將SiC泡沫陶瓷氧化后用擠壓鑄造法制備了SiC泡沫陶瓷/球墨鑄鐵(DI)雙連續相復合材料(SiCfoam/DI)。使用氣固兩相流沖蝕磨損試驗機對比研究了沖蝕時間(t)、粒子速度(ν)和沖蝕角度(α)對SiC顆粒/球墨鑄鐵復合材料(SiCp/DI)、SiCfoam/DI復合材料和DI沖蝕性能的影響,并分析了沖蝕機理。結果表明:隨著沖蝕時間的增加三種材料的沖蝕速率逐漸減小并趨于穩定;隨著粒子沖擊速度的提高DI的沖蝕速率逐漸增加,沖蝕速率與ν2.95成正比;在沖擊速度小于87.5 m/s時SiCp/DI和SiCfoam/DI復合材料的沖蝕速率相近,沖擊速度大于87.5 m/s時SiCp/DI復合材料的沖蝕速率明顯地比SiCfoam/DI復合材料的高。隨著沖蝕角度的增大DI呈現出脆性材料的沖蝕特征,SiCp/DI和SiCfoam/DI表現出典型的塑性材料的沖蝕特征,最大沖蝕速率對應的沖蝕角為45°。低角度時DI的沖蝕機理為微切削,高角度時為沖蝕坑和微裂紋。用高速粒子沖擊時,由于SiC泡沫陶瓷的整體增強作用和陰影保護效應,SiCfoam/DI比SiCP/DI和DI具有更高的抗沖蝕磨損性能。
通過濕化學還原在碳布(CC)表面沉積非晶Co-W-B催化活性物質,制備一種自支撐Co-W-B/碳布(Co-W-B/CC)復合電極材料。電化學研究結果表明,Co-W-B/CC材料在NaOH溶液(1 mol/L)中表現出良好的電解水催化性能。制備過程中[WO42-]/([WO42-]+[Co2+])比值為50%的Co-50W-B/CC樣品其催化活性最高:10 mA/cm2時的OER過電位為0.394V,OER過程的Tafel斜率為96.8 mV/dec;-10 mA/cm2時的HER過電位為0.098 V,HER過程的Tafel斜率為117.4 mV/dec。對電化學阻抗的分析結果表明,本征催化活性和電化學活性面積兩者的提高,使Co-50W-B/CC樣品在較低的電流密度下具有與貴金屬基材料相近的催化活性。
研究了鑄態、退火態、擠壓態和T5時效態Mg-13Gd-1Zn三元合金的顯微組織和力學性能。結果表明,合金的鑄態組織由α-Mg、(Mg,Zn)3Gd和14H-LPSO長周期相組成。合金在均勻化退火和熱擠壓后的直接時效(T5)過程中都發生了晶內14H-LPSO相的沉淀析出,表明合金中14H-LPSO的沉淀相變發生在一個很寬的溫度范圍(200~510℃)。在擠壓后合金的直接時效(T5)過程中發生了β'及β1相的沉淀析出。在沉淀強化和LPSO強化的共同作用下,合金的屈服強度、抗拉強度和伸長率分別為197 MPa、397 MPa和2.56%。在200℃/80 MPa和200℃/120 MPa兩種實驗條件下,Mg-13Gd-1
采用室溫等徑彎曲通道變形(ECAP)+旋鍛復合加工工藝制備超細晶純鈦,用GLEEBLE 3800熱模擬試驗機對其進行熱壓縮實驗。研究了復合形變超細晶純鈦在溫度為200、300、350、400和450℃,應變速率為0.01、0.1和1 s-1條件下的變形行為。結果表明:實驗中真應力-應變曲線的動態再結晶特征顯著,出現了明顯的單峰值應力。根據復合形變超細晶純鈦的峰值應力值建立的Arrhenius本構方程能預測峰值應力,平均相對誤差僅為4.44%;大塑性變形試樣在熱壓縮前進行的保溫處理,增大了發生動態再結晶的臨界應變值,其材料常數為0.8329;材料變形中的動態再結晶行為發生在應變大于0.1而小于0.4的階段,應變大于0.4時發生二次硬化。
用電弧蒸發法和固相硫化法制備核殼結構的碳約束NiS2納米材料(NiS2@C)。用X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)和Raman等手段對其表征的結果表明,外部碳層有較多的缺陷,厚度為4 nm,NiS2的粒徑為28 nm。作為Na-S電池正極材料的電化學性能:在電流密度為100 mA·g-1條件下NiS2@C正極材料4次循環后庫倫效率保持在90%以上,循環500次后仍有106.8 mAh·g-1的可逆比容量,具有較高的循環穩定性。電化學阻抗分析結果表明,NiS2@C外部碳層的良好電子導電性和優異的結構穩定性加快了電極反應并維持著界面離子遷移的動力學平衡。
用磁控濺射在硅片上制備MoS2和Ti-MoS2薄膜,并將其在恒溫恒濕箱中在AT 30℃、RH 70%條件下存儲360 h。使用XRD譜、XPS譜和紫外-可見分光光度計、四探針測試儀表征分析薄膜的結構、在恒溫恒濕條件下存儲前后的表面化學狀態和電學性能,研究了Ti摻雜對薄膜抗氧化性和電學性能的影響。結果表明:Ti摻雜影響MoS2薄膜的晶體取向。隨著Ti靶電流的增大薄膜的結晶性變差,Ti靶電流為0.6A時薄膜呈無定型結構且禁帶寬度減小、電導率提高;在恒溫恒濕條件下存儲后薄膜的部分氧化而呈MoS2與MoO3的復合狀態,隨著Ti靶電流的增大IMo-O/IMo-S比提高、禁帶寬度略有增大,Ti靶電流為0.4A的Ti-MoS2薄膜其化學穩定性較高。
以3-氨基苯酚/甲醛(AF)樹脂為軟模板、正硅酸乙酯(TEOS)為硅源、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為制孔劑,采用一鍋溶膠-凝膠法制備中空介孔二氧化硅(HMS)微球。通過改變反應溫度對軟模板AF樹脂的結構以及TEOS的水解速率進行調控,制備多形貌SiO2微球。使用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、N2吸附-脫附比表面積分析(BET)及傅里葉變換紅外光譜(FTIR)等手段對制得的SiO2微球進行表征。結果表明,隨著反應溫度從0℃提高到100℃,制備的SiO2微球分別為實心微球、蛋黃殼空心球、單層殼空心球和破碎實心球等。其中具有蛋黃殼結構的HMS微球具有較大的比表面積和孔體積,比表面積可達513 m2/g,孔體積達0.432 cm3/g,孔徑均勻達3.66 nm。將在30℃下制得的具有蛋黃殼結構的HMS微球表面進行接枝聚丙烯腈并偕胺肟化的改性制備蛋黃殼HMS接枝聚偕胺肟(HMS-g-PAO)。將HMS-g-PAO用于對水中CrⅥ的吸附,在pH = 2時HMS-g-PAO粒子對100 mg/mL的重鉻酸鉀溶液中CrⅥ有很好的吸附效果,其吸附量達140 mg/g。
用一步水熱法制備B3+摻雜Birnessite-MnO2負極材料,使用XRD,Raman,SEM,TEM,XPS和恒電流充放電等手段表征了材料的結構和電化學性能。結果表明,B3+摻雜前后的MnO2都是由二維納米片組裝而成的花球,B3+離子摻雜使納米片的厚度減小,從而縮短了鋰離子和電子在材料內部的傳輸路徑;摻雜適量的B3+離子,使Birnessite-MnO2的電荷轉移電阻顯著降低。B3+摻雜比例為9%的電極材料,具有最優的電化學性能。在電流密度為100 mA·g-1和1000 mA·g-1的條件下,首次充電比容量分別為855.1 mAh·g-1和599 mAh·g-1,循環100次后仍然保有805 mAh·g-1和510.3 mAh·g-1的可逆比容量,容量保持率分別為94.1%和85.2%。
用層層自組裝法制備一種M-TCPP(M=Ni、Fe)薄膜,然后原位硒化制備出MSe2和氮摻雜碳的復合透明膜(MSe2@NCF),將其用作對電極并結合鈷電解質的特點制備了雙面DSSC。對MSe2@NCF的形貌、結構和電化學性能進行表征,并探討了從正面和背面輻射DSSC時電池的電荷傳輸路線和光伏性能的區別。結果表明,NiSe2@NCF具有可與Pt相媲美的催化活性,用其組裝的雙面DSSC從正面輻射和背面輻射其PCE分別為8.19%和6.02%,與用Pt電極組裝DSSC的PCE(8.46%和6.23%)接近。
使用熱力學軟件設計了一種新型雙相高熵合金(FeCoNiTi),利用真空電弧熔煉和熱處理制備出FeCoNiTi高熵合金塊體材料。表征結果表明,FeCoNiTi高熵合金由層狀結構的Laves相和魏氏體板條FCC相組成。在室溫下FeCoNiTi高熵合金具有良好的綜合力學性能(抗壓強度σb=2.08 GPa,壓縮應變ε=20.3%)。高強度來自“硬”Laves相(層狀結構)的強化,而“軟”FCC相(魏氏體板條)中的位錯滑移和變形孿晶提供塑性。
研究了4級強度亞穩態奧氏體不銹鋼301L-DLT、301L-ST、301L-MT和301L-HT冷軋薄板激光對焊接頭的凝固組織和拉伸性能。激光焊縫以初始鐵素體FA模式凝固,熱裂敏感性較??;焊縫由垂直熔合線向內生長的柱狀晶組成,沒有中心等軸晶粒區。焊縫組織中有奧氏體和板條狀、骨架狀和蠕蟲狀鐵素體,無雜質、熱裂紋和析出相。一次鐵素體枝晶臂的平均間距約為17.5 μm,平均鐵素體量為5.7%(體積分數)。焊縫的硬度為208~241HV,低于301L-ST、301L-MT和301L-HT板材的硬度。301L-DLT和301L-ST板激光焊件的拉伸斷裂位置在母材內,301L-MT和301L-HT板焊件的斷裂位置在焊縫內,焊縫金屬的斷裂強度為886 MPa和921 MPa。301L-HT板焊件的塑性較低,其余三種強度冷軋板激光焊件的拉伸性能都達到了JIS G 4305標準中相應強度冷軋301L板材的力學性能。
使用掃描電子顯微鏡(SEM)和光學顯微鏡(OM)觀察、X-射線衍射(XRD)分析以及力學性能測試等手段研究了Bi含量對Mg-3Al-3Nd合金的顯微組織和力學性能的影響。結果表明:添加Bi元素可細化Mg-3Al-3Nd合金的組織。當Bi含量(質量分數)為1%時晶粒最小,晶粒尺寸從1854±58 μm減小到890±64 μm;Mg-3Al-3Nd合金由呈網狀分布在晶界的Al11Nd3相和分布在晶內的顆粒狀Al2Nd組成;隨著Bi含量的提高Al11Nd3相和Al2Nd相的數量減少,晶內的BiNd相數量增加;Bi能明顯改善Mg-3Al-3Nd合金室溫和高溫力學性能,Bi含量為1%時其室溫和高溫力學性能最佳。室溫抗拉強度和延伸率分別為167±2.3 MPa和(16.1±0.3)%,高溫抗拉強度及延伸率分別為136±1.7 MPa和(19.3±0.3)%。
對純鈦進行2道次室溫等徑彎曲通道變形(ECAP)、等徑彎曲通道變形加旋鍛復合變形(ECAP+RS)并在旋鍛后在300℃和400℃退火1 h,制備出4種具有不同組織的超細晶純鈦。對這4種超細晶純鈦進行疲勞裂紋擴展實驗并觀察分析超細晶純鈦的顯微組織和疲勞斷口的形貌,研究了裂紋的擴展行為。結果表明:顯微組織對超細晶純鈦的疲勞裂紋擴展門檻值和近門檻區有顯著的影響;超細晶純鈦的疲勞裂紋擴展門檻值隨著塑性變形量的增大而增大,隨著旋鍛后退火溫度的提高而降低;疲勞裂紋擴展速率曲線因超細晶純鈦晶粒尺寸和強度的影響出現轉折,轉折前ECAP+RS復合變形純鈦的抗疲勞裂紋擴展能力比ECAP變形強,且隨著退火溫度的提高而降低;轉折后4種超細晶純鈦的疲勞裂紋擴展速率相差較小,呈現出相反的結果。疲勞裂紋擴展壽命中轉折前近門檻區裂紋擴展壽命占絕大部分,因而轉折前的門檻值與近門檻區的擴展速率對抗裂紋擴展能力更為重要。
使用磁過濾陰極真空電弧(FCVA)技術制備不同厚度的超薄四面體非晶碳膜(ta-C),研究了表征和測量超薄ta-C碳膜微觀結構和性能的方法以及膜厚的影響。使用X射線衍射儀驗證橢圓偏振光譜儀聯用分光光度計表征膜厚度的可靠性并測量了膜密度;用拉曼譜分析薄膜的內在結構,驗證用橢偏聯用分光光度計表征sp3 C含量的可靠性;用Stoney,s公式計算了薄膜的殘余應力。結果表明,薄膜的厚度由7.6 nm增大到33.0 nm其沉積速率變化不大,為1.7±0.1 nm/min;根據橢偏聯用分光光度計的表征結果,薄膜中sp3 C的含量逐漸減少,拓撲無序度降低,與拉曼譜的表征結果一致;厚度為7.6 nm的超薄ta-C碳膜中p3 C的含量最高;隨著厚度的增大薄膜中的殘余壓應力從14 GPa降低到5 GPa;厚度為11.0 nm的薄膜主體層密度最大,為3070 kg/m3,致密性較好;厚度對薄ta-C碳膜表面粗糙度的影響較小。用橢偏和分光光度計測量超薄ta-C碳膜的厚度和表征顯微結構是可行的,X射線反射法可用于測量超薄ta-C碳膜密度和表面粗糙度,但是對薄膜的質量要求較高。
用微乳法制備低熔點納米錫銀銅焊粉并揭示其機理,研究了表面活性劑、錫前驅體和微乳液比例對合成的納米SAC粒子熔點的影響。在最優工藝參數條件下合成的納米Sn3.0Ag0.5Cu其熔化起始溫度為183.6℃,比市售焊錫膏(217.8℃)降低了32.2℃,與傳統Sn-Pb焊料的最低熔點183℃接近。
采用放電等離子燒結技術(SPS)在950℃/80 MPa/10 min條件下制備粉末冶金Ti-22Al-25Nb(原子分數,%)合金作為初始材料,將其分別在940~1100℃、10~120 min和800℃/8 h條件下進行固溶處理和時效處理,研究了固溶+時效處理對粉末冶金Ti-22Al-25Nb (原子分數,%) 合金的微觀組織和顯微硬度的影響,并建立了顯微硬度的演變模型。結果表明,隨著固溶溫度的提高和保溫時間的延長B2相的晶粒尺寸增大、均勻度提高,在940~1010℃晶粒長大的速率最低,在1100℃晶粒尺寸的均勻度達到最大值0.84。板條O相的尺寸和數量對合金的性能有顯著影響。在(B2+O)兩相區時效后,其尺寸和數量顯著影響合金性能的次生板條O相的體積分數提高、尺寸減小,尤其是相互交叉、纏結的O/O相數量的增多,使合金的顯微硬度提高;在1060℃/60 min/Water cooling(WC)+ 800℃/8 h/Furnace cooling(FC)條件下處理的合金,其顯微硬度達到最大值434.92 HV。
簡要敘述了合成金屬間化合物的化學還原、沉積沉淀還原、化學氣相沉積和熱退火等方法。這些合成方法各有優缺點,可根據實際需求選擇適宜的方法??偨Y了金屬間化合物對加氫、氧化、重整等反應的催化性能,發現金屬間化合物是一類性能優良的催化材料,催化活性與其具有的有序原子排列、電子效應、幾何效應、空間效應、協同作用等有關。此外,還展望了此類材料的未來研究方向。
采用兩種不同成分的溶液對AZ31鎂合金微弧氧化(MAO)陶瓷層進行125℃+18 h的水熱處理,研究了水熱溶液成分對微弧氧化陶瓷層組織結構及耐蝕性能的影響,探討了水熱成膜及膜層腐蝕機理。研究結果表明:水熱處理過程中微弧氧化陶瓷層表面的MgO部分溶解,釋放出的Mg2+與堿性水熱溶液中的OH-結合形成Mg(OH)2納米片沉淀在陶瓷層表面及孔洞內;而在含有Al3+和Co2+的溶液處理過程中,溶液中的Al3+和Co2+取代沉淀在MgO表面及孔洞內的Mg(OH)2中部分Mg2+的位置形成雙金屬氫氧化物(LDH)納米片,將微弧氧化陶瓷層表面的孔洞及裂紋缺陷閉合。潤濕性與電化學測試結果表明,親水性的Mg(OH)2/MAO復合膜層因Mg(OH)2對MAO陶瓷層的封孔效應能在一定程度上提高MAO陶瓷層的耐蝕性,而疏水性的LDH/MAO復合膜層因封孔效應和LDH離子交換能力能顯著提高MAO陶瓷層的耐蝕性。
用磁控濺射法在ITO玻璃基底上制備Ti-Co合金薄膜,對其陽極氧化處理制備出鈷摻雜TiO2納米管陣列薄膜,研究了鈷摻雜對納米管陣列薄膜的形貌、結構、吸收光譜以及光催化還原性能的影響。結果表明:鈷摻雜TiO2納米管陣列薄膜為銳鈦礦相,管狀陣列的管徑均一、排列規整。鈷摻雜使薄膜形成(001)擇優取向。隨著鈷摻雜量的提高,薄膜吸收可見光的能力提高。鈷含量(原子分數)為0.19%的薄膜光催化性能最優,可見光照150 min后對Cr(VI)的還原率可達98.4%。
使帶有環氧基團的三縮水甘油基對氨基苯酚(TGPAP)分別與溴代正丁烷(BB)、2-溴乙醇(BE)反應,合成了反應型粘土有機修飾劑溴化(正定烷基)雙環氧基(4-環氧醚基)銨(TGPAPB)和溴化(2-羥乙基)雙環氧基(4-環氧醚基)銨(TGPAPE)。用這兩種修飾劑改性粘土,分別制備出具有相同反應官能團但與環氧樹脂的相容性略有不同的兩種有機化粘土(B-Clay和E-Clay)。再用“粘土淤漿復合法”制備出兩種環氧樹脂/粘土納米復合材料,研究了兩種反應型有機修飾劑對納米復合材料的結構和性能的影響。結果表明:帶有羥基的E-Clay以高度無規剝離形式均勻分布在環氧樹脂基體中;而B-Clay則形成了無規剝離/插層混合結構。兩種粘土均參與固化反應在環氧樹脂基體和粘土片層間產生了較強的界面作用力,從而顯著提高了納米復合材料的拉伸強度。粘土質量分數為3%的兩種納米復合材料,其拉伸強度分別達到32.4 MPa(E-Clay)和28.0 MPa(B-Clay),比對應的純環氧樹脂聚合物分別提高了76.47%和52.51%。同時,這兩種納米復合材料的玻璃化轉變溫度(Tg)也略有提高。
使用透射電鏡(TEM)研究了Ti65合金在600~650℃、120~160 MPa條件下的蠕變變形行為及其微觀變形機制。結果表明:初級蠕變變形機制主要由受攀移控制的位錯越過α2相的過程主導;穩態蠕變階段蠕變機制主要由受界面處擴散控制的位錯攀移的過程主導,且應力指數為5~7。在初級蠕變階段α2相與位錯的相互作用是α2相對合金高溫強化的主要方式,在穩態蠕變階段沿α/β相界分布的硅化物阻礙位錯運動與限制晶界滑移是硅化物對合金強化的主要方式。
研究了銅含量和燒結溫度對Fe-Cu基粉末冶金復合材料摩擦磨損性能影響。結果表明,Cu含量為20%~60%,隨著Cu含量的提高耐磨性能先隨之提高,Cu含量為40%時耐磨性能達到最優值,平均摩擦系數最小為0.172,磨損量為0.007 g;隨著Cu含量的進一步提高耐磨性能反而降低。燒結溫度為1096~1296℃時,隨著燒結溫度的提高耐磨性能隨之提高,溫度達到1196℃時耐磨性能達到最優,平均摩擦系數最小為0.123,磨損量為0.0018 g;燒結溫度再提高耐磨性能反而降低。在最優工藝燒結過程中液相Al分別與Fe和Cu基體生成固溶體,使材料的密度和強度提高。MnS分解后,Mn與Fe基體生成固溶體,部分C也與Fe基體生成固溶體,兩者促進了合金的固溶強化。其余的單質C,使合金的潤滑性能提高。燒結后,Cu晶粒組織變得均勻細小,在Fe基中以網狀形式存在。以上各組元的特殊作用使Fe-Cu基復合耐磨材料具有優異的耐磨性能。
采用氧氣介質阻擋放電(DBD)等離子體處理PBO纖維表面,用以改善PBO纖維與雙馬來酰亞胺(BMI)樹脂之間的界面粘結性能。結果表明,用氧氣等離子體處理PBO纖維能大幅度提高PBO/BMI復合材料的層間剪切強度(ILSS)值,最佳處理條件為功率30 W/m3、時間24 s,ILSS值從43.9 MPa提高到62.0 MPa。經過氧氣DBD等離子體處理的PBO纖維其表面的氧含量明顯提高,氮含量變化不大,甚至在過度處理時降低;官能團-O-C=O基團的含量從0提高到3.16%,-C-O-的含量也明顯提高;在氧氣DBD等離子體處理后的PBO纖維表面產生大量凹凸不平和溝壑,使纖維表面的粗糙度提高。而表面氧含量的提高和表面形貌與粗糙度的變化,是PBO/BMI復合材料ILSS值提高的重要原因。單絲拉伸實驗結果表明,適當的DBD等離子體處理不會對PBO纖維表面產生不良影響,不影響其在復合材料中的作用。
在液氮溫度下將4 mm厚的Cu-4.5%(質量分數)Al合金板材雙表面機械研磨2 min,形成~250 μm厚的梯度結構層,在梯度結構層內產生了位錯、層錯、納米孿晶等缺陷密度由表及芯呈梯度減少的微觀結構,用數字圖像相關法研究了拉伸過程中剪切帶的演變過程。結果表明,雙面約束的梯度結構材料能避免應變局部化,均勻分布的應力應變使材料避免了在較早階段塑性失穩進入頸縮階段,較好的保持了加工硬化能力。
對7075鋁合金進行深冷-時效復合處理(DCT-T6),使用TEM、SEM和拉伸測試等手段對其表征,研究了深冷-時效復合處理對其顯微組織和力學性能的影響。結果表明,與T6處理相比,DCT-T6處理可提高晶內析出相密度、減小析出相的尺寸、提高位錯密度和生成亞晶。在深冷時間為3~6 h時,隨著深冷時間的延長η'相的密度先提高后降低,晶界析出相(GBP)的尺寸、兩相間距、線缺陷數量、η相密度、位錯密度以及亞晶數量增大,合金的伸長率降低,抗拉強度先提高后降低。深冷4 h為拐點。深冷時間為4 h時合金的抗拉強度達到最大值645 MPa,比T6樣品提高13.1%;深冷時間為3 h時合金的伸長率達到最大值13%,比T6樣品提高了44.4%。
用鎢極氬弧焊(TIG)和變極性等離子弧焊(VPPA)對2195與2219異種鋁合金進行平板對接焊,研究了不同焊接方法和在有無保護氣氛條件下焊接接頭的顯微組織和性能。結果表明,在用TIG和VPPA工藝焊接的接頭區域都沒有出現宏觀熱裂紋,能量密度高、焊接快和熱輸入量小的VPPA工藝使焊縫區域較窄;異種鋁合金焊縫接頭熔合線附近的主要析出相為θ相,在焊縫區域有α-Al與θ相組成的共晶組織;在TIG工藝和有氣氛保護的VPPA工藝的焊接接頭區域沒有出現局部軟化現象,焊縫區域的硬度與2219側母材相同。TIG工藝的焊接接頭,其抗拉強度更高。
用滲流鑄造法制備ZL104合金泡沫和304不銹鋼纖維/ZL104合金復合泡沫,對比研究了兩種泡沫的孔結構、力學和吸聲性能及其機理。結果表明,調控鹽(次鹽)的作用使合金泡沫和復合泡沫的孔壁上出現次孔結構而生成多孔孔壁結構;纖維復合后的泡沫以孔壁纖維、穿孔纖維和孔間纖維三種狀態存在,與相同孔隙率的合金泡沫相比,復合泡沫的孔隙率為77%~86%、主孔徑為0.35 mm、纖維直徑為0.1 mm,具有更高的壓縮性能和吸聲性能。復合泡沫的壓縮性能和吸聲性能,都隨著孔隙率和纖維含量的提高先提高后降低??紫堵蕿?2%的復合泡沫,纖維含量(體積分數)為5%時力學性能達到2.6 MPa,纖維含量為8%時其平均吸聲系數(吸聲性能)為0.893。有限元分析結果表明,復合泡沫受力時,孔壁纖維和穿孔纖維能傳遞和分散應力,并通過位移和偏轉等方式消耗能量,使其強度提高;J-A模型分析結果表明,突出到孔隙中的纖維使復合泡沫的表面粗糙度和比表面積和聲波在泡沫內的損耗增大,是其吸聲性能較高的原因。
使用OM、TEM和EBSD等手段和測試室溫拉伸性能,研究了2060鋁鋰合金厚板的組織和力學性能的各向異性。結果表明:1) 0°方向的強度最高,延伸率和斷面收縮率較低;45°方向的強度最低,延伸率和斷面收縮率最高;90°方向的強度稍低于0°方向,延伸率和斷面收縮率最低。2) 在0°、45°和90°方向合金的主要析出相為T1相,在0°和45°方向還析出了θ'相和少量的球形δ'相。在0°方向析出相數量最多且分布均勻,在45°方向析出相的尺寸較大,大部分T1相粗化為板片狀,在90°方向析出相的數量較少,但是T1相的尺寸明顯比45°方向的更小。3) 2060鋁鋰合金厚板45°方向的織構強度最高,出現了強再結晶織構P{011}<122>;在0°方向織構強度仍較高,以再結晶P{011}<122>為主,還有較弱的形變織構Copper{112}<111>;90°方向的織構強度相對較弱,以形變織構Copper {112}<111>和形變織構S{123}<634>為主。
通過模板法與物理混合法相結合,成功制備了三維網絡結構的BaTiO3(BTO)/Fe3O4/三聚氰胺泡沫異質結構復合材料。采用掃描電鏡和X射線衍射對樣品的表面形貌和晶體結構進行了表征。使用矢量網絡分析儀測試了該樣品在2~18 GHz頻率范圍內的復介電常數和復磁導率,并根據測量數據計算了反射損耗值。隨后,使用COMSOL多物理場仿真軟件進行有限元分析,研究了該復合體系的吸收機制和吸波性能。研究結果表明,成功引入了BTO和Fe3O4形成的大量異質界面到三維網絡結構碳中,構建了異質結構。B
為了進行碳化硅(SiC)的光固化3D打印,本文提出采用表面氧化處理提升SiC漿料的光固化性能。采用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、X射線光電子能譜等研究了SiC顆粒的氧化過程以及氧化溫度與保溫時間對氧化過程的影響;采用動態流變儀、紫外分光光度計、數字千分尺等研究了漿料的流變性能和光固化性能。結果表明:經表面氧化處理后的SiC顆粒紫外反射率有顯著的提高,最高為48.11%,為未氧化SiC顆粒的1.8倍;配制的漿料光固化性能有明顯的改善,曝光5 s時固化厚度最高為76 μm,為未氧化的3.6倍。隨著氧化溫度的上升以及保溫時間的延長,氧化層厚度持續增長,最高達到144.8 nm??紤]到過度氧化不利于后續SiC陶瓷的燒結成型,最終選擇使用1100 ℃保溫3.0 h的氧化SiC粉末,并以1%(質量分數)的KOS163為SiC漿料的分散劑,制備了固含量為45%(體積分數)的SiC漿料,成功實現了SiC陶瓷坯體的光固化3D打印。
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