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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2021年, 第35卷, 第12期 刊出日期:2021-12-25 上一期    下一期
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研究论文
Ti-6Al-4V合金的室温蠕变行为
席国强, 邱建科, 雷家峰, 马英杰, 杨锐
材料研究学报. 2021, 35 (12): 881-892.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.151
摘要   HTML   PDF (6239KB)

研究了Ti-6Al-4V钛合金板材的室温蠕变行为及其对合金后续使用性能的影响。结果表明:合金的宏观织构、应力水平以及预塑性应变都显著影响其室温蠕变行为。在加载方向上合金的<0001>峰值极密度越高,则其加工硬化指数越大、蠕变指数越小、室温蠕变性能越好。足够大的应力,是合金发生室温蠕变的必要条件。只有在蠕变应力不小于0.85σy的条件下才能观察到较为明显的室温蠕变,且室温蠕变效应随着蠕变应力水平的增大而增大。在室温下无论是蠕变还是单调加载引起的塑性应变,都抑制合金的后续蠕变行为。预加的塑性应变虽然抑制合金的后续蠕变应变,却使合金的后续疲劳性能恶化。

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考虑温度和纤维含量影响的单向层合板材料的退化模型
吴一凡, 温卫东, 崔海涛, 张宏建
材料研究学报. 2021, 35 (12): 893-902.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.434
摘要   HTML   PDF (1853KB)

根据复合材料的疲劳损伤机理,重新定义了疲劳损伤因子。根据这个疲劳损伤因子,提出了一种考虑纤维的含量和温度影响的单向纤维增强复合材料剩余刚度和剩余强度的模型;进而根据室温剩余刚度-剩余强度关联模型引入温度修正参数得到了一定温度下的剩余刚度-剩余强度关联模型,并进一步得到了与剩余刚度相关的剩余强度模型。于是,在建立剩余强度模型时减少了剩余强度的试验量和数据分散性的影响。最后,对现有文献中复合材料疲劳试验数据和剩余强度试验数据进行拟合,证明本文提出的剩余刚度模型和剩余强度模型精确描述了剩余刚度和剩余强度下降的规律。根据剩余刚度模型预测了不同纤维体积分数的复合材料在不同温度下剩余刚度衰减的规律。

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用于模拟细胞外基质的硫醇-烯水凝胶的制备
苏晨文, 张婷玥, 郭丽伟, 李乐, 杨苹, 刘艳秋
材料研究学报. 2021, 35 (12): 903-910.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.147
摘要   HTML   PDF (3077KB)

先使四臂末端羟基化的聚乙二醇(4-PEG-OH)与降冰片烯(NB)反应制备4-PEG-NB大分子单体,然后将其与二硫苏糖醇通过‘硫醇-烯点击化学方法逐步生长式’制备出硬度可调节的水凝胶并辅以REDV生物多肽修饰,用于模拟二维(2D)和三维(3D)细胞外基质(ECM)。结果表明,4-PEG-NB单体合成的接枝率为90%,制备出的硫醇-烯水凝胶具有多孔结构,发生了硫醇-烯交联反应且交联度高;改变交联比例可将杨氏模量分别调控为0.79、2.40、4.52 kPa;随着水凝胶交联比例的提高,孔隙率随之提高而溶胀率降低。这种水凝胶具有体外降解性;药物释放的前期速度较高,后期较低。2D和3D ECM模拟的细胞培养结果表明,这种水凝胶具有优异的生物相容性。

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g-C3N4/Bi12O17Cl2复合物的制备及其光催化性能
宋月红, 代卫丽, 徐辉, 赵敬哲
材料研究学报. 2021, 35 (12): 911-917.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.234
摘要   HTML   PDF (8315KB)

以硝酸铋、氯化钠和氢氧化钠为原料用液相沉淀法制备g-C3N4/Bi12O17Cl2复合光催化剂,并用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段表征其组成、微观形貌和性能,以罗丹明B为模拟污染物研究了在可见光照射下g-C3N4对g-C3N4/Bi12O17Cl2复合光催化剂活性的影响及其光催化机理。结果表明,2% (质量分数) g-C3N4/Bi12O17Cl2复合光催化剂的光催化性能最好,见光90 min后对罗丹明B的降解率达到98%。

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碳纳米球基氮--硫复合阻燃剂的合成及其对环氧树脂的阻燃性能
季亚明, 杨雅茹, 姚勇波, 李佳倩, 沈小军, 刘淑强
材料研究学报. 2021, 35 (12): 918-924.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.393
摘要   HTML   PDF (1934KB)

以碳纳米球(CNSs)为核、六氯环三磷腈(HCCP)和氨基二苯砜(DDS)为桥梁和接枝剂制备一种碳纳米球基氮-磷-硫复合阻燃剂(CNSs-H-D)并表征其形貌结构和热稳定性,研究了这种复合阻燃剂对环氧树脂(EP)的阻燃性能和机理。结果表明:合成的CNSs-H-D是直径为80 nm的球状颗粒,热稳定性优异;CNSs-H-D添加量(质量分数)为5%的CNSs-H-D/EP,其LOI从EP的20.0%提高到27.5%,阻燃等级为V-2级,热释放速率峰值和火灾危险性指数比EP分别降低16.8%和42.2%;CNSs-H-D可显著提高EP的热稳定性和成炭性,CNSs-H-D/EP的初始分解温度比EP高40℃,高温残炭量提高了144.7%。CNSs-H-D/EP具有典型的凝聚相阻燃机理,其炭层的致密性和连续性好,初始失重温度比纯EP的炭层高190℃,800℃的剩余质量高达94.5%。

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MoS2/CoFe/C复合材料的制备和吸波性能
张远, 冀志江, 解帅, 王静, 司甜甜
材料研究学报. 2021, 35 (12): 925-932.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.486
摘要   HTML   PDF (11673KB)

先水热合成MoS2/CoFe2O4纳米复合吸波材料,再通过合理的物料配比并使用无水葡萄糖作为碳源和还原剂,使MoS2/CoFe2O4复合材料在氮气氛中还原为MoS2/CoFe/C三元纳米复合材料。对这种复合材料的形貌、相结构及电磁参数进行表征、模拟分析其最佳匹配厚度和吸波性能,研究了碳源浓度对复合材料的组成和性能的影响并根据弛豫理论讨论其吸波机制。结果表明,厚度为3 mm的这种复合材料在12.4 GHz处的最低反射损耗可达-42.9 dB;厚度为4 mm时低于-10 dB的频带宽度可达7.1 GHz。

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淬火温度对含铜5Cr15MoV马氏体不锈钢性能的影响
郝欣欣, 席通, 张宏镇, 杨春光, 杨柯
材料研究学报. 2021, 35 (12): 933-941.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.214
摘要   HTML   PDF (7583KB)

将含铜5Cr15MoV马氏体不锈钢在不同温度热处理并使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、硬度测试和电化学测试等手段对其表征,研究了淬火温度对其组织、硬度以及耐蚀性能的影响。结果表明,铜元素的添加提高了材料中残余奥氏体的体积分数,而使其硬度降低。淬火后钢中的未溶碳化物为fcc结构的富铬M23C6型碳化物,铜元素的添加对5Cr15MoV马氏体不锈钢中碳化物的尺寸和形貌没有明显的影响,但是使其耐蚀性能略微降低。随着淬火温度从1000℃提高到1100℃,未溶碳化物逐渐减少,耐蚀性提高。残余奥氏体的含量也随着淬火温度的提高而增多,碳化物与残余奥氏体的共同作用使淬火后钢的硬度曲线呈抛物线状并在1050℃达到最大值。

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海泡石超疏水复合涂层的制备和性能
王扬, 张磊, 王磊, 张妍, 汤庆国, 杜特, 焦万学, 冯雪彬
材料研究学报. 2021, 35 (12): 942-950.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.205
摘要   HTML   PDF (6094KB)

在不同条件下在有机化改性的海泡石粉体悬浮液中加入表面活性剂进行偶联改性,然后进行超声、离心脱水、洗涤、干燥和研磨制得粉体,再使用无水乙醇和分散制成涂料,将涂料涂敷于载玻片表面制备出海泡石超疏水涂层。使用OCA 20接触角测试仪测试涂层与水的接触角(CA)和滚动角(SA),使用BRUKER-80v傅里叶红外光谱仪分析改性前后的粉体表面官能团的结构,用ESCALAB 250XI X射线光电子能谱仪分析改性前后粉体表面元素的状态变化,用Nova Nano SEM450扫描电镜和JEM-1230透射电镜观察改性前后的粉体的微观形貌,研究了海泡石超疏水复合涂层的性能。结果表明:当改性剂十六烷基三甲氧基硅烷添加量为0.8 mL、海泡石添加量为1.00 g、在0℃改性3 h时,涂层的接触角为157.2°,滚动角为10.5°。海泡石表面吸附二氧化硅颗粒后,构筑了表面粗糙结构并被十六烷基三甲氧基硅烷长链烷基接枝。涂层对水滴的粘附力随着水滴体积的增大先快速减小然后缓慢减小,涂层对水滴的粘附力较小,有助于水滴在涂层上滚动而使其具有良好的自清洁性能。

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