ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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纳米三聚氰胺氰尿酸盐的合成、表征及其在酚醛泡沫中的应用*
以三聚氰胺和氰尿酸为原料, 采用溶剂热方法制备出纳米三聚氰胺氰尿酸盐(NMC)。分别利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对其组成和结构进行表征, 研究了不同溶剂(蒸馏水、无水乙醇和苯)、不同类型的表面活性剂(十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP))、反应温度和反应时间对产物粒径的影响。结果表明, 只有用水为溶剂才能合成出NMC; 采用苯和无水乙醇. . .
材料研究学报, 2014 Vol. 28 (6): 401-406    DOI: 10.11901/1005.3093.2013.857
 
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CMT成型TC4-DT合金组织及形成机理的CET模型预测 PDF (12447KB)
杜子杰 李文渊 刘建荣 锁洪波 王清江
固溶温度对亚稳β钛合金Ti-4Mo-6Cr-3Al-2Sn组织及拉伸性能的影响? PDF (1862KB)
王鹏宇 张浩宇 张志鹏 孙杰 谢广明 程军 陈立佳
超细晶纯钛疲劳裂纹扩展行为研究 PDF (1655KB)
刘晓燕 柳奎君 杨西荣 王敬忠 罗雷
环氧树脂改性聚乳酸/低熔点尼龙6复合材料结构与性能的研究 PDF (1851KB)
李明专 胡孝迎 何敏 于杰 鲁圣军
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  2020年, 第34卷, 第6期 刊出日期:2020-06-25 上一期   
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研究论文
Ti-62A合金动态软化速率异常的热力学解释及其应变补偿本构方程
王敬忠, 丁凯伦, 杨西荣, 刘晓燕
材料研究学报. 2020, 34 (6): 401-409.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.541
摘要   HTML   PDF (6562KB)

使用Gleeble-3800 热模拟试验机研究了Ti-62A合金在变形温度为800~950℃、应变速率为0.001~10 s-1条件下的热压缩变形行为。结果表明,随着变形温度的提高出现Ti-62A合金的动态软化率降低的反常现象。(α+β)双相钛合金中Mo、Cr等β稳定元素的原子活性随着温度的升高而逐渐降低和β相比例增大,Jmatpro软件的热力学计算表明(α+β)双相钛合金的这一现象与此有密切关系。而α钛合金和β钛合金出现动态软化速率降低,与加工温度升高β相比例增大的关系更密切。从800℃升高到950℃,Ti-62A合金中β相的比例由32.1%提高到84.3%,Mo、Cr活性的降幅均达到64%。这些因素使变形过程中Ti-62A合金的晶界迁移速度和动态软化速率均随变形温度升高而降低,其950℃的真应力-应变曲线多为典型的动态回复型。α相的含量随着变形温度的提高而降低,且在较高的变形温度下β相的晶粒尺寸也较为粗大。构建的基于应变补偿的Ti-62A合金Arrhenius变形抗力模型,能较好地预测合金的流变应力行为,其相关系数R达到0.990,预测值与实测值的平均相对误差为8.983%。

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2101节镍双相不锈钢立式连铸板坯的组织转变
白亮, 汲琨, 刘景顺, 刘军, 董俊慧, 楠顶
材料研究学报. 2020, 34 (6): 410-416.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.552
摘要   HTML   PDF (7069KB)

分析了2101双相不锈钢实际铸坯的宏观晶粒分布和微观组织转变。结果表明,2101双相不锈钢的柱状晶向等轴晶转变(CET转变)发生在二冷2区末端距铸坯表面25 mm处。在此区域内适当降低铸坯表面冷却强度有助于减小坯壳内部温度梯度促进CET转变,提高铸坯的等轴晶率和扩大角部的等轴晶区域;对微观组织的分析发现,在二冷6区之后提高冷却强度可调整铸坯中心形成的奥氏体形态,有利于晶内及晶界处奥氏体细化和减小晶界处针状奥氏体组织的数量和尺寸,从而在一定程度上提高铸坯的热变形能力。

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超细晶纯钛疲劳裂纹的扩展行为
刘晓燕, 柳奎君, 杨西荣, 王敬忠, 罗雷
材料研究学报. 2020, 34 (6): 417-424.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.492
摘要   HTML   PDF (2281KB)

对纯钛进行2道次室温等径弯曲通道变形(ECAP)、等径弯曲通道变形加旋锻复合变形(ECAP+RS)并在旋锻后在300℃和400℃退火1 h,制备出4种具有不同组织的超细晶纯钛。对这4种超细晶纯钛进行疲劳裂纹扩展实验并观察分析超细晶纯钛的显微组织和疲劳断口的形貌,研究了裂纹的扩展行为。结果表明:显微组织对超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展门槛值和近门槛区有显著的影响;超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展门槛值随着塑性变形量的增大而增大,随着旋锻后退火温度的提高而降低;疲劳裂纹扩展速率曲线因超细晶纯钛晶粒尺寸和强度的影响出现转折,转折前ECAP+RS复合变形纯钛的抗疲劳裂纹扩展能力比ECAP变形强,且随着退火温度的提高而降低;转折后4种超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展速率相差较小,呈现出相反的结果。疲劳裂纹扩展寿命中转折前近门槛区裂纹扩展寿命占绝大部分,因而转折前的门槛值与近门槛区的扩展速率对抗裂纹扩展能力更为重要。

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BiMg-3Al-3Nd合金显微组织和力学性能的影响
陈亮, 王丽萍, 冯义成, 王雷, 赵思聪
材料研究学报. 2020, 34 (6): 425-433.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.599
摘要   HTML   PDF (10143KB)

使用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜(OM)观察、X-射线衍射(XRD)分析以及力学性能测试等手段研究了Bi含量对Mg-3Al-3Nd合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加Bi元素可细化Mg-3Al-3Nd合金的组织。当Bi含量(质量分数)为1%时晶粒最小,晶粒尺寸从1854±58 μm减小到890±64 μm;Mg-3Al-3Nd合金由呈网状分布在晶界的Al11Nd3相和分布在晶内的颗粒状Al2Nd组成;随着Bi含量的提高Al11Nd3相和Al2Nd相的数量减少,晶内的BiNd相数量增加;Bi能明显改善Mg-3Al-3Nd合金室温和高温力学性能,Bi含量为1%时其室温和高温力学性能最佳。室温抗拉强度和延伸率分别为167±2.3 MPa和(16.1±0.3)%,高温抗拉强度及延伸率分别为136±1.7 MPa和(19.3±0.3)%。

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Q345q桥梁钢和Q345qNH耐候钢在模拟工业大气+除冰盐混合介质中的腐蚀行为
郭铁明, 徐秀杰, 张延文, 宋志涛, 董志林, 金玉花
材料研究学报. 2020, 34 (6): 434-442.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.501
摘要   HTML   PDF (2628KB)

采用干湿循环加速腐蚀实验,研究了Q345qNH耐候钢和Q345q桥梁钢在模拟西北地区工业大气环境的腐蚀介质(除冰盐+0.01 mol/L NaHSO3)中的腐蚀行为。用失重法研究了两种钢的腐蚀动力学曲线,并使用XRD、SEM 和电化学工作站等手段分析了两种钢腐蚀不同时间后锈层的物相、形貌结构及其电化学特性。结果表明:在除冰盐+NaHSO3的混合介质中,Q345qNH钢腐蚀100 h前的失重稍大于Q345q钢,腐蚀100 h后桥梁钢的失重量明显大于耐候钢;两种钢的腐蚀产物均由α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH,Fe2O3,Fe3O4和FeOCl构成,但是Q345q钢中生成的不稳定β-FeOOH和FeOCl的含量明显高于Q345qNH钢,锈层的稳定性降低;随着腐蚀时间的延长两种钢锈层的自腐蚀电位均增大,自腐蚀电流密度均波动性减小,Q345qNH耐候钢的自腐蚀电位增大的速度高于Q345q钢,腐蚀后期其锈层的保护性优于普通桥梁钢。两种钢在混合介质中的腐蚀行为受多离子的耦合效应影响,锈层的致密性因β-FeOOH和FeOCl等不稳定腐蚀产物的生成而降低,但是仍有一定的保护性。Q345qNH耐候钢在除冰盐+0.01 mol/L NaHSO3混合介质中的耐蚀性优于Q345q普通桥梁钢。

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一种新型含AlCr合金钢在模拟油田采出液环境下的CO2腐蚀行为
朱金阳, 谭成通, 暴飞虎, 许立宁
材料研究学报. 2020, 34 (6): 443-451.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.489
摘要   HTML   PDF (5802KB)

以自行设计开发的新型3Cr2Al低合金钢为研究对象,采用高温高压磁力驱动反应釜进行饱和CO2模拟油田采出液环境下的腐蚀模拟实验,通过失重法获取腐蚀速率评价其耐蚀性能,并结合扫描电子显微镜、能谱分析、电化学测试等表征手段,研究腐蚀产物膜结构及成分特征,探讨耐蚀机理。相比3Cr钢,3Cr2Al钢中少量Al的添加提高了材料的抗CO2腐蚀性能,在短周期(20 h)和长周期(144 h)条件下,其腐蚀速率分别下降15%和69%,这种耐蚀性能的提升主要是由于3Cr2Al钢表面产物膜中不仅有Cr的富集,同时还有Al的富集,提高了产物膜对基体的保护性。溶液中的氯离子对产物膜中Al的富集存在一定影响,在低氯溶液环境中,3Cr2Al钢表面腐蚀产物膜中Al/Fe原子比明显高于其Cr/Fe原子比,Al的富集更明显;当提高溶液氯离子浓度,腐蚀产物膜中Al/Fe原子比相比低氯溶液明显降低,Al的富集程度减弱,阳极极化曲线半钝化现象消失。

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超快温度响应性纳米纤维水凝胶的制备及其用于药物的可控释放
郑勰, 查刘生
材料研究学报. 2020, 34 (6): 452-458.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.493
摘要   HTML   PDF (3444KB)

先使用N-异丙基丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺合成共聚物,以其为成纤聚合物用静电纺丝工艺制备纳米纤维,然后进行高速搅拌将纳米纤维切短并分散在叔丁醇中,最后进行冷冻干燥和热处理将切短的纳米纤维组装成具有多级多孔结构的纳米纤维水凝胶。这种纳米纤维水凝胶在水中具有良好的稳定性、压缩回弹性和显著的温度响应性。当水介质温度在20~55℃交替变化时它具有超快的温度响应性,达到消溶胀平衡的时间为34 s,达到溶胀平衡的时间为45 s。体外药物释放实验结果表明,当pH值为7.4的磷酸盐缓冲溶液的温度在15~47℃交替变化时,其中浸入的载模型药物葡聚糖的温度响应性纳米纤维水凝胶以“开/关”模式可控释放药物。

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含硅苯并噁嗪的制备及其对双马来酰亚胺树脂固化反应动力学的影响
贾园, 张黎英, 马明阳, 师瑞峰
材料研究学报. 2020, 34 (6): 459-465.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.475
摘要   HTML   PDF (2496KB)

通过溶剂法设计合成出了结构中含有硅元素的新型苯并噁嗪单体(Si-BOZ),以其作为改性体系对双马来酰亚胺树脂(BMI)进行共混改性,在降低BMI预聚物粘度的同时优化其固化工艺,改善其综合性能。选用平板小刀法测定了Si-BOZ、BMI、Si-BOZ/BMI等树脂体系的凝胶时间,红外光谱(FTIR)跟踪研究了Si-BOZ和BMI在固化过程中所发生的化学反应,非等温差示扫描量热法(DSC)研究了Si-BOZ/BMI树脂体系的固化反应动力学特征,并通过Kissinger法和Ozawa法对两者固化过程中的各参数进行了讨论。

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表面喷涂壳聚糖溶液对聚偏氟乙烯多孔膜的结构和性能的影响
成世杰, 王晨洋, 殷舒怡, 张宏伟, 左丹英
材料研究学报. 2020, 34 (6): 466-472.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.523
摘要   HTML   PDF (4940KB)

在聚偏氟乙烯(PVDF)溶液膜表面喷涂壳聚糖(CS)醋酸溶液,用浸没相转变法制备PVDF多孔膜,研究CS溶液对多孔膜的结构和性能的影响并探讨了成膜机理。结果表明,随着溶液膜表面CS溶液体积的增加PVDF膜的孔隙率提高,膜表面的亲水性大幅度提高,β晶含量降低而α晶的含量提高;喷涂CS溶液前PVDF膜的上表面结构致密,喷涂CS溶液后PVDF膜上表面呈现多孔结构,其断面结构均为指状大孔结构;喷涂CS溶液的体积为2 mL、4 mL和6 mL的PVDF膜,其水通量先增加后降低,分别为683.33 L/m2·h、1121.57 L/m2·h、1171.36 L/m2·h和1029.02 L/m2·h。用不同方法制备的PVDF膜,其结构和性能不同,因为膜上表面的成膜机理不同。

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固溶温度对亚稳β钛合金Ti-4Mo-6Cr-3Al-2Sn的组织和拉伸性能的影响
王鹏宇, 张浩宇, 张志鹏, 孙杰, 谢广明, 程军, 陈立佳
材料研究学报. 2020, 34 (6): 473-480.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.487
摘要   HTML   PDF (4864KB)

对自主设计的新型亚稳β钛合金Ti-4Mo-6Cr-3Al-2Sn(%,质量分数)在不同温度进行固溶和固溶时效处理,观察其显微组织和测试室温拉伸性能。结果表明:随着固溶温度的提高固溶态组织中的初生α相减少,当固溶温度高于相变点后初生α相完全消失,几乎全部为明显长大的粗大β晶粒。固溶温度为900℃的固溶态合金具有良好的强度和塑性匹配,屈服强度为898.7 MPa、抗拉强度为962.5 MPa、断裂伸长率为12.7%。在不同温度固溶处理的时效态合金,均析出了细小的次生α相。固溶温度低于相变点时,在初生α相间析出的细小次生α相呈60°或者平行交错排列;固溶温度高于相变点时初生α相几乎完全消失,随着固溶温度的提高析出的次生α相片层间距变大并粗化。在所有固溶温度下,时效态组织中沿原始β晶界处均析出了连续的晶界α相,合金的塑性均较差。经过750℃/0.5 h固溶和500℃/4 h时效的合金具有良好的强度和塑性匹配,其抗拉强度为1282 MPa,屈服强度为1210.6 MPa,断裂伸长率为5.3%。

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