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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122体系铁基超导单晶制备及其化学掺杂研究进展 PDF (6287KB)
余启航 杨芳 刘吉星 贺一轩 张胜楠 闫果 张平祥
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新型二次硬化钢25CrMo3NiTiVNbZr高温力学性能和强化机理研究 PDF (28518KB)
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  2024年, 第38卷, 第4期 刊出日期:2024-04-25 上一期   
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研究论文
退火温度对Fe35Ni30Cr20Al10Nb5 高熵合金的组织结构和性能的影响
李云飞, 王金贺, 张龙, 李正坤, 付华萌, 朱正旺, 李宏, 王爱民, 张海峰
材料研究学报. 2024, 38 (4): 241-247.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.255
摘要   HTML   PDF (14630KB)

系统地研究了退火处理温度对低熔点高熵合金Fe35Ni30Cr20Al10Nb5(摩尔比)的组织结构和性能的影响。结果表明:随着退火温度的提高,铸态Fe35Ni30Cr20Al10Nb5合金中富Fe-Cr元素的fcc相的体积分数逐渐减少,Laves相和B2-NiAl相的体积分数逐渐增大。准静态压缩实验结果表明,铸态样品的压缩塑性变形能力良好。随着退火处理温度的提高合金的屈服强度先提高后降低,在700℃退火的样品其屈服强度最高(为1247.7 MPa),但是塑性变形量比铸态有所降低。压缩屈服强度随退火处理温度降低,可归因于基体fcc相在高温下的分解。电化学测试结果表明,这种合金的耐腐蚀能力随退火处理温度的提高而单调提高,在900℃退火的样品其腐蚀电位为-72.02 mV。

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一种含Re/Ru镍基单晶合金的蠕变行为及其机理
田淞文, 刘丽荣, 田素贵
材料研究学报. 2024, 38 (4): 248-256.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.273
摘要   HTML   PDF (11972KB)

针对含Re/Ru单晶合金共晶组织中的高熔点元素和高推重比发动机材料的高承温能力等问题,研究了固溶温度和组织演化对其高温蠕变行为的影响。结果表明,在1328℃固溶处理的合金中仍存在粒状残余共晶,在1332℃固溶处理可将其消除,使合金在1100℃/140 MPa的蠕变寿命由321 h延长到476 h。在蠕变初期的合金中γ′相转变为N-型筏状组织,在蠕变后期位错剪切进入γ′相形成的位错锁,可抑制位错运动,使合金的蠕变抗力提高。但是高应变速率下位错的交替滑移使筏状γ′相扭折和形成亚晶,可降低合金的蠕变抗力,特别是筏状γ′相转变成“类块状”形态的逆向组织演化提高了应变速率,是合金高温蠕变较后期间的变形和损伤特征。其中,合金在1140℃寿命的大幅度降低,归因于γ′相的溶解使其尺寸减小和体积分数降低。

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铝空气电池Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn合金阳极的电化学性能
吴厚燃, 段体岗, 马力, 邵刚勤, 张恒宇, 张海兵
材料研究学报. 2024, 38 (4): 257-268.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.256
摘要   HTML   PDF (15768KB)

研究了铝空气电池的Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn合金阳极在2 mol/L NaCl和4 mol/L KOH电解液中的自腐蚀行为和电化学性能。结果表明,在2 mol/L的NaCl和4 mol/L的KOH溶液中,Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn合金阳极比纯Al阳极的腐蚀电位(Ecorr)分别负移了0.041和0.018 V,自腐蚀速率分别降低了0.2146和15.1 mg·cm-2·h-1,使金属阳极的电化学活性得以提高,自腐蚀行为受到了抑制。在2 mol/L的NaCl电解液中,合金阳极的放电容量峰值达到2608.96 Ah·kg-1,比纯Al阳极提高了55.59%;能量密度最高为1742.61 Wh·kg-1,比纯Al阳极提高了274.58%,阳极效率为87.55%。在4 mol/L的KOH电解液中,合金阳极的放电容量最高为1605.15 Ah·kg-1,比纯Al阳极提高了131.27%;能量密度最高为1404.83 Wh·kg-1,比纯Al阳极提高了231.52%,阳极效率为53.86%。

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基于多巴胺改性纳米复合水凝胶的制备和性能
王仲楠, 郭慧, 母悦山
材料研究学报. 2024, 38 (4): 269-278.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.342
摘要   HTML   PDF (9025KB)

分别在酸性和碱性条件下用多巴胺修饰纳米羟基磷灰石制备纳米粒子改性的复合水凝胶并研究其性能,结果表明:多巴胺能在纳米羟基磷灰石表面生成氧化膜,且改性纳米粒子中的苯环与两性离子水凝胶高分子链形成共价键结合。同时,在酸性条件下多巴胺能提高纳米羟基磷灰石的分散性进而提高两性离子水凝胶的热稳定性(323℃才发生分解),也能提高水凝胶的网络结构强度(储能模量为2.7 MPa)和内耗能力(损耗因子为0.041)。而且,酸性纳米复合水凝胶的抗压能力达到11.66 MPa,比纯PSBMA两性离子水凝胶提高了32倍。这表明,酸性纳米复合水凝胶的结构特点和力学性能与天然软骨相似。

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等温淬火对纳米贝氏体钢的组织和力学性能的影响
王玉钊, 蒋中华, 贾春妮, 张玉妥, 王培
材料研究学报. 2024, 38 (4): 279-287.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.370
摘要   HTML   PDF (17674KB)

依据Thermo-Calc计算设计了一种成分为Fe-0.8C-2Mn-1.5Si-1.5Cr-0.25Mo-0.25Ni-1Al-0.25Co-0.1V可用于制造钢丝的纳米贝氏体钢,使用热膨胀相变仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和拉伸实验等手段研究了等温淬火温度和时间对其组织和力学性能影响。结果表明:这种纳米贝氏体钢低温等温淬火后的组织,由纳米结构的贝氏体铁素体板条、残余奥氏体和少量的马氏体组成。随着等温淬火温度的提高相变速率随之提高,贝氏体铁素体的体积分数增大。随着等温淬火时间的延长,贝氏体铁素体的体积分数增大而过冷奥氏体的量减少,在室温下生成的块状M/A岛的尺寸减小和体积分数降低,碳的配分使过冷奥氏体的稳定性提高,M/A岛中的脆性马氏体比例大幅度降低,拉伸断口由混合型断裂向准解理断裂转变。将这种钢在230℃保温48 h后强塑性匹配最佳,其抗拉强度和屈服强度分别达到1625和1505 MPa,延伸率达到34.5%。

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新型双钙钛矿Ca2GdSbO6:Sm3+ 橙红色荧光粉的制备及其发光性能
李婧, 许英朝, 范浩爽, 陆逸, 李莉, 张贤玉
材料研究学报. 2024, 38 (4): 288-296.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.309
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用高温固相法合成一种新型系列橙红色荧光粉Ca2Gd1 - x SbO6:xSm3+ (x = 0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06),使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)光谱、高温荧光光谱和荧光衰减寿命等手段表征其物相结构、晶体结构、化学纯度和光学性质,研究了材料的发光性能。结果表明,这种荧光粉基于Sm3+在597 nm处的4G5/26H7/2跃迁,引入Sm3+作为发光中心在407 nm激发下可发出波长为597 nm的橙红光。随着Sm3+离子浓度的提高Ca2GdSbO6:Sm3+荧光粉的发光强度先提高后降低。根据Dexter理论,其浓度猝灭是电偶极-电偶极相互作用主导的,Sm3+离子的最佳掺杂浓度为x = 0.03。最佳掺杂样品的色纯度约为99.3%,色坐标为(0.6146,0.3826)。在453K这种Ca2GdSbO6:Sm3+荧光粉的发射强度只衰减5.56%,表明其具有较高的热稳定性。

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碳含量对CrN:a-C多相复合涂层摩擦学性能的影响
马飞, 王闯, 郭武明, 史祥东, 孙建颖, 庞刚
材料研究学报. 2024, 38 (4): 297-307.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.192
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分别以Cr靶、N2与C2H2作为Cr源、氮源与碳源,采用多弧离子镀技术制备CrN:a-C多相复合涂层,通过调节C2H2的流量改变涂层中碳的含量,使用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、场发射扫描电镜热场(FE-SEM)、多功能摩擦磨损试验机等手段研究了碳含量对其组成结构、机械性能以及摩擦学性能的影响。结果表明:随着涂层内碳含量的提高涂层非晶碳的结构特征逐渐明显和涂层致密性降低,使机械性能降低但是其结合力和硬度仍然比较高。在干摩擦和5W-30润滑油环境中涂层均呈现出较好的低摩擦与低磨损特性。碳含量和摩擦产物的影响,使摩擦系数和磨损率在两种环境中均先提高后降低。在C2H2流量为120 sccm的条件下在干摩擦和润滑油环境中涂层的摩擦系数分别为0.33和0.12,磨损率分别为1.3 × 10-5 mm3/(N·m)和7.4 × 10-6 mm3/(N·m),可为摩擦副部件提供有效的减磨抗磨防护作用。

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J55钢在模拟CO2 注入井环空环境中的关键性腐蚀因素
崔怀云, 刘智勇, 卢琳
材料研究学报. 2024, 38 (4): 308-320.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.288
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基于实际CO2驱注井环空环境计算环空参数、测试电化学和进行相关性分析,研究了环境总压、CO2分压、pH值以及温度对J55钢腐蚀电化学行为的影响。结果表明,CO2分压和温度是影响J55钢腐蚀速度的关键因素。CO2分压与电荷转移电阻(Rct)显著相关,Spearman相关系数为-0.623;CO2分压的升高使溶液的pH值降低从而促进析氢反应,使腐蚀速率提高。温度与Rct的相关行显著,Spearman相关系数为-0.692;温度的降低抑制材料的电化学反应活性且阻碍腐蚀产物膜的形成,减缓了J55钢的腐蚀。溶液初始pH值的降低能促进J55钢的腐蚀,但是温度和CO2分压的影响可将其覆盖。

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