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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2018年, 第32卷, 第9期 刊出日期:2018-09-25 上一期    下一期
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H2对等离子喷涂-物理气相沉积热障涂层的结构和抗冲刷性能的影响
刘飞, 刘敏, 毛杰, 邓子谦, 马景涛, 邓畅光, 曾德长
材料研究学报. 2018, 32 (9): 641-646.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.347
摘要   HTML   PDF (3500KB)

改变用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)工艺制备热障涂层时等离子工作气体中H2组分的流量,制备出不同的ZrO2-7%Y2O3(7YSZ)热障涂层并研究了H2对PS-PVD热障涂层的影响。结果表明:等离子工作气体中的H2对PS-PVD热障涂层的表面形貌、微观结构、孔隙率、硬度和抗冲蚀性能等性质有显著的影响。H2流量分别为0、5、10 SLPM时制备的PS-PVD热障涂层,其孔隙率分别为16.7%、20.4%、7.7%;显微硬度分别为224.2 HV0.025、236.6 HV0.025、394.4 HV0.025;固体颗粒冲蚀25 s后的失重量分别为78.5 mg、65.0 mg、17.3 mg。随着H2组分流量的增大热障涂层的孔隙率先增加后减小,柱状结构逐渐变化,硬度和抗冲蚀性能提高。

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γ' 相的形貌对Ni-Co基高温合金Portevin-Le Chatelier效应的影响
张国梁, 王新广, 王道红, 李志海, 严红彬, 崔传勇
材料研究学报. 2018, 32 (9): 647-654.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.524
摘要   HTML   PDF (7036KB)

通过不同的热处理工艺制备含花状、球状、立方状γ'相的Ni-Co基变形高温合金,研究了γ'相的形貌对其PLC效应的影响。结果表明:合金的PLC效应与γ'相的形貌有关。球状形貌的γ'相使合金的应力跌幅较大,花状和立方状形貌的γ'相使合金更快完成从正常PLC到反常PLC的转变。合金在中低温(400℃、500℃)拉伸时位错易塞积在复杂形貌(花状和立方)的γ'相周围,合金的变形机制以形成层错或微孪晶为主;而在球状形貌γ'相的周围位错塞积较少,合金的变形机制则以位错滑移为主。

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B和Ru共改性对TiO2纳米管阵列的结构和光催化性能的影响
王竹梅, 朱晓玲, 李月明, 廖润华, 沈宗洋, 左建林
材料研究学报. 2018, 32 (9): 655-661.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.522
摘要   HTML   PDF (3650KB)

采用阳极氧化法制备TiO2纳米管(TNTs),在电解液中添加NaBF4制备B改性的TiO2纳米管(B/TNTs),用湿浸渍法在TNTs和B/TNTs表面进行Ru改性制备了Ru/TNTs和Ru/B/TNTs。使用扫描电镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)以及X射线光电子能谱(XPS)等手段对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为目标反应评价样品的光催化活性。结果表明:掺入B/TNTs和Ru/B/TNTs样品中的B在TiO2晶格中形成B-O-Ti键;Ru/TNTs样品中的Ru以RuO2形式负载在TiO2纳米管表面;Ru/B/TNTs样品中的Ru少量进入TiO2晶格其余的负载在纳米管表面,大部分以Ru0形式存在,少量以RuO2形式存在。B掺杂使B/TNTs纳米管表面的羟基量增加、光学带隙能减小、光吸收阈值红移,使其光催化活性大幅提高;Ru/TNTs表面负载的RuO2并未增加TiO2纳米管表面羟基数量但是使光学带隙能减小、光吸收阈值红移,因此其光催化活性也有很大的提高;Ru/B/TNTs表面大量的Ru0使Ru/B/TNTs表面的羟基量减少,带隙能升高,光吸收阈值蓝移,其光催化活性低于Ru/TNTs或B/TNTs,与纯纳米管的性能相当。

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900 MPa级热轧TRIP钢的性能特征和析出行为
高绪涛, 赵爱民, 张元
材料研究学报. 2018, 32 (9): 662-668.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.326
摘要   HTML   PDF (4997KB)

采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和拉伸实验等方法,研究了两种常规卷取温度对热轧C-Si-Mn-Nb-V-N钢组织性能及析出行为的影响。结果表明,卷取温度为450℃时试验钢析出物颗粒尺寸要小于卷取温度为400℃时试验钢中的析出物颗粒尺寸,但是数量多于卷取温度为400℃时析出物的数量。在两种卷取温度条件下制备的试验钢中铁素体的平均晶粒尺寸均小于5 μm,残余奥氏体数量相差不大,但是在450℃卷取温度下通过细晶与析出强化可制备出抗拉强度900 MPa级、强塑积27000 MPa∙%的热轧TRIP钢,其综合性能力学优于400℃卷取温度下制备的热轧TRIP钢。

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Cu对Pd/C电催化乙醇氧化性能的影响
孙丽美, 苏日古嘎, 石乐乐, 张益佳
材料研究学报. 2018, 32 (9): 669-674.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.688
摘要   HTML   PDF (2471KB)

以活性碳(Vulcan XC-72)为载体,用改良的化学还原法制备不同Pd:Cu比例的Pdx-Cu/C催化剂,使用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)和电化学方法对其进行了表征,研究了Cu对Pd/C催化剂催化性能的影响。结果表明:随着Pd与Cu原子比的提高Pdx-Cu/C催化剂的催化活性先提高后降低,当Pd:Cu=8:1时Pd8-Cu/C催化剂粒子均匀分散在碳载体表面,其直径约为2.8 nm;在催化剂中掺入的少量Cu元素部分进入Pd晶格形成了合金。这种催化剂在混合水溶液中表现出最佳的催化活性和稳定性,对C2H5OH氧化的催化峰电流密度达到114 mA/cm2,是Pd/C的2.5倍,是JM-Pd/C的3.6倍。

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7B04铝合金的超塑变形行为及其机理
王建, 杨文静, 李卓梁, 丁桦, 张宁, 侯红亮
材料研究学报. 2018, 32 (9): 675-684.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.105
摘要   HTML   PDF (6811KB)

在470~530℃、3×10-4~1×10-2 s-1条件下对7B04铝合金进行超塑拉伸,在530℃、3×10-4 s-1的条件下得到了1663%的最大延伸率。计算结果表明,应变速率敏感性指数m的最大值为0.63。在不同初始应变速率条件下变形激活能Q的计算值分别为158.44 kJ/mol、188.13 kJ/mol、177.78 kJ/mol和250.54 kJ/mol。建立7B04铝合金高温变形本构方程并绘制了R-W-S变形机理图。结合微观组织演变和计算结果,分析了超塑变形机理。结果表明,7B04铝合金的主要变形机理为晶格扩散控制、位错滑移协调的晶界滑动。

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La掺杂纳米ZnO/硅藻土复合材料的制备及其对甲醛气体的降解性能
李勰, 朱晓东, 王婷婷, 王会
材料研究学报. 2018, 32 (9): 685-690.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.114
摘要   HTML   PDF (3672KB)

用两相界面法合成一系列不同含量的稀土La掺杂的ZnO纳米粒子,然后用三氯乙酸对ZnO纳米粒子进行表面活化并与酸处理后的硅藻土混合,用溶胶凝胶技术制备了改性ZnO/硅藻土复合材料。使用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、粉末X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)等手段对所制备的材料进行表征,研究了改性纳米ZnO/硅藻土复合材料对甲醛的降解性能。结果表明:与纯ZnO材料相比,La掺杂使ZnO复合纳米材料在可见光区域降解甲醛的性能大幅度提高。

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Co和Ni对(Fe71.2B24Y4.8)96Nb4块体非晶合金因瓦效应的影响
王金苗, 胡强, 严意宏, 胡曹生, 谢盛辉, 曾燮榕
材料研究学报. 2018, 32 (9): 691-696.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.115
摘要   HTML   PDF (1142KB)

进行了[(Fe100-xCox)71.2B24Y4.8]96Nb4(x=0~60)和[(Fe100-xNix)71.2B24Y4.8]96Nb4(x=0~20)块体非晶合金的热膨胀实验。结果表明,加入Co和Ni使合金的因瓦效应减弱,替代量x相同时减弱的程度也基本相同。这些结果说明,添加Co和Ni对Fe原子局域结构的主要影响是减少了Fe-Fe原子对的数目。同时还发现,居里温度与磁性相变结束后的热膨胀系数呈反向变化,与结构弛豫导致的自由体积释放有关。

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Cu对Mg-7Zn-0.6Zr合金流动性的影响
周野, 毛萍莉, 杨博莘, 王志, 周乐, 刘正, 王峰
材料研究学报. 2018, 32 (9): 697-705.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.352
摘要   HTML   PDF (5849KB)

使用流动性模具研究了Cu含量对Mg-7Zn-xCu-0.6Zr(x=0,1,2,3)合金流动性的影响。用双电偶差热分析法分析了合金凝固过程中的凝固区间和枝晶相干温度等参数,根据TEM鉴别了合金的微观物相,并结合SEM和EPMA观察了合金的显微组织。基于理论预测和流动性实验测试研究了Mg-7Zn-xCu-0.6Zr(x=0,1,2,3)合金的流动性。结果表明,随着Cu的加入在Mg-7Zn-0.6Zr合金中析出MgZnCu共晶组织,使晶粒细化、凝固区间减小、枝晶相干温度降低、枝晶生长速率降低和合金流动性提高。

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TMAH改性聚偏氟乙烯一步法接枝聚PSPMA膜的制备和性能
黄强, 郭贵宝, 安胜利, 刘金彦
材料研究学报. 2018, 32 (9): 706-712.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.112
摘要   HTML   PDF (2136KB)

使用四甲基氢氧化铵(TMAH)甲醇溶液改性聚偏氟乙烯(PVDF)一步法接枝聚(3-磺酸丙基甲基丙烯酸)(PSPMA),制备了聚偏氟乙烯接枝聚(3-磺酸丙基甲基丙烯酸)PVDF-g-PSPMA膜。使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和能谱扫描电镜(SEM-EDX)表征了膜的结构、形貌和硫元素分布,并使用电化学综合测试仪和气相色谱仪研究了TMAH对PVDF-g-PSPMA膜电导率和甲醇渗透率的影响。结果表明,TMAH使PVDF脱HF产生碳碳双键并将PSPMA成功接枝到聚偏氟乙烯上,硫元素在膜内外分布均匀。随着TMAH在甲醇溶液中含量的提高PVDF-g-PSPMA膜的质子电导率和甲醇渗透率随之提高;TMAH含量为20%时,膜电导率达到8.39×10-2 S∙cm-1、甲醇渗透率为8.92×10-7 cm2∙s-1。热重分析(TGA)的结果表明,膜的热稳定性良好,耐热温度高达270℃。使用该膜作为电解质材料的直接甲醇燃料电池(DMFC),其功率密度达到18.87 mW∙cm-2

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分级结构类球形MgFe2O4/C复合材料的制备及其储锂性能
高荣贞, 李晓冬, 刘文凤, 尹艳红, 杨书廷
材料研究学报. 2018, 32 (9): 713-720.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.795
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将柠檬酸和Super P (SP)作为碳源用喷雾干燥技术制备出具有分级结构的类球形MgFe2O4/C (MFO/C)复合材料,使用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和电化学测试等手段表征了样品的形貌、结构和电化学性能。结果表明,在电流密度为0.5 C (500 mA∙g-1)的条件下这种复合材料的首次放电比容量为1162.7 mAh∙g-1,200次循环后比容量稳定在约734.5 mAh∙g-1。在电流密度为1C (1000 mA∙g-1)条件下,200次循环后比容量仍保持在约580.4 mAh∙g-1。具有优异的循环和倍率性能的原因,可能是SP和柠檬酸分解生成的晶粒间碳形成了良好的导电网络,使材料的导电性提高并缓解了在连续充放电过程中活性物质的团聚和体积膨胀。

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