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1. chinaXiv:201711.02439 [pdf]

溅射Al对Si3N4润湿性的改善与钎焊

刘葛亮; 马冰洋; 尚海龙; 陈凡; 李荣斌; 李戈扬
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合)

研究了溅射Al对Si3N4的润湿作用和Al及Al-Ni合金薄膜钎料对Si3N4陶瓷的钎焊。结果表明,高能量溅射Al粒子的直接撞击可以实现Al对Si3N4的“润湿”,使Al和Al-Ni合金薄膜熔化后即可对Si3N4陶瓷进行钎焊。所获得接头的钎缝致密饱满,与陶瓷形成无反应过渡层的良好冶金结合,纯Al钎焊接头的剪切强度为106 MPa,Al-1.0 at.% Ni亚共晶钎焊接头的强度提高到148 MPa,Al-3.0 at.% Ni接头的强度因钎缝形成共晶组织而略有降低,为132 MPa。相对于以上各接头的剪切断裂均产生于钎缝之中,当溅射Al粒子因Ni层阻挡不能直接撞击Si3N4表面时,Al-1.0 at.% Ni薄膜钎料熔化后不能润湿Si3N4,所得接头的剪切断裂发生在钎缝与陶瓷的界面,强度也降低为81 MPa。

提交时间: 2017-11-21 来自合作期刊:《金属学报》 点击量25, 下载量7

2. chinaXiv:201711.02440 [pdf]

基于氰胺锌复合光催化剂结构与可见光催化性能

荣凤鸣; 王誉; 张霞
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合)

应用锌盐与氨水以及单氰胺水溶液间配体交换反应,制备了氰胺锌(ZnNCN)颗粒。并通过在前驱体盐溶液中共混银盐,利用相同的配体交换反应过程,制备了氰胺银(Ag2NCN)/ZnNCN复合颗粒。利用XRD、SEM、红外光谱(FT-IR)和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱对光催化剂的结构进行表征。结果表明,单一ZnNCN为花瓣状颗粒,宽禁带半导体材料(Eg=4.66 eV)。Ag2NCN/ZnNCN复合颗粒形貌与单一ZnNCN和Ag2NCN相比较有很大变化,两种金属氰胺化物以弱的物理作用力结合形成异质结构,复合颗粒的光谱响应范围扩展至可见光区,禁带宽度Eg=2.05 eV。以罗丹明B为光催化降解对象,研究了ZnNCN、Ag2NCN/ZnNCN复合颗粒在氙灯激发下的光催化活性。与单一ZnNCN以及Ag2NCN、ZnNCN机械混合物相比,Ag2NCN/ZnNCN复合颗粒表现出增强的光催化性能,表现为一级反应动力学特征。

提交时间: 2017-11-21 来自合作期刊:《金属学报》 点击量20, 下载量5

3. chinaXiv:201711.02441 [pdf]

铝合金薄板高转速搅拌摩擦焊接头组织与力学性能

刘奋军; 傅莉; 陈海燕
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合)

采用高转速微型搅拌摩擦焊接工艺实现了0.8 mm厚6061-T6铝合金薄板对接。利用OM、SEM、TEM及EBSD等测试技术探讨了高转速对接头微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,高转速焊接6061-T6薄板时,焊缝表面成型良好,焊缝各区域组织呈连续均匀过渡。与常规搅拌摩擦焊相比,高转速工艺下,焊缝区β-Mg2Si、S相(Al2CuMg)和Al8Fe2Si析出相数量增多,特别是长条状β-Mg2Si数量增多,焊缝区显微硬度值明显提升;转速8000 r/min,焊速1500 mm/min条件下,接头最大抗拉强度高达301.8 MPa,是母材抗拉强度(351.7 MPa)的85.8%;转速对6061-T6铝合金超薄板高转速搅拌摩擦焊对接接头抗拉强度影响较小,接头断裂模式为脆性断裂为主的韧-脆混合断裂。

提交时间: 2017-11-21 来自合作期刊:《金属学报》 点击量11, 下载量3

4. chinaXiv:201711.02442 [pdf]

近共晶成分Ni-P非晶合金的微结构特征分析

彭超; 彭平
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合)

采用分子动力学方法模拟了液态金属Ni100-xPx (x=19.0, 19.4, 19.6, 19.8, 20.0, 21.0)合金在冷速为5×1012K/S下的快速凝固过程,并采用Voronoi多面体指数?n_3,n_4,n_5,n_6 ?和团簇类型指数(Z n_i?(ijkl)_i …)对其局域原子结构进行了表征。结果发现:Ni原子的团簇属性主要是高配位(Z≥12)的Frank-Kasper团簇及其变形结构,典型的化学短程序为NiZ-2P3,基本团簇间可通过IS联结形成中程序结构;而P原子的局域结构除了Z=10的BSAP多面体外,还存在大量高配位(特别是Z=12)的Frank-Kasper结构形态,典型的化学短程序为Ni12P;并且,P芯基本团簇的壳层原子全部为Ni,其间只能通过VS、ES和FS联结形成扩展团簇。BSAP多面体及其相关结构被证实对Ni100-xPx非晶合金的形成具有重要影响,其数量在共晶点x=19.6时最多,偏离共晶点越远,所占比例越小,其结果与不同浓度下Ni100-xPx合金非晶形成能力的变化趋势一致。这也许就是Ni-P合金在共晶点具有最强非晶形成能力的原因。

提交时间: 2017-11-21 来自合作期刊:《金属学报》 点击量10, 下载量2

5. chinaXiv:201711.02443 [pdf]

超超临界电站用镍基合金热加工过程的再结晶机理分析

韦康; 张麦仓; 谢锡善
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合)

以一种超超临界电站用新型镍基合金为研究对象,结合合金管材的冷热加工过程及系列压缩热变形与固溶退火试验,利用光学显微镜和透射电子显微镜等手段对该合金热加工过程中的动、静态再结晶行为进行系统分析。结果表明:新型镍基合金的动态再结晶过程以晶界弓弯方式形核的非连续动态再结晶为主,静态再结晶则以应变诱导晶界迁动形核机制为主。此外,动态再结晶与静态再结晶过程中产生的不同形态的台阶晶界,其本质是实现表面对低指数面的偏离,保证更多晶界面为低能密排面,以使晶界界面能降低;其形态取决于晶界面的晶体学关系以及晶界位错的伯氏矢量;台阶晶界的存在还可以促进晶界迁移,加速再结晶过程。而且,在再结晶过程进行完全后,台阶晶界仍部分保留,以降低界面能并继续促进后续的晶粒长大过程。

提交时间: 2017-11-21 来自合作期刊:《金属学报》 点击量11, 下载量3

6. chinaXiv:201711.02444 [pdf]

Sn对TiAl基合金烧结致密化与力学性能的影响

潘宇; 路新; 刘程程; 孙健卓; 佟健博; 徐伟; 曲选辉
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合)

以TiAl-8.5Nb预合金粉末为原料,添加1at.%Sn粉为强化烧结剂,采用无压烧结技术制备了高致密度的高铌TiAl合金,探究了Sn添加对TiAl基合金的烧结致密化过程、微观组织、力学性能的影响规律。研究表明:添加1at.%Sn元素可降低高铌TiAl合金粉末的烧结致密化温度,提高烧结坯的致密度及线性收缩率,从而有利于降低合金组织晶粒度、改善合金综合性能。添加Sn元素后,合金粉末经1500℃/2h烧结,其致密度可达到99.1%,线收缩率达到9.3%;合金显微组织为均匀细小的α2/γ全片层结构,片层团尺寸为40-60μm;Sn元素主要固溶于γ相中,使其轴比c/a值及晶胞体积增大;所制备合金的洛氏硬度为50.1HRC,抗压强度为2938MPa,屈服强度为680MPa,压缩率为29.1%,其性能指标均高于未掺杂Sn元素的高铌TiAl基合金。

提交时间: 2017-11-21 来自合作期刊:《金属学报》 点击量10, 下载量2

7. chinaXiv:201711.02445 [pdf]

碳钢在模拟海洋工业大气环境中初期腐蚀行为研究

郭明晓; 潘晨; 王振尧; 韩薇
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合)

本文采用失重分析、X射线衍射分析及扫描电镜测试分析方法对碳钢Q235在模拟海洋工业大气环境中的初期腐蚀历程和机理开展深入研究,并着重探究了不同比例SO2和Cl-的协同效应对碳钢初期腐蚀行为机制的影响。结果表明,碳钢Q235在模拟海洋工业大气环境中的初期腐蚀呈现由加速过程向减速过程转化的特点,且加速过程的腐蚀动力学仍遵循幂函数规律D=Atn;腐蚀24h后,腐蚀产物呈现双层结构,即疏松的外层和相对致密的内层。SO2和Cl-的协同效应会加速碳钢的腐蚀,但二者比例的变化对碳钢腐蚀失重影响并不明显,也没有改变腐蚀产物成分,SO2的存在促使碳钢腐蚀形态由局部腐蚀向均匀腐蚀转变。

提交时间: 2017-11-21 来自合作期刊:《金属学报》 点击量10, 下载量2

8. chinaXiv:201711.02446 [pdf]

国产核用不锈钢辐照损伤研究

邓平; 彭群家; 韩恩厚; 柯伟; 孙晨; 夏海鸿; 焦治杰
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合)

采用2 MeV质子束在360 ?C对国产核用304不锈钢试样进行了辐照实验,利用显微硬度仪,透射电子显微镜(TEM)和三维原子探针(3DAP)等研究了材料的辐照损伤,分析了辐照剂量对辐照损伤演化的影响规律。结果表明,304不锈钢辐照损伤微观结构以位错环和少量孔洞为主,位错环的数量密度为1022 m-3量级,平均尺寸小于10 nm。材料在晶界和位错环处发生元素偏析,其中Cr、Ni在晶界和位错环处偏析程度相近,而Si在位错环处的偏析程度数倍于晶界。位错环平均尺寸和数量密度、晶界偏析程度以及辐照硬化程度均随辐照剂量增加而增加,并在3-5 dpa范围内趋于饱和。

提交时间: 2017-11-21 来自合作期刊:《金属学报》 点击量12, 下载量3

9. chinaXiv:201711.02451 [pdf]

奥氏体化温度对中碳淬火-配分钢干滑动摩擦磨损性能的影响

杨继兰; 蒋元凯; 顾剑锋; 郭正洪; 陈海龑
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合)

对中碳Fe-0.4 C-1.5 Mn-1.5 Si钢,以传统的淬火-回火试样作对比,研究了三种奥氏体化温度处理后淬火-配分试样的干滑动摩擦磨损性能。结果发现,860 ?C和1000 ?C全奥氏体化处理的两种淬火-配分试样中残余奥氏体的含量相近(分别为~14.37 vol.%和~13.79 vol.%),其内的碳浓度较高(分别为1.37 wt.%和1.38 wt.%),机械稳定性较强。在恒定低载荷(50 N)和恒定低滑动速度条件(40 mm/s)下,摩擦过程中不易诱发马氏体相变,导致两种试样的耐摩擦摩损性能均很低。受显微组织细化影响,奥氏体化温度较低的试样具有更高的耐摩性。当奥氏体化温度降低到800 ?C时,获得临界淬火-配分的试样。显微组织分析表明,该试样中不仅包含少量的铁素体(~6.75 vol.%),而且存在最高含量的残余奥氏体(~22.28 vol.%),使得在四组试样内的显微硬度值最低。但由于低的碳浓度(~1.06 wt.%),残余奥氏体的机械稳定性较弱,在摩擦过程中易诱发马氏体相变,不仅贡献额外的硬化,而且马氏体相变体积膨胀引起的材料表面层压应力对提高耐磨性也有利,由此导致临界淬火-配分试样表现出最好的耐磨损性能。因此,在给定的摩擦参数条件下,残余奥氏体对马氏体钢抗磨损性能的影响主要决定于在摩擦过程中是否能经相变而引起附加的硬化作用。

提交时间: 2017-11-21 来自合作期刊:《金属学报》 点击量13, 下载量3

10. chinaXiv:201711.02450 [pdf]

离子镀过程中基体“热影响区”的演变及其对镀层的影响

郭腾; 李洪涛; 蒋百灵; 邢益彬; 张新宇
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合)

采用离子镀技术于金属基体表面沉积镀层的过程中,因沉积粒子的轰击和放电靶面的热辐射作用导致基体升温,形成温度由表及里渐次降低的“热影响区”。本文以淬火态40CrNiMoA为基材,研究了靶功率密度对“热影响区”升温幅度、区域尺度及镀层结构的影响规律。结果表明,随着靶功率密度从20.61 W/cm2提高到143.01 W/cm2,不仅与镀层比邻的基体温度从310 ℃升高到525 ℃、“热影响区”的尺度从0.37 mm增加到2.51 mm,而且纯Ti镀层的择优取向由(002)转变为(110)、平均晶粒尺寸由9.9 nm增大至19.5 nm、表面粗糙度先减小后增大。同时,当基体温度大于300 ℃时,镀层的内应力随着晶格微观缺陷的消除而释放。

提交时间: 2017-11-21 来自合作期刊:《金属学报》 点击量10, 下载量2

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