炭/炭复合材料MoSi_2/SiC高温抗氧化复合涂层的制备及其结构

采用两段式包埋法工艺可制得涂层结构合理的复合梯度涂层,从里到外涂层结构为:S iC过渡层→S iC致密层→M oS i2/S iC双相层→以M oS i2为主的外层。随着制备工艺中高温阶段保温时间的延长,涂层表面以M oS i2为主的薄层越连续。涂层与基体的结合以化学结合为主,并有机械结合,结合强度高。用正硅酸四乙酯对涂层表面进行封闭处理,凝胶形成的S iO2可充填涂层表面裂纹并覆盖在涂层表面。在1 500℃高温空气中氧化,未封闭处理的涂层试样表现为氧化失重,封闭处理后的试样氧化增重。

研发硬质合金的集成计算材料工程

用于研发硬质合金的集成计算材料工程是将微观(10^(-10)10^(-8)m)、细观(10^(-8)10^(-4)m)、介观(10^(-4)10^(-2)m)和宏观(10^(-2)10 m)等多尺度计算模拟和关键实验集成到硬质合金设计开发的全过程中,通过成分-工艺-结构-性能的集成化分析,把硬质合金的研发由传统经验式提升到科学设计,从而大大加快硬质合金材料的研发速度,降低研发成本.本文详细阐述了第一性原理计算、CALPHAD方法、相场模拟和有限元模拟等计算模拟方法及各种微结构表征和性能测定的实验方法,论述了其在硬质合金研发中所发挥的具体作用.基于集成计算材料工程,提出了从用户需要、设计制备和工业生产的3个层面研发硬质合金的具体框架.通过应用实例,展示了集成计算材料工程在新型硬质合金研发中的强大功能,为新型硬质合金的设计和开发提供了新模式.

有限元法求解瞬态温度场时的数值振荡研究

针对有限元求解瞬态温度场时解的振荡问题,通过对热传导矩阵和热容矩阵的分析,研究了数值仿真中解的振荡原因以及消除振荡的方法.研究结果表明,热传导矩阵违反了热力学第二定律,以及在迭代初期协调热容矩阵的单元内温度变化率的连续性假设与实际偏差很大是产生数值振荡的原因.规范单元形状和采用适当的集中热容矩阵,可以有效消除数值振荡.同时,以无限大平板传热过程为背景,通过不同计算方法的对比,验证分析了结论.

新型超导体MgB_2超导电性及制备技术进展

文章简单介绍了新型超导体MgB2的基本超导电性,综述了MgB2块材(多晶)、线材、带材的主要制备技术,对MgB2超导材料的应用前景进行了展望,并指明了下一步研究工作的方向。

HA/HDPE多尺度生物复合材料的制备与力学性能

采用原位矿化复合-固相挤出技术制备羟基磷灰石/高密度聚乙烯(HA/HDPE)复合材料。结果表明,原位矿化-固相挤出制备的HA/HDPE复合材料是一种纳米HA颗粒均匀分散、界面结合强度高、HA/HDPE复合纤维定向排列的多尺度结构复合材料,在纳米尺度上HA均匀分散在HDPE基体中,在微米尺度上形成HA/HDPE复合纤维,在显微尺度上定向排列的HA/HDPE复合纤维形成织构结构。该HA/HDPE多尺度结构复合材料的力学性能与传统的熔融挤出的HA/HDPE复合材料相比有显著提高,拉伸强度达到245MPa,弯曲强度达到165MPa,拉伸模量为18.1GPa,力学性能均达到人体皮质骨的力学要求。

己内酰胺复配异氰酸酯改性蒙脱土的制备与表征

以己内酰胺(CL)为插层剂,二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(MDI)为改性剂,制备己内酰胺复配异氰酸酯改性钠基蒙脱土(Na-MMT)。将复配改性制得的有机蒙脱土再与Na-MMT、己内酰胺插层的Na-MMT和异氰酸酯(MDI)改性的Na-MMT进行对比研究。利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、能量色散偏振X射线荧光光谱仪(XRF)、红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)和电子显微镜(TEM)对改性前后的Na-MMT进行表征。结果表明,己内酰胺能进入水溶胀的Na-MMT层间,但对层间阳离子(Na+)含量影响不大;MDI能与MMT外表面和端面吸附的水反应生产取代脲对MMT进行有机包覆,而对MMT的分散和层间阳离子含量影响不大;只有己内酰胺复配MDI改性的MMT,其层间阳离子含量显著降低,且微观上呈纳米级分散。

封面图片说明

檨檨封面图片出自论文＂研发硬质合金的集成计算材料工程＂.利用EBSD获得合金微观组织,再通檨过CAD软件进行二维重构,并导入到有限元软件ABAQUS中建立真实的微观组织有限元模型,同檨檨时赋予WC、Co相和立方相其相应的材料属性,如弹性模量、泊松比等,并沿y轴的负方向施加一个檨应变量为0.32%的位移量.利用ABAQUS模拟含有（Ta,W）C立方相偏聚体的超细硬质合金中的檨檨应力分布.该图为应变0.32%时WC和立方相骨架内应力分布,可以看到,

热处理对炭/炭-铜复合材料载流磨损行为的影响

为探明炭/炭(C/C)多孔体热处理对炭/炭-铜(C/C-Cu)复合材料载流磨损行为的影响,采用化学气相渗透法(CVI)增密的C/C多孔体,再通过压力熔渗法制备C/C-Cu复合材料.采用载流动态磨损试验机测试C/C-Cu复合材料载流磨损行为,利用数字式三维视频显微镜和扫描电子显微镜观察复合材料磨损前后的表面形貌,研究了C/C多孔体经过2 000℃热处理对C/C-Cu复合材料载流磨损行为的影响.结果表明:C/C-Cu复合材料的质量磨损率和线磨损率比C/C多孔体未经热处理的复合材料分别降低了34.42%和17.84%;C/C多孔体经过2 000℃热处理,石墨化度提高,片层劈裂阻力减小,在载荷的作用下石墨片层易于劈裂形成细小的石墨微晶碎片,迅速填充修复表面缺陷,形成具有一定润滑作用、平整的摩擦膜,有效抑制了局部非均匀磨损的扩大,减弱了磨粒磨损和电弧放电引起的烧蚀、粘着、氧化磨损之间的循环交替磨损,载流磨损性能提高.

添加二甲基二甲氧基硅烷对硅氧烷基涂层性能的影响

采用溶胶-凝胶法,以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、二甲基二甲氧基硅烷(DMOS)和硅溶胶为前驱体制备了硅氧烷基涂层。通过傅里叶红外光谱分析、扫描电子显微镜、等试验研究了在不同硅氧烷/硅溶胶比例下,添加二甲基二甲氧基硅烷对涂层性能的影响。结果表明,当硅氧烷/硅溶胶为1∶2时,添加二甲基二甲氧基硅烷涂层综合性能最好;添加二甲基二甲氧基硅烷可通过降低涂层的表面能,可以有效提高涂层的防腐蚀能力。

碳含量对WC-6%Ni细晶硬质合金组织结构及性能的影响

本文通过配制WC碳含量在6.00%至6.15%范围的WC-6%Ni细晶硬质合金,采用光学金相、X射线衍射、SEM等分析方法,对比研究了不同碳含量对WC-6%Ni细晶硬质合金组织结构及性能的影响。结果表明:WC碳含量为6.00%时,合金出现脱碳现象;在两相区范围内,随着WC碳含量的增加,合金出现晶粒长大现象,且粗大晶粒数量逐渐增多;合金硬度和密度随WC碳含量的增加逐渐降低;随着WC碳含量的增加,合金的抗弯强度呈现出先升高然后降低的趋势,并在WC碳含量为6.09%时出现最大值(2 360 MPa);合金断裂韧性随WC碳含量的增加而增加。

网状结构硬质合金界面钴相扩散过程研究

网状结构硬质合金是一种具有新型微观组织结构的硬质合金复合材料,而界面钴相梯度控制是网状结构硬质合金研究的关键技术。本文以YG20C作为网状合金的基体、YG6X作为团粒制备网状硬质合金试样,结合SEM、EDS等检测手段,研究烧结温度与保温时间对界面钴相扩散的影响。并通过相图计算、第一性原理等理论计算方法对钴相扩散的过程进行进一步研究证明。结果表明,当烧结温度高于1 340℃时,即使很短的保温时间界面钴相也很容易扩散均匀,当温度低于1 320℃,即使延长保温时间,核壳组织两边的钴相含量没有明显的变化,即界面钴相扩散受到了抑制。实验结果与理论计算相符合。

深冷处理对添加CeO_2超细WC-9%Ni-Cr_3C_2硬质合金结构、性能与残余应力的影响

本文采用粉末冶金方法制备了4组不同Ce O2含量的超细WC-9%Ni-Cr3C2硬质合金试样。利用Hot Disk热常数分析仪,采用瞬变平面热源法(TPS)技术测量了深冷处理前后材料的导热率;采用三点法测量了处理前后合金抗弯强度的变化情况。同时文章还利用XRD、SEM和EDX对合金烧结后的相成分组成与残余应力、微观结构和感兴趣区域进行了检测、观察和分析。结果表明:Ce O2的添加降低了合金的热导率和抗弯强度,增加了合金的残余应力;当Ce O2添加量为1.35wt.%时(4#合金),三者的变化分别为0.33%、17.17%和38.24%。深冷处理后,不同Ce O2含量的WC-9%Ni-Cr3C2热导率、抗弯强度提高幅度可达8.03%(1#合金)和7.23%(1#合金),但同时可在一定程度上降低合金的残余应力。

球磨时间对WC-6%Ni硬质合金微观结构及性能的影响

以WC-6%Ni硬质合金为研究对象,采用不同球磨时间制备了5组合金试样,通过对烧结后合金磁、力学性能的检测及显微结构观察,分析研究了球磨时间对WC-6%Ni硬质合金的微观结构及其性能的影响。结果表明:球磨时间对WC-6%Ni硬质合金的微观结构和性能影响明显,过短的球磨时间导致合金中存在粗大WC晶粒,适当延长球磨时间可使WC晶粒得到细化并获得微观结构均匀的合金,但过长的球磨时间则会导致合金中粗WC晶粒的再次出现。随着球磨时间的增加,抗弯强度、硬度、矫顽磁力均随之经历先上升到峰值后下降的过程;而球磨时间对WC-6%Ni合金的密度影响很小。当球磨时间为36 h时,WC-6%Ni硬质合金具有最小的WC平均晶粒度和相对均匀的微观结构,合金抗弯强度、硬度及矫顽磁力出现峰值,分别为2 250 MPa、89.4 HRA、4.9 kA/m。

Mg-13Gd-2Nd-2Cu合金的显微组织与力学性能

通过熔炼铸造及热挤压方法制备了Mg-13Gd-2Nd-2Cu(质量分数)镁合金。通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、维氏硬度、拉伸性能测试等方法,研究了Mg-13Gd-2Nd-2Cu合金的铸态显微组织特征及退火温度对挤压态合金的组织与力学性能影响。结果表明:退火热处理促进了晶界处Mg5(GdNdCu)_1相充分溶入α-Mg基体中。提高退火温度使基体晶粒发生再结晶长大,改变了Mg5(GdNdCu)_1相的形态和分布。当退火温度超过500℃时,晶粒粗化并部分发生过烧现象。提高退火温度,会使挤压态合金的屈服强度有所降低。

研磨方式对YT5牌号硬质合金性能的影响

本文以YT5牌号为研究对象,通过对烧结后合金物理性能的检测及显微结构观察,研究了研磨方式对YT5牌号硬质合金的微观结构及其性能的影响。结果表明:在总球磨时间及其它工艺参数一致的情况下,只预磨(Ti,W)C固溶体有助于提高合金中(Ti,W)C相的分散性;当只预磨(Ti,W)C固溶体时,合金的(Ti,W)C相平均晶粒尺寸会随着预磨时间的增加而增大,合金的矫顽磁力、硬度会降低;当预磨WC及(Ti,W)C固溶体时,合金的(Ti,W)C相平均晶粒尺寸会随着预磨时间的增加而降低,合金的矫顽磁力、硬度会升高;预磨WC及(Ti,W)C固溶体会在一定程度上提高合金的矫顽磁力;研磨方式的改变对合金的强度、钴磁、孔隙度无明显影响。