3化合物的自旋重取向现象。
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