镍基金属玻璃电化学特性与线切割实验研究

金属玻璃具有独特的原子结构和优异的材料性能,在产品微小型化、精密化方面已展现出重要而广阔的应用前景。但金属玻璃对微加工过程中温度敏感,且现有的金属玻璃微加工技术还不成熟,在一定程度上阻碍其广泛应用。提出了金属玻璃微细电解线切割加工方法,基于电化学阳极溶解原理对材料进行加工,加工温度低、无加工应力、材料不会晶化,是制造金属玻璃微结构零件理想的技术手段。研究了镍基金属玻璃Ni_(72)Cr_(19)Si_7B_2在不同溶液中的电化学特性,并优化微细电解线切割实验参数,加工出高质量的金属玻璃微结构。     

表面机械研磨处理的动态结构弛豫对Zr基块体金属玻璃结构和力学性能的影响

利用表面机械研磨(SMAT)技术对Zr_(52.5)Cu_(17.9)Ni_(14.6)Al_(10)Ti_5(Vit105)块体金属玻璃进行改性,并通过X射线衍射方法和球形纳米压痕试验分别研究了SMAT处理对Zr基金属玻璃结构和力学性能的影响。结果表明,SMAT处理使得Zr基金属玻璃的峰值衍射角与半峰宽均减小。当SMAT处理时间为20 min时,Zr基金属玻璃的弛豫焓最大。SMAT处理使得Zr基金属玻璃的硬度明显降低,weibull模量系数m值增大,显示结构更加均匀。研究表明,这是由于SMAT处理过程中,在样品表面与内部引入了大量的残余应力导致了材料结构与力学性能的改变。     

镁基大块金属玻璃特性及其制备

综述了大块镁基金属玻璃的发展过程及最新的研究进展,介绍了大块镁基金属玻璃的特性和几种制备方法,最后阐明大块镁基金属玻璃的研究重点和应用前景.     

汽车发动机用2A12合金的表面改性与耐蚀性能研究

对汽车发动机用2A12合金在不同浓度的锆盐溶液中进行了表面微弧氧化改性处理,研究了微弧氧化膜层的耐盐雾腐蚀性能、表面膜层显微组织。结果表明:微弧氧化膜层中主要含有AlMg_2O_4、Zr O_2、Zr_2O和Al_2O_3相;随着锆盐浓度增加,膜层的厚度和粗糙度逐渐增加;膜层的盐雾腐蚀速率与锆盐溶液浓度密切相关,盐雾腐蚀速率从低至高的锆盐溶液浓度依次为:10、5、0、15和20 g/L。     

立式双辊铸轧金属玻璃过程中临界冷却速率及工艺条件的模拟（英文）

通过计算形成金属玻璃的连续冷却转变(CCT)图得出其临界冷却速率。对立式双辊铸轧(VTRC)过程中熔池金属温度场进行数值模拟,计算出不同工艺条件下的冷却速率。通过对上述冷却速率进行比较,讨论采用VTRC工艺制造金属玻璃的可行性和工艺条件对冷却速率的影响。结果表明,通过VTRC工艺制造镁基金属玻璃的冷却速率可达到3至4个数量级,大于由CCT图计算得到的临界冷却速率。采用单侧浇注方式可以改善熔池内金属的温度分布。VTRC工艺具有良好的连续铸造金属玻璃薄带的能力。     

运用原子力显微镜研究电解质溶液中白云母与二氧化硅间的相互作用力(英文)

运用原子力显微镜研究了二氧化硅胶体探针(直径,5μm)与白云母表面之间在电解质溶液环境下的相互作用力。试验考察了平衡时间、电解质浓度和溶液pH值对相互作用力的影响。实验结果表明,电解质浓度和溶液pH值对白云母/二氧化硅之间相互作用力及粘附力都产生显著的影响。在低电解质浓度和高的溶液pH值条件下,观察到一个很强的长程排斥力;而在高电解质浓度和低pH值条件下,两表面之间产生一个弱的长程吸引力。随着电解质浓度的增加,相互作用力从强的排斥力变化到强的吸引力。当溶液pH值在5.8～10.2时,相互作用是单调的排斥力;当溶液pH值降低至3.4时,在距离22～32nm处出现一个弱的吸引力。在低浓度或低pH值下,白云母与二氧化硅之间的粘附力比较大,随着电解质浓度和溶液pH值的增加,粘附力不断减小,最后相对稳定。运用经典DLVO理论对相互作用力进行理论计算,与实验曲线基本一致。     

芳香聚酰胺纳滤膜在电解质溶液中的动电现象

研究芳香聚酰胺纳滤膜在不同电解质溶液中的流动电位,考察膜两侧压差、电解质浓度、离子价态及溶液pH值对流动电位的影响,用Helmoltz-Schmolukovski方程与Gouy-Chapmann方程计算膜表面的Zeta电位与电荷密度.结果表明:芳香聚酰胺膜表面荷负电荷;流动电位和Zeta电位绝对值均随电解质浓度的增大而减小;溶液pH值对流动电位和Zeta电位的影响较大;当电解质溶液浓度相同时,芳香聚酰胺膜的流动电位和Zeta电位的绝对值在二价阳离子电解质溶液中比一价阳离子的电解质溶液中均要小,但前者中的等电位点的pH值略大.     

金属玻璃剪切带中应力诱导的纳米缺陷形成

以非晶锆基金属玻璃薄带制备透射电子显微镜样品,并利用透射电镜找到在弯曲样品过程中产生的剪切带.高分辨透射电镜技术揭示在剪切带中存在着纳米级的空洞类和高密度区域缺陷.这些缺陷被认为是在机械负载和外应力移除过程中应力激发的自由体积演化而成的,其演化过程可以通过和在相同的金属玻璃样品上的热退火过程作类比来定性地理解.     

锆基金属玻璃晶化过程中Zr_3Al_2型亚稳相的原位结构识别

使用高能同步加速器辐射,当锆基金属玻璃在真空中温度达到848 K的Linkam热台下退火后,发现了亚稳相。通过同步加速器辐射的方法记录了亚稳相的形成和转换过程。根据粉末衍射和透射电镜分析,在晶化过程中识别出的亚稳相是Zr_3Al_2结构型。采用体积分数的函数方法,通过三维衍射图样试验论证了Zr_3Al_2型亚稳相的结构,并用数学法描述出来。对Zr_3Al_2亚稳相的识别有助于理解金属玻璃的簇结构。     

AZ31与NZ30K合金作为镁电池负极材料的电化学性能

采用恒温浸泡、交流阻抗和极化曲线法分别研究铸态(F)和固溶态(T4)的NZ30K以及挤压态AZ31镁合金在不同浓度MgCl2、MgSO4、Mg(COOCH3)2、MgBr2溶液中的腐蚀行为和电化学性能.结果表明随着电解液中电解质浓度的增加,3种镁合金的自腐蚀速率均增大.F态和T4态的NZ30K合金在MgSO4溶液中腐蚀速率最快,在MgBr2溶液中耐蚀性能最好,而AZ31合金在MgCl2溶液中耐蚀性能最差,在MgSO4和Mg(COOCH3)2中具有较好的耐蚀性能.电化学阻抗谱(EIS)结果表明在4种电解液中,镁合金的高频端容抗环半径均随着电解质浓度的增加而减小,这与恒温浸泡的实验结果相吻合.     

锆合金在HCl和H2SO4溶液中的耐蚀性能研究

采用化学浸泡、电化学测试和物理检测技术,研究了HCl和H2SO4溶液中锆合金的腐蚀行为.结果表明,锆合金在还原性的HCl和低浓度H2SO4溶液中,具有优异的耐蚀性,而在高浓度的氧化性H2SO4溶液中腐蚀速率显著增大.物理检测结果显示,腐蚀的锆合金表面均匀地覆盖着弥散分布的微小颗粒状ZrO2.还原性的HCl和低浓度H2SO4溶液中ZrO2膜保持了原有的致密性,增强了锆合金的耐蚀性能.而高浓度H2SO4溶液中,在其强氧化作用下,锆合金基体/膜界面处不断生成ZrO2.当膜增加到一定厚度时,氧化膜的晶格参数与金属的晶格参数不一致,产生内应力,降低了氧化膜的附着力,直至氧化膜破裂,露出新鲜的锆合金表面.继之,新鲜的锆合金再次被氧化,以此循环往复,导致锆合金在浓H2SO4溶液中腐蚀加剧.     

添加剂对Zn/KOH/AgO电池性能的影响

本文以电沉积锌为负极,过氧化银为正极,KOH溶液为电解质,组装成Zn/KOH/ AgO模拟电池.研究不同浓度的KOH电解质溶液对Zn/KOH/AgO电池比容量的影响,探索电解质溶液中不同添加剂对电池放电过程中锌电极钝化的影响,并考察了放电倍率对电池性能的影响.结果表明:KOH电解质溶液的最佳浓度为5 mol/L,电解质...     

Fe基金属玻璃的耐辐照性能研究进展

Fe基金属玻璃具有长程无序结构且内含大量的自由体积,相较于传统耐辐照晶体金属具有不同寻常的结构优势,且由于其具有较低的加工成本、超高的强度、较好的软磁性能与较宽的过冷液相区等优良的理化性质,而得到研究人员的密切关注,被认为或可以作为面向等离子体候选材料应用于聚变装置中,因而关于其耐辐照性能的研究得到了广泛开展。团簇加连接原子模型可以指导金属玻璃组分的设计,获得具有更高玻璃形成能力的Fe基金属玻璃,且具有更大负混合焓的组分原子可以提升金属玻璃的晶化开始温度,为突破尺寸限制以及提高Fe基金属玻璃的稳定性提供了一条崭新的思路。从团簇加连接原子模型设计金属玻璃的角度简述了本课题组研究的两种成分的Fe基金属玻璃Fe80B13Si7及Fe68B25Zr7的选择依据,同时根据国内外研究现状,总结了在离子束辐照下,Fe基金属玻璃的结构、表面形貌、磁性能以及光学性能的变化,探究了其辐照损伤的形成机制,并浅析了Fe基金属玻璃具有较好的耐辐照性能的原因,为其应用于聚变堆环境作为第一镜等构件材料以及开发具有更大极限尺寸、更好耐辐照性能的Fe基金属玻璃的研究提供一定的数据支撑。     

加工电熔锆刚玉砖用电镀金刚石磨轮的研制和应用

电熔锆刚玉砖是玻璃熔窑最重要的耐火材料，该砖结构致密、热稳定性高、耐磨性好、抗蚀能力强，只有超硬磨料才能对锆刚玉砖表面进行有效磨削。本文通过复合电镀方法研制和生产金刚石磨轮，并给出了复合电镀金刚石磨轮的工艺流程。在研制过程中，对金刚石磨轮的基体和胎体进行了优化设计，分析了金刚石质量、金刚石浓度、金刚石粒度对磨削过程的影响，采用两种品级、四种粒度的金刚石按一定比例混合使用，扩大了磨轮的适用范围，提高了磨轮的自锐性，研制的电镀金刚石磨轮用于磨削锆刚玉砖耐火材料，其平均使用寿命达到168．36m^2，与热压焊接金刚石磨轮比较，平均寿命和磨削效率分别提高16．5％和20％。使用结果表明：电镀金刚石磨轮是最适合磨削加工电熔锆刚玉砖的金刚石工具，加工后的锆刚玉砖具有精确的几何形状和高光洁度的表面，同时，选择合适的金刚石磨轮和合理的磨削参数，对电镀金刚石磨轮的使用寿命和磨削效率以及锆刚玉砖的加工质量有重要影响。     

TiAl基金属间化合物的研究现状与发展趋势

系统地总结了TiAl基金属间化合物结构材料的研究现状、存在的问题以及在航空航天等领域的应用情况。对TiAI基金属间化合物的组织控制与性能研究、冶金熔炼、成形加工等进行了归纳,结合TiAl基金属间化合物材料与应用研究取得的新进展,预测了TiAl基金属间化合物轻质结构材料在今后一段时期的发展趋势。     

硼化锆基超高温陶瓷材料电火花加工特性研究

硼化锆基超高温陶瓷材料被广泛用于对轻质、耐高温有特殊要求的领域,但其高硬度、高脆性等特性使其成为难切削材料,在加工该材料的零件时极易磨损工具,缩短工具寿命,使加工变得非常困难,甚至无法切削。采用电火花加工方法对硼化锆基超高温陶瓷材料的加工特性进行了研究,对影响该材料加工特性的工艺参数(电参数、非电参数)进行了系统实验,得出工艺参数对加工特性的影响规律,获得了较高加工速度、能稳定可靠加工的参数范围,以此来指导实际应用。     

基于镀锡银钎料钎焊304不锈钢接头的腐蚀行为

为揭示304不锈钢钎焊接头的腐蚀行为,以BAg50CuZn钎料为基材,采用电镀扩散工艺制备AgCuZnSn钎料,对304不锈钢进行感应钎焊,在60 ℃,3.5% NaCl溶液中评价不锈钢接头的局部腐蚀性,借助扫描电镜对其腐蚀形貌进行分析. 结果表明,经NaCl溶液腐蚀后,钎缝与不锈钢界面出现较长的腐蚀沟;304不锈钢表面腐蚀较严重,存在大范围坑洞、裂纹等缺欠,而钎缝区几乎无腐蚀缺欠,优先被腐蚀的是富铜相. 随着腐蚀时间延长,钎缝和304不锈钢的腐蚀速率均呈现先升高后降低的趋势,钎缝腐蚀速率略低于母材;腐蚀2.5 h后,钎缝区和304不锈钢的平均腐蚀速率分别为0.098和0.104 g/(m2·h).     

中厚钢板大功率固体激光切割模式

对30mm厚钢板进行大功率固体激光切割试验,研究了主要工艺参数对切割特性的影响,揭示了中厚板激光切割的传热机理.结果表明,中厚板激光切割时呈现窄缝和宽缝两种切割模式,氧气压力和激光离焦量对窄缝-宽缝切割模式转变有很大的影响.窄缝横截面呈现出较平直的"I"型,宽缝横截面呈现出上宽下窄的"V"型.     

块体金属玻璃的开发和应用

Ca-Mg-Zn-Cu块体金属玻璃的开发 Ca基金属玻璃具有非常独特的性能,其密度很低(～2g/cm3)并且具有与人体骨骼很接近的低弹性模量(～17～20GPa),低玻璃转化温度(Tg～110℃)和很宽的过冷液相区(△Tx=Tx-Tg约为30～70 ℃).     

GH4169高温合金腐蚀加工速度的影响因素

研究了GH4169高温合金在含三氯化铁的腐蚀液中腐蚀加工速度的影响因素。结果表明,腐蚀加工速度主要取决于HF、HNO3、HCl、FeCl3的浓度和加工温度。随着酸浓度的增加,腐蚀加工速度加快;温度每升高10℃,腐蚀速度增加4.35μm/min。FeCl3不仅能够提高腐蚀速度且能降低加工表面的粗糙度;溶液中Ni 2+的存在会影响腐蚀速率,随着Ni 2+浓度增加,腐蚀速率逐步降低。