晶须增韧和相变增韧复合作用的机制与效果

在综述陶资材料晶须增韧和相变增韧机制的基础上，分析了晶须增韧和相变增韧复合时的相互作用，并介绍了国内外利用复合增韧法韧化氧化物陶瓷的研究结果，同时指出了存在的问题和获得优良复合增韧效果的有效途径．     

X100管线钢的连续冷却相变及强韧性研究

通过连续冷却转变方式在全自动相变仪上测定X100管线钢的静态CCT曲线,分析不同冷却速度下X100管线钢显微组织的变化情况。结果表明：X100管线钢是铁素体、贝氏体的复相组织,冷却速度对各相的形态、数量、分布和硬度均有影响;当冷却速度为10~20℃/s,显微组织为针状铁素体+粒状贝氏体,M/A岛弥散分布于其晶界上,且硬度随着冷却速率的增加而增大;X100管线钢的应力-应变曲线为Round-house型,有较高的强度和韧性,-20℃时夏比冲击吸收功达291 J;韧脆转变温度在-80~-100℃。     

热压ZrO_2陶瓷的低温时效特性

将热压ＺｒＯ２（２ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３）陶瓷在２００～３５０℃温度范围内进行不同时间时效试验。结果表明：抗弯强度随时效时间延长而下降；温度愈低，表面ｍ相含量愈高，强度下降幅度愈大。在平行于相变层及垂直于表面部位产生的微裂纹，是导致材料强度下降的根本原因。     

X100管线钢的连续冷却相变及强韧性研究

通过连续冷却转变方式在全自动相变仪上测定X100管线钢的静态CCT曲线,分析不同冷却速度下X100管线钢显微组织的变化情况。结果表明:X100管线钢是铁素体、贝氏体的复相组织,冷却速度对各相的形态、数量、分布和硬度均有影响;当冷却速度为10~20℃/s,显微组织为针状铁素体+粒状贝氏体,M/A岛弥散分布于其晶界上,且硬度随着冷却速率的增加而增大;X100管线钢的应力-应变曲线为Round house型,有较高的强度和韧性,-20℃时夏比冲击吸收功达291 J;韧脆转变温度在-80~-100℃。     

提高短切碳纤维对陶瓷基复合材料TiC-TiB_2强韧化的研究

对采用SHS/PHIP技术制备的Cf/TiC-TiB2陶瓷基复合材料中存在短切碳纤维损伤严重,补强增韧效果不明显的原因进行分析研究。研究发现:在B4C+3Ti+Cf体系的SHS反应过程中,由于反应温度太高,使短切碳纤维表面的碳原子与钛粉之间发生化学反应,造成短切碳纤维表面的化学损伤,影响短切碳纤维的性能,进而影响其补强增韧的效果。在SHS反应过程中,防止或减少短切碳纤维化学损伤的主要途径就是添加稀释剂来降低反应温度。在B4C+3Ti+xCf TiC+2TiB2+xCf体系中,通过向反应物中添加稀释剂镍可以有效地防止或减少短切碳纤维的化学损伤,改善各相之间的接触状况,提高各相之间的界面强度,提高短切碳纤维补强增韧的效果。     

纤维含量对Cf/SiC复合材料力学性能和断裂机理的影响

为实现碳化硅复合材料减重和增韧的双重目的,以Al2O3和Y2O3为烧结助剂,利用真空热压烧结工艺制备了短切碳纤维增强碳化硅复合材料。结果表明:烧结过程中,烧结助剂Al2O3、Y2O3之间发生化学反应,促进液相烧结,形成晶界间的次晶相YAG(3 Y2O3.5Al2O3),有利于提高复合材料的断裂韧性;在较高烧结温度下,碳纤维、烧结助剂与基体间发生反应,形成较强结合界面;纤维拔出、裂纹偏转和晶粒桥联是碳化硅陶瓷的主要增韧机制。     

石蜡/SiO_2气凝胶复合相变材料的制备及性能表征

为解决石蜡相变时的泄漏问题,采用机械混合法制备石蜡/SiO2气凝胶复合相变材料,并通过耐久性和热渗漏实验研究其热稳定性,利用差示扫描量热仪对其相变潜热和相变温度进行表征,通过红外光谱仪、透射电镜、扫描电镜观察复合相变材料的微观结构和形貌。结果表明:SiO2气凝胶为多孔结构,石蜡能够很好地吸附到SiO2气凝胶的孔隙中,且石蜡和SiO2气凝胶之间只是物理嵌合,不发生化学反应,石蜡的最佳质量分数为70%~75%。     

外加20%SiO2原位生成陶瓷相增强铝基复合材料显微组织及相组成的研究

外加质量分数为20%的SiO2采用粉末冶金法成功制备了原位生成陶瓷相增强Al基复合材料,研究了复合材料烧结后的油磨性能、物相组成和组织形貌.油磨条件下,在98～1764N载荷内,复合材料的体积磨损量始终小于基体合金196N时的体积磨损量1.67mm3,在1764N时的最大磨损量小于0.8mm3.复合材料的最终物相为MgAl2O4、MgO、Mg2Si、Si和Al.在颗粒SiO2与Al-Mg反应过程中,约有复合材料中质量分数为2.8%Mg和7.0%Al及0.26%Cu扩散入颗粒内,颗粒内约有质量分数为9.74%Si, 0.23%O被置换到颗粒外,颗粒主要由MgAl2O4组成.     

SHS陶瓷复合钢管组织结构的研究

用非离心－ＳＨＳ法制备了陶瓷内衬复合钢管,分析了陶瓷层的组织结构、各组成相的产生、形态及分布特点,讨论了其对复合钢管性能的影响。     

超支化聚酯/丁羟聚氨酯互穿聚合物网络的形态和力学性能

为改善丁羟聚氨酯弹性体的力学性能,采用互穿聚合物网络改性技术,将改性超支化聚酯引入丁羟聚氨酯体系,形成互穿聚合物网络.结果表明,超支化聚酯/丁羟聚氨酯互穿聚合物网络的最大拉伸强度和延伸率比单一丁羟聚氨酯网络提高了3倍以上.利用衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和透射电镜分析互穿聚合物网络的化学结构和微相结构,以确定超支化聚合物对丁羟聚氨酯的增强增韧机理.认为互穿聚合物网络之间形成氢键以及微相分离是互穿网络力学性能提高的原因.当分散相粒径为1 μm时,力学性能达到最优.     

钛合金表面耐冲蚀Zr(AlCu)N涂层的结构与性能

为了提高钛合金TC6的耐冲蚀性能,采用磁控溅射技术在钛合金上沉积不同Zr(A1Cu)N涂层,考察了涂层的硬度、韧性和耐冲蚀性能,采用场发射扫描电镜(FESEM),X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析其微观结构.结果发现:向ZrN涂层中加入20at％Cu后(Zr0.8Cu0.2N),显著提高了涂层的韧性,...     

2-偕二硝甲基-5-硝基四唑羟胺盐的合成与性能

用2-偕二硝甲基-5-硝基四唑(HDNMNT)为原料,与羟胺中和反应,合成了2-偕二硝甲基-5-硝基四唑羟胺盐(HADNMNT),收率为98.4%。用FTIR,1H NMR,13C NMR,15N NMR和元素分析表征了其结构。用DSC研究了HADNMNT的热稳定性。用密度泛函理论及K-J方程计算了HADNMNT的爆速和爆压。在标准状态下(压强为6.86 MPa,膨胀比为70/1),采用最小自由能原理计算了HADNMNT单元推进剂的理论比冲。结果表明,升温速率为10℃·min-1的HADNMNT的DSC曲线的峰温为145.3℃。它的爆速、爆压和比冲分别为9.240 km·s-1,39.54 GPa和2639.8 N·s·kg-1。     

球磨-液相氧化短碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

采用球磨鄄液相氧化法制备了表面改性的短碳纤维(SCF),选用改性后不同尺寸的短碳纤维增环氧树脂(EP),通过挤出成型法制备短碳纤维/ 环氧树脂(SCF/ EP) 复合材料. 利用原子力显微镜(AFM)检测和接触角测定等方法研究了改性短碳纤维的表面形貌及其与环氧树脂浸润性能的变化;借助扫描电子显微镜(SEM)观察及拉伸和冲击测试等手段表征SCF/ EP 复合材料的微观组织和力学性能,分析了其增强机制。结果表明:球磨鄄液相氧化法改善了纤维与树脂的浸润性能,SCF/ EP 复合材料拉伸强度和冲击强度最大值分别达到了71.2 MPa 和27.75 kJ/ m2,比纯环氧树脂提高了103.4%和63.9%. 短碳纤维增强SCF/ EP 复合材料的机制主要有脱粘和拔出机制、裂纹偏转机制和桥联机制。     

激光熔覆TiB2颗粒增强镍基合金复合涂层的微观组织与摩擦学性能研究

为了提高铝合金摩擦构件的耐磨性能,运用激光熔覆技术在铝合金表面制备了TiB₂颗粒增强镍基合金（TiB₂/镍基合金）复合涂层,分析了其微观组织结构,研究了其在干摩擦和海水介质中的摩擦磨损行为与机制。结果表明：复合涂层中均匀分布有TiB₂增强相,并含有TiB、TiC、CrB和Cr₂₃C₆等反应生成硬质相,显微硬度达到855.8HV_0.5,是铝合金母材的6.7倍;不同环境介质中,复合涂层的摩擦系数和磨损失重均较镍基合金涂层和铝合金母材显著降低;干摩擦条件下,复合涂层的磨损机理以微观切削磨损为主,并伴有一定的硬质颗粒剥落;海水环境中,复合涂层的磨损机理转变为微观切削磨损和点蚀腐蚀磨损。     

加热温度对铝-钢复合材料组织和性能的影响

研究了铝-钢复合材料经不同温度加热后组织和性能的变化。结果表明,在350℃以下温度加热复合界面基本上无变化,而在400℃以上温度加热复合界面上有FeAl金属间化合物生成,且化合物层的厚度逐渐增大;界面结合强度随加热温度升高呈下降趋势;350℃以上温度加热后,侧弯曲角度均达不到90°即发生界面开裂;高温拉脱强度在350℃时已降至爆炸态的10％以下。因此铝-钢复合材料的加热温度不要超过350℃,以防止界面化合物的生成,保证铝-钢复合材料的良好性能。     

Ni2O3/CuO/Sb2O3:SnO2下转换材料光谱特性试验研究

以氧化锡为主要材料,掺杂过渡元素氧化物,采用高温烧结法制备了在1.06 μm处具有激光吸收性能的下转换粉体材料.对材料的1.06 μm激光吸收性能、晶相结构、表面形貌以及光谱下转换位移进行了表征.最后,将合成材料制备成涂料样品,测试1.06 μm激光吸收性能.结果表明,该材料对1.06 μm激光具有较高的吸收性能.     

Al-Pb新型复合电极材料的制备及其性能研究

寻求一种好的电极材料一直是蓄电池工业和湿法冶金工业竞相发展的重要课题。实验以Bi作为Al、Pb之间的结合介质,制备出Al-Bi-Pb的复合电极材料。该Al-Bi-Pb复合电极材料与传统Pb合金电极材料相比,具有抗弯强度提高,极化电位降低,电阻小等特点。     

HVOF和APS制备WC-Co/NiCrBSi复合涂层高温摩擦学特性研究

运用超音速火焰喷涂(HVOF)和等离子喷涂(APS)技术在7005 铝合金表面制备了WC-Co/ NiCrBSi 复合涂层,分析了2 种技术所制备复合涂层的微观结构,研究了其在高温条件下的摩擦磨损行为与机制。结果表明:采用HVOF 技术制备的复合涂层孔隙率仅为APS 制备复合涂层的28. 9%;其显微硬度(838. 4HV0. 5)以及与基体间元素扩散层厚度( Al:13. 17 μm, Ni:12. 55 μm) 均高于APS 制备的复合涂层。不同温度条件下,HVOF 制备复合涂层的摩擦系数和磨损失重均低于APS 制备复合涂层。室温25 ℃时,HVOF 制备复合涂层以微观切削磨损和轻微的疲劳磨损为主,而APS 制备的复合涂层则主要为疲劳断裂磨损;高温400 ℃条件下,前者的磨损机理变为多次塑变磨损和氧化磨损,而后者则为严重的粘着磨损和氧化磨损。     

大展弦比复合材料机翼结构优化设计剪裁

结构优化设计剪裁是减轻结构质量、提高设计品质和产品竞争力的重要手段。以某无人机复合材料机翼为例,采用复合材料结构优化设计系统COMPASS进行满应力设计,给出满足结构静强度约束条件(应力、应变)的结构件总体尺寸分布;在初步设计尺寸基础上,进行以结构质量最小为目标,以复合材料铺层厚度、铺层角度为设计变量的数学规划法优化设计,最终确定满足翼尖变形、自振频率、颤振速度、操纵效率等约束条件的结构件尺寸分布。结果表明,通过复合材料结构优化设计剪裁实现了对大展弦比复合材料机翼结构的静力、动力和气动弹性综合优化设计,有效缩短研制周期,提高了结构效率。