石墨烯/钛界面合金元素偏聚与界面反应抑制机理

石墨烯/Ti基复合材料因具有轻质、高比强度和优异的耐腐蚀性特性而成为极具竞争力的金属基复合材料。然而,石墨烯作为一种优秀的增强体,由于可与Ti发生剧烈的界面反应,严重阻碍了石墨烯/Ti基复合材料的发展与应用。使用第一性原理计算研究合金元素对石墨烯/Ti复合材料界面行为以及电子结构的影响。选取9种合金元素(Ta,Mo,Sn,Pd,Si,Ni,Co,Mn和N)构建Ti/石墨烯/Ti界面掺杂模型,计算界面偏聚能、电子态密度、布局分析以及差分电荷密度。研究发现,当掺杂的合金元素为Ta,Mo和Sn时,界面偏聚能力较弱。同时,分析电子性质可以发现这9种合金元素均削弱了Ti原子与C原子之间的电荷转移。为新型基体钛合金设计和高性能石墨烯增强钛基复合材料设计提供了新的途径,为高性能石墨烯/Ti基复合材料的新型基体钛合金设计提供了重要参考。

材料类专业学位研究生培养质量提升举措与培养模式研究

该文结合哈尔滨工业大学材料类专业学位研究生教育实际工作,总结若干学位研究生培养的经验,包括提高教师队伍对专业学位研究生认识的水平、研究生论文标准的制定、课程体系的建立、研究生教育过程的管理。并就学位研究生教育,提出培养模式新思路。

18Ni(200)马氏体时效钢的循环相变晶粒细化新工艺

研究了一种 18Ni (2 0 0 )马氏体时效钢的晶粒细化热处理新工艺。将高温固溶后具有粗大原始奥氏体晶粒的试样在不同温度短时保温 ,通过金相观察确定再结晶温度点。将试样加热到此点以上不同温度后冷却至室温 ,进行 α′ γ循环相变以细化晶粒 ,结合相变精细微观组织分析 ,开发出变温循环相变晶粒细化新工艺 ,达到了较好的细化效果。并较大幅度地提高了 18Ni (2 0 0 )

ZrO_2-Ni功能梯度材料的热冲击与热疲劳行为

通过抗热震参数分析和热循环试验研究了ZrO2 -Ni功能梯度材料 (FGM )的热冲击与热疲劳行为及其影响因素 .结果表明 ,ZrO2 -NiFGM抗热震参数呈梯度分布 ,ZrO2 侧抗热冲击断裂能力强而富Ni区热疲劳抗力高 .其热震破坏符合热疲劳损伤机理 ,裂纹的准静态扩展为其控制因素 .热疲劳裂纹在梯度层内以微孔聚集、连接方式萌生和扩展 ,而在梯度层间无横向贯穿裂纹 ,克服了传统陶瓷

原位反应合成Mo-Si化合物系复合材料

采用反应烧结法原位合成了Mo-Si系化合物复合材料,利用X射线衍射仪、扫描电镜和电子探针等考察了材料的显微结构和相组成.结果表明,随原料粉中Mo含量的增加,Mo-Si系反应生成物依次向MoSi2→Mo5Si3→Mo3Si变化;各相分布较为均匀,组织致密,晶粒细小.

羟基磷灰石/钛生物功能梯度材料种植体与骨的结合强度

采用动物兔活体植入与剪切强度试验考察了羟基磷灰石(HA)/Ti生物功能梯度材料(FGM)种植体与头骨基体的结合强度。结果表明,HA-TiFGM种植体/骨结合强度随植入时间延长迅速增高,其强度值与纯HA植入体相当而大大优于纯Ti种植体;植入3个月时,HA-TiFGM与周围骨组织的结合强度可达6.49MPa。剪切断口形貌表明,FGM种植体断裂发生在界面的新骨一侧,说明其界面结合强度甚至超过了新生骨组织本身的剪切强度。

TA15钛合金的形变热处理

研究了形变热处理对TA15钛合金组织与力学性能的影响。在α+β两相进行形变热处理使组织中的条状初生α相碎化。对水冷的试样进行930℃/1h/空冷+915℃/1h/空冷+530℃/6h/空冷的处理,抗拉强度明显提高,组织中的条状初生α相发生球化。在β相进行形变热处理使强度略有降低,魏氏组织中的α层片增厚。

TA15钛合金热变形工艺-组织的人工神经元预报

TA15钛合金经过不同条件的热约束变形之后进行金相观察,获得了工艺(温度、应变、应变速率、冷却方式)和组织(初生α相含量、初生α相尺寸、初生α相长径比)参数数据,分别以这些数据作为输入和输出,建立了结构为4×6×8×3的BP人工神经网络。研究结果表明:所建立的网络可以很好地反映出材料的工艺-组织之间的关系并且具有一定的精度,网络模型可以用来预测不同变形条件下TA15钛合金的组织,且对于TA15钛合金的实际生产具有有效的指导作用。

ZrO_2－Ni功能梯度材料界面结构的研究

利用透射电镜和高分辩电子显微术研究了ＺｒＯ_２－Ｎｉ功能梯度材料（ＦＧＭ）的界面形态与精细结构。结果表明，组元Ｎｉ和ＺｒＯ_２，以直接结合为主，无明显界面反应。ＺｒＯ_２中ｔ／ｍ相界完全共格，存在大量界面结构台阶。此外，在Ｎｉ孪晶界附近存在较多生长缺陷──Ｆｒａｎｋ位错。

钛酸锶铅梯度功能陶瓷的显微结构及介电性能

采用（Sr1-xPbx）TiO3系列纳米粉末烧结制备了（Sr,Pb）TiO3系均质与梯度介电功能陶瓷材料,考察了其组成分布、显微结构及介电性能.结果表明,烧结后陶瓷基本致密化,晶粒有所长大（平均粒径约为6.3μm）,其中存在少量圆形封闭气孔;均质陶瓷中Sr和Ph元素分布均匀,梯度陶瓷中则呈阶梯状梯度变化;烧结前后陶瓷相结构明显改变,由原来的立方顺电相为主转变为四方铁电相为主,并存在铁电畴亚结构;梯度化组成有效地优化了（Sr,Pb）TiO3陶瓷的介电性能,工作温度区间及介温稳定性明显改善.

18Ni马氏体时效钢铸件组织和力学性能

利用金相显微镜、扫描电镜和万能电子材料试验机对马氏体时效钢铸件的组织和力学性能进行了考察。结果表明,马氏体时效钢铸件热处理后强度较高,受制于其内部铸造缺陷。

伞齿轮淬火变形的有限元模拟

针对伞齿轮渗碳后模压淬火过程,对伞齿轮进行了一定的简化,确定了材料的各项热物性参数和力学性能参数,考虑了马氏体转变的相变潜热,测定了淬火过程中的热膨胀系数,最终建立了伞齿轮淬火的有限元模型。利用ABAQUS/Standard计算了伞齿轮工件的温度场和应力场,分析了淬火过程中伞齿轮工件各个位置的温度变化规律和淬火变形规律。

基于BP神经网络的TA15钛合金流动应力预测

利用Gleeble 1500热模拟机进行了TA15钛合金不同变形温度、变形程度和应变速率条件下的热压缩试验。在试验数据基础上,应用BP神经网络建立TA15钛合金高温变形本构关系。研究结果表明,通过BP神经网络得到的流动应力具有较高的精度,能够客观地反映TA15钛合金在塑性加工过程中的动态行为,具有重要的工程应用价值。

致密羟基磷灰石(HA)生物陶瓷烧结行为和力学性能

从生物相容性的角度考虑，羟基磷灰石（ ＨＡ） 是人体硬组织置换种植体最适合的陶瓷材料。但目前ＨＡ 陶瓷很差的力学性能使得它不能在受载场合下应用，如人造牙齿或骨。所以力学性能高的致密羟基磷灰石陶瓷或羟基磷灰石基生物材料是我们所期望获得的。本文简单介绍了国内外关于致密羟基磷灰石（ＨＡ） 生物陶瓷烧结行为和力学性能的研究进展。

马氏体时效不锈钢的发展现状

叙述了马氏体时效不锈钢的材料开发、成分、性能和组织结构的发展现状 ,该钢的发展趋势是降低钢中气体、夹杂和有害元素含量 ,开发超细化晶粒和均匀组织 。

TA15合金热变形行为研究

用Gleeble-1500型热模拟试验机对TA15合金进行了变形温度为650～1 000℃、应变速率为0．001～1s-1的热压缩试验,研究了工艺参数对流变应力及组织的影响,计算了应力速率敏感指数m及变形激活能Q,建立了本构方程。结果表明:流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大;应力速率敏感指数m随变形温度的升高而增大。650～850℃时变形激活能为386．32 kJ／mol,850～1 000℃时为479．365 kJ／mol,预示在不同的温度区间具有不同的变形机制。

晶粒尺寸对18Ni马氏体时效钢力学性能的影响

为解决我国某国防用高精密弹性件材料强韧性不足的问题 ,研究了不同尺寸对 1 8Ni(1 75 0MPa级 )马氏体时效钢力学性能的影响 .通过循环相变细化奥氏体晶粒到不同尺寸 ,在相同时效处理规程下进行时效处理 ,机械性能测试表明 ,晶粒细化是同时提高 1 8Ni马氏体时效钢强度和塑性的一种有效手段 ,在晶粒比较粗大时 ,晶粒细化对强度的贡献不是很大 ,随着晶粒的进一步细化 ,晶粒细化对 1 8Ni马氏体时效钢的强度贡献逐渐增加 ,时效处理对这一影响有放大作用 .

羟基磷灰石(HA)生物复合材料的研究进展

综述了强韧化羟基磷灰石(HA)生物复合材料的类型、烧结制备和力学性能等方面的研究进展,并简单介绍了功能性活性HA生物复合材料。

超高强度马氏体时效钢的发展

马氏体时效钢是以无碳 (或超低碳 )铁镍马氏体为基体的经时效生产金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢。该钢在高强度时效处理前具有良好的成形性 ,时效处理几乎不变形 ,时效处理后有高强韧性。文中论述了典型Ni Co Mo Ti Al马氏体时效钢和Ni Mo Ti( Cr Al)无钴马氏体时效钢的化学成分和力学性能 ,阐述了马氏体时效钢在 4 0 0～ 5 0 0℃时效时马氏体基体内产生大量强化效果极高、韧性损失极小的金属间化合物沉淀相的时效结构和强化机制 ,以及Ni、Co、Mo、Cr、Mn、Ti等元素在马氏体时效钢中的合金化作用。概述了马氏体时效钢的生产工艺 ,应用和发展趋向。

HA-Ti生物功能梯度材料微观组织及热应力缓和特性

本文用粉末冶金法制备了ＨＡ－Ｔｉ系生物ＦＧＭ，并测定了ＨＡ－Ｔｉ复合体材料的弹性模量和热膨胀系数．应用经典叠层板理论和热弹性力学理论分析了ＨＡ－Ｔｉ系ＮＦＧＮ双层板和ＨＡ－Ｔｉ系ＦＧＭ的制备残余热应力和热应变．结果表明，ＨＡ－Ｔｉ系生物ＦＧＭ呈现出宏观不均匀性与微观连续性的组织特征．ＨＡ－Ｔｉ系复合体材料的弹性模量在Ｔｉ－ＨＡ８０达到谷值，并受到气孔率的影响．其热膨胀系数随着ＨＡ含量和测试温度的升高而增大．残余热应力和残余热应变强烈依赖于组成分布，ＦＧＭ由于组成梯度化减小了成分变化幅度，其最大残余拉应力只有ＨＡ／Ｔｉ直接叠合体（ＮＦＧＭ）的１／３。