高岭土插层改性方法及其复合物的应用

本文分析了高岭土插层改性的机理,综述了高岭土有机插层改性的传统方法及近几年出现的几种新方法,特别是微波辅助插层改性、超声化学法等。此外还介绍了高岭土有机插层纳米复合物在陶瓷材料、光电学功能材料、环保材料、结构材料等方面的应用及前景展望。

热处理对ZM51镁合金高周疲劳性能的影响

采用升降法和成组法对挤压态、固溶态、T6欠时效态及T6峰时效态ZM51镁合金进行应力比为-1的疲劳性能测试,获得了ZM51镁合金在不同热处理状态下的疲劳强度(循环周次为1×10^(7))和S-N曲线,研究了不同热处理工艺对ZM51镁合金高周疲劳性能的影响;同时,通过疲劳断口分析获得ZM51镁合金的高周疲劳断裂机理。结果表明,经过固溶处理(320℃×1 h+380℃×3 h)后,ZM51镁合金疲劳强度明显下降,由挤压态的124 MPa降低为94 MPa,经过后续的T6时效处理,合金疲劳强度升高,T6欠时效态(90℃×32 h+175℃×2 h)疲劳强度为107 MPa,T6峰时效态(90℃×32 h+175℃×14 h)疲劳强度为130 MPa。疲劳断口分析表明,ZM51镁合金高周疲劳断裂机理为“拉伸孪生-退孪生”。

GH4169合金经高温及应力时效处理后的组织演变及性能

以GH4169高温合金为研究对象,通过对其进行不同条件下的高温时效以及高温应力时效处理后,进行拉伸和疲劳寿命测试,研究其微观组织演变、剩余强度和疲劳寿命以及其相关机理。结果表明,GH4169合金在550℃时效时组织稳定;650℃高温时效后γ″相开始出现粗化,在应力作用下发生γ″→δ转变,强度和寿命降低;700℃高温时效后晶内γ″相向δ相转变明显,耦合应力进一步促进了相的转变。高温耦合应力的环境下表面发生氧化开裂大大降低了GH4169合金的疲劳寿命。

纳米氧化铝改性VW75镁合金微弧氧化陶瓷层抗热震性能研究

为提高VW75镁合金在实际服役条件下的使用效能,以硅酸盐碱性溶液(Na2SiO3-NaOH)为基础电解液,对合金表面进行微弧氧化处理,并通过添加纳米氧化铝(α-Al2O3)对膜层进行改性,优化其组织结构,考核改性前后陶瓷层的抗热震性能。利用数字式涂层测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜(OM)表征改性前后陶瓷层厚度、表面微观组织特征以及热震循环过程中陶瓷层开裂及剥落情况。结果表明:纳米氧化铝改性陶瓷层厚度及致密度增加,表面有明显的"自封孔"现象,孔隙率及孔径减小。热震试验发现,改性后陶瓷层在热震初期(热震循环<60次)有较好的抗热震性能,较未改性陶瓷层有优势;陶瓷层在热震循环过程中,致密层与疏松层热膨胀系数差异及内部反应物积累产生的应力共同作用,使陶瓷层内部产生裂纹并扩展,膜层失效。

纳米Al_(2)O_(3)添加剂对VW75稀土镁合金微弧氧化膜层的影响

为提高VW75稀土镁合金表面耐蚀性,采用手动恒压法对合金进行了微弧氧化(MAO)。基础电解液为硅酸盐碱性电解液(Na_(2)SiO_(3)-NaOH),通过添加纳米氧化铝(α-Al_(2)O_(3))对电解液进行改性,优化原始微弧氧化层。利用数字式涂层测厚仪和带能谱的扫描电子显微镜(SEM)表征膜层厚度及表面微观组织特征,同时测试了合金在3.5%NaCl溶液中的阻抗及动电位极化。结果表明:基础电解液中制备陶瓷层,微观表面有明显"火山状"凸起分布,粗糙度较大,存在"自封孔"现象,膜层厚度可达21.45μm;添加纳米氧化铝后,"火山状"凸起减少,粗糙度降低,纳米氧化铝对孔隙"自封孔"有促进作用,膜层厚度达到22.68μm。正交试验分析发现,电压对膜层厚度及耐蚀性影响最大、氧化时间的影响最小。通过电化学测试得到,在电压为300 V、纳米氧化铝浓度为2 g·L^(-1)、氧化时间为10 min时,膜层极化电阻较大,有较好的耐腐蚀性能,腐蚀电流密度为4.86×10^(-11)A·cm^(-2),相比于未添加纳米氧化铝制备的膜层,腐蚀电流密度降低两个数量级。