2014年云南金属材料与加工年评

根据2014年云南省材料科研工作者所发表的文献,对2014年度云南省黑色金属、稀贵金属、有色金属材料的科研与技术进行了评价。

2013年云南金属材料与加工年评

根据2013年云南省材料科研工作者所发表的文献,对2013年度云南省黑色金属、有色金属、稀贵金属材料的科研与技术进行了评价。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

液固包覆法制备Al-Pb层状复合材料及其界面研究

利用键参数函数理论分析了第三组元Bi或Sn作为Al-Pb非混溶体系实现冶金结合一体化的可行性,并采用液-固包覆成型的方法制得了Al-Bi-Pb及Al-Sn-Pb层状复合材料,通过SEM、EDS等检测手段分析研究试样的显微组织,并讨论了界面的扩散现象。结果表明:第三组元Bi或Sn的引入将Al、Pb的混合焓ΔHmin降低到零以下,在扩散动力学作用驱使下使各元素间在界面处发生了迁移和互扩散,形成了成分调控区,表现为一条状的均质固溶体带,实现了Al与Pb之间的冶金结合。

表面活性剂模板法制备介孔材料

自从发现M41S系列介孔分子筛以来,人们对介孔材料的研究越来越活跃。在介孔材料的制备方面,用表面活性剂作模板来组装的方法有着重要的地位。对介孔材料的研究工作进行了简要介绍,讨论了介孔材料的形成机理、制备和影响介孔材料结构的因素。

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.

凝胶-发泡法制备多孔氧化铝隔热材料的研究

结合凝胶注模和发泡法制备了多孔氧化铝隔热材料,研究了发泡剂用量、固相含量和烧结温度等对氧化铝陶瓷气孔率的影响。结果表明,当发泡剂用量为1wt%、固相含量为45vol%、烧结温度为1500℃时,可制备出总气孔率和闭气孔率高、孔径较小且分布均匀、强度高和热导率低的多孔氧化铝陶瓷。

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。

反应合成法制备Ag/SnO_2复合材料中Ag_6O_2/SnO_2低指数界面研究

利用Ag/SnO2复合材料界面高分辨透射电镜分析结果,运用第一性原理对复合材料界面结合进行模拟计结果表明,反应合成后Ag6O2(101)面与SnO2(110)面存在晶格匹配,结合能、布居分布和态密度均表明这两个自由表结合与实验现象吻合,电子差分密度进一步证实未分解的Ag6O2向Sn提供富氧环境,利于纳米SnO2颗粒生成,分析界面表层原子的弛豫状态。

反应合成Ag/SnO_2复合材料挤压过程有限元模拟

通过热力模拟压缩试验研究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再结晶动力学方程及再结晶晶粒尺寸方程中的材料参数,经过有限元模拟得出反应合成法制备的Ag/SnO2复合材料在挤压过程中的晶粒尺寸演变情况及最终晶粒尺寸。与实际挤压后试样的电镜照片进行对比,模拟结果与实验吻合,揭示了挤压过程晶粒尺寸变化的机制和变化特征。

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。

Ir_3Y_5金属间化合物相结构稳定性的第一性原理研究

采用密度泛函理论的平面波方法,对Ir3Y5金属间化合物的相结构稳定性从晶体结构、生成焓、晶胞能、电子结构和弹性模量等方面进行了理论分析研究。结果发现,Ir3Y5处于低温下的α相和高温下的β相其生成焓均为负值,说明其体系是稳定的。从晶胞能和电子结构的计算证实了Ir3Y5合金的α相比β相要稳定。而弹性模量的计算显示这两种Ir3Y5合金相结构具有良好的延展性。

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。

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。