基于激光快速加热的金属材料热扩散率及导热系数快速测量方法的研究

基于激光高能快速加热和多点温度计算机自动采集技术 ,以一维不稳定导热模型为核心 ,设计了金属材料导热系数的实验测量方案 ,并实测了 3 0 4不锈钢的导热系数 ,测试结果具有较高的工程精度。

形状记忆合金智能复合材料系统的发展

本文结合我们的工作,对形状记忆合金智能复合材料系统的研究与发展进行了综合评述。总结了形状记忆合金丝、颗粒及薄膜复合材料在主动控振、基体增强和传感驱动等方面的研究概况,展望了研究前景和发展方向。

形状记忆合金复合材料系统非线性动力学研究

研究了形状记忆合金复合材料系统的非线性动力学特性。基于 Brinson的形状记忆合金本构关系和 De-jonghe的内耗模型 ,提出了单自由度简化系统的模型建立方法。考虑材料系统刚度和阻尼的变化 ,在弱非线性和较强非线性两种情况下给出近似 -解析解法。算例表明 :形状记忆合金可以作为良好的耗能材料 。

南锡矿冶学院材料专业教学体系考察

我国许多工科院校都设有金属材料热加工专业或系,有热处理、铸工、焊接、锻造等。这些专业或系目前都多少存在着生源不足、学生学习积极性不高的问题。这里有外在和内在的两个原因。外因是这些行业不太景气,国有企业改革滞后,工作环境艰苦等,更重要的内因则是专业口径狭窄,不适应社会需求。以我校材料工程系为例,它脱胎于原机械系热加工专业(包含铸工、金属材料及热处理两个专业),均设立于50年代,几十年没有大变化。现在,一方面两个专业都是硕士、博士点,且设有博士后流动站;而另一方面,本科生招生呈递减趋势,甚至出现了缺额。这个异常的现象说明,尽管科研工作基本适应了本行业的发展,但本科生教学却愈加不适应社会发展。近年来各校均在教学改革上作了许多尝试,在诸如拓宽专业口径、加强通才教育等方面已取得共识,但往往缺乏切实有效的具体措施。

SiC颗粒增强铝基梯度复合材料的制备与性能

采用粉末冶金法制备了SiC颗粒增强铝基梯度复合材料（FGMMC）,研究了该梯度复合材料的微观组织和力学性能,对 FGMMC的显微组织观察表明,由于铝基体熔合成一体,因此层间没有明显的界面,具有基体的连续性.尽管基体是连续的,但是当疲劳裂纹从高SiC含量层向低SiC含量层扩展时,在过渡区发生延滞现象.通过断口和裂纹扩展路径的分析解释了此延滞现象.

Al_(65)Cu_(20)Cr_(15) 准晶颗粒/Al 基复合材料的摩擦学性能

首次研究了Ａｌ６５Ｃｕ２０Ｃｒ１５准晶颗粒／Ａｌ基复合材料的硬度及摩擦学性能．研究表明，该复合材料的硬度随准晶颗粒体积分数的增加而增加，最大达到１２００ＭＰａ，是纯铝的４倍．复合材料的摩擦学性能优于纯铝，当准晶颗粒体积分数为１５％～２０％时，摩擦学性能随体积分数的升高而改善，当体积分数达到２５％时，摩擦学性能有所降低．

TiNi 系形状记忆合金两体磨粒磨损机制研究

研究了硬度较低的ＮｉＴｉ系形状记忆合金的两体磨粒磨损行为，其耐磨性明显高于硬度较高的３８ＣｒＭｏＡｌ（氮化）合金．认为形状记忆合金（ＳＭＡ）的超弹性、弹性模量非线性、高强度及良好的耐疲劳性等因素的综合作用构成了ＳＭＡ的“自适应”磨损机制，这种“自适应”机制是ＮｉＴｉ系形状记忆合金具有极好耐磨性的根本原因．

炭黑/ABS/金属网复合材料电磁屏蔽性能的研究

研究了炭黑含量、特性以及偶联剂对炭黑/ABS复合材料的导电性和电磁屏蔽性能的影响。结果表明:当炭黑含量达到35%(质量分数)时,体积电阻率达到最低值,约为103Ω·cm,而且钛酸酯偶联剂(炭黑质量的2%～5%)能很好地改善炭黑/ABS材料的导电性和屏蔽性能,并从金属网上的缝隙尺寸和方向两个方面分析了夹层金属网可能出现的缝隙对屏蔽性能的影响。

冠脉支架系统瞬时膨胀过程的有限元分析及其优化设计

经皮穿刺冠脉支架技术已成为治疗冠心病的有效手段,在实践该技术过程中,球囊与支架的配套情况和支架的设计影响着支架瞬时膨胀的效果,球囊/支架系统在病变处的瞬时非均匀膨胀,即Dogboning现象,是造成支架端部急性动脉损伤的主要原因之一。这种损伤与支架内再狭窄(in stentrestenosis)有着密切的联系。为减少这种损伤,降低支架植入再狭窄率。本研究利用有限元技术对六组不同搭配的球囊/支架系统的瞬时膨胀情况进行了对比分析。结果表明,在球囊、支架的搭配中,减小球囊有效长度的过盈量和增加支架端部支撑体的筋宽,这两种方法共同作用,可以有效抑制球囊 支架系统在瞬时膨胀过程中的Dogboning现象。验证实验与模拟结果比较吻合,说明有限元法可以胜任球囊/支架的优化设计工作。

激光熔覆颗粒增强金属基复合材料涂层强化机制

选用优化的激光工艺参数 ,利用激光熔覆工艺在中碳钢表面原位合成硬质陶瓷颗粒增强金属基复合材料涂层 ,涂层熔覆质量良好。涂层是由粘结金属基体和弥散分布于其中的稳定和亚稳定硬质颗粒增强相组成。激光熔覆涂层相对于中碳钢基体强化效果显著。对熔覆涂层的显微分析表明 :涂层中存在细晶强化、硬质颗粒弥散强化、固溶强化和位错堆积强化等强化机制。

机械合金化合成NiAl/HfB_2复合材料的组织与力学性能

球磨Ｎｉ，Ａｌ；Ｈｆ和Ｂ元素粉末反应合成ＮｉＡｌ／ＨｆＢ２复合材料，形成机制归结为机械碰撞诱发的自蔓延反应．采用 热压和热等静压工艺将纳米双相复合粉末压制成较密实的块体材料，进而研究其微观组织与力学性能．结果表明“反应球磨＋热 压”制备的ＮｉＡｌ／ＨｆＢ２复合材料基体晶粒细小，原位生成的弥散相颗粒主要分布于基体晶界，其强化效果显著而对塑性的削弱 作用较小；不同温度下的压缩屈服强度均远高于铸态ＮｉＡｌ，且压缩变形量均超过１０％；高温下材料的屈服强度依赖于应变速率， 用线性回归方法计算出的应力指数ｎ和变形激活能Ｑ高于单相ＮｉＡｌ，与含弥散相比例较高的ＸＤ ＮｉＡｌ－２０％ＴｉＢ２（体积分数） 复合材料相当．

HfC颗粒增强NiAl基纳米复合材料的机械合金化与力学性能

球磨 Ni,Al,Hf,C元素粉末反应合成 Ni Al- Hf C复合材料 ,形成机制归结为机械碰撞诱发的双爆炸反应 (Ni+Al→Ni Al+△H;Hf+C→ Hf C+△ H)。采用热压和热等静压工艺将纳米粉末压制成较密实的块体材料 ,进而研究其微观组织与力学性能。结果表明反应球磨制备的 Ni Al- 10 Hf C复合材料中强化相细小弥散 ;较大的颗粒 (5 0～10 0 nm)一般分布于晶界。恒应变速率压缩其室温至高温屈服强度均显著高于 Ni Al,且具备较好的高温塑性 ;材料的高温强度依赖于应变速率 。

聚合物-金属纳米复合材料的制备与应用

综述了聚合物-金属纳米复合材料的制备方法,包括原位形成法、沉积法、离子注入法、辐射化学法、光照化学法、直接分散法、球磨法;介绍了聚合物-金属纳米复合材料的应用领域,最后展望了这种材料的发展前景。

Cu-Cr难互溶系机械合金化中氧化控制及介稳相形成

通过 X射线衍射 ( XRD)、扫描电镜 ( SEM)、差热 ( DSC)及金相显微等分析手段 ,对不同成分配比的 Cu-Cr混合粉末在空气及 Ar气氛下机械合金化中的相变行为进行了研究 .结果表明 :在机械合金化过程中 ,Cu-Cr合金体系中除发生异常过饱和固溶外 ,还形成了一种非晶形态的氧化物 ;添加高纯活性炭 ,对研磨过程中氧化的抑制以及已产生氧化物的消除有明显的影响 ;还原反应研磨可以对机械合金化过程中的氧化行为进行有效控制 .

SMA长纤维增强弹塑性基体复合材料的力学性能

本文从作者建立的 SMA本构模型出发 ,推导出增量型的 SMA本构关系 ;借助于细观力学的方法 ,推导出了新的长纤维 SMA复合材料的增量型细观本构模型 ;应用此模型分析了该复合材料的力学性能 ,得出了一些定量的结论 ,尤其是计算了复合材料中各相的残余应力的变化 ,这对智能复合材料的设计提供了很大帮助。

NiAl(Cr)系的机械合金化

利用高能球磨机对不同 Ｃｒ含量的 Ｎｉ５０－Ａｌ５０－ｘ－Ｃｒｘ（ｘ＝５， １０， １５， ２０， ２５）粉末进行机械合金化采用 ＸＲＤ，ＳＥＭ； ＴＥＭ和 ＤＴＡ等手段系统研究了合金元素 Ｃｒ替代 Ａｌ后对 ＮｉＡｌ机械合金化过程及产物的影响结果表明，高能球磨显著扩大了 Ｃｒ在β－ＮｉＡｌ中的固溶度， Ｃｒ含量的增加使反应机制发生变化，得到逐渐趋于无序的 ＮｉＡｌ（Ｃｒ）化合物。Ｎｉ５０Ａ１５０－ｘＣｒＸ（ｘ＝５，１０，１５）三种粉末球磨终产物具有较好的组织稳定性，加热至１０００℃仍未发生相分解，均保持β－ＮｉＡｌ（Ｃｒ）结构；而 Ｎｉ５０－Ａｌ３０－Ｃｒ２０和 Ｎｉ５０－Ａｌ２５－Ｃｒ２５两种球磨产物在高温下发生分解，形成β相、 γ’相和。

Ti-Zr-Ni系三元准晶的成分特征研究

系统研究了两个等电子浓度线(e/a=1.20,1.25)上Ti-Zr-Ni铸态合金的组织与结构,发现吸铸法可在很宽的成分区间(TixZr100-x)100-yNiy,43.75％≤x≤81.25％,17％≤y≤20％)内获得Ti-Zr-Ni准晶,其中,Ti40Zr40Ni20为理想准晶成分,能形成长15 mm、直径6 mm的单相准晶棒.准晶成分特征研究表明: Ti-Zr-Ni准晶系也具有与Al基三元准晶系相似的相图特征.一方面, Ti-Zr-Ni准晶与其类似相一起构成准晶“等电子浓度线”现象;同时,三元准晶成分满足准晶“变电子浓度线”特征,形成准晶的理想成分Ti40Zr40Ni20位于准晶等电子浓度线与变电子浓度线交点处.

激光熔覆原位自生复合材料涂层的研究

利用激光熔覆技术,使用HL 1500型CO2 激光器在 45#钢表面制备出原位自生成的Ni基金属陶瓷TiB2 涂层。并采用现代化分析手段对涂层的宏观形貌,显微组织特征和元素分部进行了系统的观察和分析。研究结果表明,熔覆合金层显微组织由枝晶固溶体及其间细密的共晶组织组成,涂层中存在γ Fe,γ Ni,TiB2,TiB和少量的Ni4B3。

铝基复合材料SiC_W/6061 Al的激光焊接

采用脉冲激光焊接工艺研究铝基复合材料SiCW/ 60 61Al的焊接性 ,着重探讨激光输出功率 (P)、脉冲频率 ( f)对接头性能的影响 ,借助X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等手段分析接头组织。研究发现 ,焊缝中存在的界面反应物、气孔缺陷 ,是导致该种材料焊接性显著降低的主要因素。进一步研究表明 ,在激光焊接条件下铝基复合材料界面反应是不可避免的 ,反应物沿热流方向生成 ,具有一定的方向性 ,激光输出功率是影响SiC -Al界面反应的主要因素 ,同时提高脉冲频率将对界面反应有一定的抑制作用 ;焊缝中气孔随激光脉冲频率的增大而减少直至消失。在此基础上 ,通过制定合理的焊接工艺 ,获得了成形良好的铝基复合材料激光焊焊缝。

铝基复合材料扩散焊接接合区微连接行为

以铝基复合材料Al2 O3P 6 0 6 1Al为对象 ,对该种材料扩散焊接接合区微连接行为进行了探索性的研究 ,分析了接头微观组织及力学性能。研究表明 ,扩散焊接温度对接合区的微连接行为有显著影响 ,当焊接温度低于铝基复合材料固相线温度时 ,增强相—基体、增强相—增强相之间微连接属弱连接 ;当焊接温度介于该种材料液、固两相温度区间时 ,接头区域出现液态基体金属 ,增强相—基体之间可以实现较好结合 ,同时液态金属对增强相—增强相接触部位进行渗透 ,使增强相—增强相接触转化为增强相—基体—增强相结合 ,在此基础上发现在铝基复合材料液、固两相温度区间有“临界温度”存在 。