超声化学原位合成(Al_3Zr+ZrB_2)/A356复合材料的力学行为

利用超声化学熔体原位反应技术合成颗粒增强(Al3Zr+ZrB2)/A356复合材料,通过SEM原位拉伸实验及其断裂表面研究分析复合材料的断裂行为。结果表明,复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到403.61MPa、343.98MPa和8.9%,较未施加超声作用的复合材料分别提高16.09%、12.9%和32.83%;复合材料的室温拉伸断口SEM形貌表现出明显的韧窝断裂特征,为塑性断裂。裂纹的萌生机制主要有基体在滑移过程中的位错作用机制、内生Al3Zr和ZrB2颗粒脱落或破碎形成的空穴成核机制和基体缺陷诱发机制;由于内生增强颗粒微观分布上的不均匀性,当主裂纹扩展前方遇到颗粒密集区时,其扩展方向偏向颗粒贫化区,绕过颗粒密集区,并沿颗粒富集区与贫化区的界面向前扩展、延伸,形成宏观裂纹。

高能超声场下熔体原位反应制备TiB_2/Al-30Si复合材料及其耐磨性能(英文)

在高能超声场下利用熔体原位反应制备TiB2/Al-30Si复合材料;利用XRD、SEM及干磨损试验研究此复合材料的显微组织和磨损性能。结果表明：在高能超声场作用下,原位TiB2颗粒在铝基体中分布均匀,形貌为圆形或四边形,尺寸在0.1-1.5μm之间。初生硅的形貌为四边形,平均尺寸为10μm。随着高能超声功率的增加,Al-30Si基体合金及TiB2/Al-30Si复合材料的硬度明显提高;特别是当超声功率为1.2 kW时,复合材料的硬度达到412 MPa,是基体合金的1.3倍。复合材料的磨损性能得到明显提高,载荷的变化对复合材料的磨损量影响不大。

熔体超声处理对A356合金铸态显微组织和力学性能的影响

采用高能超声装置对A356合金熔体进行处理,利用扫描电镜、万能材料试验机等研究了高能超声功率及处理时间对A356合金铸态显微组织和力学性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明:对A356合金熔体进行超声处理后合金铸态组织中的硅相逐渐由树枝状变成颗粒状,-αAl相细小圆整;当超声功率为1.2 kW、处理时间为600 s时,处理效果最好;处理时间一定后,随着超声功率的提高,A356合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都增加,最大值可分别达到294.37,207.98 MPa和6.85%,分别为未施加高能超声处理的1.56,1.93和1.10倍;随着高能超声处理时间的延长,A356合金的抗拉强度、屈服强度以及伸长率呈现先升后降的趋势。

镁基储氢材料的研究

总结近几年来镁基储氢材料的研究发展概况 ,重点综述元素取代、复合处理、表面改性及机械合金化等方法对镁基储氢材料性能的影响 。

磁化学原位合成Al-Zr(CO_3)_2复合材料颗粒形貌及长大机制

利用磁化学原位反应技术成功制备了Al2O3和Al3Zr颗粒增强Al-Zr(CO3)2体系铝基复合材料。XRD、SEM和TEM分析结果表明,反应所生成的Al2O3和Al3Zr增强颗粒在基体中均匀分布;颗粒尺寸为90～120nm。内生Al3Zr的形貌主要有粒状、块状、板条状和针状。对Al-Zr(CO3)2体系,在脉冲磁场条件下,反应温度在850、900、950、1000℃时,Al3Zr形貌分别为粒状、块状、板条状和长针状或者纤维状。Al3Zr晶体表面存在生长小面facets,在晶体中观察到了清晰可见的孪晶面和孪晶形成的凹角沟槽,孪晶面为(1-1-4),孪生方向为[22-1],孪晶的存在及其数量对Al3Zr的生长形态起着重要的作用。内生Al2O3的形态主要为等轴粒状,受反应温度的影响不大。

NdMgNi_4相形成过程中Mg的添加量的研究

本文主要运用X射线衍射、扫描电镜等方法分析研究了在850℃条件下,储氢合金NdMgNi4相的形成过程中Mg的添加量。利用机械合金化法制备的NdMgNi4化合物,在850℃温度条件和氩气保护条件下烧结保温8h。XRD分析结果表明,当Mg的添加量分别比实际计算量增加5%(质量)时,实验测试效果最佳,得到了理想的NdMgNi4单相,并分析了其中的原因。

稀土钇对A356合金显微组织和拉伸性能的影响

运用光学显微镜、扫描电镜和万能电子拉伸试验机等研究了稀土元素钇对A356合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:稀土钇是A356合金的一种优良变质剂,不但能使初生的α-Al晶粒变得圆整细小,二次枝晶间距减小,而且能使共晶硅由粗大的板条状转变为细小的颗粒状或纤维状;当加入0.4%钇后,A356合金的抗拉强度和伸长率分别达到了298 MPa和9.5%,比未添加钇的合金分别提高了29.6%和21.5%。

Si、Mg含量及合金元素对A356合金力学性能的影响

研究了Si、Mg含量及合金元素对A356合金力学性能的影响。结果表明,在A356合金中,Si元素和Mg元素在允许范围内适当增加添加量,能促使更多的Mg2Si生成,增加了共晶Si数量,合金在铸态和T6态的力学性能都有一定程度提高;在此基础上添加合金元素,初生α-Al能得到更有效细化,共晶硅变质更充分,合金的力学性能有了极大提高。高Si、Mg含量的A356合金对细化变质处理更加敏感,T6处理后力学性能达到最佳,抗拉强度和伸长率达到320MPa和8.0%,分别比低Si、Mg含量合金提高了18.6%和35.6%。

添加微量稀土对锶变质铝轮毂材料组织和性能的影响

采用光学显微镜和扫描电镜等分析手段研究了微量稀土对锶变质A356合金组织和性能的影响。研究结果表明:对锶变质A356合金添加稀土元素既能起到细化初生α-Al晶粒的作用,也能加强对共晶硅的变质效果。同时对铝合金熔体有良好的净化除气作用,能明显改善A356合金的冶金质量。当稀土添加量为0.3%(质量分数)时,A356合金的抗拉强度和伸长率分别达到了306MPa和12.6%,比锶单独变质分别提高了25.9%和70.2%。

超声化学原位合成(Al_2O_3+Al_3Zr)_p/A356复合材料

采用熔体反应法,以A356-Zr(CO3)2为反应体系,并在反应过程中施加高能超声,超声化学原位合成了(Al2O3+Al3Zr)p/A356复合材料。扫描电镜(SEM)与X衍射(XRD)分析表明:生成的颗粒为Al2O3和Al3Zr,颗粒细小,形状一致,且弥散分布于铝基体中;试验发现:在相同反应条件下,与常规原位反应相比,超声作用下反应更快、更完全,缩短了反应时间,并从反应动力学角度进行了分析。复合材料的力学性能研究表明:经过超声处理的复合材料的抗拉强度达到了391 MPa,比未加超声的提高了23%。拉伸断口形貌分析表明:在超声作用下,复合材料断口上韧窝数量明显增加,韧窝变小、变深,材料韧性断裂特征明显。

微合金化对原位复合材料组织与性能的影响

利用熔体原位反应法制备了（Al2O3＋Al3Zr）p／A356复合材料．研究了添加质量分数均为0．2％的Mn和Cr微合金元素对所制备的复合材料微观组织和室温力学性能的影响．SEM分析结果表明：添加微合金元素改善了（Al2O3＋Al3Zr）p／A356复合材料的微观组织，原位Al3Zr颗粒和初生α相得到了有效细化，尺寸大部分为2-3αm，增强颗粒均匀分布在A356基体中，颗粒呈球形或椭球形．室温拉伸试验结果表明，添加微合金元素对复合材料的力学性能有一定程度的改善，其抗拉强度σ，屈服强度σs。和延伸率δ较添加前分别提高了13．9％，16．9％和10．6％，达到326．1MPa，252．2MPa和5．2％．SEM拉伸断口形貌分析表明，其断裂属于塑性断裂．

脉冲磁场下Al-ZrSiO_4体系原位合成复合材料及其微观组织

在脉冲磁场下，以Al-ZrSiO4为反应体系成功制备了内Al3Zr和Al2O3颗粒增强铝基复合材料。用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（sEM）、电子探针（EPMA）等研究了（Al2O3＋Al3Zr）p／Al复合材料的相组成、凝固组织和内生增强体的特征。试验结果表明，在脉冲磁场作用下，原位合成的颗粒细小，呈矩形或短棒状的A13Zr颗粒尺寸为1～3μm，形状圆整的Al2O3颗粒尺寸小于2μm，且弥散分布于基体中。随着外加脉冲磁场强度的增大，反应生成的增强颗粒变得更加细小，分布更均匀。外加脉冲磁场作用时间短，颗粒体积分数低，颗粒粗大；作用时间长，颗粒体积分数明显下降，部分颗粒开始团聚长大，最佳的作用时间为15～20min。

脉冲磁场下原位合成(Al_2O_3+Al_3Zr)_p/Al复合材料的微观组织及力学性能

采用熔体反应法,以Al-ZrSiO4为反应体系,在反应过程中施加脉冲磁场,原位合成Al3Zr和Al2O3颗粒增强铝基复合材料。X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)分析表明:脉冲磁场作用下,原位合成的颗粒细小,尺寸为1～3μm,且弥散分布于基体中;随外加脉冲磁场强度的增大,反应生成的增强颗粒变得更加细小,分布更均匀。拉伸实验结果表明:脉冲磁场作用下原位合成复合材料的抗拉强度随着脉冲磁场强度的增大而升高,当磁场强度为0.05 T时,复合材料的抗拉强度比未施加脉冲磁场的复合材料提高28%;伸长率随磁场强度的增大略微下降。拉伸断口形貌分析表明:脉冲磁场作用下复合材料断口形貌中的韧窝和撕裂纹大大减少,但仍属于塑性断裂。

复合添加Ce、Sr和La对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响

研究了Ce、Sr和La对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,复合添加Ce、Sr、La可显著细化镁合金铸态组织,使呈网状分布的β-Mg17Al12相断裂成块状或粒状,均匀分布在基体中,并在合金组织中生成杆状或者针状的Al4Ce和Al4La相。复合添加0.5%Ce-0.3%La-0.2%Sr的镁合金显微组织最佳,并且抗拉强度达到了270 MPa,伸长率达到了7.75%。

Sr对(Al_2O_3+Al_3Zr)_p/A356复合材料组织及性能的影响

采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析以及力学性能测试,研究了微量Sr对A356-Zr(CO3)2体系熔体反应法合成的(Al2O3+Al3Zr)p/A356复合材料组织及性能的影响。SEM分析结果表明,微量Sr变质后,原位合成的Al3Zr和Al2O3颗粒细小,颗粒尺寸大部分在2～3μm之间;内生Al2O3、Al3Zr颗粒已不被凝固界面大量排斥和推移,而是大部分被捕捉进入固相,均匀分布在基体中;同时Sr使基体A356中Si相形貌从粗针状变为细小的颗粒状。力学性能测试结果表明,Sr变质后的复合材料的抗拉强度比未变质的复合材料提高了13.8%。

(Al_2O_3+Al_3Zr)_p/Al-22Si铝基复合材料的制备及摩擦学性能

在Al-22Si-Zr(CO3)2体系中,用熔体原位反应法制备了内生Al2O3和Al3Zr颗粒增强铝基复合材料,用XRD、EPMA、SEM等方法对复合材料进行物相和显微组织分析;用磨损试验机测试了复合材料的室温干滑动摩擦磨损性能,并对其磨损机制进行了分析。结果表明:复合材料的磨损性能比基体合金有显著提高,随着内生Al2O3和Al3Zr颗粒体积分数的增加,复合材料的耐磨性能逐渐提高;随载荷增加,复合材料的摩擦因数呈降低趋势,且颗粒体积分数越大,摩擦因数越低;随颗粒体积分数的增大,复合材料的磨损机制由粘着磨损+磨粒磨损向磨粒磨损转变。

超声化学原位合成(Al_2O_3+Al_3Zr)_p/A356复合材料

采用熔体反应法,并在反应过程中施加高能超声,合成了(Al2O3+Al3Zr)p/A356复合材料。XRD和SEM分析表明,生成的增强颗粒为Al2O3和Al3Zr;颗粒尺寸细小,平均粒径尺寸为1μm,在基体中均匀分布;共晶Si在高能超声作用下显著细化,变短并呈粒状。研究表明,经过高能超声处理后,其抗拉强度比未加高能超声处理的复合材料提高了近20%,达到了381.4MPa。

射频磁控溅射法制备PI基CeO_2-TiO_2复合薄膜

采用射频磁控溅射技术在柔性基体PI(聚酰亚胺)上制备了纳米CeO2-TiO2复合薄膜。借助X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和紫外-可见光谱仪分别研究了薄膜的物相结构、表面生长形貌和薄膜的紫外-可见光透过率及光学能隙,并用WS-2000型薄膜划痕仪测定薄膜与基体的界面结合强度。实验结果表明:沉积态的薄膜为非晶态,经200℃退火处理4h后,转化为良好的晶态,薄膜中主要含有锐钛矿相结构;溅射功率对薄膜的形貌,光学性能及界面结合力均有影响。尤其当溅射功率为120W时,薄膜的综合性能最优;平均晶粒尺寸110nm,表面粗糙度为160nm,吸光率达80%,光学能隙Eg仅为(2.65±0.05)eV,划痕法测量涂层与基体的附着力为60N。

微合金化对原位合成(Al_2O_3+Al_3Zr)_p/A356复合材料显微组织与力学性能的影响

采用微合金化和熔体原位合成法制备了(Al2O3+Al3Zr)p/A356复合材料,研究了微合金化对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:微合金化后复合材料中Al2O3和Al3Zr的尺寸更加细小,在0.5～2μm之间,分布更加均匀,颗粒形貌趋于球形,周边圆滑;其力学性能较未添加合金元素的复合材料有明显提高;当添加0.2%Mn+0.2%Cr+0.3%RE时,复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率达到379 MPa,297 MPa和7.5%,分别提高了32.5%,37.5%和59.5%;其断裂形式属韧性断裂;其强化机制主要有Orwan强化、细晶强化、固溶强化和位错强化。

素养导向评价目标的制订——以“数据收集整理”单元为例

2022年版课标提出“注重实现‘教-学-评’一致性”。这就要求教师从一致性的视角系统思考课程教学,其中教学评价是重要的一环,贯穿于教学实践的全过程,而评价目标居于首要的、核心的、统领的位置。评价目标不仅是“教到什么程度”的衡量标准,也是“怎么教”的行为导向。2022年版课标还指出,课程目标要以核心素养为导向。因此,评价目标的研制要始终坚持素养导向。