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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2006年, 第20卷, 第1期 刊出日期:2006-02-25 上一期    下一期
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论文
脉冲电流处理对X70管线钢腐蚀性能的影响
肖素红; 韩恩厚; 郭敬东
材料研究学报. 2006, 20 (1): 1-4.  
摘要   PDF (807KB)
测量了X70管线钢在NS4溶液中的极化曲线, 研究了高密度脉冲电流处理对其腐蚀性能的影响. 结果表明, 高密度脉冲电流处理导致X70管线钢的晶粒细化, 使其内部活性区减少, 提高了管线钢的耐局部腐蚀能力. X70管线钢的耐局部腐蚀能力随着脉冲电流密度的提高而增强, 腐蚀产物的分布也更加均匀细密.
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半固态AlSi4Mg2铝合金的稳态流变性能
周志华; 毛卫民; 刘政; 徐俊; 石力开
材料研究学报. 2006, 20 (1): 5-8.  
摘要   PDF (547KB)
利用Couette型同轴双筒流变仪检测了半固态AlSi4Mg2合金浆料的等温稳态表观粘度. 结果表明: 半固态AlSi4Mg2合金浆料的稳态表观粘度随着固相分数的增加而增大, 并且当固相分数达到某一临界值之后迅速增大. 当固相分数较低时, 半固态AlSi4Mg2合金浆料的粘滞力主要来自液态合金的粘度, 但随着固相分数的增加, 固相颗粒之间以及与液相之间的碰撞和摩擦变得越来越强烈, 使得合金浆料的表观粘度越来越高. 半固态AlSi4Mg2合金浆料的稳态表观粘度随着剪切速率的增大而减小, 并且随着剪切速率的提高, 表观粘度急剧增大, 所对应的临界固相分数也随着增大. 当剪切速率很高时, 固相颗粒的形状更加趋于球化, 浆料的粘滞力下降, 浆料的表观粘度就更小. 半固态AlSi4Mg2合金浆料的稳态表观粘度ηa与固相分数fs和剪切速率 之间的关系可以近似地表示为ηa=25.5exp(6.13fs) -1.16.
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超临界CO2方法制备环氧树脂/纳米介孔MCM-41复合材料
王娜; 李明天; 张劲松
材料研究学报. 2006, 20 (1): 9-13.  
摘要   PDF (720KB)
采用超临界方法先将环氧树脂低聚物引入介孔MCM-41的一维孔道内,再与基体溶液共混, 制备出环氧树脂/MCM-41纳米复合材料.研究了复合材料的拉伸性能与填充复合颗粒含量的关系. 结果表明,超临界的方法确实可将环氧树脂低聚物分子链引入到MCM-41的孔道,并占据孔道的绝大多数空间.环氧基团进入介孔的孔道中并使孔口处的环氧基团与基体环氧产生了较强的界面相互作用, 增加了两者的相容性.填充含量较低的复合颗粒就能提高复合材料的拉伸性能.
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Al2O3微粉Y2O3改性对Al基复合材料性能的影响
于志强; 武高辉; 姜龙涛
材料研究学报. 2006, 20 (1): 14-18.  
摘要   PDF (841KB)
采用液相包裹法用Y2O3对Al2O3微粉表面进行改性, 用挤压铸造法制备表面改性的Al2O3p/6061Al复合材料, 研究改性对复合材料的显微组织和力学性能的影响. 结果表明, 用Y2O3表面改性后, Al2O3微粉在6061Al基体中的分布均匀性明显改善, 复合材料的力学性能明显提高. 与改性前比较, A Al2O3体积分数为25%的复合材料,抗拉强度提高30%, 屈服强度提高40%, 弹性模量提高20%. 其原因是, 改性Al2O3微粉表面的Y2O3与Al基体间发生界面反应, 使界面润湿性得以改善; 界面相Y2Al与Al2O3和Al基体间均形成良好结合的界面.
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纳米硫化锌的制备及助燃性能
邵忠宝; 牛盾; 马国峰; 陈雪冰; 王冲冲
材料研究学报. 2006, 20 (1): 23-23.  
摘要   PDF (777KB)
以NaCl、HOCH2CH2OH和(CH3)2CHOH为分散剂, 用固相法在室温合成了纳米硫化锌. 用紫外吸收光谱、红外光谱和氮气吸附等方法对纳米硫化锌粉体的结构、组成、平均粒径和比表面积等进行了表征, 研究了分散剂和温度等因素对纳米硫化锌粉体的性能以及纳米硫化锌对重油-煤-水三元混合流体燃烧性能的影响. 结果表明:加入适量的分散剂和表面活性剂, 在室温用固相法能够制备出分散性好的单一立方相纳米硫化锌. 在其紫外吸收光谱中纳米硫化锌吸收峰蓝移, 并具有红外透明性. 纳米硫化锌作为助燃剂添加到重油-煤-水三元混合流体燃料燃中, 能够明显提高重油-煤-水三元混合流体的燃烧性能.
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混凝土损伤自愈的机理
姚武; 钟文慧
材料研究学报. 2006, 20 (1): 24-28.  
摘要   PDF (740KB)
研究了不同龄期受损混凝土经过相同养护期后的自然愈合现象.混凝土受损后的自愈合实质上是损伤部位未水化或水化不充分的胶凝材料加速水化或进一步水化生成新的水化产物弥合裂缝的过程. 以超声波速的变化表征混凝土受压开裂后的损伤程度, 建立了混凝土损伤量与愈合状况之间的关系. 结果表明, 混凝土材料存在一个损伤阈值: 当混凝土的损伤低于损伤阈值时, 自愈合率随着损伤量的增大而增大; 当混凝土损伤超过损伤阈值时, 自愈合率随着损伤量的增大而降低.
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100 nm厚铜薄膜的拉伸性能
张滨; 孙恺红; 宫骏; 孙超; 才庆魁; 张广平
材料研究学报. 2006, 20 (1): 29-32.  
摘要   PDF (574KB)
以聚酰亚胺为基体制备了厚度为100 nm的金属铜薄膜, 利用基体的高弹性变形测定了铜薄膜的屈服应力, 并研究了铜薄膜的形变与断裂行为. 结果表明: 使用铜薄膜/聚酰亚胺复合体能够测量出铜薄膜的屈服强度, 厚度100 nm的铜薄膜的屈服强度明显高于厚铜膜的屈服强度, 厚度100 nm铜薄膜的断裂为I型沿晶断裂. 超薄铜薄膜较高的屈服强度归因于小尺度材料中纳米量级的薄膜厚度和晶粒对位错运动的约束作用.
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用激光法合成纳米金刚石
孙景; 雷贻文; 杜希文; 翟琪; 杨星
材料研究学报. 2006, 20 (1): 31-36.  
摘要   PDF (797KB)
使脉冲激光与石墨粉在空气中相互作用, 并对其氧化提纯. 对产物进行的显微激光拉曼光谱(Raman)与高分辨电子显微镜(HRTEM)分析表明, 产物中含大量纳米金刚石颗粒, 其尺寸为5 nm左右, 且具有较多的晶体缺陷和残余内应力. 提出了石墨转变为金刚石纳米晶的机理: 在脉冲激光产生的高温高压的条件下, 具有石墨结构的原子团发生快速滑移切变, 形成立方金刚石晶核, 碳等离子体中高化学活性的碳粒子集团使金刚石晶核迅速长大, 形成金刚石微晶.
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Ti-48Al-8Cr-2Ag纳米晶涂层对TiAlNb合金腐蚀行为的影响
席艳君; 王福会
材料研究学报. 2006, 20 (1): 37-42.  
摘要   PDF (1281KB)
研究了磁控溅射的Ti-48Al-8Cr-2Ag(原子数分数, %)纳米晶涂层对Ti-46.5Al-5Nb合金腐蚀行为的影响. 结果表明,在600~700℃盐水蒸气的协同作用下, TiAlCrAg涂层使TiAlNb合金腐蚀速率降低.Nb是TiAlNb合金在700℃盐水蒸气协同作用下生成致密TiO2膜的主要原因.氯化物侵蚀α2相, 使TiAlNb合金在盐和水蒸气综合作用下加速腐蚀,TiAlCrAg涂层中较少的α2相以及Laves相中较高的Cr含量是腐蚀速率降低的主要原因.
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软骨细胞在聚乳酸支架中的体外生长行为
周庆亮; 龚逸鸿; 高长有
材料研究学报. 2006, 20 (1): 43-48.  
摘要   PDF (736KB)
采用明胶和氯化钠颗粒作为致孔剂, 使用溶剂浇铸/颗粒沥滤法制备了高孔隙率、孔间连通和高机械性能的聚乳酸支架, 采用软骨细胞体外培养研究了这两种多孔支架对细胞生长性能的影响. 结果表明, 软骨细胞在以明胶颗粒为致孔剂制备的多孔支架中的相对数量和GAG的分泌量更多, 细胞的活性更高.
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MgO•nAl2O3透明陶瓷的制备及其物性
黄存兵; 卢铁城; 雷牧云; 黄存新; 林理彬
材料研究学报. 2006, 20 (1): 49-53.  
摘要   PDF (840KB)
制备了非化学配比(n=1~2)的透明多晶MgO•nAl2O3陶瓷,研究了光学性质和力学性质与其物相和微观结构的关系. 结果表明:非配比MgO•nAl2O3陶瓷主相的晶界处有Al2O3晶粒析出,其数量随着配比n的增大而增加. n=1~1.5的非配比透明陶瓷在紫外-可见波段与化学配比透明陶瓷一样具有较高的光学透过率,而n≥1.8陶瓷的透过率由于较多的第二相物质所引起的散射而有明显的下降.由于尖晶石晶粒性能改变和Al2O3晶粒的能量耗散等因素,非配比陶瓷的硬度和抗弯强度均比化学配比的高.过多的析出相引起的弱界面和缺陷裂纹可能导致陶瓷强度的下降,表现在其抗弯强度随着n的增大呈现先提高而后下降的变化规律.
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CrTiAlN镀层对M2基高速钢切削性能的影响
白力静; 蒋百灵; 肖继明; 文晓斌; 李玉庆
材料研究学报. 2006, 20 (1): 54-58.  
摘要   PDF (712KB)
分析了CrTiAlN镀层的组织, 研究了CrTiAlN镀层对M2高速钢刀具切削性能的影响.结果表明: CrTiAlN镀层提高了M2基高速钢刀具的切削性能. CrTiAlN镀层具有良好的高温稳定性能,能避免红硬性不足引起的刀具失效; CrTiAlN镀层与M2基体的结合较强, 具有稳定结构,能避免抗压强度下降引起的刀具失效.
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振动场作用下聚合物的新型动态塑化熔融模型
曾广胜; 瞿金平; 冯彦洪
材料研究学报. 2006, 20 (1): 59-63.  
摘要   PDF (750KB)
将振动场引入聚合物塑化挤出的全过程, 建立了振动挤出机的聚合物动态解析熔融模型.振动场的引入使挤出机的熔融塑化能力得到了很大的提高,熔融段的长度随着振动频率和振幅的增大而减少. 在该模型中, 随着熔融过程的进行,熔体的厚度缓慢增加, 而固体床缓慢减少, 直到聚合物熔体填满整个螺槽横截面;在稳定情况下, 熔融段的长度不变, 聚合物颗粒进入料筒的速度与挤出机的熔融速度以及产量相等.但是, 当熔融段的长度达到某一稳定值后, 再增大振幅或频率, 熔融段的长度不再发生明显的变化.用该模型能很好地预测振动挤出机的成型参数, 得到优化条件.将计算值与实验值比较验证了各振动参数(振幅和频率)对振动挤出机塑化熔融能力的影响.
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关于多孔材料的新模型
刘培生
材料研究学报. 2006, 20 (1): 64-68.  
摘要   PDF (667KB)
指出了多孔材料的经典性模型-Gibson-Ashby模型的不足, 如孔隙单元非密积、棱柱状态不等价等, 提出了一个能弥补Gibson-Ashby模型这些不足的新模型. 应用这个新模型,可获得与实验结果符合良好的三维网状泡沫材料电阻率关系和力学关系的表征. 实验结果证明,应用于多孔材料时, 由新模型所得的有关数理关系明显优于Gibson-Ashby模型.
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梯度结构羟基磷灰石生物活性涂层的性能
宁成云; 王迎军; 陈晓峰; 赵娜如
材料研究学报. 2006, 20 (1): 69-72.  
摘要   PDF (659KB)
采用等离子喷涂系统在Ti6Al4V钛合金基体表面制备出具有梯度结构的羟基磷灰石生物活性梯度涂层, 利用纳米硬度计等手段分析了生物活性涂层的梯度结构. 结果表明:金属基体与陶瓷界面区域的弹性模量和硬度呈梯度变化;生物活性功能涂层的表面具有典型的多孔结构特征,整个涂层沿垂直基体方向从底层致密结构向表面层多孔结构过渡;涂层的成分从生物稳定性的底层至生物活性的表面层呈梯度变化,涂层表面成分为具有生物活性的羟基磷灰石. 涂层的这种结构特征保持了涂层的生物活性,提高涂层与基体的结合强度(48.6 MPa).
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双金属层合板垂直界面裂纹疲劳的扩展过程
江峰; 李丹丹; 邓志玲; 孙军
材料研究学报. 2006, 20 (1): 73-78.  
摘要   PDF (1349KB)
采用四点弯曲加载方式进行奥氏体不锈钢/低碳锅炉钢双金属层合板垂直界面裂纹的疲劳扩展实验,研究了组元强度配合、爆炸焊接影响的区域性能(晶粒大小、形变强化、界面脱粘、独立塑性区等)对裂纹扩展行为的影响, 以及垂直界面裂纹疲劳扩展的不同过程及其所对应的扩展机制.结果表明: 由于强度错配, 裂纹起始于高强度材料一侧时其疲劳扩展速率提高,而起始于低强度材料一侧时其疲劳扩展速率降低; 当裂纹尖端接近界面时,界面区域的存在对上述两种情况下疲劳裂纹的扩展均起到了一定的屏蔽减速作用.
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高铁CaO-FeOx-SiO2体系的氧化机理
张林楠; 张力; 王明玉; 隋智通
材料研究学报. 2006, 20 (1): 78-82.  
摘要   PDF (506KB)
测定了在不同氧化温度、时间和氧化介质条件下高铁CaO-FeOx-SiO2体系冶金渣中铁价态的变化, 分析了氧化过程中渣中物相的变化,测量了磁铁矿的富集度和晶粒尺寸, 基于“选择性析出”理论研究了体系的氧化动力学、磁铁矿相的富集和晶体生长机理. 结果表明,高铁CaO-FeOx-SiO2体系的氧化为一级反应;纯氧反应表观活化能为296.675 kJ/mol, 空气氧化为340.300 kJ/mol;在熔渣的等温氧化过程中,w(Fe3+)迅速增加并以Fe3O4形式首先析出;充分氧化可以实现铁组分向磁铁矿相的转移和富集, 磁铁矿相的富集度从22%提高到85%以上.适当控制氧化后的冷却速率可以促进磁铁矿晶粒的生长, 平均粒度可达到82~95μm.
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锂离子电池斜方锰酸锂阴极材料的合成与表征
李义兵; 陈白珍; 李改变; 金基明
材料研究学报. 2006, 20 (1): 83-88.  
摘要   PDF (934KB)
用一步固相法合成了斜方锰酸锂, 对其进行了表征并确定了前驱体化合物烧结中的转变过程,以及相互化合间的烧结机制. 结果表明, 随着煅烧温度的升高, 杂相减少,生长出主体相斜方锰酸锂. 在700℃以上可以生成均一相的层状斜方类球状和棒状锰酸锂颗粒.两种颗粒的粒度分别为1~5 μm和5~15 μm. 在充放电循环中,斜方锰酸锂结构易于向尖晶石结构转变.在2.5~4.5 V范围内以20 mA/g电流进行充放电循环,斜方锰酸锂的初始充电容量达到247 mAh/g, 放电容量为133 mAh/g, 50次循环后,容量保持率为92%.
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CaCu3Ti4O12多晶块材的巨介电常数
任清褒
材料研究学报. 2006, 20 (1): 87-92.  
摘要   PDF (673KB)
采用固相反应法制备了CaCu3Ti4O12单相多晶块材,系统地研究了其介电常数与温度(ε(T))和频率(ε(f))的依赖关系.结果表明, CaCu3Ti4O12多晶块材在温度为300 K、频率为1 kHz时, ε高达14000; 在1 kHz、100~340 K温区内ε的数值基本不变. CaCu3Ti4O12多晶块材的介电特性很难用位移型铁电体的相关理论描述,可能源于在纳米尺度的畴区内极化弛豫的动态变化. 在1 kHz交流电场作用下,温度低于100 K时, CaCu3Ti4O12多晶块材ε的急剧下降与其中氧空位引起Ti离子变价所产生的极化子的热激活相关.
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C60、C180、C60@C180富勒烯分子的压缩力学特性与电子结构
沈海军; 穆先才
材料研究学报. 2006, 20 (1): 93-98.  
摘要   PDF (851KB)
采用分子动力学方法模拟了C60、C180、C60@C180富勒烯分子的压缩过程,用PM3半经验量子力学方法计算了压缩C60、C180、C60@C180分子的电子结构,讨论了C60、C180、C60@C180分子压缩力学特性的差异,以及电子结构在压缩过程中的变化. 结果表明,由于分子几何构形上的差异, C60分子的承载与吸收能量能力显著高于C180和C60@C180分子,而C60@C180分子略高于C180分子; C60分子具有最高的化学稳定性,而C60@C180分子的稳定性最低; C60和C60@C180分子的压缩变形越大, 越容易失去电子,稳定性越低; C180分子在加载点处发生压缩“塌陷”时,化学活性明显增加.
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天然橡胶/蒙脱土原土纳米复合材料的制备与性能
刘岚; 罗远芳; 贾德民; 傅伟文
材料研究学报. 2006, 20 (1): 99-103.  
摘要   PDF (837KB)
用机械混炼反应插层法, 通过引入第三组分RH,制备了天然橡胶/蒙脱土原土纳米复合材料,实现了对天然橡胶的补强. 在这种复合材料中, 蒙脱土原土的层间距显著增大,蒙脱土无机片层在橡胶基体中达到了纳米级分散.蒙脱土原土与天然胶纳米复合保持了较低的滚动阻力,显著地提高了天然胶的抗湿滑性.
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Nb微合金钢析出行为的热力学计算
许云波; 于永梅; 吴迪; 王国栋
材料研究学报. 2006, 20 (1): 104-108.  
摘要   PDF (660KB)
以析出热力学为基础, 对Fe-Nb-C-N系统中奥氏体/碳氮化物的热平衡过程,计算了不同温度下碳氮化物析出相的平衡摩尔分数、化学驱动力、各组元的原子分数及奥氏体组分等. 结果表明, 随着温度的降低,析出相的平衡摩尔分数增大, 溶解在奥氏体中的各组元的摩尔分数降低,析出相的化学驱动力增大. 在低温条件下, Nb和N元素已基本析出.碳化物在析出物中所占的比例主要取决于钢的成分和温度. 对于同一成分的钢种,这一比值随着温度的降低而增大.
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微量Zr对Cu-Ag合金磨损行为的影响
刘平; 贾淑果; 郑茂盛; 任凤章
材料研究学报. 2006, 20 (1): 112-112.  
摘要   PDF (749KB)
采用真空熔炼的方法制备了Cu-Ag-Zr合金, 研究了微量Zr对Cu-Ag合金磨损行为的影响,探讨了合金的磨损机理. 结果表明: Cu-Ag合金的磨损率随着Zr含量的增加明显减小,随着受电电流和滑动距离的增大逐渐增大. 粘着磨损、磨粒磨损和电侵蚀磨损是主要的磨损机制. 微量Zr的加入使合金中形成弥散细小的析出相,使其磨损性能明显优于Cu-Ag合金.
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