石墨烯掺杂和烧结温度对MgB<sub>2</sub>块体微观结构和超导性能的影响

我们采用未掺杂的粉末制备了MgB<sub>2</sub>块体作对比,研究了石墨烯掺杂对MgB<sub>2</sub>块材微观结构和超导性能的影响,研究了退火温度对石墨烯掺杂MgB<sub>2</sub>块材微观结构和超导性能的影响。对烧结后的样品采用XRD,SEM,SQUID进行了相组成,微观结构和超导性能等分析检测。研究发现石墨烯掺杂明显提高了MgB<sub>2</sub>超导材料的临界电流密度,在20 K和1 T磁场下,最大的临界电流密度达到1.8×10<sub>5</sub>A/cm<sub>2</sub>。     

酸刻蚀处理对IrO2-Ta2O5/Ti阳极寿命的影响

通过改变腐蚀方法,研究了使用H₂C₂O₄和H₂SO₄进行钛基体表面刻蚀对金属氧化物钛阳极电化学性能和表面形貌的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和光电子能谱等测试方法对样品进行了结构分析。然后利用电化学工作站测试了样品的电催化活性,利用加速寿命测试研究了样品的电化学稳定性。结果表明,通过H₂C₂O₄和H₂SO₄分步腐蚀可以获得更加均匀致密的表面形貌和更好的催化稳定性。在此基础上,进一步研究了预处理对钛阳极寿命的影响原因。IrO₂-Ta₂O₅/Ti阳极的催化活性和稳定性与酸刻蚀处理的先后顺序及表面结构密切相关,并建立了预处理方法与阳极性能之间的关系。分步腐蚀使钛表面具有合适的粗糙度,因而提升了涂层附着力。在热分解过程中,经分步腐蚀形成的氢化钛在不改变表面形貌的情况下转变为金红石结构的氧化钛,有利于电子输运,从而增强涂层附着力并延长加速寿命。     

STUDY ON AGING PRECIPITATION BEHAVIOR OF Al–5.2Cu–0.4Mg–1.02Ag ALLOY

研究了Al--5.2Cu--0.4Mg--1.02Ag合金在不同时效制度下的力学性能和显微组织, 并详细分析了合金的主要析出相Ω的形核与粗化, 同时提出了浓度台阶粗化机制. 结果表明: 合金的主要强化相是Ω相和θ'相. 欠时效时出现了大量细小的Ω相和少量的θ'相; 峰时效时Ω相和θ'相的体积分数大大增加, 且Ω相与基体呈半共格关系; 过时效时出现了球状的平衡θ'相, Ω相略为长大, 而θ'相的长度和厚度明显增大. Mg/Ag原子簇是时效初期Ω相的形核核心; Mg, Ag和Cu的浓度差异引起的台阶迁移是Ω相粗化的驱动力. 由于Mg和Ag原子在Ω相与基体界面存在时降低了晶格的畸变能, 使得Cu原子向Ω相迁移的速率受到限制, 因此Ω相能够在长时间下保持片状而不发生共格失稳.     

Al2O3-C耐火材料抗氧化性研究进展

    综述了目前改善Al2O₃ -C耐火材料抗氧化性的三种方法：添加抗氧化剂法、浸渍氧化抑制剂法和表面涂层法;分析了常用抗氧化添加剂在Al₂O₃-C耐火材料中作用机理,展望了提高Al₂O₃ -C耐火材料抗氧化性的研究方向.     

过氧化氢环境下1Cr18Ni9Ti不锈钢与不同陶瓷配副的摩擦学行为

本文研究了ZrO_2, Si₃N₄ 和SiC三种陶瓷配副对1Cr18Ni9Ti不锈钢在90%的H₂O₂溶液中摩擦学性能的影响。结果表明,1Cr18Ni9Ti不锈钢在该环境下的摩擦学性能受配副的影响明显。 与ZrO₂对磨,发生了粘着行为,导致了大的摩擦系数(0.17~0.27)和最高的1Cr18Ni9Ti不锈钢磨损量。与SiC对磨,发生了氧化和水解反应,形成的胶体膜起到了润滑作用,导致了小的摩擦系数(0.035)和最低的1Cr18Ni9Ti不锈钢磨损量。粘着行为和水解反应均发生于1Cr18Ni9Ti/Si₃N₄的磨损过程中,粘着与保护膜的耦合,导致了复杂的摩擦系数。对于配副,ZrO₂的磨损体积最大,SiC次之,Si₃N₄表面有粘着层,因此磨损体积最小。     

旋压变形量对B4C增强铝基复合管微观组织及力学性能的影响

本文采用等离子放电烧结+异步错距旋压方法制备了不同旋压变形量的B₄C颗粒含量为10wt.%的铝基复合材料管材,研究了变形量对复合管材微观组织和力学性能的影响。 研究结果表明:随着旋压变形量的增加,B₄C铝基复合管材内部B₄C颗粒分布由类似网状结构变为均匀分布,B₄C颗粒与基体铝合金之间界面形成了冶金结合;等离子放电烧结过程中的颗粒之间的“尖端放电”效应使得颗粒之间的界面处产生局部高温,促进了界面之间的结合,在界面处产生了AlB₂和Al₃BC金属间化合物;旋压变形量的增加,细化了铝合金的晶粒尺寸,减小了B₄C的颗粒尺寸,但旋压过程中导致的大尺寸B₄C颗粒的断裂弱化了细晶强化和颗粒强化对抗拉强度的作用。     

镁扩散制备Pr6O11掺杂的 MgB2块体临界电流密度和磁场性能研究

采用镁扩散方法制备了Pr₆O₁₁纳米颗粒添加的MgB₂超导块体,研究了Pr₆O₁₁掺杂对其临界电流密度(J_c),不可逆磁场(H_irr)和上临界磁场(H_c2)的影响。实验结果表明Pr₆O₁₁纳米颗粒掺杂明显提高了块体的J_c,H_irr和H_c2,但没有降低其超导转变温度T_c。在20 K自场条件下,质量比为1 wt.% Pr₆O₁₁掺杂的MgB₂块体的J_c较没掺杂样品提高了将近5倍, J_c=3.61×10₅A/cm₂。在10 K温度下,MgB₂块体H_c2 和H_irr较没掺杂样品分别提高了1.9 T and 2.6 T。同时讨论了Pr₆O₁₁纳米颗粒掺杂对MgB₂块体的电性能和磁通钉扎机制的影响。     

储氚合金ZrCo0.8M0.2 (M = Co, Cu, Cr, Mn, Al)的性能研究

采用电弧熔炼的方法在氩气气氛中熔炼了ZrCo_0.8M_0.2 (M = Co、Cu、Cr、Mn、Al)合金。合金的主相均为ZrCo相,但Cr、Mn和Al部分替代Co后形成了第二相。Cr替代形成了Zr₂Co和ZrCr₂相,Mn替代形成了Zr₂Co和ZrMn₂相,Al替代形成Zr₃Co和Zr₆CoAl₂相。Cr和Mn的替代使合金的晶胞体积减小,而Cu和Al的替代使晶胞体积增大。Cu、Cr、Mn和Al替代后,ZrCo_0.8M_0.2合金的平台压变化不明显,但吸氢量出现了不同程度的降低。Cr和Mn元素的替代明显改善了ZrCo合金在室温下的活化性能。Cr和Mn元素的替代降低了高温下ZrCo合金发生歧化反应的速率,这主要是由于Cr和Mn元素的掺杂减少了氢原子占据不稳定位置8f₂ 和8e的数量,从而降低了歧化反应发生的驱动力。     

单层声表面波叉指换能器(SAW-IDT)结构优化设计

为优化单层声表面波换能器的驱动性能,改善现有δ函数分析方法在计算过程中的不足之处,采用有限元仿真优化方法对叉指式换能器的静力学性能进行了分析,研究了支路电极宽度w、电极间距s和基片厚度t对驱动性能的影响。仿真结果表明,当w/t=0.7时,可以得到最佳应变响应;当s/t＞3.2时,可以得到最大应变。同时还得出了电极间距越小,驱动电压越低的结论。根据仿真优化结果制备了声表面波叉指换能器（SAW-IDT）,并进行了频率响应测试。研究结果为声表面波叉指换能器的制备、性能测试和应用提供了指导。     

SnO2 增强相对AgCuOIn2O3 电触头材料显微组织与性能的影响

采用反应合成法结合塑性变形工艺制备了不同SnO₂含量的AgCuOIn₂O₃SnO₂电触头材料,利用扫描电镜和金相显微镜表征了材料的微观形貌及显微组织,分析对比了不同SnO₂含量的材料金相组织及其增强相的分布均匀性,并利用X射线衍射分析了材料的物相结构。测量了材料的抗拉伸强度、硬度、电阻等性能。结果表明：添加适量的SnO₂能使组织中的孔隙尺寸缩小、其他缺陷明显减少。氧化物弥散分布在银基体中,极大地改善了AgCuOIn₂O₃电触头材料的显微组织均匀性。在SnO₂含量不变时,材料的电阻率随塑性变形程度增加而有所降低;随着SnO₂含量增多,电阻率呈现先降低后升高的趋势,最后趋于定值,约为2.4 μΩ·cm。添加SnO₂后各试样材料的硬度均显著升高,SnO₂含量为1%（质量分数）的材料具有最优的抗拉伸强度和延伸率。     

Cr、Mo对DO3-Fe3Al力学性能和电子结构影响的理论研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Cr、Mo在DO₃-Fe₃Al 金属间化合物中的占位、以及Cr、Mo对Fe₃Al力学性能和电子结构的影响。研究显示：Cr、Mo在Fe₃Al中优先替代Al原子;Cr、Mo的添加均提升了Fe₃Al的体模量、剪切模量、弹性模量以及塑性,其中Mo对Fe₃Al的模量以及塑性的提升效果更明显。电子结构和电荷密度分析表明：Cr、Mo对Fe₃Al力学性能提高的主要原因是Cr、Mo的s,p和d轨道电子参与了Fe₃Al的电子杂化,Cr、Mo增加了Fe₃Al的成键峰数量,且增加了Fe₃Al中原子间的重叠电子数,此外Cr、Mo减弱了Fe₃Al中Fe-Fe间电子云的方向性。     

退火工艺和稀土元素对SPCC冷轧板再结晶过程及织构的影响

研究了退火工艺和添加微量稀土元素对SPCC冷轧低碳钢板再结晶过程及织构的影响。试验结果表明,提高加热温度加快了SPCC冷轧板再结晶过程,促进晶粒长大;稀土元素的加入阻碍了再结晶过程,抑制了晶粒长大,也明显地提高了稀土SPCC冷轧板有利于深冲性能的{111}<011>织构、{111}<112>织构和{001}<100>立方织构的密度。     

Ge4Se96红外玻璃的热力学性能研究

通过融熔-淬冷法制备了 Ge₄Se₉₆硫系玻璃块状试样,利用等温步阶方法(stepwise method)测定其DSC曲线,并采用新算法对Ge₄Se₉₆玻璃的比热进行了分析计算。通过比热算出Gibbs自由能变化ΔG和熵变ΔS,得到了ΔG和ΔS随温度变化的曲线,确定了Kauzmann 温度T_k。采用热机械分析(TMA)确定了Ge₄Se₉₆玻璃的应变点、退火点、玻璃转变点、屈服点和软化点的特征温度。结果表明,Ge₄Se₉₆的玻璃化转变温度T_g是81.5 ℃,平均热膨胀系数是ΔL/L=(0.0557*T-1.7576)/1000,Kauzmann 温度T_k=239K。     

不同方法制备的AgSnO2TiB2 电接触材料的微观结构和电弧侵蚀行为

分别采用球磨法、可溶性淀粉模板法和滤纸模板法制备了AgSnO₂TiB₂复合粉末,并利用火花等离子体烧结技术（SPS）制备了块体材料。对Ag4%SnO₂4%TiB₂（质量分数）电接触材料的物理性能和电弧侵蚀特性进行了研究。结果表明,模板的空间限域效应有效地改善了增强相在基体中的均匀分散,提高了Ag4%SnO₂4%TiB₂接触材料的导电率和硬度。与球磨法相比,滤纸模板法和淀粉模板法制备的Ag4%SnO₂4%TiB₂复合材料的电导率分别增加了12.18倍和9.60倍, 显微硬度分别增加了17.10%和33.94%。滤纸模板更有利于SnO₂和TiB₂的均匀分散,减少集中电弧侵蚀和飞溅损失,因此具有更好的抗弧蚀性。     

Ni基复合镀层静态腐蚀实验研究

介绍了Ni、n-SiC∕Ni、n-Al₂O₃∕Ni 3种镀层在5%H₂SO₄、5% H₂SO₄+3.5%NaCl腐蚀96 h的失重情况，用SEM和X射线衍射仪分别观测了腐蚀形貌及成分分析。深入对腐蚀镀层进行了理论分析，表明在腐蚀过程中由于镀层组织结构不均匀产生了微观腐蚀电池。     

摩托车减震简金属型铸造充型凝固过程数值模拟

应用铸造模拟软件ProCAST对铝合金减震筒金属型铸造过程进行模拟,对比了铸件倾斜30&#176;和60&#176;时填充过程中的流场;分析了倾斜60&#176;时铸件凝固过程中固相分数的分布情况;预测了可能出现的缩孔、缩松缺陷部位。基于模拟结果的生产实践表明：采用倾斜60&#176;的浇注工艺方案能有效地提高铸件的成品率。     

Al2O3微粉添加量对镁合金微弧氧化膜特性影响研究

为了研究添加Al₂O₃微粉对AZ31A镁合金微弧氧化膜特性影响,在不同浓度Al₂O₃微粉电解液中对其进行了微弧氧化处理。利用扫描电镜(SEM)观察微弧氧化膜形貌,能谱仪(EDS)分析了膜层表面Ca、Mg、O、Al元素分布,X射线衍射仪(XRD)分析了相组成,测定了膜厚、硬度和氧化液中Al₂O₃表面电荷,讨论了掺杂改性机理。结果表明,加入Al₂O₃微粉后,氧化电压随Al₂O₃添加量增加先增加后降低;氧化膜表面孔洞数量和尺寸减小,膜层表面Ca元素分布逐渐减少,成膜效率降低,膜层致密度和表面疏松层硬度提高,氧化膜主要由MgO和MgO₄等相组成。     

第二相粒度对AgSnO2 触头材料润湿性和电接触性能的影响

选用TiO₂作为触头材料的添加剂,采用粉末冶金法制备了6种不同第二相（SnO₂）粒度的AgSnO₂和AgSnO₂/TiO₂触头材料。研究了2种触头材料的润湿性和电接触性能。用座滴法测量了Ag与SnO₂之间的润湿角,并表征了材料的湿润性,使用JF04C电接触触头材料测试系统对材料电接触性能进行了测试,分析了不同第二相粒度的触头材料的润湿性和电接触性能的变化规律。结果表明,当第二相粒度为100~300 nm时,2种触头材料的性能均优于其它粒度的触头材料。     

微量元素Nb、C强化W-Lu2O3复合材料的组织及性能研究

采用机械球磨和放电等离子体烧结制备了W-Lu₂O₃和W-Nb-C-Lu₂O₃合金,通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能谱(EDS)和透射电子显微镜(TEM)研究分析了合金复合粉末的形貌、合金烧结体表面形貌和断口形貌;测定了合金的致密度、热导率、硬度和强度。实验结果表明：在W-Lu₂O₃的基础上添加微量Nb和C对钨合金晶粒细化、致密化和强度提高有着明显的效果,W-Nb-C-Lu₂O₃合金的致密度比W-Lu₂O₃提高了5.75%,达到了95.12%,晶粒尺寸由8~13 μm细化到2~5 μm,W-Nb-C-Lu₂O₃合金比W-Lu₂O₃合金的显微硬度和强度得到明显改善。     

磷酸铁锂/石墨烯复合材料的低温微波水热法制备及性能

采用喷雾干燥结合低温微波水热法制备了石墨烯/LiFePO₄复合正极材料,利用SEM、XRD、DLS等对其微观形貌、结构、粒度分布进行了表征,并利用恒流充放电、CV、EIS等测试研究了复合正极材料的电化学性能和电极动力学过程。结果表明,与未包覆的样品相比,石墨烯包覆的LiFePO₄具有优异的倍率性能(5C放电比容量为125.4 mAh?g_-1)和循环稳定性(1C条件下100次充放电后容量保持率在95%左右)。包覆石墨烯后LiFePO₄正极材料的电荷迁移电阻减小,电化学可逆性增强,从而提高了材料的倍率性能。本文提供了一条提高磷酸铁锂正极材料电化学性能的简便途径,具有良好的应用前景。