利用Al-La2O3的原位反应和粉末冶金工艺制备出(Al11La3+Al2O3)/Al复合材料。结果表明,高能球磨和高温烧结促进了原位反应,使Al与La2O3充分反应并制备出致密无缺陷的材料。对其微观组织的分析表明,微米Al11La3和纳米Al2O3颗粒均匀分散于基体之中。这种复合材料的室温抗拉强度为328 MPa、延伸率为10.5%,350℃的高温抗拉强度为119 MPa、延伸率为10.2%。与传统Al-Cu-Mg-Ag和Al-Si-Cu-Mg耐热铝合金相比,本文的制备的(Al11La3+Al2O3)/Al复合材料其高温抗拉强度提高了大约20%。这种材料的室温强化机制源于Al11La3和Al2O3的位错强化和载荷传递强化,而高温强化机制则源于Al2O3的晶界钉扎。
将聚酰亚胺(PI)与PVDF分别溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF),共混后滴入酒精与纯水的混合液中析出絮状物,将絮状物收集干燥后热压制备出热塑型聚酰亚胺/聚偏氟乙烯全有机复合薄膜。使用SEM、XRD、DSC和介电、铁电测试等手段对其表征,研究了这种材料的相容性、结晶行为和储能性能。结果表明:这种PI/PVDF全有机复合储能薄膜结合紧密,分布均匀。PI的加入促进了PVDF中γ相结构的生成,对PVDF薄膜击穿性能的影响较小,明显提高了全有机薄膜的储能性能。PI的添加量为5%的复合薄膜,在300 MV·m-1电场下可释放储能密度6.52 J·cm-3,约为相同条件下纯PVDF薄膜的1.4倍。
在液氮温度下将4 mm厚的Cu-4.5%(质量分数)Al合金板材双表面机械研磨2 min,形成~250 μm厚的梯度结构层,在梯度结构层内产生了位错、层错、纳米孪晶等缺陷密度由表及芯呈梯度减少的微观结构,用数字图像相关法研究了拉伸过程中剪切带的演变过程。结果表明,双面约束的梯度结构材料能避免应变局部化,均匀分布的应力应变使材料避免了在较早阶段塑性失稳进入颈缩阶段,较好的保持了加工硬化能力。
用静电纺丝和氢气还原法制备FeCo/SnO2复合纳米纤维并使用X射线衍射、扫描电子显微镜、振动样品磁强计和矢量网络分析仪等手段分析表征其结构、形貌、磁性及电磁特性,研究了SnO2含量对复合纳米纤维的吸波性能的影响。结果表明,添加适量的SnO2可显著提高FeCo纳米纤维的吸波性能。用SnO2摩尔含量为20%的复合纳米纤维制备的厚度仅为1.4 mm的涂层,在频率10.95 GHz处最小反射损耗(RL)为-40.2 dB,有效吸收带宽(RL≤-10 dB)为2.64 GHz (9.75-12.39 GHz),厚度减小到1.0 mm的涂层其最大有效吸收带宽为4.16 GHz,频率范围为13.84~18.00 GHz。涂层吸波性能优异的主要原因,是阻抗匹配的改善、磁性FeCo合金与介电SnO2的电磁损耗协同作用、加强的界面极化驰豫以及纳米纤维形成的三维网络结构产生的多重反射与散射。
使用高度为50 m的落管研究了Sn-20% (质量分数) Ni包晶合金在重力和微重力作用下的凝固行为。用金相显微镜(OM)观察了合金的凝固组织并使用图像处理软件IPP(Image Pro Plus)统计了样品中的初生相、包晶相以及终凝相的含量,使用能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)仪分析了样品凝固组织中的成分分布和组成相。结果表明,Sn-20%Ni包晶合金的凝固以初生相在固液界面前沿形核、枝晶生长和包晶反应的形式进行,重力对初生相的生成和包晶反应都有显著的影响,在微重力作用下的微观组织配比、分布以及合金元素的分布都与在重力作用下明显不同。在重力的作用下残余初生相的含量和残余初生相和包晶相的总量总是比在重力作用下的低,而包晶相的含量则总是比在微重力作用下的高。同时,样品中溶质元素的分布与残余初生相和包晶相的总量的分布趋势基本一致。结果表明,微重力环境有利于Sn-20% Ni合金初生相的形核和长大,而重力环境则促进包晶反应,其原因与重力导致的浮力对流和晶核沉积有关。
对7075铝合金进行深冷-时效复合处理(DCT-T6),使用TEM、SEM和拉伸测试等手段对其表征,研究了深冷-时效复合处理对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,与T6处理相比,DCT-T6处理可提高晶内析出相密度、减小析出相的尺寸、提高位错密度和生成亚晶。在深冷时间为3~6 h时,随着深冷时间的延长η'相的密度先提高后降低,晶界析出相(GBP)的尺寸、两相间距、线缺陷数量、η相密度、位错密度以及亚晶数量增大,合金的伸长率降低,抗拉强度先提高后降低。深冷4 h为拐点。深冷时间为4 h时合金的抗拉强度达到最大值645 MPa,比T6样品提高13.1%;深冷时间为3 h时合金的伸长率达到最大值13%,比T6样品提高了44.4%。
用超声辅助溶液燃烧合成技术制备双层碳包覆的Na3V2(PO4)3 (NVP)钠离子电池正极材料,并对其电化学性能进行深入的研究。结果表明,双层碳包覆在NVP颗粒表面,由内自外分别为无定形硬碳和石墨烯。石墨烯添加量为5.0%(质量分数)的碳包覆NVP复合材料具有优异的电化学性能,在1 C倍率下充放电其初始比容量为117 mAh·g–1,循环300圈后容量的保持率为79%,在10 C倍率下其放电比容量高达100 mAh·g–1。这种正极材料电化学动力学性能的提高,源于均匀的双层碳包覆结构及其构建的三维电子传输通道。
使用不同品质的铬原料用真空感应熔炼制备GH4169母合金。用光学显微镜和扫描电镜等设备研究合金锭中夹杂物的特征,并分析其形成机理。结果表明,铬的纯度提高则母合金中N、P、S和Mn元素的含量降低,母合金中夹杂物的类型由为氧化物、碳氮化物和复合型夹杂转变为单一氧化物且其含量降低。
在不同温度区间、不同条件下进行GH4169合金的热机械疲劳实验测试其热机械疲劳数据,研究了这种合金的热机械疲劳行为。结果表明:GH4169合金在热机械条件下的迟滞回线具有明显的拉压不对称性;同相位时材料承受压应力,反相位时承受拉应力。拉应力,是影响疲劳寿命的主要因素。应变幅较高时GH4169合金出现平均应力松弛,在高温半周为先循环软化后循环稳定,在低温半周始终趋于循环稳定。
用钨极氩弧焊(TIG)和变极性等离子弧焊(VPPA)对2195与2219异种铝合金进行平板对接焊,研究了不同焊接方法和在有无保护气氛条件下焊接接头的显微组织和性能。结果表明,在用TIG和VPPA工艺焊接的接头区域都没有出现宏观热裂纹,能量密度高、焊接快和热输入量小的VPPA工艺使焊缝区域较窄;异种铝合金焊缝接头熔合线附近的主要析出相为θ相,在焊缝区域有α-Al与θ相组成的共晶组织;在TIG工艺和有气氛保护的VPPA工艺的焊接接头区域没有出现局部软化现象,焊缝区域的硬度与2219侧母材相同。TIG工艺的焊接接头,其抗拉强度更高。