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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2016年, 第30卷, 第12期 刊出日期:2016-12-25 上一期    下一期
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应变速率对GH4169合金焊接接头拉伸变形行为的影响*
赵强,刘杨,王磊,李妨
材料研究学报. 2016, 30 (12): 881-887.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.076
摘要   HTML   PDF (6065KB)

研究了应变速率对GH4169合金激光焊接接头变形行为的影响, 探讨了接头拉伸变形对应变速率敏感性的机理。结果表明, 与母材相比, GH4169合金激光焊接接头的拉伸变形对应变速率敏感性的影响更显著。应变速率低于10-1 s-1时, 接头强度受应变速率的影响不大; 当应变速率高于100 s-1时, 随着应变速率增加接头屈服强度、抗拉强度均呈增加趋势, 屈服强度增加的幅度更为显著。随着应变速率增加接头塑性总体呈下降的趋势, 但是在101~102 s-1范围内有所回升, 并出现峰值。随着应变速率的增加, 合金接头断裂的位置由母材经过热影响区向熔合区靠近。高应变速率的接头不同位置变形行为对应变速率敏感性的差异, 是接头变形和断裂行为产生应变速率敏感性的主要原因。

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2205和2507双相不锈钢双道次热压缩条件下的微观组织演变及变形行为*
王立新,李花兵,李国平,唐正友,马明
材料研究学报. 2016, 30 (12): 888-896.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.410
摘要   HTML   PDF (10607KB)

对DSS2205和SDSS2507进行1000~1200℃的双道次热压缩实验, 以研究热变形道次间隔过程中双相不锈钢的微观组织演变及其对合金后续变形行为的影响。结果表明: 较高的变形温度(1200℃)不利于奥氏体稳定。随着保温时间的延长, γδ相变使得奥氏体占比逐渐降低, 亚稳铁素体再结晶晶粒明显长大, 合金第二道次热变形时的流变应力水平逐渐降低。在较低的变形温度下(1000℃), δγ相变占据主导, 保温时间的延长促使铁素体晶界处形成大量的块状奥氏体相, 抑制了铁素体再结晶晶粒长大。合金在第二道次热压缩变形时, 块状奥氏体相的形成致使铁素体内大量位错发生缠结, 并聚集在奥氏体/铁素体相界面处。对比DSS2205和SDSS2507较低温度下的微观组织演变过程可知, 双相不锈钢第二道次变形抗力的提高主要与保温过程中铁素体内块状奥氏体相的形成有关。

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2205双相不锈钢TIG焊接头组织及力学性能*
李国平,王建军,吴天海,温艳慧,李花兵,刘春明
材料研究学报. 2016, 30 (12): 897-903.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.252
摘要   HTML   PDF (5536KB)

对2205双相不锈钢进行了4组不同热输入条件下的TIG焊接实验, 采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对焊接接头的显微组织进行了观察与分析, 并测试了焊接接头的拉伸力学性能和显微硬度。结果表明: 在热影响区, 随着热输入的增大, 不完全再结晶区带状奥氏体宽度逐渐增大, 粗晶区铁素体晶粒的粗化程度逐渐加剧、奥氏体体积分数逐渐增多; 在焊缝金属中, 随着热输入的增大, 魏氏奥氏体逐渐减少, 而块状奥氏体逐渐增多, 魏氏奥氏体在高温下稳定性差, 容易被相界处形成的窄条铁素体分割成块状奥氏体。随着热输入的增大, 焊接接头的屈服、抗拉强度逐渐降低, 断后延伸率逐渐升高。铁素体体积分数较高的热影响区显微硬度最大, 焊缝金属的合金元素含量较高, 因此其显微硬度高于母材。

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微纳级银包铜颗粒的快速制备及其导电性能*
才滨,张哲娟,孙卓
材料研究学报. 2016, 30 (12): 903-908.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.629
摘要   HTML   PDF (4527KB)

提出一种制备银包铜(Cu-Ag)核壳颗粒的一步化学置换法。使用成本较低的柠檬酸三纳(SC)作为还原剂和螯合剂, 用明胶(Gelatin)作为分散剂, 硫酸银(Ag2SO4)为Ag源, 用一步化学置换法制备银包铜(Cu-Ag)核壳颗粒, 研究了Ag2SO4和SC用量对Cu-Ag颗粒包覆效果和抗氧化性能的影响。结果表明, SC的剂量直接影响表面包裹的Ag颗粒形貌和均匀度。Ag2SO4剂量越大则Cu表面的Ag包裹量越大, 导电性越好。当SC的剂量为1.5 g, Ag2SO4的剂量为8.0 g时Cu-Ag颗粒包覆效果好且电阻较低(仅为1.1 Ω), 因此可尽量降低Ag的消耗量提高颗粒的导电性。

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泡沫镍/环氧树脂/碳化硅双连续相复合材料的拉伸性能*
刘洋,段德莉,王俊翔,侯思焓,李曙
材料研究学报. 2016, 30 (12): 909-913.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.218
摘要   HTML   PDF (2607KB)

制备不同添加量碳化硅、不同规格泡沫镍增强的环氧树脂双连续复合材料, 对其拉伸性能进行了评价。结果表明, 泡沫镍的孔径较小、体密度较大时复合材料的拉伸强度高, 碳化硅添加量对力学性能的影响较小。根据对拉伸断口和拉伸曲线的观察和分析, 探讨了泡沫镍/环氧树脂/碳化硅双连续复合材料拉伸破坏过程和机制。

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A356铝合金扫描式微弧氧化涂层的成膜过程及耐腐蚀性能*
夏伶勤,韩建民,杨莎,杨智勇,李卫京
材料研究学报. 2016, 30 (12): 914-920.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.395
摘要   HTML   PDF (3852KB)

采用扫描式微弧氧化(SMAO)技术在A356铝合金表面制备了陶瓷涂层。测定了反应过程中涂层的电压-时间、动力学生长曲线, 研究了涂层的显微组织、成分分布, 分析涂层的相组成及显微硬度分布, 并比较了氧化前后极化曲线的变化。结果表明, 在硅酸盐溶液中获得的涂层主要由α-Al2O3γ-Al2O3和莫来石组成, 涂层与基体呈现良好的冶金结合。与A356传统式微弧氧化(CMAO)涂层相比, SMAO涂层中α-Al2O3含量略多、孔隙率更低, 显微硬度更高。此外, 两种氧化处理之后, 铝合金的耐腐蚀能力均得到显著提高。

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膨胀石墨/硬脂酸复合相变材料的相变动力学*
李云涛,晏华,汪宏涛,王群
材料研究学报. 2016, 30 (12): 921-930.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.176
摘要   HTML   PDF (3548KB)

以硬脂酸(SA)为相变材料, 以膨胀石墨(EG)为封装材料, 采用熔融共混法制备了硬脂酸/膨胀石墨复合相变材料(SA/EG-PCMs)。采用多重率DSC、SEM、FT-IR、TG等方法对SA/EG-PCMs的结构和性能进行表征, 应用非等温动力学数据处理模型进行了相变动力学研究。结果表明: EG具有大量网状结构的空洞(由10~50 μm厚的石墨片叠合而成的平行塌陷片层构成), 通过表面吸附和微孔束缚对硬脂酸进行有效封装, 使其颗粒粒径减小; 根据相变动力学分析, EG对SA分子链段的热扩散运动具有限制作用, 使SA/EG-PCMs的活化能均高于纯SA(E为535.55 kJ/mol), 热稳定性提高; 且随着EG含量的提高SA/EG-PCMs的活化能逐渐增大, 当EG含量(质量分数, 下同)高于10%时EG对SA分子链端的阻碍作用加剧, 使复合体系的相变温度和相变焓下降的幅度增大。

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混凝土模拟孔溶液中外加电流阴极保护对阳极体系的酸化侵蚀效应*
王羊洋,胡捷,郭文昊,赵翼,韦江雄,余其俊
材料研究学报. 2016, 30 (12): 931-939.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.389
摘要   HTML   PDF (2924KB)

测定了外加电流阴极保护技术作用下混凝土模拟孔溶液的pH值变化, 建立了通电量Q与混凝土模拟孔溶液中氢氧根浓度cOH-的定量关系, 量化表征了钛网阳极表面的腐蚀产物。结果表明, 相同极化时间条件下, 电流密度越高, 阳极区模拟孔溶液中cOH-越低, 钛网表面腐蚀产物越多; 相同极化电流密度条件下, 含Cl-模拟孔溶液中OH-消耗速率要大于无Cl-模拟孔溶液中OH-消耗速率; 外加电流阴极保护过程中混凝土模拟孔溶液cOH-与Q之间的关系符合Logistic回归方程, 基于该方程可预测外加电流阴极保护技术中外部阳极处的pH下降程度, 进而评估其对阳极体系的酸化侵蚀作用。

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ANPyO高温下热分解过程的分子动力学模拟*
周心龙,刘祖亮,王晓鸣,郑宇,施群荣
材料研究学报. 2016, 30 (12): 940-946.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.152
摘要   HTML   PDF (4112KB)

采用ReaxFF力场研究了凝聚相ANPyO在不同温度(T=1500 K、2000 K、2500 K、3000 K、3500 K)的热分解, 通过指数函数拟合势能演化曲线得到了平衡和诱导期以及整体反应时间和热解活化能Ea(88.65 kJmol-1)。结果表明, 晶胞中的ANPyO分子几乎完全分解时系统的势能开始显著衰减, 但是在不同的温度表现出不同的反应机理。在低温(1500 K≤T≤2000 K)下ANPyO热解的初始反应为—NH2 上H转移至ortho—NO2生成H2O和NO分子; 在高温(2500 K≤T≤3500 K)下热解的主要初始反应为C-NO2键的断裂和C—NO2→C—ONO重排布断裂产生NO2和NO。有限时间步长的产物识别分析结果表明, ANPyO热解的主要产物为H2O、N2、NO2、NO、CO2、CO、OH以及HONO。氧化性中间产物NO2、NO、OH以及HONO与NH2、H再次反应, 产生系统最稳定的产物H2O和N2, 从而使其分布显示出剧烈的波动特征。环上基团相互反应或直接脱落后主环间C-C和C-N才发生断裂, 一部分分解成CO2、CO和NO, 另一部分聚集生成碳团簇。

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席夫碱钴卟啉-TiO2复合光催化剂的制备及其光催化性能研究*
钮金芬,韩广超,戴佩璇,姚秉华,刘存瑞,王钰
材料研究学报. 2016, 30 (12): 947-954.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.174
摘要   HTML   PDF (2347KB)

采用Alder法合成的5-对硝基苯基-10, 15, 20-三苯基钴卟啉, 通过浓盐酸/SnCl2还原得5-对氨基苯基-10, 15, 20-三苯基钴卟啉, 再与对硝基苯甲醛反应生成席夫碱钴卟啉, 以希夫碱钴卟啉为敏化剂, 并与纯锐钛矿型TiO2作用, 得到相应的金属卟啉敏化TiO2复合光催化剂XFJ-Co-TPP-TiO2。利用红外、紫外-可见漫反射光谱、XRD和SEM对所得金属卟啉以及XFJ-Co-TPP-TiO2复合光催化剂进行了表征和分析。分析结果表明, 所合成的金属卟啉均为目标化合物, 金属卟啉成功负载于TiO2表面。以亚甲基蓝和罗丹明B为模型反应物, 研究XFJ-Co-TPP-TiO2复合催化剂的可见光光催化性能, 与纯TiO2的光催化效果相比, 用席夫碱钴卟啉敏化后的TiO2对亚甲基蓝和罗丹明B的光催化效果有了明显的提高。可见光条件照射下, 各种清除剂对光催化降解反应的影响表明, 空穴(h+)是催化剂XFJ-Co-TPP-TiO2-1光降解罗丹明B反应体系中的主要活性物种。

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对50CrVA高强弹簧钢超高周疲劳损伤机制的影响*
周蒙蛟,王弘,汪奔
材料研究学报. 2016, 30 (12): 955-960.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.106
摘要   HTML   PDF (3031KB)

研究了50CrVA高强弹簧钢在不同热处理状态下(淬火+中温回火和退火)的超高周疲劳破坏行为及其裂纹萌生机理。结果表明, 50CrVA高强弹簧钢在107~109循环周次内发生疲劳破坏, 两种热处理状态的S-N曲线下降形态不同, 均未出现疲劳极限。热处理工艺改变50CrVA的微观组织, 从而影响超高周疲劳阶段(寿命>107周次)的疲劳破坏损伤机制: 经淬火+中温回火处理材料破坏多起源于内部夹杂物, 夹杂物周围存在的应力场与溶质原子发生弹性交互作用, 吸引间隙原子向其周边扩散、富集, 使间隙原子富集区材料性能下降, 导致裂纹在内部夹杂物处萌生; 退火热处理后材料微观组织对间隙原子向材料内部夹杂物扩散起到阻碍作用, 所以超高周疲劳裂纹易于在材料表面萌生。

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