文章-世纪中文出版社

原位微米/纳米TiC颗粒弥散强化304不锈钢的高温蠕变特性下载：57 浏览：390

倪自飞1,2 薛烽1 《材料科学研究》 2019年12期

摘要:

以304SS不锈钢为母合金采用原位合成工艺制备微米/纳米TiC颗粒弥散强化304不锈钢(TiC-304SS强化钢),研究了强化钢和母合金的高温蠕变性能。结果表明:原位生成的TiC颗粒大多呈多边形,在母合金中均匀分布且与其良好结合。TiC颗粒的加入对强化钢的母合金晶粒有明显的细化作用。在700/100 MPa蠕变条件下母合金304SS蠕变后晶粒明显长大,且沿应力方向拉长。而TiC颗粒的加入抑制了母合金晶粒的长大,阻止了蠕变变形。显微组织和蠕变性能的结果表明,在强化钢和母合金的蠕变过程中位错的运动符合位错攀移机制。但是与304SS母合金相比,TiC颗粒的加入提高了TiC-304SS强化钢的蠕变表观应力指数和蠕变激活能。门槛应力、载荷传递和微结构的增强,是Ti C-304SS强化钢的蠕变增强特征。

含铌中铬耐磨铸钢的摩擦磨损行为下载：52 浏览：401

张拓滕铝丹臧其玉杨弋涛《材料科学研究》 2019年12期

摘要:

使用立式MM-W1型销盘摩擦磨损试验机进行含铌中铬耐磨铸钢的室温干滑动摩擦磨损实验,用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察磨损表面形貌和亚表层的组织变化,研究了Nb含量对这种钢的磨损行为和磨损机制的影响。结果表明,加入0.2%(质量分数,下同)的Nb形成的不连续棒状铌碳化物和晶粒细化提高了试验钢的耐磨性能。但是,Nb含量过高则使钢发生严重的组织变形和生成粗大网状碳化物,使磨损表面脱落而降低耐磨性能。随着试验载荷的增大,含0.2%Nb试验钢的磨损机理从轻微磨粒磨损向黏着磨损和氧化磨损转变。

电化学刻蚀参数对高阻厚壁宏孔硅阵列表面形貌的影响下载：50 浏览：415

安欢1 伍建春1 张仲1 王欢1 孙华2 展长勇1 邹宇1 《材料科学研究》 2019年12期

摘要:

采用光电化学刻蚀方法,在电阻率为4～5 kΩ·cm的n-型[100]单晶硅片上制备了厚壁有序宏孔硅阵列。通过对比有限元法模拟诱导坑周围的电场分布,研究了刻蚀参数(电解液、光照、电压)对阵列表面形貌的影响。在刻蚀成孔的过程中,诱导坑对孔的限制受电场分布和实验条件的共同影响,出现刻蚀偏离的现象。模拟结果显示,诱导坑上的电场强度沿着单晶硅的[100]和[110]晶向的分布。这种分布的结果是,随着光照强度的提高和刻蚀溶液表面自由能的降低刻蚀由原光刻图形的(110)面向(100)面偏离。提高刻蚀电压可抑制刻蚀偏离,有利于诱导坑快速刻蚀成孔,从而形成规整的厚壁宏孔硅阵列。

终轧温度对Ti-V-Mo复合微合金钢组织演变和硬度的影响下载：53 浏览：391

张可1 赵时雨1 隋凤利1 李昭东2 叶晓瑜3 孙新军2 黄贞益1 雍岐龙2 《材料科学研究》 2019年12期

摘要:

采用Gleeble3800热模拟试验机、OM、EBSD、TEM及Vickers硬度计等研究终轧温度对Ti-V-Mo复合微合金钢的组织转变、析出相和硬度的影响,并阐明了组织演变和硬度变化的原因。结果表明,不同终轧温度的Ti-V-Mo钢其组织均为多边形铁素体；随着终轧温度由1000℃降低到800℃,Ti-V-Mo钢的硬度由400HV提高到427HV；铁素体晶粒的平均尺寸由3.44μm减小到3.05μm；(Ti, V, Mo)C粒子的析出数量增加,其平均尺寸由8.38 nm减小到6.25 nm。随着终轧温度的降低,铁素体平均晶粒尺寸的减小和纳米级(Ti, V, Mo)C粒子的增多及细化是硬度增大的主要因素。在980℃以下,降低终轧温度(Ti, V, Mo)C在奥氏体中的形核率不断减小,使得其在铁素体中析出的10 nm以下的(Ti, V, Mo)C粒子不断增多,促进了硬度的提高。

(Gd,Y)相对GW103K时效合金局部腐蚀的影响下载：54 浏览：397

于爽1,2 贾瑞灵1 张函1,2 张伟2 郭锋1 《材料科学研究》 2019年12期

摘要:

对Mg-10Gd-3Y-0.4Zr(GW103K)合金进行193 h时效处理,使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观测块状和链状相的微观结构和腐蚀形貌,使用扫描开尔文探针显微镜(SKPFM)测试块状相和链状相与基体之间的相对电势差,研究了这些相对GW103K合金局部腐蚀的影响。结果表明:分布在晶内和晶界的单独块状相为Mg2(Gd, Y)相,(Gd, Y)固溶体与Mg2(Gd, Y)相交替排列形成链状相。(Gd, Y)固溶体和Mg2(Gd, Y)相的相对电势均高于基体,与相邻基体形成微电池,(Gd, Y)固溶体和Mg2(Gd, Y)相作为阴极促进了周围基体的腐蚀。尽管(Gd,Y)固溶体与基体之间的相对电势差更大,但是与基体的相界面为共格界面,界面能低、化学稳定性高,因此对基体腐蚀没有更强烈的影响。

锻态TB6钛合金β相区压缩变形行为和动态再结晶下载：55 浏览：396

欧阳德来崔霞鲁世强徐勇《材料科学研究》 2019年11期

摘要:

使用圆柱形试样在Thermecmaster-Z型热模拟试验机上进行锻态TB6钛合金β相区的热压缩实验(变形温度950～1100℃,应变速率0.001～1 s-1),研究了合金的高温压缩变形和动态再结晶行为。结果表明,这种合金在β相区的变形激活能为246.7 kJ/mol,其热变形机制是动态再结晶,动态再结晶新晶粒的主要形核机制是弓弯形核。当应变速率为0.01～0.1 s-1、变形温度为<1000℃时动态再结晶的发展比较充分,变形组织明显细化；当变形温度高于1000℃、应变速率低于0.001 s-1时,动态再结晶的晶粒明显粗化。在动态再结晶的晶粒尺寸D与Z参数之间存在着相关性,其函数关系为D=6.44×102·Z-0.1628。

铜在碳钢中扩散及其对碳钢耐腐蚀性的影响下载：55 浏览：400

马涛李慧蓉高建新李运刚《材料科学研究》 2019年11期

摘要:

用水溶液电沉积法在碳钢表面电镀铜并进行高温扩散退火,用Den-Broeder法计算铜在碳钢中的扩散系数,研究了铜在碳钢中的扩散行为及其对碳钢耐腐蚀性的影响。结果表明,铜在碳钢中的扩散主要沿晶界进行,铜的扩散抑制了热处理过程中碳钢晶粒的长大。铜在碳钢中的扩散系数为1.11×10-16～3.03×10-11 cm2/s,扩散系数随着退火温度的提高而升高,随着铜浓度的提高而降低。铜在碳钢高温奥氏体区中扩散所需的激活能为126～167 kJ/mol,在高于低温铁素体+奥氏体混合区中激活能为90～108 kJ/mol。通过铜在碳钢中的扩散制备的Cu-Fe梯度材料,具有优良的耐腐蚀性。

新型含铝奥氏体耐热合金的高温塑性变形行为和热加工性能下载：59 浏览：411

杨雨童罗锐程晓农桂香陈乐利王威郑琦《材料科学研究》 2019年11期

摘要:

新型含铝奥氏体耐热合金（AFA）进行压缩热模拟试验,使用OM和EBSD等手段研究了这种合金在950～1150℃和0.01～5 s-1条件下的微观组织演变、建立了基于动态材料模型热加工图、分析了变形参数对合金加工性能的影响并按照不同区域组织变形的特征构建了合金的热变形机理图。结果表明:新型AFA合金的高温流变应力受到变形温度和应变速率的显著影响。在变形温度为950～1150℃和应变速率为0.18～10 s-1条件下,这种合金易发生流变失稳。在变形温度为1050～1120℃、应变速率0.01～0.1 s-1和变形温度1120～1150℃、应变速率10-0.5～10-1.5 s-1这两个区间,这种合金发生完全动态再结晶行为且其再结晶晶粒均匀细小,功率耗散因子η达到峰值45%。新型AFA合金的热加工艺,应该优先选择再结晶区域。

淬火速率对汽车用高强铝合金性能的影响下载：61 浏览：415

李承波1,2 邓运来1 唐建国1 李建湘2 张新明1 《材料科学研究》 2019年11期

摘要:

采用力学性能测试、电导率测试和透射电子显微镜研究了淬火速率对汽车用高强铝合金性能的影响。结果表明:淬火速率从960℃/s降低到1.8℃/s,电导率提高了5.7%IACS,硬度的下降率为40%,抗拉强度和屈服强度的下降率分别为24.2%和56.9%,硬度和强度与淬火速率的对数呈线性关系。随着淬火速率的降低,淬火析出相的尺寸和面积分数显著增大,导致性能下降。淬火速率为1.8℃/s时,淬火析出相的平均尺寸为465.6 nm×158.2 nm,析出相的面积分数为42.1%。

挤压态6013-T4铝合金在动态冲击载荷下的变形行为及其微观机理下载：60 浏览：415

叶拓1,2,3 吴远志1,3 刘安民1,3 唐徐2 李落星2 《材料科学研究》 2019年10期

摘要:

使用霍普金森压杆试验装置进行挤压态6013-T4铝合金的室温动态压缩实验,应变速率为1×103～3×103 s-1。结果表明,6013-T4铝合金在动态压缩过程中表现出明显的应变硬化和正应变速率敏感性；随着应变和应变速率的提高位错密度增大,在高应变速率和大应变量变形后试样的位错塞积显著。在相同的变形条件下0°方向试样的应力总是最高,而45°方向试样的应力最低。挤压态6013-T4合金的主要织构类型为{112}<111>和{110}<111>。对于{112}<111>织构,0°、45°和90°方向的最大施密特因子分别为0.27、0.49和0.41。对于{110}<111>织构,最大施密特因子分别为0.27、0.43和0.41。0°方向的施密特因子最小,使该方向的应力水平较高。在相同的应变速率和应变量条件下动态压缩变形时,0°方向试样的位错密度更高。在冲击件的材料选择和结构设计中有必要考虑材料的应变速率敏感性、力学性能各向异性以及微观组织的演变。

3D打印医用钛合金的抗菌性能和体外生物相容性下载：62 浏览：425

李改明1,2,3,4 刘思雨1,2,3,4 战德松1,2,3,4 刘蕊5 任玲5 杨柯5 王敬人1,2,3,4 王强1,2,3,4 《材料科学研究》 2019年10期

摘要:

应用选择性激光熔融技术(SLM)制备出3D打印医用钛合金Ti-6Al-4V和Ti-6Al-4V-5Cu,用平板共培养法研究测定其抗菌性能,用CCK8细胞增殖测定法、鬼笔环肽细胞骨架染色法和Annexin-V/PI流式细胞术研究了这种合金的抗菌性能和对小鼠胚胎成骨前体细胞(MC3T3-E1)的体外生物相容性影响。结果表明,3D打印Ti-6Al-4V-5Cu合金具有较高的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌的抗菌率达到(57.03±1.55)%。在CCK8细胞增殖毒性测定、细胞骨架鬼笔环肽染色实验和Annexin-V/PI双标记法流式分析三种研究中Ti-6Al-4V-5Cu表现的优越,具有更好的体外生物相容性。

贱金属Ni电极的制备和性能下载：63 浏览：421

骆迁1 姜朝斌1 黄万雄2 刘赐宇1 严航1 陈勇1 叶波1,3 《材料科学研究》 2019年10期

摘要:

使用Ni、B粉和玻璃粉制备贱金属Ni电极浆料,加入松香松油醇作为有机溶剂。两组浆料中Ni粉,B粉和玻璃粉的质量百分比分别为70%、15%、15%和68%、16%、16%。将浆料涂覆在PTC半导瓷上在790～870℃烧结,制备出贱金属Ni电极。用SEM电镜观察电极样品截面的形貌。对不同烧结温度的Ni电极做截面EDX线扫以获取电极和陶瓷各组成元素的原子数的变化。改变浆料的组成和烧结温度调节了电极的匹配性以及体电阻、方阻等电学性能。在810～850℃区间内保温20 min,在PTC等半导瓷上得到的Ni电极具有良好电学性能。根据电极和瓷体主要元素的原子百分比的变化研究了陶瓷与电极的匹配性并分析了温度变化对扩散系数D以及原子浓度百分比变化的影响,探索了客观性质的微观机理。实现了Ni电极与PTC陶瓷的良好匹配。

结构调制超硬Ti/TiN纳米多层膜的制备及其尺寸效应下载：66 浏览：418

杨波波孙珲杨田林郑小龙徐涛李方正宋淑梅《材料科学研究》 2019年10期

摘要:

使用多弧离子镀技术在高速钢基体上制备了调制周期为5～40 nm的Ti/TiN纳米多层膜,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪和划痕仪等手段表征薄膜的微观结构和性能,研究了调制周期对Ti/TiN纳米多层膜性能的影响,并讨论了在小调制周期条件下Ti/TiN纳米多层膜的超硬效应和多弧离子镀技术对纳米多层膜硬度的强化作用。结果表明,与单层TiN相比,本文制备的Ti/TiN纳米多层膜分层情况良好,薄膜均匀致密,没有明显的柱状晶结构,TiN以面心立方结构沿(111)方向择优生长。随着调制周期的减小薄膜的硬度呈现先增大后减小的趋势,并在调制周期为7.5 nm时具有最大的硬度42.9 GPa和H/E值。这表明,Ti/TiN在具有最大硬度的同时仍然具有良好的耐磨性和韧性。Ti/TiN纳米多层膜的附着力均比单层TiN薄膜的附着力高,调制周期为7.5 nm时多层膜的附着力为(58±0.9) N。

SiBN三元陶瓷纤维的聚硼硅氮烷裂解转化制备和性能下载：74 浏览：428

崔永杰刘勇彭帅韩克清余木火《材料科学研究》 2019年10期

摘要:

以三氯硅烷、六甲基二硅氮烷、三氯化硼和甲胺为原料合成聚硼硅氮烷前驱体,对前驱体进行熔融纺丝和不熔化处理,将其高温裂解后制备出SiBN陶瓷纤维。使用FT-IR、NMR、XRD、TEM、TGA等表征手段研究了在不同聚合温度下聚硼硅氮烷前驱体的化学结构特征、SiBN陶瓷纤维的高温热稳定性、介电性能以及力学性能。结果表明:在不同温度下制备的聚硼硅氮烷前驱体的骨架为Si-N-B,均含有HSiN3、BN3及NCH3等结构。在1400℃热处理后SiBN陶瓷纤维仍保持无定形态,直径为14μm,拉伸强度达到0.91 GPa。在氮气气氛中SiBN陶瓷纤维从室温到1400℃的失重为1.5%,表明这种纤维具有较高的热稳定性。SiBN陶瓷纤维的介电常数为2.6～2.8,损耗角正切的数量级为10-2。

低电子浓度Ti-Nb-Zr合金组织及性能研究下载：65 浏览：438

周洪雷1 侯峰起2,3 郝玉琳3 《材料科学研究》 2019年9期

摘要:

研究了β稳定元素Nb和中性元素Zr对Ti-Nb-Zr合金的微观组织及力学性能的影响,结果显示:随着Nb和Zr含量增加,α"马氏体相和ω相两种典型亚稳相变均可被抑制,在较低电子浓度条件下获得单一β相组织,其临界电子浓度约为4.19,显著低于Ti-Nb二元合金的临界值(4.24)；低电子浓度单一β相Ti-Nb-Zr合金的弹性模量较低,其强度与弹性模量比值较高,具有优于Ti-Nb二元合金的生物力学相容性。

含有Cu、Mo、Sn的高强度蠕墨铸铁的蠕变行为下载：66 浏览：444

武岳李建平杨忠郭永春马志军梁民宪杨通陶栋《材料科学研究》 2019年9期

摘要:

研究了一种含有Cu、Mo、Sn的高强度蠕墨铸铁在623～823 K、40～150 MPa的蠕变行为,观察了不同形态的蠕变损伤组织并分析了蠕变变形及断裂机理。当T/Tm>0.5(T为使用温度,Tm为蠕墨铸铁熔点)、载荷大于150 MPa时这种蠕墨铸铁的蠕变变形显著,且变形主要来自基体变形、蠕变空洞的形核长大以及石墨/基体界面的开裂。随着温度的提高和载荷的增加,蠕变变形逐渐由晶界移动转变为晶内变形。在蠕变过程中有两种开裂机制:(I)微裂纹在石墨/基体开裂处形核长大并优先沿铁素体向基体扩展,与邻近石墨/基体开裂连接而逐渐形成主裂纹；(II)晶界处的蠕变空洞形核长大转变成蠕变裂纹。氧原子通过石墨的连通性向组织内部扩散,造成上述两种裂纹表面氧化。由于,石墨、铁素体、珠光体三者性能的差异,石墨/铁素体界面比石墨/珠光体界面更易发生开裂。另外,在773 K、823 K组织中的珠光体分解明显,层片状渗碳体逐渐转变为短棒状,在晶界附近则以颗粒状为主。

石墨烯改性润滑油的悬浮分散特性和摩擦学性能下载：65 浏览：446

佟钰1 李宛鸿1 董嘉1 宋学君1 王函2,3 曾尤2,3 《材料科学研究》 2019年8期

摘要:

用分光光度法定量评定润滑油中石墨烯的浓度,根据石墨烯的浓度(0.0125～0.075 mg/mL)与润滑油吸光度之间的正相关特性考察了石墨烯的初始浓度、超声处理时间以及表面活性剂掺量等因素对石墨烯改性润滑油悬浮分散特性的影响和最佳工艺参数范围,并将优化出的分散性良好、长期稳定悬浮的石墨烯改性润滑油用于摩擦学性能测试。结果表明,适当的超声分散和表面改性可提高石墨烯改性润滑油的分散悬浮效果。石墨烯浓度为0.025 mg/mL时石墨烯改性润滑油的摩擦系数降低74.78%,磨斑尺寸减小了28.33%。

MoP纳米粒子锂离子电池负极材料的制备及其电化学性能下载：67 浏览：448

肖雅丹靳晓哲黄昊吴爱民高嵩刘佳《材料科学研究》 2019年8期

摘要:

用直流电弧等离子体法制备金属钼纳米粉体再使其与赤磷发生固相反应,用两步法制备出磷化钼纳米粒子。使用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等手段表征磷化钼纳米粒子的结构并进行了电化学性能测试。结果表明,MoP纳米粒子呈球状,粒径为20～50 nm；在电流密度为100 mA/g的条件下MoP纳米粒子负极材料的首次放电比容量达到746 m Ah/g,50次循环后放电比容量为241.9 mAh/g；电流密度为2000 mA/g时放电比容量为99.90 m Ah/g,电流密度恢复到100 mA/g其放电比容量仍然保持247.60 mAh/g。用作锂离子电池的负极材料,MoP纳米粒子具有优异的稳定性和可逆性。

核用SA508-4N钢粗晶区再热裂纹敏感性评价下载：71 浏览：444

陈重毅麻永林邢淑清白庆伟刘永珍《材料科学研究》 2019年8期

摘要:

采用等温恒速拉伸方法评价了核用SA508-4N钢焊接粗晶区(CGHAZ)的再热裂纹敏感性。使用激光共聚焦、扫描电镜和透射电镜观测和分析粗晶区和断口处的组织、裂纹以及断口形貌,结果表明:SA508-4N钢的母材为回火马氏体,较高含量的碳和铬影响碳化物的大小和分布状态,粗晶区马氏体的形成不利于抑制再热裂纹的产生。碳化物的析出使晶内和晶界的强度不同,当晶内强度大于晶界强度时形成沿晶脆性断裂；当晶内和晶界强度的差距较小时断裂形式包括穿晶和沿晶断裂。SA508-4N钢粗晶区对再热裂纹不敏感,成分A粗晶区的抗再热裂纹能力比成分B的高。在实际生产中,优选的工艺参数为:成分A、焊接t8/5为25 s、焊后热处理温度580℃。

超高速激光熔覆技术绿色制造耐蚀抗磨涂层下载：69 浏览：459

王豫跃牛强杨冠军李长久《材料科学研究》 2019年8期

摘要:

针对高端制造行业对绿色制造耐磨抗蚀涂层的高需求,对比分析了国内外超高速激光熔覆装备发展情况,着重介绍了自主研发的超高速激光熔覆设备.采用自主研发的超高速激光熔覆装备,分别进行了单道和多道熔覆的涂层试验,利用扫描电镜(SEM)、显微维氏硬度计和电化学工作站对涂层的界面质量、微观形貌和组织、力学性能以及耐蚀性能进行了系统的研究,同时与其他类型涂层做了横向对比分析.研究结果表明:超高速激光熔覆技术的加工效率高,可制备涂层种类多,适合工程化推广应用；制备的涂层表面成形好,内部组织结构致密无缺陷,与基体结合强度高,力学性能和耐蚀性能优异,能够满足高端装备关重件表面强化和功能化等众多需求.

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