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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2022年, 第36卷, 第12期 刊出日期:2022-12-25 上一期    下一期
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研究论文
磁功能化石墨烯改性环氧树脂及其复合材料的性能
曾强, 王荣超, 刘绮, 彭化南, 陈平
材料研究学报. 2022, 36 (12): 881-886.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.605
摘要   HTML   PDF (2729KB)

先以氧化石墨烯和三氯化铁为原料并用高温水热法制备还原氧化石墨烯/ Fe3O4(rGO/Fe3O4)复合物,再用其改性环氧树脂制备出rGO/Fe3O4/环氧树脂复合材料,研究了(rGO/Fe3O4)复合物的添加对其性能的影响。结果表明,(rGO/Fe3O4)复合物的添加量为30%的复合材料其冲击强度达到27 kJ/m2,比纯环氧树脂的冲击强度提高了58.8%。在环氧树脂中添加rGO/Fe3O4复合物,使其吸波性能显著提高。rGO/Fe3O4复合物的添加量为20%的复合材料,其反射率在小于-10 dB的频率范围为7.7~12.3 GHz,有效吸收频宽达4.6 GHz,覆盖了整个X波段。随着石墨烯含量的提高rGO/Fe3O4/环氧树脂复合材料达到最小反射率的位置向低频位置移动,控制rGO和Fe3O4的相对含量可调控这种复合材料的吸波性能。

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一种新型球状纳米氧化铁的制备
郝素菊, 高一策, 蒋武锋, 孙天昊, 张玉柱
材料研究学报. 2022, 36 (12): 887-892.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.268
摘要   HTML   PDF (10298KB)

以Fe(NO3)3·9H2O为原料、以尿素为沉淀剂,用热解前驱体法制备出直径为40~60 nm的球状纳米氧化铁。使用XRD、SEM和EDS等手段对其表征,研究了Fe3+浓度、反应温度等因素对纳米氧化铁的粒径和形貌的影响、确定了球状纳米氧化铁的制备条件并分析了球状纳米氧化铁的形成机理。结果表明:随着Fe(NO3)3·9H2O溶液温度的提高纳米氧化铁的结晶度随之提高、粒径增大。Fe(NO3)3·9H2O的浓度对纳米氧化铁样品的粒度和形貌的影响不大。球状氧化铁纳米的形成机理是:铁源在水热条件下水解和结晶生成棕黄色絮状沉淀FeOOH,FeOOH在高温高压条件下溶解和再结晶生成了球状纳米氧化铁。

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固溶温度对Ti-4Al-6Mo-2V-5Cr-2Zr钛合金的组织和拉伸性能的影响
王圣元, 张浩宇, 周舸, 陈晓博, 陈立佳
材料研究学报. 2022, 36 (12): 893-899.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.601
摘要   HTML   PDF (14576KB)

研究了固溶温度对一种亚稳β钛合金(Ti-4Al-6Mo-2V-5Cr-2Zr)的锻态组织和室温拉伸性能的影响。结果表明,固溶温度低于相变点时大量的α相在β基体中析出并聚集在滑移带附近,随着固溶温度接近相变点α相的数量减少且部分滑移带消失。固溶温度高于相变点时显微组织为单一的β相且滑移带完全消失,随着固溶温度继续升高β晶粒聚集且长大。这种合金经750℃×1 h固溶处理后达到良好的强度塑性匹配,气抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为957 MPa、887 MPa和11.7%。

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原位生长在聚喹唑啉基共轭微孔聚合物表面的MoS2 及其析氢性能
姜海超, 安昊东, 杨静, 苏玉金, 李泽, 张滨
材料研究学报. 2022, 36 (12): 900-906.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.263
摘要   HTML   PDF (5499KB)

合成一种三环喹唑啉的共轭微孔聚合物(TQ-CMPs)并用水热法使二硫化钼原位生长在其骨架表面,制备出一种新型复合电催化析氢催化剂并研究了它的电催化析氢活性。结果表明,TQ-CMPs与MoS2的质量比为2∶1的催化剂具有优异的电催化析氢活性,其过电势为71 mV,Tafel斜率为52 mV·dec-1。比表面积较大的TQ-CMPs,使MoS2的分散度提高、避免了MoS2的堆积和聚集并使更多的MoS2边缘暴露,从而提高了催化剂的效率。TQ-CMPs丰富的孔道结构和延伸的π共轭骨架,有利于质量运输和电荷转移。

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9Mn27Al10Ni3Si低密度钢的高温压缩变形行为及其机制
崔志强, 张宁飞, 王婕, 侯清宇, 黄贞益
材料研究学报. 2022, 36 (12): 907-918.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.505
摘要   HTML   PDF (6741KB)

使用Gleeble热模拟试验机、XRD、OM、SEM和TEM等手段研究了9Mn27Al10Ni3Si低密度钢在850~1050℃和0.01~5 s-1条件下的热压缩变形特征及其机制。结果表明,对这种钢在850~950℃进行低应变速率(0.01~1 s-1)热压缩时,κ-碳化物的析出和粗化以及在热压缩过程中摩擦系数的增大使其应变达到临界值后流变应力明显增大;随着应变速率的提高,实验钢的孪生显著增强,显著加快了奥氏体的动态再结晶过程,使其在高应变速率热压缩时动态再结晶的程度比低应变速率压缩时更为显著。再结晶的软化作用,使上述流变应力异常增大的现象逐渐减弱甚至消失。

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热处理对Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe-2Zr合金拉伸性能的影响
刘知多, 张浩宇, 程军, 周舸, 张兴君, 陈立佳
材料研究学报. 2022, 36 (12): 919-925.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.395
摘要   HTML   PDF (2492KB)

研究了固溶+单级时效处理、固溶+双级时效处理、固溶+随炉冷却处理对新型亚稳β钛合金Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe-2Zr的显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:与固溶+单级时效处理相比,固溶+双级时效处理析出的晶内次生α相间距减小和体积分数增大而使合金的强度提高。两种热处理都使合金中生成连续的晶界α相,导致合金的塑性降低;与上述两种热处理相比,固溶+随炉冷却处理使合金中析出的晶内次生α相的间距明显减小且沿晶界生成向晶内生长的αwgb相,使合金的强度和塑性显著提高,其抗拉强度达到1421 MPa,断后伸长率为7.7%;与次生α相的体积分数相比,其间距是影响合金强度的主要因素。随着次生α相间距的减小,合金的强度提高。

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时效早期Al-Mg-Si合金的组织和析出相的演变
郑亚亚, 罗兵辉, 柏振海
材料研究学报. 2022, 36 (12): 926-932.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.403
摘要   HTML   PDF (14837KB)

用显微硬度测试、差示扫描量热法(DSC)和高分辨透射电镜(HRTEM)观察等手段研究了Al-Mg-Si合金人工时效过程中的硬化、组织变化以及早期析出相的演变。结果表明:在170℃时效的合金具有更高的峰值硬度。在时效初期晶内析出高数量密度的溶质原子团簇和GP区,合金的硬度显著提高。在170℃处理4 h后合金的硬度达到峰值,此时晶内析出相以针状β″相为主,β″相与Al基体界面三维共格应变是合金强化的主要原因。同时,晶界析出相呈断续分布状态。随着时效时间的增加β″相开始粗化,晶界析出相的连续程度降低。在过时效阶段晶内析出相的严重粗化和数量密度的降低,使合金的硬度剧烈降低。在时效的初始阶段,合金的析出序列为过饱和固溶体→球形原子团簇→针状GP区→针状β″相。

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含磷石墨烯的制备及复合涂层的耐蚀性能
李玉峰, 张念飞, 刘丽爽, 赵甜甜, 高文博, 高晓辉
材料研究学报. 2022, 36 (12): 933-944.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.556
摘要   HTML   PDF (31236KB)

以植酸(PhA)为原料,采用热解法制备含磷石墨烯(PhA-G),并以硅树脂(SiR)为成膜物制备含磷石墨烯/硅树脂(PhA-G/SiR)复合防腐蚀涂层。通过拉曼光谱和XPS分析含磷石墨烯的结构,通过SEM、TEM和AFM观察含磷石墨烯的形貌,通过接触角、吸水率、电化学阻抗谱、极化曲线和盐雾实验等研究复合涂层的耐蚀性能。结果表明:相比于纯SiR涂层和氧化石墨烯/硅树脂(GO/SiR)复合涂层,PhA-G/SiR复合涂层对金属的保护作用更好;当含磷石墨烯添加量为3%(质量分数)时,PhA-G/SiR复合涂层表现出较好的疏水性和优异的防腐蚀性能,其接触角为103.5°,吸水率为3.72%;腐蚀电流密度为3.53×10-10 A/cm2,电化学阻抗值达到3.82×107 Ω·cm2,耐盐雾达到960 h。

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锰掺杂和氧化铌种子层对铌酸钾钠薄膜电性能的影响
朱海勇, 张伟
材料研究学报. 2022, 36 (12): 945-950.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.355
摘要   HTML   PDF (2492KB)

采用溶胶凝胶法制备铌酸钾钠(KNN)系薄膜,根据薄膜的微观形貌结构、电学性能和漏电机制研究了Mn掺杂和种子层对KNN薄膜性能的影响。结果表明:锰掺杂能显著提高薄膜的铁电性能和降低漏电流;在薄膜与衬底之间加入氧化铌种子层,使薄膜的电学性能进一步提高。薄膜的漏电流机制由空间电荷传导和欧姆传导转为欧姆传导和肖特基发射,使漏电流和剩余极化值减小。在强度为600 kV/cm的电场中,有种子层且掺10%(摩尔分数)Mn的KNN薄膜,其最大极化值和剩余极化值分别为20.33 µC/cm2和2.94 µC/cm2

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