微重力电磁模拟制备高锂含量铝锂合金

采用普通熔炼工艺制备的铝锂合金 ,锂的质量分数不超过 3 % ,否则 ,合金会出现严重的偏析。利用电磁模拟微重力装置 ,将原料放入涂有BN的高纯石墨坩埚并装入炉中 ,抽真空到 10Pa开始对炉体加热 ,温度达到 3 0 0℃时充入氩气 ,使炉内压力维持在 40Pa ,合金温度达到 760℃时停止加热 ,保温 40min ,在电磁铁中输入励磁电流并在熔体中加入直流电场 ,温度降至凝固温度时去掉电磁场 ,冷却至室温 ,可以制备出锂的质量分数为 5 %～ 10 %的二元铝锂合金。试验证明

真空微重力熔炼高锂含量铝锂合金

利用电磁模拟微重力装置熔炼高锂含量铝锂合金。试验结果表明：Li的质量分数为5％～10％时不产生偏析；合金密度达到了超轻合金的密度范围。通过改进坩埚结构、加热方法、热处理工艺等措施，合金的性能接近已实际应用的8090合金。

反应烧结Si_3N_4/SiC复相陶瓷合成工艺优化的研究

利用反应烧结制备Si3N4结合SiC复合材料。设计了L9(34)正交试验方案,研究了原料中Si、添加剂Al2O3、Y2O3的含量对复合材料力学性能的影响,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对复合材料的相组成、断口形貌进行分析。结果表明,反应烧结后试样生成了颗粒状的α-Si3N4、针状或棒状的β-Si3N4和少量的Sialon,其中针状或棒状的β-Si3N4和SiC形成三维网络结构,提高了材料的力学性能。优化实验得到的试样力学性能显著提高,其中维氏硬度2205、抗弯强度410MPa、断裂韧性为8MPa.m1/2。

镀制工艺对TiO_2光学膜层折射率影响研究

研究分析了基底温度、沉积速率、氧气分压、离子束辅助沉积等工艺参数和条件对TiO2膜层折射率的影响。研究表明,随着基底温度升高,TiO2光学膜层折射率呈上升趋势;随着沉积速率提高,TiO2膜层折射率存在极值;采用离子束辅助沉积工艺,可以有效提高TiO2膜层折射率值,所制备的TiO2膜为非晶态结构,具有较高的折射率和较小的光学损耗。

真空微重力熔炼铝锂合金

在微重力电磁模拟装置中进行铝锂合金的熔炼与铸锭。考察了坩埚材料、加热温度、真空度、保温时间、气氛保护等工艺因素对铝锂合金铸锭质量的影响。实验证明,通过采取适宜的工艺手段,合金中的杂质可以得到有效的控制,提高了合金的铸锭质量。

《材料物理与性能学》课程内容模块化构建与教学实践

《材料物理与性能学》一书是在《材料物理》与《材料性能学》两门课程的基础上编写的一部创新性教材,其相应的课程是北方民族大学材料学相关专业的一门重要的专业基础课。近年来,北方民族大学材料科学与工程学院围绕该课程进行了教学内容、师资队伍、教学方式和方法、实验教学模块建设等方面的改革与创新,注重学生自学能力和创新能力培养,取得了良好的综合效应。

铝膜反射镜空间环境适应性研究

铝膜反射镜是反射式空间聚光太阳电池阵的重要组成部分。通过对铝膜反射镜电子、质子、紫外、原子氧环境等一系列辐照及环境试验,研究和考察了铝膜反射镜反射率的变化和空间环境适应性。研究结果表明,铝膜反射镜适应地球同步轨道环境条件下,反射镜平均反射率在15年寿命末期大于75%;在低地球轨道环境中有必要对铝膜反射镜进行抗原子氧侵蚀防护。

柔性柱面菲涅耳聚光透镜设计与制作

线聚焦柱面透镜聚光光伏发电技术是地面低成本太阳能光伏发电的重要发展方向。常规光迹跟踪法仅适用于静态和动态柱面形变较小的聚光透镜设计。采用对称折射设计，轻薄柔性柱面聚光透镜柱面形变容差通常可高达15^。～20^。。聚光透镜成型模具可采用图形转移方法精确设计；表面涂敷处理是制作透镜成型模具的核心工艺。测试表明，基础厚度o．5mm的柔性柱面聚光透镜光学效率可达86．5％以上。

晶硅切割废粉为原料的反应烧结Si_3N_4结合SiC复相陶瓷的工艺研究

以晶硅切割废料Si粉和SiC为原料,Y2O3-Al2O3-Fe2O3为复合烧结助剂,反应烧结法制备低压铸造升液管用Si3N4/SiC复相陶瓷材料。设计L9(34)正交实验,研究了原料中Si、助剂Al2O3、Y2O3和Fe2O3的含量对陶瓷材料力学性能的影响和优化。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对复合材料的相组成、断口形貌进行分析。结果表明,反应烧结后试样生成Si3N4结合SiC晶粒为主相的烧结体,并含有少量SiALON及未反应的Si。Si含量对力学性能的影响最为显著,通过对正交试验的验证,20wt%Si、3.2wt%Al2O3、0.8wt%Fe2O3和2 wt%Y2O3时烧结体抗弯强度最高。

航天轻型结构材料——铝锂合金的发展

概述了铝锂(Al-Li)合金的发展历史,总结了其发展趋势:(1)超强、超韧性方向发展;(2)超低密度化发展;(3)改善铝锂合金的焊接性能;(4)改善铝锂合金的各向异性;(5)改善铝锂合金的热稳定性。指出了提高铝锂合金性能的主要途径:(1)微合金化;(2)形变热处理;(3)纯净化;(4)再结晶、在不同方向上拉伸或冷轧、减小变形量等。介绍了铝锂合金的制造方法及其在航天方面的应用。

CaO掺杂Bi_2O_3基电解质材料的改性研究

采用固相合成法合成T（Bi2O3）（CaO）氧离子导体陶瓷样品，对其进行了X射线衍射光谱f{（XRD）、扫描电子显微镜法（SEM）表征，用交流阻抗谱等方法以及Matlab、SPSS等软件分析了样品在500~700℃下的离子导电性。结果表明：常温下的掺杂电解质具有面心立方相5-Bi203。掺杂25％（质量分数）的CaO能有效抑制B120。的相变，使高温相保留到常温；在所有烧结温度中，750oC烧结样品的致密性高、气子L率小、成分分布均匀；当烧结温度为750oC，且测试温度为700oC时。样品具有最佳的电学性能。电导率为0．16S／m，活化能为79．03kJ／mol。

TiAlNb9合金表面Si-Y共渗层的组织及摩擦磨损性能

通过1080℃下Si-Y扩散共渗5h的方法在TiAlNb9合金表面制备了Si-Y共渗层,采用SEM、EDS和XRD分析了共渗层组织结构,对比研究TiAlNb9和Si-Y共渗层与GCr15球对摩时的摩擦磨损行为.结果表明:Si-Y共渗层厚约33μm,组织均匀、致密,共渗层的外层主要为(Ti,Nb)Si2相,中间层分为上下两层,分别为(Ti,Nb)5Si4相和(Ti,Nb)5Si3相,内层为γ-TiAl相;在试验条件下,Si-Y共渗处理可显著提高TiAlNb9合金的抗摩擦磨损性能,TiAlNb9合金的磨损机理为犁削磨损和磨粒磨损,而Si-Y共渗层表面由于较高的硬度未发生明显磨损.

低压铸造升液管用Si_3N_4/SiC复相非致密陶瓷材料显微结构和力学性能

以低压铸造用升液管为研究目的,磨切单晶硅废料Si粉和SiC为原料,Y2O3-Al2O3-Fe2O3为复合烧结助剂,反应烧结法制备Si3N4/SiC复相陶瓷。研究了Y2O3含量对复合材料结构和力学性能的影响,采用XRD、SEM对复合材料的相组成、微观形貌进行分析。结果表明,反应烧结后试样生成Si3N4结合SiC晶粒为主相的烧结体,并含有少量Sialon晶须及未反应的Si。Y2O3含量对复相陶瓷力学性能影响很大,在分析稀土Y2O3作用机理的基础上,得到2.5wt%Y2O3优化试样的力学性能优良,相对密度达到88%,维氏硬度达到1.1 GPa,常温抗弯强度50 MPa。

民族高校科技创新型人才培养的探索

民族高校是以少数民族学生为主体,以为少数民族和民族地区服务为宗旨的普通高等院校。以北方民族大学材料科学与工程学院为例,分析了民族高校创新型人才培养中面临的问题,结合国家级实验示范中心建设,明确培养目标,改革培养模式,建设人文环境,积极引导学生参与科学研究和科技创新实践活动,提高学校创新人才的培养质量,同时为其他民族高校创新型人才的培养提供借鉴和帮助。

无压烧结SiC凝胶注模成型工艺研究

研究了固相烧结碳化硅的素坯凝胶注模成型工艺。对浆料的分散条件进行了探讨,并对单体的加入量和成型后的素坯的显微结构进行观察分析。结果表明:用1%氢氧化四甲基铵作为分散剂,分散效果好。单体的加入能降低浆料的粘度,当单体加入量为3%时,素坯密度和脱模时间最佳。成型后的素坯显微结构均匀,结合紧密。

TC4合金表面Y改性铝化物涂层的组织及高温氧化性能

为提高TC4合金的抗高温氧化性能。采用在900,940和980℃扩散渗2 h的方法在TC4合金表面制备了Y改性的铝化物渗层,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪及能谱仪分析了渗层的结构及相组成,研究了渗层在1000℃时的抗氧化性能,讨论了其氧化机制。结果表明:不同温度所制备的渗层主要组成相均为Al3Ti,此外在900℃制备渗层中含有少量的Al23V6,在940,980℃制备渗层中分别检测到了Al2Ti3及Al2Ti相;渗剂中添加Y能够降低涂层的内应力,抑制渗层中裂纹的产生。940℃共渗2 h制备的Y改性Al化物渗层在1000℃氧化50 h后表面形成了致密的Al2O3氧化膜,显著的提高了TC4合金的抗高温氧化性能。

定向凝固法制备单晶高温合金一次枝晶间距研究

利用定向凝固技术和籽晶法相结合的方式制备了DD5单晶高温合金。通过正方形估算法和直接测量法研究了DD5单晶高温合金的不同凝固距离(50、150和250 mm)横截面样品的一次枝晶间距。结果表明,随着凝固距离的增大,DD5单晶高温合金的一次枝晶间距逐渐增大;正方形估算法和直接测量法统计的DD5单晶高温合金的平均一次枝晶间距差距不明显,说明正方形估算法的精确度较高,为了提高效率可以采用正方形估算法统计单晶高温合金的一次枝晶间距;不同凝固距离横截面的一次枝晶间距上限约为下限的6倍。

碳化硅陶瓷喷砂嘴的研制

SiC陶瓷材料因其具有良好的耐磨、耐冲刷、耐腐蚀等优异的特性,被广泛应用机械、化工等行业。本文采用双向加压的压制成型方法,通过无压烧结,成功的研制了在高耐磨、耐冲刷环境下所使用的喷砂机用喷砂嘴。

SiC粉体化学镀铜前的铁盐活化工艺

为了实现Si C粉体化学镀前的无钯活化,采用铁盐的乙醇溶液对Si C粉体进行活化,通过单因素试验研究了活化液中铁盐含量、硼氢化钠的含量、活化温度和p H值等对Si C粉体表面铜沉积量的影响。采用扫描电镜(SEM)对Si C粉体包覆前后的表观形貌进行了观察,通过X射线衍射仪(XRD)获得了包覆前后Si C粉体的组成,并对活化粉体化学镀铜后镀层的结合力进行测试。结果表明:经过铁盐活化后Si C表面吸附上了铁微粒,化学镀处理后在其表面沉积了一层铜,其结合力符合要求;最佳活化工艺条件为5.0 g/L硝酸铁,3.0 g/L硼氢化钠,p H值12.5,温度20℃。

钢基表面热喷镍冷却过程中热力耦合场的三维有限元分析

以某钢基表面热喷镍工艺为例,对凝固冷却过程进行了简化和合理假设,基于ANSYS平台,建立了热力耦合场的三维有限元模型并进行了求解,获得了应力场和温度场分布规律,分析了涂层上某些关键点的温度和应力随时间变化的情况,讨论了涂层厚度对涂层/基体界面应力的影响.结果表明,凝固冷却时,涂层温度场沿中心向外边缘逐渐降低,随时间延长呈下降趋势;基体温度场随时间的变化呈先增加后降低趋势;涂层主要承受残余压应力,随涂层厚度增加,残余应力呈增大趋势.