贵金属高温合金的研究现状及展望

简述了目前高温合金材料存在的问题,介绍了贵金属高温合金的主要特点,指出了研究贵金属高温合金的必要性,系统地综述了贵金属高温合金的研究成果、应用及目前存在的主要问题,最后展望了贵金属高温合金的研究方向。

Ag/CuO复合材料反应合成热力学分析

通过对Ag/CuO复合材料在反应合成制备中各元素、亚金属氧化物与1mol氧气反应生成金属氧化物的标准自由焓的热力学计算,绘制了标准自由焓与温度关系图;考虑到氧压力对反应进行有重要影响,在标准自由焓与温度关系图中绘制了氧压力随温度变化的直线。结果表明:Ag与O2,Cu2O与O2的反应是一种可逆反应,其发生可逆转变的温度分别为586.818,667.663K;氧的压力对金属氧化物的分解有重要影响:压力越低,金属氧化物越易分解;并通过热力学分析结果,最终确定了Ag/CuO复合材料反应合成烧结工艺。

高性能Cu-Cr-Zr合金接触导线材料的制备与性能

采用原位合成法制备Cu-Cr-Zr合金,并对时效试样进行显微硬度、电导率及耐磨性能测试,研究结果表明,80%冷变形处理后最大电导率比初始电导率提高约一倍,变形量越大,合金的电导率越高,冷加工态的试样在500℃以下时效处理时,对导电率的影响十分明显,而对硬度的影响较小。合金材料的磨损试验表明,不带电磨损的机制主要为粘着磨损,带电情况下磨损机制主要为磨粒磨损。

Ti-Ni金属间化合物电子结构与力学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势平面波方法,计算Ti-Ni合金系中TiNi、Ti_2Ni和TiNi_3金属间化合物的平衡晶格常数、生成焓、内聚能、力学性质、德拜温度和电子结构。计算结果表明:TiNi、Ti_2Ni和TiNi_3金属间化合物均具有热力学稳定性且容易合金化生成,合金形成能力由强到弱的排序为TiNi_3、TiNi、Ti_2Ni;3种金属间化合物的晶体结构在能量上和力学上都是稳定的,结构稳定性由大到小排序依次为Ti_2Ni、TiNi、TiNi_3;TiNi和Ti_2Ni为延性相(延展性Ti_2Ni大于TiNi的),TiNi_3的延展性较差;3d电子是TiNi、Ti_2Ni和TiNi_3金属间化合物的最主要的成键电子,在这3种金属间化合物中,随着Ni相对含量的增加,平均成键电子数增多,共价键的比例增加,化学键的强度增强,金属性减弱,从而使得其弹性模量、硬度和德拜温度均逐渐升高。

大塑性变形改善反应合成制备Ag／SnO2材料性能研究

使用反应合成法制备了Ag/SnO2材料,考察了Ag/SnO2材料在大塑性变形过程中的组织均匀化及性能变化情况。经SEM分析表明,随挤压真应变的增加,类纤维状组织逐渐消失,SnO2颗粒分布由团聚逐渐均匀分布;经电导率、抗拉强度、延伸率测试分析表明和再结晶晶粒尺寸,材料经过大塑性变形后性能得到了极大的改善;对经过不同真应变挤压后的触点测试,发现触点的质量损耗减小。

Ag/CuO复合材料界面稳定性的第一性原理计算

通过对银氧化铜复合材料界面第一性原理计算与界面高分辨透射电镜的分析,研究银氧化铜复合材料界面的稳定性。通过对低指数面的银与氧化铜界面的总态密度和界面结合能计算,考察银氧化铜反应合成后最稳定的结合界面,通过高分辨透射电镜分析并对计算结果进行验证。结果表明:银的(110)面与氧化铜的(100)面的结合能最大,容易形成稳定的结合界面,从界面态密度和电子云分布进一步证实此结果;通过高分辨透射电镜分析发现反应合成后银的(101)与氧化铜的(002)面属于稳定结合面,而(101)与(110)面,(002)与(100)面分别属于同一个晶面簇,其界面结合稳定性相近,这说明第一性原理模拟计算结果与实验结果能够很好地吻合。

制备工艺对Ag/SnO_2材料力学性能的影响

采用粉末冶金和反应合成两种工艺制备了Ag/SnO2电接触材料,分析了两种工艺对显微组织的影响,发现反应合成法制备的Ag/SnO2材料经热挤压后,SnO2颗粒呈纤维状排列,颗粒细小,分散均匀,与基体浸润良好。断裂拉伸测试和分析表明,粉末冶金法制备的Ag/SnO2材料的拉伸断口形貌由许多互相连接的撕裂棱和韧窝组成,表现为韧断;而反应合成法制备的断口形貌韧窝更加细小,显示出近脆性断裂特征。最后比较了两种方法制备的Ag/SnO2材料的抗拉强度、延伸率、硬度等力学性能。

反应合成Cu/FeS复合材料摩擦磨损分子动力学模拟

通过分析摩擦磨损试验后Cu//FeS复合材料的透射电子显微镜和扫描电子显微镜照片,分别建立Cu//Cu接触表面和Cu//FeS接触表面两种模型.分子动力学模拟表明,铜铜摩擦副间主要发生黏着磨损;Cu//FeS摩擦过程中,FeS形成结实且紧密的层状结构,并且沿密排面(0001)方向滑移,且滑动只发生在中间层内部.试验结果证实Cu//FeS复合材料耐磨性能优于纯铜摩擦材料,FeS自润滑材料在铜基复合材料中起到了良好的减磨作用.

表面改性碳纤维增强金属基的方法

简介了碳纤维增强金属基复合材料的优势、应用以及碳纤维与基体复合所存在的问题,概述了国内外解决碳纤维与金属基结合的表面问题的研究方法,介绍了化学镀无贵金属一步活化工艺,分析了化学镀的优点、原理以及处理方法。

金属Cu、Ag、Au原子间势函数的密度泛函理论研究

根据密度泛函理论(DFT)发展了直接计算得到原子间势函数的方法,计算了Cu、Ag、Au的原子间相互作用,讨论了密度泛函势(DFP)和相关文献中势函数的差别,比较了几种计算方法对结合能、空位形成能、平衡距离及力学性质的影响。DFP计算依据密度泛函理论,综合考虑了键角、键方向性、背景电势、电子云分布、键合力和系统总能量等特点,根据Morse函数拟合得到势函数曲线。计算结果表明面心立方结构Cu、Ag、Au的平衡距离依次为:0.2554、0.2887、0.2884 nm;结合能为:-3.83、-3.015、-3.551 eV。对力学性质的计算表明,DFP的计算精度与相关文献吻合较好,其存在的不足还有待于交换相关能的精确表达式进一步提出来进行改进。DFP的计算简洁,较其它多体势及经验势函数的计算方法相对简单和容易,有望发展为新的势函数求法,为解决复杂体系分子动力学的相关研究提供一条行之有效的方法。

热挤压变形改善Cu/FeS复合材料的性能

利用金相显微镜、透射电镜和硬度实验等手段考察了不同FeS含量Cu/FeS复合材料挤压前后的显微组织和性能变化。结果表明:经过热挤压后的复合材料组织均匀性得到了极大的改善,纵截面出现了纤维状排列的组织,材料的致密度和硬度得到改善,电导率有所降低,并分析了其原因。

不同温度下Cu/FeS复合材料摩擦过程中组织演变的分子动力学模拟研究

通过计算机模拟的方法对不同温度下Cu//Cu/FeS摩擦副的摩擦性能进行计算研究,结果发现:当环境的温度在500 K时,摩擦副的摩擦系数出现第一个谷值,而此时金属铜发生再结晶,黏着磨损更为明显;700 K时,黏着层数减小而摩擦系数却有所增大,主要是由于复合材料内部的FeS结构发生转变造成.计算结果还证明:在高温情况下,增强相FeS存在先分解再重新结合的2个过程,并指出Cu/FeS复合材料在900 K时,仍然具有很好的减摩耐磨作用.还对不同温度摩擦时复合材料内部的组织演变过程进行系统分析,分析结果表明,随着温度的升高,FeS的结构发生演变,从六方NiAs型超结构相转变为简单NiAs型结构相,并且随着温度的升高,FeS结构的c/a也在不断减小,这些都影响着复合材料的摩擦性能.

Cu/FeS复合材料的摩擦磨损性能

采用原位反应合成法制备的Cu/FeS复合材料经真应变为6.4的挤压变形加工后,对其摩擦磨损性能进行研究。并利用扫描电镜观察磨损后试样的形貌,分析该材料磨损过程中的影响因素及磨损机制。结果表明,无论是试验过程中的载荷、滑动速度,还是材料本身的硬度都将影响材料的磨损性能,在该试验过程中材料磨损的机制以粘着磨损和磨粒磨损为主。

颗粒增强铁基耐磨材料的研究进展

从耐磨材料增强相的选择、制备工艺的分类和耐磨性能等方面对颗粒增强铁基耐磨材料的研究现状进行了综述。重点分析了原位反应制备铁基耐磨材料的特点以及几种制备工艺的对比,最后指出了颗粒增强铁基耐磨材料存在的问题及其以后的发展方向。

反应合成Ag/SnO_2复合材料本构关系研究

通过热力模拟压缩试验。研究了Ag/SnO2复合材料在不同变形条件下的流变应力行为,并根据试验数据确定了本构方程中的材料参数。从代数变换的角度得出了双曲正弦方程的2种近似形式,指数型本构方程与幂型本构方程,并确定了其适用范围,指数型方程适用于高应力区,幂型方程适用于低应力区,双曲正弦方程适用于所有应力水平,这与实验结果及文献报道相一致。

碳纤维增强铝基复合材料的研究进展

综述了近年来碳纤维增强铝基复合材料的研究进展,对复合材料的种类、界面问题和制备方法做了介绍,最后指出了目前存在的问题和以后的发展前景。

铅基核屏蔽材料的研究现状及发展前景展望

简述了核屏蔽材料的一般要求,综述了目前常用屏蔽材料的种类、使用特点以及研究现状,指出了新型铅基核屏蔽材料的研究方向,即功能/结构一体化、纳米铅基复合、基于遗传算法的优化设计方法在新型核屏蔽材料设计中的作用,同时展望了铅基核屏蔽材料的发展前景。

FeS/Cu材料动态再结晶行为与性能研究

研究了原位合成15%FeS/Cu复合材料在热挤压过程中的动态再结晶行为以及该行为对其性能的影响规律。结果表明,由于FeS/Cu复合材料在挤压过程中,内部受力不均,其再结晶主要通过亚晶迁移机制和凸出形核机制两种方式进行。另外,在累积真应变4.0前后,硬度和导电率的变化表现为相反的变化趋势,主要是由于加工硬化和再结晶软化在复合材料内部所占比例不同决定的。

Ti_3SiC_2/SiC复合材料高温氧化行为研究

研究了不同SiC含量的Ti3SiC2/SiC复合材料在960℃下的恒温和循环氧化行为,实验表明,SiC含量对复合材料的抗氧化性能有着重要影响。对氧化后的样品进行了成分和显微组织形貌分析,其主要氧化产物为粗大的金红石型TiO2和精细的TiO2、SiO2(鳞石英)混合物。

超高温结构材料的研究进展

论述了难熔金属硅化物、金属间化合物、陶瓷基复合材料、C/C复合材料的超高温结构材料研究现状,分析了他们在应用上存在的主要问题。同时介绍了高温防护涂层的研究进展以及应用前景。