Mn元素对热冲压钢镀锌层组织演变的影响

采用SEM和XRD对加热温度800 ℃、不同保温时间下镀锌热冲压成形钢的镀锌层表面形貌和截面组织进行了表征,利用EPMA、WDX、EDS与GDOES分析了Mn在元素相互扩散过程中对镀层组织演变的影响。结果表明,随保温时间从3 min延长至7 min,镀层表面形貌由“丘陵”演变为“火山口”后逐渐球化。镀层在保温5 min后形成的“火山口”形貌导致镀层厚度不均匀且波动幅度大。镀层物相随保温时间延长而发生变化,保温时间为3 min时,镀层的物相主要由Fe₄Zn₉和δ相组成;延长保温时间至5 min 时,镀层主要由Fe₄Zn₉和α-Fe(Zn)相组成,Mn富集在近基体侧的α-Fe(Zn)相上形成富锰亚层;当保温7 min时,Mn元素不断从基体扩散至镀层表面,导致Mn元素富集面积减小且富集区朝镀层表面方向移动。     

H62铜锌合金在H2SO4腐蚀液中去合金化的过程

以H62黄铜合金带材为原料，通过自由化学腐蚀去合金化法制备具有三维连续孔隙的纳米多孔铜材料。首先将样品进行抛光预处理，然后在60℃的0.5 mol·L^-1 H₂SO₄溶液中进行不同时间的自由去合金化处理，研究不同反应时间对合金的去合金化程度、韧带尺寸和相组成的影响。使用扫描电镜、X射线衍射仪、光学显微镜和电化学工作站等表征合金的表面微观形貌、物相组成、显微组织和腐蚀极化曲线。结果表明：随着反应时间的延长，多孔铜的韧带尺寸逐渐变粗，由15 min时的150 nm粗化至60 min时的240 nm,孔隙率逐渐降低；在基体合金中出现纯铜相，合金基体中发生锌的脱出和铜原子的扩散并形成纳米多孔结构；统计韧带尺寸并拟合计算得到韧带粗化系数n为2.325,平均扩散系数D_s为3.117×10^-15 m²·s^-1,与相关文献相比具有更快的扩散系数。     

不同TiN含量整体式PCBN复合材料微观组织及性能研究

在高温高压烧结条件下以TiN为主要结合剂,加入一定量的Al,研究TiN含量对整体聚晶立方氮化硼(PCBN)复合材料微观组织与力学性能的影响。分别对烧结样品进行物相组成分析、微观结构观测以及体积密度和硬度测试。结果表明:CBN与结合剂TiN、Al反应生成TiB₂、AlN,TiN与Al发生反应生成Al₃Ti ,TiN与反应生成物AlN、TiB₂、Al₃Ti等构成黏结相均匀分布于 CBN晶界周围,牢固地将CBN 晶粒黏结在一起,有效地提高了整体PCBN复合材料的结合强度。低含量TiN对整体PCBN的致密度和硬度均有一定程度的提升,在TiN、Al、CBN的质量分数分别为10%、10%、80%时,整体PCBN复合材料的力学性能达到最佳。      

均匀化退火对Al-1Mn-1Mg合金中析出相形态的影响

用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能谱分析（EDAX）和差热分析（DTA）等技术探讨均匀化退火的主要工艺参数对经高效熔体处理的Al-1Mn-1Mg合金中析出相形态的影响。结果表明：在加热温度为400～600℃，保温时间为6～24h的均匀化退火工艺内，随温度的升高或保温时间的延长，晶界处析出相逐渐球化，主要为Al（Fe，Mn，Si，RE）复合相；晶内析出相的弥散度提高，依组成元素及含量不同而呈现短杆、方块、椭球、球状及菱形等多种形态；继续升高温度或延长保温时间，晶界处析出相均有粗化趋势；450～500℃下保温12～15h后，晶界处析出相的球化效果明显，晶内析出相弥散程度高，基本消除了铸锭中的偏析现象。     

氧化时间对7A04铝合金微弧氧化膜层组织与性能的影响

在硅酸盐与铝酸盐混合电解液体系下，在7A04铝合金表面制备了微弧氧化陶瓷膜层，通过对膜层的厚度均匀性、电化学特性、物相组成以及表面形貌进行分析，研究了氧化时间对陶瓷膜层厚度、电化学耐蚀性、物相组成与表面形貌的影响。结果表明，膜层微观表面凹凸不平，呈火山喷口状形貌，微弧氧化时间不会改变膜层物相种类，主要由γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃组成；微弧氧化时间是决定微弧氧化膜层性能的关键因素，氧化时间为25 min时，膜层厚度均匀性最好，方差为0.69,腐蚀电位为-0.482 1 V,腐蚀电流密度为3.75×10^-7 A/cm²,极化电阻为4.63×10⁶Ω·cm²;氧化时间为35 min时，交流阻抗性能最好。     

Ni基高温钎料连接SiC陶瓷的微观结构和力学性能

采用低成本的Ni基高温钎料对SiC陶瓷进行了钎焊连接，通过扫描电镜、能谱分析、透射电镜等测试手段分析了接头的微观结构和物相组成，系统研究了不同钎焊温度和保温时间对SiC/SiC接头力学性能及微观结构的影响规律，分析了不同钎焊工艺参数下制备的SiC/SiC接头断口形貌，阐明了接头宏观力学性能与微观结构之间的对应关系。最后，评价了SiC/SiC接头的高温力学性能。结果表明，SiC/SiC接头由反应区、中心区和基体区3个区域组成，其中反应区主由Ni₂Si和不同数量的石墨组成；而中心区主要由复杂碳化物Ni₃Mo₃C和Ni₂Si组成。提高钎焊温度和延长保温时间石墨能够使SiC/SiC接头的反应区厚度增加，生成石墨相的数量也逐渐增多并发生团簇聚集的现象，显著影响了接头的抗弯强度。在1 300℃，40 min条件下，反应区的厚度和石墨的形成量是适宜的，SiC/SiC接头的室温四点抗弯强度最大，达到179 MPa±7 MPa。同时，该接头还具有良好的高温稳定性，在700℃高温下仍能有97.2%的强度保持率，在高温环...     

梯度三明治钎料钎焊过程组织演变及力学性能分析

三明治复合钎料是实现硬质合金与钢可靠钎焊连接的重要技术，复合层间及其与基体间的界面层组织形态对力学性能有着重要影响.系统分析了不同钎焊温度、时间条件下梯度三明治复合钎料钎缝组织演变规律，分析了影响力学性能的关键因素.试验结果表明，梯度三明治复合钎料与钢和硬质合金基体界面形成分为4个阶段：界面组织形成、长大、溶合、重排.梯度钎料中间CuMn₂层随着保温时间的延长，由初始连续状逐渐变为孤立的小岛，周围被低Mn铜固溶体包围；继续延长保温时间，CuMn₂层消失，整个钎缝由铜固溶体、银固溶体和银铜共晶组成.钎缝抗剪强度在780℃、保温2.5 min时达到最高285 MPa,Co,Ni元素此时发生长程扩散，聚集在中间层CuMn₂附近，提高了CuMn₂中间层强韧性，在断口韧窝的根部分布着Co基颗粒强化相；进一步延长保温时间，Co,Ni等钎缝强韧化元素开始分散，钎缝组织粗化，强度降低.     

基于机械合金化及热处理制备Fe3Al金属间化合物粉体材料

通过机械合金化并结合热处理制备出以Fe₃Al金属间化合物为主要物相的粉末材料。利用差热分析仪、X射线衍射和扫描电镜对制备过程中粉体的组织形貌、物相变化过程进行了研究。结果表明,制备过程中其物相转变趋势主要是由铝含量高物相向铁含量高物相转变,转化顺序为：Fe₄Al₁₃→ FeAl₆→ Fe₂Al₅→Fe₃Al,通过30 h球磨和750 ℃保温120 min的退火热处理可以获得以Fe₃Al金属间化合物为主要物相的粉体材料。     

柔性W-O-C/碳气凝胶电极的制备和电催化氧化性能

本研究使用细菌纤维素为前驱体制备碳气凝胶(CA),以其作为载体,通过浸渍和高温处理制得了柔性W-O-C/CA和WC/CA复合电极材料,研究了制备工艺对材料形貌、物相和对甲醇电催化氧化性能的影响。随着高温处理温度的上升和保温时间的延长,物相变化为：钨前驱体→钨氧化物(WO₃、WO_3-x、WO₂)→W→WC_x→WC。在700℃保温2 h制得的柔性电极,负载颗粒主要物相为缺氧钨氧化物(WO_3-x)、WO₂和少量碳化钨(WC),具有良好的甲醇电催化性能和长循环稳定性,0.8 V下电流密度为76.5 mA·cm^-2,1000次循环后峰电流密度保持初始值的88%,有望用于便携式或微型甲醇燃料电池阳极。     

聚晶立方氮化硼用结合剂及其制备工艺的研究进展

聚晶立方氮化硼(PCBN)具有高硬度和好的耐磨性、导热性、高温稳定性及化学稳定性,在加工淬硬钢、灰铸铁、钛合金以及高温合金等难加工材料领域有广泛的应用。本文综述了PCBN用结合剂研究及应用概况,分别介绍了PCBN用金属/陶瓷单相型、金属和陶瓷复合型和新型金属陶瓷Ti₃SiC₂类化合物3种类型结合剂的结合机理及优缺点,其中重点介绍Ti₃SiC₂类新型结合剂的制备工艺和独特性能,并对其在制备过程中存在的问题进行阐述。      

烧结压力对整体PCBN刀具微结构与性能的影响及作用机理

将粒度尺寸5 μm的CBN微粉与黏结剂Al的混合粉末在国产六面顶压机上高压烧结制备整体PCBN材料,通过对样品磨耗比、显微硬度的测试与分析获得了较优的烧结工艺参数:烧结压力5.4 GPa、烧结温度1500℃和烧结时间240 s。测得样品的显微硬度为3897HV5（加载时间15 s）,磨耗比为8750。SEM、TEM观察和XRD衍射分析表明:提高烧结压力可使CBN颗粒产生一定的塑性流动,抑制烧结过程中CBN颗粒表面逆转成hBN;黏结剂Al可与CBN颗粒表面反应形成中间产物AlN和AlB₂,在CBN颗粒之间形成牢固的陶瓷中介结合,并消除CBN烧结过程中残余的hBN,从而提高整体PCBN刀具的性能。      

无黏结相PCD和PCBN材料研究进展

无黏结相PCD和PCBN具有良好的高温性能,特别是拥有纳米晶粒或纳米结构的PCD和PCBN的性能甚至高于单晶体的性能。对无黏结相聚晶立方氮化硼（PCBN）和聚晶金刚石（PCD）材料的合成方法、烧结机理及其性能进行了详细概述。在高于7 GPa和1800℃下,能烧结出致密的无黏结相PCD和PCBN材料,但不同原材料粉末和微量触媒或掺杂会对超高压高温（HPHT）烧结条件和机理产生较大的影响。基于HPHT方法的制备条件较苛刻,PVD和CVD是比较有前途的制备PCD的方法,但用于制备PCBN还需要解决许多技术问题。      

铝电解用NiFe2O4-Cu金属陶瓷惰性阳极的制备

以高温固相合成法合成的NiFe2O4陶瓷粉体和金属Cu粉为原料, 采用冷压-烧结法制备了Cu含量在5%～20%之间的NiFe2O4-Cu金属陶瓷惰性阳极, 研究了烧结气氛和烧结温度对其物相组成、微观形貌和基本物理性能的影响. 结果表明 通过控制烧结气氛中氧分压在NiO和Cu2O的离解反应平衡氧分压之间, 可以制备出具有目标物相组成的NiFe2O4-Cu金属陶瓷; 烧结温度和保温时间对所得NiFe2O4-Cu金属陶瓷的相对密度有较大影响; NiFe2O4和Cu之间的不润湿性限制了NiFe2O4-Cu金属陶瓷烧结温度的提高和保温时间的延长, 在保证金属相分布均匀且不溢出的前提下, 所制备的NiFe2O4-Cu金属陶瓷的相对密度较小; 金属相Cu含量越高, NiFe2O4-Cu金属陶瓷最高烧结温度越低、最长保温时间越短, 从而相对密度越低、孔隙率越高; 除了尽量降低金属相含量外, 还可向NiFe2O4-Cu金属陶瓷中添加其他金属如Ni和Co等, 以改善陶瓷相与金属相之间的润湿性, 以提高烧结温度, 进而提高其相对密度和耐腐蚀性能.     

高强度碳化硅泡沫陶瓷的制备及其抗压强度研究

选用Al2O3、Y2O3作为烧结助剂,通过有机模板复制法及多次浸渍涂覆工艺制备出高强度碳化硅泡沫陶瓷材料。系统地研究了原料组成、烧结温度等工艺参数对制得的碳化硅泡沫陶瓷物相组成、宏观结构、微观结构的影响,同时对陶瓷的气孔率、力学性能等进行了测试。结果表明:通过选取不同PPI值的有机泡沫模板,泡沫陶瓷宏观孔径可控;随着涂覆次数的增加,陶瓷体孔径减小、孔棱直径增加;随着烧结温度的提高,孔棱致密度增加,抗压强度显著提高;在1700℃下获得了20PPI值,气孔率为77%,抗压强度达2.48MPa的碳化硅泡沫陶瓷。     

AA3104铝合金均匀化过程中的（Fe,Mn）Al6相向α-Al12（Fe,Mn）3Si相转变研究

采用SEM背散射电子（BSE）技术以及能谱（EDS）等手段定量研究了加热温度和保温时间对AA3104铝合金中（Fe,Mn）Al₆相向α-Al₁₂（Fe,Mn）₃Si相转变作用规律,通过连续截面方法对600℃保温条件下不同阶段的共晶相(即（Fe,Mn）Al₆相及α-Al₁₂（Fe,Mn）₃Si相)形貌进行三维重构,从三维角度揭示了转化各阶段共晶相的三维形态.对转变过程中标志性的铝点进行了定量表征,结果表明在转化的不同阶段,对应的铝点形貌特征也不尽相同,在均匀化进行到一定阶段后,大量铝点通过扩散而消失,导致α相体积明显减小.分析了转化后α相的微观形貌特征,认为转化后存在的脆弱"双相"界面以及α相内部"疏松多孔"的状态,将有助于其在轧制过程中的破碎.     

Properties of ZrO2–Al2O3 composite as a function of isothermal holding time

Zirconia and alumina based ceramics present interesting properties for their application as implants, such as biocompatibility, good fracture resistance, as well as high fracture toughness and hardness. In this work the influence of sintering time on the properties of a ZrO₂–Al₂O₃ composite material, containing 20 wt% of Al₂O₃, has been investigated. The ceramic composites were obtained by sintering, in air, at 1600 °C for sintering times between 0 and 1440 min. Sintered samples were characterized by microstructure and crystalline phases, as well as by mechanical properties. The grain growth exponents, n, for the ZrO₂ and Al₂O₃ were 2.8 and 4.1, respectively, indicating that different mechanisms are responsible for grain growth of each phase. After sintering at 1600 °C, the material exhibited a dependency of hardness as function of sintering time, with hardness values between 1500 HV (120 min) and 1310 HV (1440 min) and a fracture toughness of 8 MPa m^1/2, which makes it suitable for bioapplications, such as dental implants.     

热压工艺参数对WC-Cu基胎体力学性能的影响

在深部钻探中，WC-Cu基金刚石钻头胎体被广泛使用。为了提高钻头使用性能，在同一胎体配方下，采用正交试验方案对热压参数进行设计，并烧制试样进行抗弯强度和显微硬度测试。通过方差和极差分析不同烧结温度(A)、烧结压力(B)、保温时间(C)、冷却方式(D)对金刚石钻头胎体力学性能的影响。试验结果表明:对纯胎体和含金刚石胎体抗弯强度影响的顺序为A>D>B>C；对胎体维氏硬度影响的顺序是A>C>B>D。本次正交试验中的最优理论烧结参数为A₃B₃C₁D₄，即烧结温度为960 ℃、烧结压力为16 MPa、保温时间为3 min、冷却方式为400 ℃保温炉冷。此时，与理论参数最接近的工艺试验结果为:纯胎体抗弯强度为983.33 MPa、硬度为437.40 HV，金刚石胎体试样抗弯强度为525.00 MPa。      

纯相PCBN的研究进展

立方氮化硼以其优异的特性广泛应用于现代制造加工领域。随着制造要求的不断提高,对氮化硼的性能提出更高的要求,世界各国相继开发研究出纯相立方氮化硼的合成技术。本文对国内外纯相聚晶立方氮化硼的烧结、性能等进行了综述,并分析了各种纯相烧结方法。最后对纯相聚晶氮化硼的发展方向进行了展望。      

Computer-assisted optimization of cobalt-base alloy compositions

Cobalt-base hard metals are known for their wear and corrosion resistance and also for their ability to retain hardness at elevated temperatures.

Considering the matrix of these alloys it can be predicted that (a) the performance against corrosive media will improve when the Cr content is increased, (b) a higher W content will be advantageous because of its solid solution strengthening effect, and (c) care has to be taken in the course of liquid phase sintering to avoid unwished-for carbides and/or intermetallic phases, because these would be detrimental with respect to mechanical properties of the alloys.

To locate ranges for optimal matrix and carbide compositions thermodynamic calculations with were carried out on the basis of recently published data which were improved by a new optimization routine.

A series of phase diagrams was calculated and the optimal compositions of alloys were derived. Furthermore, calculated transition temperatures and phase compositions of some selected alloys compare reasonably with published experimental results.     

Fe基胎体中添加Zn粉后的金刚石磨边轮组织及性能

在金刚石磨边轮Fe基胎体中分别添加0,0.7%,2.1%,3.5%,4.9%质量分数的Zn粉,研究Zn粉添加量对金刚石磨边轮Fe基胎体的热压烧结组织、物相组成及力学性能的影响;在此基础上,研究Fe基胎体中添加0、2.1%、3.5%质量分数的Zn粉以及浓度为24%的金刚石后制成的3种金刚石节块的性能及对应的3种磨边轮的磨削性能。结果表明:当采用相同烧结工艺时,不添加和添加Zn粉后的Fe基胎体中的白色、深灰色、灰色3种组织面积及存在形态明显变化,加入质量分数为2.1% 的Zn粉有助于胎体中部分物质扩散,且其物相除γ-Fe、(Cu, Sn)和(γ-Fe, Ni)、Cu₄₁Sn₁₁固溶体以及Fe₄Cu₃、Ni₄Sn等金属间化合物外,还出现了Cu_0.61Zn_0.39新相。Zn粉质量分数增加,Fe基胎体的相对密度、硬度、耐磨性等皆呈下降趋势,但降幅不明显;而其抗弯强度相对未加Zn粉时的呈先增大后减小趋势,且在Zn粉添加质量分数为2.1%时提高了16.1%,达到最大值983.2 MPa;但添加的Zn粉质量分数过高,胎体热压时会出现流料现象。添加或未添加Zn粉的Fe基胎体中加入金刚石后,制作的节块与未加金刚石时的比,其抗弯强度下降,但添加Zn粉后的胎体抗弯强度降幅较小,把持力系数较大,可间接表明胎体对金刚石的把持力较高。用添加质量分数为2.1% 的Zn粉的Fe基胎体制作的金刚石磨边轮磨削渗花陶瓷砖边时,与胎体中未添加Zn粉和添加质量分数为3.5%的Zn粉制作的磨边轮磨削效果比较,其锋利度适中,使用寿命最长。