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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2015年, 第29卷, 第4期 刊出日期:2015-04-20 上一期    下一期
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新型高温超导材料研究进展
闻海虎
材料研究学报. 2015, 29 (4): 241-254.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.111
摘要   HTML   PDF (4128KB)

超导自从1911年被发现以来, 研究对象经历了从简单金属, 到合金, 再到复杂化合物, 超导转变温度也逐渐提升, 目前已经提升到164 K(高压测量)。在研究新型高温超导材料的过程中, 对超导物理的理解也不断更新。在超导领域取得巨大成功的Bardeen-Cooper-Schrieffer理论, 似乎在一些新型的非常规超导体中不再适用, 因此非常规超导机理的理解也面临重大突破。本文将简单介绍目前发现的三类高温超导体: 铜氧化物超导体, 铁基超导体和二硼化镁超导体。结合目前研究中的一些经验, 对如何寻找新型超导体提出展望。

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片状镍粉对氟碳涂层抗渗透性的影响
王思齐,刘福春,陈军君,韩恩厚,徐松,胡波涛,陆佳政
材料研究学报. 2015, 29 (4): 255-261.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.405
摘要   HTML   PDF (2610KB)

对不同体积分数的片状镍粉氟碳涂层进行盐雾实验、电化学测试及分析和水蒸气透过率测试, 研究了片状镍粉体积分数对氟碳涂层抗渗透性能的影响。结果表明: 镍粉的体积分数为5%时涂层的综合性能最好, 镍粉体积分数大于15%时涂层的抗渗透性能随着镍粉体积分数的增大而降低。

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石蜡/不同粒径膨胀石墨复合相变储热材料的制备和性能
田云峰,李珍,王洋,曾萍,姜凌艺
材料研究学报. 2015, 29 (4): 262-268.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.148
摘要   HTML   PDF (3057KB)

用熔融共混法制备石蜡/不同粒径膨胀石墨复合相变储热材料, 对样品进行XRD、FT-IR、SEM、DSC和LFA表征分析, 研究了不同粒径膨胀石墨的质量比例对复合相变储热材料性能的影响。结果表明: 随着小粒径膨胀石墨含量的增加, 复合相变储热材料的热扩散系数先增大后减小。在大小粒径膨胀石墨质量比例为9∶1时, 石蜡充分利用了大小粒径膨胀石墨的镶嵌式空间结构, 复合相变材料的热扩散系数为1.964×10-6 m2/s, 比纯石蜡提高了22倍, 相变潜热为144.2 J/g。

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纳米级碳化物及小角界面密度对Fe-C-Mo-M(M=Nb、V或Ti)系钢耐火性的影响
张正延,孙新军,李昭东,王小江,雍岐龙,王国栋
材料研究学报. 2015, 29 (4): 269-276.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.789
摘要   HTML   PDF (5700KB)

通过高Nb、V或Ti(~0.1%), 低Mo(≤0.2%)微合金化设计, 在经TMCP工艺后用恒载荷拉伸实验测定了Fe-C-M-Mo(M=Nb、V或Ti)系合金钢的失效温度。用EBSD分析了TMCP后样品中的界面密度, 用TEM观测了恒载拉伸实验后样品中的纳米析出相。 结果表明: 在Fe-C-V/Nb钢中添加约0.2% Mo使其在280 MPa恒载荷拉伸升温过程中的失效温度提高约40℃。小角度界面为MC型析出相形核析出提供了有利位置, 加速了MC相的析出, 在升温过程中细小弥散的MC相在小角度界面形核析出起到了良好的高温沉淀强化作用, 提高了耐火钢的失效温度。含Mo的Ti-Mo钢具有较高的小角度界面密度, 导致其中MC型析出相析出较快, 因此具有最高的失效温度, Nb-Mo钢次之, V-Mo钢因小角度界面密度最小使其在高温下MC相析出的动力学减缓, 因此失效温度最低。

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半固态ZCuSn10铜合金二次加热组织的演化
邱集明,肖寒,王佳,卢德宏,蒋业华,周荣
材料研究学报. 2015, 29 (4): 277-283.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.542
摘要   HTML   PDF (4943KB)

采用热轧与重熔的SIMA法制备了ZCuSn10铜合金半固态坯料。先通过多向热轧对ZCuSn10铜合金坯料进行预变形, 然后对其进行半固态温度区间保温不同时间的二次加热处理。使用光学显微镜、扫描电镜、能谱及图像分析软件等手段研究了坯料二次加热过程中微观组织的演化, 并分析了α(Cu)球化组织的形成机制。结果表明:在热轧变形量为16%、加热温度为930℃时, 随着保温时间的延长半固态ZCuSn10铜合金坯料初生α(Cu)逐渐发生球化, 平均晶粒直径先减小后增大, 由二次加热保温8 min的68.24 μm先减小至10 min的62.31 μm然后增大至25 min的71.09 μm; 保温10 min时平均晶粒直径最小, 液相率由保温8 min时的18.14%逐渐增加到保温25 min时的25.32%; 形状因子随着保温时间的延长先减小后增加, 由保温 8 min时的2.91先减小至15 min时的1.67, 然后增大到保温25 min时的2.43。保温15 min时的半固态组织最优, 其平均晶粒直径为65.64 μm、液相率为23.66%、形状因子为1.67。在半固态铜合金二次加热过程中, 组织演变的主要机制是加热前期的晶粒合并长大和液相增加后的原子扩散导致的晶粒长大并球化。

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Fe含量对FeSiBPCu合金非晶晶化行为与磁性能的影响
崔立英,齐民,牧野彰宏
材料研究学报. 2015, 29 (4): 284-290.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.747
摘要   HTML   PDF (3302KB)

用熔体快淬法制备不同Fe含量的FeSiBPCu非晶合金并进行快速退火处理, 对其晶化行为和磁性能进行了深入研究。结果表明: 随着Fe含量的增加, FeSiBPCu合金的表观晶化激活能逐渐降低; FeSiBPCu合金的整个晶化过程析出相一致, 与Fe含量无关; Fex(SiB)96-xP3Cu1 (x=80, 83 and 85)合金退火后得到均匀的纳米晶组织, 晶粒尺寸小于20 nm, 但是退火态Fe78Si6B12P3Cu1和Fe75Si8B13P3Cu1的晶粒大小很不均匀, 晶粒尺寸范围为5-50 nm; 退火态Fe85Si3B8P3Cu1合金表现出优异的软磁性能:矫顽力为12 A·m-1, 饱和磁极化强度为1.87 T, 在最大磁感应强度为1.7 T时铁损仍低于1.0, 远优于广泛使用的退火态Fe78Si9B13和无取向硅钢。

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全尾砂-棒磨砂新型胶凝充填材料的制备
王有团,杨志强,李茂辉,高谦
材料研究学报. 2015, 29 (4): 291-298.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.404
摘要   HTML   PDF (2000KB)

将某镍矿选矿全尾砂代替部分棒磨砂作为骨料, 采用正交试验和神经网络预测模型, 制备以铁矿渣粉为活性材料、以脱硫灰、生石灰为主要激发剂的全尾砂-棒磨砂新型胶凝充填材料, 分析了该材料的微观结构及其水化产物。结果表明:全尾砂添加质量分数为30%时, 新型胶凝充填材料3 d、7 d和28 d的抗压强度分别达到1.73 MPa、4.22 MPa和6.93 MPa, 比水泥分别提高了8.13%、51.8%和34.0%, 满足镍矿的充填强度指标。新型胶凝充填材料的主要水化产物为C-S-H凝胶, 团絮状C-S-H凝胶形成结构密实的胶凝体, 将骨料紧密粘结在一起形成较高的力学强度。用这种新型胶凝充填材料可实现30%的全尾砂利用率。

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316LN不锈钢焊接接头的晶间腐蚀
王东东,梁灿,白文杰,李涌泉,段权
材料研究学报. 2015, 29 (4): 299-306.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.455
摘要   HTML   PDF (3568KB)

研究了热输入量不同的316LN不锈钢焊接接头在沸腾硝酸溶液中的晶间腐蚀特性, 结果表明: 焊接热输入量越大, 焊接接头的抗晶间腐蚀性能越差; 焊接接头焊缝区抗晶间腐蚀能力高于热影响区和母材区; 晶间腐蚀过程可分为氧化、钝化、氧化膜裂纹萌生、氧化膜裂纹扩展和高速晶间腐蚀等阶段; 在不同阶段声发射信号中氧化信号在20 kHz的频率位置有能量峰, 钝化信号在40 kHz频率处有明显能量峰的突发型信号, 氧化膜裂纹萌生信号在80-100 kHz的频率段内有明显能量峰的突发型信号, 氧化膜裂纹扩展信号具有60 kHz倍频关系, 高速晶间腐蚀信号是一种持续时间稍长的突发型信号, 在50 kHz处有明显的能量峰。

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CTAB浓度和反应液的pH值对水热合成GdVO4: Eu3+荧光粉性能的影响
燕映霖,王娟,王亮亮,卢正欣,任冰,许云华
材料研究学报. 2015, 29 (4): 307-314.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.496
摘要   HTML   PDF (2582KB)

使用氧化钆、氧化铕和偏钒酸铵为原料, 以CTAB为表面活性剂, 用水热合成法改变表面活性剂CTAB加入量和pH值, 制备出从微米尺度到纳米尺度的一系列GdVO4: Eu3+荧光粉。使用X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱(PL)等测试手段对样品的物相、 形貌、 发光性能进行表征, 研究了表面活性剂CTAB浓度和反应液的pH值对GdVO4: Eu3+荧光粉形貌与性能的影响。结果表明, 反应液的pH值显著影响样品的晶粒尺寸, pH=1时得到了微米级的晶体颗粒, pH=4时得到边长为200 nm左右的晶片产物, 而在pH=7时得到尺度10-20 nm的小晶片, 在pH=10的碱性条件下出现了氢氧化物杂质。不同表面活性剂的加入量显著改变了晶体生长方向和团聚方式, 从而改变了样品的最终形貌。样品的发光性能随着晶粒尺寸和结晶度变化显著, 百纳米边长结晶良好的GdVO4: Eu3+四方晶片的发光性能最为优良。

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高分子凝胶改进铈锆固溶体的制备及表征
方一航,张梦贤,赵先锐,李志刚,王焕平,陈卫平
材料研究学报. 2015, 29 (4): 315-320.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.397
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以不同摩尔比的Ce(NO3)46H2O和Zr(NO3)45H2O为固溶体原料, 在其中添加适量的丙烯酰胺(C3H5NO)、N’N亚甲基双丙烯酰胺(C7H10N2O2)和过硫酸铵((NH4)2S2O8)作为高分子凝胶剂, 制备出高分子凝胶改进铈锆固溶体, 研究了Ce/Zr比对铈锆固溶体性能的影响。结果表明, 高分子用单体与网络剂的三维聚合网络, 分散固溶体的粉体颗粒, 煅烧高分子后形成多孔结构; 上述两因素的协同作用促进了多孔纳米铈锆固溶体的形成。当C3H5NO与C7H10N2O2的质量比为5∶1、混合溶质的溶度为0.04 mol/L并经合适的热处理可以得到粒径为10-20 nm的铈锆固溶体。X射线衍射结果表明, Ce/Zr摩尔比为3∶7~5∶5时固溶体为四方相结构; Ce/Zr摩尔比升至6∶4~7∶3时固溶体为立方相结构; 晶格常数随着Zr+的增多而减小。N2吸附-脱附实验结果表明, Ce/Zr摩尔比为6: 4时固溶体具有优异的比表面积和孔结构数据: 比表面积为120.5 m2g-1; 孔径达到8.12 nm; 孔容高达0.22 cm3/g。扫描电镜观察结果显示, 铈锆固溶体具有蜂窝状的多孔性结构。

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