Al含量提高对IN 617合金持久性能及组织稳定性的影响

采用高温持久实验、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)等研究了Al含量提高对IN 617合金持久性能及组织稳定性的影响。结果表明:Al含量提高后,基于超过4万小时的实验数据,IN 617合金700℃、10万小时的外推持久强度超过170 MPa,持久性能显著提高,合金的持久断裂机制仍以微孔聚集长大为主;Al含量的提高会明显促进IN 617合金中γ′相的析出,提高其含量,同时也会促进合金中μ相和σ相等TCP相(Topologically close-packed phases)的析出,从而提高合金的硬度与持久性能,但尚未发现TCP相会对合金持久强度产生不利影响;时效处理时间越长,晶界析出相尺寸越大且愈加连续,致使晶界结合强度降低,而Al含量的提高又会提高晶内强度。二者共同作用,会使IN 617合金的持久塑性降低。

近净成形快堆支承环用316H不锈钢锻件的晶粒度与力学性能

采用电渣重熔钢锭,经开坯锻造后,通过热挤压制备高品质坯料,随后在专用模具内进行胎模锻造成形,研制出国内首支外径15.5米、重量15吨的快堆支撑环1/6弧段316H不锈钢锻件,突破了超大规格快堆支撑环锻件制造技术瓶颈。结果表明:锻件各部位晶粒度、拉伸性能均匀一致且无各向异性,疲劳性能完全满足ASME设计曲线标准要求。所采用的近净成形制造工艺大大缩短了产品制造周期,提高了经济效益,实现了同类产品的国产化制造。

PVC-g-DMC抗菌聚合物的制备及其在PVC中的应用

利用固相悬浮法合成了以聚氯乙烯(PVC)为骨架聚合物、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为支链的接枝共聚物(PVC-g-DMC)。通过傅里叶红外/拉曼光谱仪、核磁共振波谱仪、差示扫描量热仪、热分析仪等对其进行了表征,结果表明,DMC单体成功接枝到PVC分子链上,使接枝物的玻璃化转变温度和熔点均随接枝率的升高而提高。进一步分析引发剂、单体浓度、反应温度、反应时间和亲水性对接枝率的影响,得出相应的最优接枝率。同时,通过X射线衍射研究了接枝物的结晶度。在此基础上,用机械共混法制备了PVC/PVC-g-DMC共混物。当PVC-g-DMC添加量为10%(质量分数,下同)时,共混物的拉伸强度、冲击强度比未改性前分别提高了45.1%、76.63%。还考察了不同含量、不同接枝率共混物的抗菌性能。经抗菌性能检测证明抗菌塑料的抗菌效果十分显著。

原位透射电镜技术在电池领域的研究进展

本文总结了原位透射电镜在电池研究领域的一些重要研究进展。虽然经过多年的研究,但是电极材料以及其与电解质界面(SEI)在充放电过程中结构、形貌、成分的变化过程还不清楚,以上结构演化与电池性能的相关性更是了解甚少,急需要设计一种新的实验技术可以在微观尺度上对其变化进行观察,原位透射电镜技术正是为了满足这样的需求而设计的。原位电镜拥有高时空分辨率和能量分辨率,可实时观察各类纳米电极材料及SEI在充放电过程中的微观变化。本文首先讨论在透射电镜中组装纳米电池的实验方法,然后讨论了应用此技术在研究锂离子电池、金属空气电池等领域的一些重要研究进展,最后对应用原位透射电镜技术研究电池的未来发展方向进行展望。原位透射电镜技术可以直接和实时观察电极材料和SEI在电化学反应中的微观变化行为,这对于深入了解电池失效机理和设计高性能电池具有重要指导意义。

PI/PANI复合材料的制备与表征

以纳米聚苯胺为电磁波的吸收剂,高强度、耐高温的聚酰亚胺为基体设计与制备了高强度、耐热、质轻、薄和吸收宽的新型纳米复合吸波材料.利用微乳液法,以十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂和掺杂剂,以过硫酸铵(APS)为氧化剂合成了纳米级聚苯胺(PANI).在此基础上,以PANI的NMP溶液为均苯四甲酸二酐(PMDA)与4,4′-二氨基二苯醚(ODA)的聚合场所,室温下,原位聚合出PANI/聚酰胺酸(PAA)复合材料,再经过亚胺化制备出了PANI/PI复合材料.利用XRD表征了聚合物的结晶形态.红外光谱表征了中间体和聚合物.利用场发射扫描电镜发现PANI/PI复合材料呈现海岛结构,PANI像岛屿一样分散在PI的连续相中,两种材料复合并没有破坏各自的结晶形态.利用数字电桥和自制电极表征了不同含量复合材料的损耗性能,当聚苯胺加到3.4%以上时,复合材料的损耗因数提高了,并且随着频率的增大损耗因数直线增大.

2.25Cr-1 Mo-0.25V耐热钢焊接热影响区热模拟试验研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机和工业模拟热处理炉对2.25Cr-1Mo-0.25V钢进行了焊接热循环和焊后热处理试验,并对其组织和-30℃冲击韧性进行了分析和测试。结果表明:经一次和二次焊接热循环试样的组织均发生粗化,其中一次热循环产生的粗大组织在二次热循环中得到继承,上述组织特点导致该钢焊后热影响区低温冲击韧性恶化。经700℃焊后热处理后低温韧性得到显著提高,且随回火时间的延长韧性进一步提高。断口由处理前的准解理断裂转为韧窝为主的韧性断裂特征。一次和二次焊接热循环后,析出相粒子的形状变得很不规则,且在二次循环后有部分小粒子出现,这可能与焊接快速加热及循环后的冷却过程有关。经焊后热处理后,粒子形貌变的规则并发生粗化。

Al与cBN在高温高压下的相互作用

将立方氮化硼(cBN)微粉和铝(Al)微粉按照体积比7:3的比例进行混配,在高温(1300～1500℃)、高压(5.5GPa)条件下进行烧结.利用X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及X射线色散能谱(EDS)对烧结体的物相构成、显微结构以及各组分元素的分布进行了分析.实验结果表明,1300℃,Al尚未与cBN反应;当温度升至1400℃时,Al与cBN反应生成AlN和AlB_2;温度进一步升高至1500℃,反应产物增多,产物种类不变.TEM和EDS分析表明,在反应过程中Al扩散进入cBN的表层,B扩散进入富Al的区域,生成新相AlN和AlB_2.

高碳珠光体钢在温变形过程中的组织变化

用SEM、TEM等方法研究了一种原始组织为层片状珠光体的高碳钢在多向温变形(楔横轧)和单向温变形(压缩)条件下试样心部与表层显微组织的演变情况。结果表明,在多向温变形条件下,试样表层可获得铁素体晶粒与渗碳体颗粒尺寸均在0.3μm以下的超微细(α+θ)复相组织,心部渗碳体片虽已碎断并部分球化,但其排布形态与变形珠光体基本保持一致,而单向温变形条件下的情况则恰好相反;变形过程中试样所受应力、应变状态的不同是引起组织差异的根本原因。

锰和硅添加对重度冷轧及退火后珠光体钢显微组织的影响

用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)并结合图像分析方法研究了分别添加1wt%Mn和1wt%Si对Fe-0.8C共析珠光体钢重度冷轧及退火后显微组织以及渗碳体颗粒长大动力学的影响。结果表明,Mn和Si的加入可明显抑制重度冷轧及退火过程中珠光体渗碳体颗粒的长大过程,并使其球化程度及尺寸分布均匀性增大;锰细化重度冷轧及退火后珠光体钢渗碳体颗粒的作用效果优于硅;三种试验用钢重度冷轧及退火后渗碳体颗粒长大动力学方程分别为:对于Fe-0.8C钢,d=186.4t0.195;对于Fe-1Si-0.8C钢,d=90.5t0.205;对于Fe-1Mn-0.8C钢,d=85.9t0.166。

锻态超级双相不锈钢的高温拉伸塑性

用Gleeble-3800热变形模拟试验机研究了锻态00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢在900～1300℃时的高温拉伸塑性和高温变形组织特征。结果表明:温度对锻态超级双相不锈钢的热塑性影响显著,在1100～1200℃具有良好的热塑性,在1200℃时断面收缩率最高达到70%,温度超过1200℃后,热塑性下降明显;高温固溶处理对该不锈钢的热塑性有很大的影响,固溶处理温度为1100℃时,热塑性提高。

室温等径角挤压后共析珠光体钢的组织特性

用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)方法研究了0.78C-1.03Cr共析珠光体钢Φ8mm×45mm试样两道次室温等径角挤压后所产生的显微组织变化。结果表明,一道次等径角挤压变形后,共析珠光体组织,由渗碳体不规则弯曲片层、直接剪断片层和局部变薄层组成。随变形道次增加,发生局部变薄与不规则弯曲珠光体片层比例加大,并且还引起渗碳体的部分溶解。

铁基合金中M_7C_3型碳化物的结构分析

M7C3型碳化物的晶体结构对称性和单胞中的原子分布,对M7C3型碳化物的现有结构模型的结构对称性和X射线衍射数据详细分析,选择合金含量27Cr-3.0C(%)的高铬铸铁,在D/MAX-Rb型X-Ray衍射仪上试验得到其衍射数据,利用Materials Studio软件中Reflex模块对已知各种可能的M7C3结构模型进行模拟衍射与现有的PDF[1213]中M7C3型碳化物的X射线衍射数据比较,铁基合金中M7C3型碳化物为具有Pmc21对称性的正交结构,,同时绘出了M7C3型碳化物原子模型的基面投影图。

Zn-2.75%Cu包晶合金高压凝固组织

利用CS-1B型高压六面顶压机对近包晶点成分的Zn-2.75%Cu包晶合金分别进行2、4、6 GPa的高压凝固实验,对比研究了Zn-2.75%Cu合金在不同压力条件下获得的凝固组织。结果表明,与常压凝固相比,在超高压力条件下凝固的合金的显微组织形貌发生了很大的改变,但是合金的相组成没有发生变化;合金的高压凝固组织中初生ε相呈现枝晶状,与原始铸态组织相比,高压凝固合金组织中初生ε相体积分数明显增多,4 GPa时完整的羽毛状枝晶数量最多。

二氧化锡–石墨烯复合薄膜的制备及结构和性能

通过酸化和表面活性剂处理改善了石墨烯的分散稳定性,采用喷雾热解法在玻璃基底上制备了掺杂氟的二氧化锡(FTO)薄膜及其与石墨烯的复合(FTO-G)薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了薄膜的结构和微观形貌;采用紫外分光光度计、高精度雾度仪和四点探针方阻仪分析了薄膜的光学和电学性能。结果表明:聚乙烯吡咯烷酮(PVP)具有较好的分散稳定效果,石墨烯的加入对FTO的结构和性能产生了显著的影响,并出现花椰菜特征的表面形貌;当酸化石墨烯浓度为0.3 mg/m L时,FTO-G复合薄膜具有最大的择优取向度、最小的方块电阻为5.0?/sq和最大的雾度值为10.53%,品质因数最高为15.51×10-3?-1,综合性能最好。

普鲁士蓝基电致变色薄膜制备及性能的研究进展

讨论了普鲁士蓝(PB)的电致变色机制,总结了近年来国内外学者为提高其电致变色性能进行的研究。概述了目前制备PB薄膜的主要方法及其工艺与性能的关系,陈述了PB与其他材料复合对电致变色器件性能改善的机理。说明了缩短离子扩散距离、增大与离子层接触面积及改善基底导电性是提高PB电致变色器件性能的重要方法。最后提出PB电致变色器件的未来的开发不应再仅局限于提高其光学和电学性能,更多的应该是与柔性材料复合集成多种功能以拓展电致变色器件的应用范围。

SnO_(2)/SnSe_(2)异质结构物理性能的第一性原理研究

构建宽窄带隙同型异质结构的双层薄膜是提高透明导电薄膜光电性能的新思路。采用基于密度泛函的第一性原理,对本征和掺杂SnO_(2)/SnSe_(2)的电子结构、光学性质、载流子迁移率、电荷分布、能带排列进行计算。结果表明:本征和掺杂SnO_(2)/SnSe_(2)电子结构内部存在的电势差会使体系内部的电子向着界面处或SnSe_(2)处转移,处于界面处的电子会在界面间隙内形成二维电子气并在界面处高速移动,从而提高了载流子的迁移率,而处于SnSe_(2)处的电子由于没有杂质离子散射的影响迁移率也相应提高,4种不同掺杂类型异质结构的载流子迁移率分别为772.82、5286.04、2656.90m^(2)/(S·V)和17724.60 m^(2)/(S·V),光学透过率在80%以上。

离子型电活性聚合物驱动器的研究进展

近年来软驱动材料在可穿戴设备、医疗健康器件、软体机器人等领域中的重要应用引起了学术界和工业界的关注。在软驱动材料中,电活性聚合物材料(EAP)是一种在电场刺激下能够改变形状或尺寸的软驱动材料,可分为电子型和离子型EAP。与电子型EAP相比,离子型电活性聚合物(IEAP)驱动器因具有较低驱动电压,在医疗器械和可穿戴设备上具有显著的应用优势。近年来,随着电极材料和离子液体基聚合物凝胶电解质材料的发展,大大改善了传统IEAP驱动器的响应速度慢、大气中的耐久性差、电致变形和应力小等缺点。本综述中,我们较全面地总结了IEAP材料的类型以及其研究进展,包括基于离子聚合物-金属复合材料(IPMC)、导电聚合物材料(CP)、巴基凝胶(Bucky-gel)材料和离子凝胶(IG)材料等。此外,还总结了不同类型IEAP驱动器的机电耦合机制、性能和应用进展并讨论了IEAP驱动器未来发展趋势和面对的挑战。

Al-Ni-Y三元共晶合金高压凝固组织

利用光学显微镜,扫描电镜,X射线衍射仪对不同压力(2,4,6 GPa)下凝固的Al-1Ni-3Y(%,原子分数)共晶合金组织形貌和相组成进行研究,并且与常压条件下合金凝固组织进行对比。实验结果表明,与常压凝固相比,在超高压力条件下凝固的合金的显微组织形貌发生了很大的改变,但是合金的相组成没有发生变化。常压凝固的合金具有共晶团组织,而高压下凝固的合金具有枝晶状亚共晶组织。高压凝固合金显微组织中出现了大量的初生α-Al相,这表明高压条件下凝固的合金共晶点发生偏移,使得常压共晶成分的合金在高压下变成亚共晶成分合金。同时,共晶组织的形貌发生了很大变化,常压下凝固的合金的组织为Al3Y相与α-Al相形成的菊花状的二元共晶和Al23Ni6Y4相与α-Al相形成的层片状的二元共晶,而高压下这两种共晶组织逐渐转化为离异共晶组织。随着压力的增大,共晶第二相的体积分数减小,α-Al的晶格常数增加。