三种NiAl材料的室温摩擦磨损性能

测试二元NiAl合金、NiAl-Al2O3-TiC原位内生复合材料以及NiAl-Cr(Mo)-Hf共晶合金的室温摩擦磨损性能,研究了磨损机制.结果表明:NiAl材料的抗磨损性能与材料的硬度和断裂韧性成正比,在磨损过程中硬质陶瓷颗粒能有效地传递应力和起到支撑作用,减轻材料的磨损.因此NiAl-Al2O3-TiC复合材料的抗磨损性能最好,在相同工况下其磨损率为NiAl-Cr(Mo)-Hf共晶合金的1/4-3/4和二元NiAl合金的1/20-1/10.摩擦系数随着三种NiAl材料硬度的提高而降低.三种NiAl材料的室温干摩擦磨损过程受控于塑性变形,其磨损机制主要是磨粒磨损机制,随着载荷的增加,磨损表面依次呈现出塑性变形、显微剥落和粘着磨损特征,磨损机制的改变对磨损率和摩擦系数具有重要的影响.     

医用钛及钛合金表面改性技术的研究进展

随着现代医学和材料科学的快速发展,植介入治疗技术在临床的应用越来越广泛。作为植入医疗器械的重要材料,医用钛及钛合金已广泛应用于骨科、口腔科等临床医学领域。然而,钛元素活泼的化学特点使得医用钛及钛合金的表面极易形成一层惰性的钝化膜,虽然具有优异的耐蚀性能,但是其表面不具有生物活性,从而影响了植入器械与软硬组织的结合。此外,医用钛及钛合金作为关节器械,其在体液环境下的摩擦磨损性能不佳,磨损情况下的腐蚀也不理想,因此亟需有效的改性技术来改善医用钛及钛合金的表面性能。基于此,本文针对近期开展的医用钛及钛合金表面改性技术研究,综述了物理气相沉积、等离子喷涂、离子注入、激光熔覆、溶胶-凝胶合成等表面改性手段在改善医用钛及钛合金表面性能的研究现状,并对医用钛及钛合金表面改性技术的研究进行了展望。     

定向凝固镍基高温合金的反常屈服和中温脆性行为（英文）

采用真空冶炼和定向凝固工艺制备一种具有优异抗腐蚀性能的镍基高温合金,并利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究合金的微观组织,分析合金在不同温度下的拉伸性能。结果表明,除γ′颗粒和γ基体外,在合金晶界上析出了一些MC碳化物、M3B2硼化物和Ni5Hf相。合金拉伸性能对温度有很强的依赖性,并呈现明显的的反常屈服和中温脆性行为。在650°C以下,合金的屈服强度随着温度的升高而略微降低,但抗拉强度几乎没有变化。当温度在650°C和750°C之间时,合金的屈服、抗拉强度快速升高,但拉伸塑性显著降低,并在700°C时达到最低值。当温度进一步升高时,合金的屈服、抗拉强度逐渐降低,塑性升高。透射电镜观察发现,在低温条件下,位错切割γ′是主要的变形机制;在高温条件下,位错绕过γ′是主要的变形机制;由位错切割γ′转变至位错绕过γ′的温度约为800°C。合金的反常屈服和中温脆性行为主要归因于合金中高的γ′含量。此外,碳化物和共晶组织对合金的中温脆性行为也有影响。     

碳纤维复合材料/钛合金激光连接界面微织构调控工艺研究

碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）与钛合金复合结构的高质量连接是实现飞机轻量化以及高强度制造的关键。采用激光高速旋转焊接技术进行CFRTP/钛合金复合结构的连接,通过在钛合金表面制备不同尺寸网格型微织构研究了界面状态对CFRTP/钛合金接头强度的影响规律。结果表明,钛合金表面微织构的制备可以显著提升接头强度,且不同线间距下的微织构对接头的强度有直接影响,线间距越小,接头强度越高;在CFRTP与钛合金微织构中间添加PA树脂层,有利于提高接头强度。     

NiAl-Cr(Mo)-Ho-Hf共晶合金的高温磨损特性

采用滑动磨损实验测试了NiAl-28Cr-5.6Mo-0.25Ho-0.15Hf(原子分数,%)共晶合金与SiC陶瓷配副在600-1000℃下的摩擦磨损特性.结果表明,在700-900℃下合金表现出优异的自润滑耐磨性能,这种特性源于共晶合金摩擦表面生成了1-3 μm厚的玻璃陶瓷润滑膜,该润滑膜可向SiC表面转移,形成玻璃陶瓷/玻璃陶瓷的摩擦状态.随着温度的升高,共晶合金与润滑膜的强度降低,SiC微粒压入润滑膜,导致润滑膜的剥落加剧、共晶合金磨损率升高.共晶合金在600℃下由于未形成润滑膜而面发生较严重的磨粒磨损,摩擦系数和磨损率很高.     

高温自蔓延过程中的挤压工艺对合成Ni_3Al-B-Cr合金的组织及力学性能的影响(英文)

采用高温自蔓延及挤压工艺制备Ni3Al-0.5B-5Cr合金,研究挤压工艺对合成合金的微观组织及力学性能的影响。结果表明:合成后的挤压工艺可使合成合金进一步致密并能有效地细化其组织。X射线衍射及透射电镜观察发现除了Ni3Al基体外,合金中还含有Al2O3、Ni3B及Cr3Ni2析出相。与无挤压合成的合金有所不同,合金在高温自蔓延合成及挤压过程中经历了大变形和再结晶过程,其促进了组织的细化并降低了晶粒的取向差。此外,合成后的挤压工艺促使Al2O3颗粒重新分布且减少了γ-Ni相。与无挤压合成的合金相比,高温自蔓延合成及挤压工艺制备的合金具有更好的室温力学性能。     

碳纤维复合材料激光切割技术研究进展

碳纤维复合材料具有重量轻、抗断裂、耐腐蚀、耐磨性好等优越特性,被广泛应用于汽车制造、航空航天和军用制品等领域,但同时该材料的硬度高且各向异性及层间强度低,采用传统机械加工时易产生毛刺、分层等损伤,对此综述了激光切割碳纤维复合材料的特点、表面质量及影响因素,总结了该技术在工艺优化、理论仿真方面的研究进展,同时指出了相关研...     

CFRP与不锈钢激光焊接的有限元分析

为了研究碳纤维增强热塑性复合材料（CFRP）与不锈钢激光焊接的机理,及不同工艺参量对焊缝质量的影响规律,采用ANSYS建立了基于热传导焊的3维有限元模型,计算得到了温度场和应力场的分布,分析了激光功率、焊接速率和光斑直径等参量对焊缝宽度和焊接深度的影响规律,并进一步计算分析了焊接后的残余应力对焊接质量的影响情况。结果表明,该有限元模型能够快速、有效模拟激光对CFRP-不锈钢焊接温度场和残余应力分布;激光功率、焊接速率和光斑直径等工艺参量对焊缝宽度和焊接深度有着重要的影响;计算出的焊接残余应力与残余应力的理论分布规律也基本吻合,验证了该有限元模型的可靠性。该研究结果对获得高质量CFRP-不锈钢焊接接头是有帮助的。     

一种镍基高温合金蠕变过程中碳、硼化物的演变行为及结构表征

通过对一种镍基铸造K417G高温合金进行760℃/645 MPa、900℃/315 MPa和950℃/235 MPa 3种条件下的蠕变性能测试,并采用扫描电镜、透射电镜等实验方法对蠕变后高温合金微观组织进行表征,分析不同条件下的蠕变机理,并对比分析蠕变前后合金中碳、硼化物的形态、分布、晶体结构,研究不同蠕变温度和应力条件对碳、硼化物析出和演变行为的影响,并揭示碳、硼化物对镍基高温合金不同条件下蠕变性能的影响。结果显示,K417G高温合金的蠕变寿命随着蠕变条件由760℃/645 MPa向900℃/315 MPa和950℃/235 MPa转变先升高后降低。760℃/645MPa下,蠕变裂纹产生于MC型碳化物的碎裂;900℃/315 MPa下,蠕变裂纹一部分产生于晶界,另一部分产生于MC型碳化物碎裂;950℃/235 MPa下,蠕变裂纹全部产生于晶界。在760℃/645 MPa下,MC型碳化物不分解,晶界没有析出细小碳、硼化物;900℃/315 MPa下,MC型碳化物分解产生M23C6型碳化物,晶界析出细小均匀分布的M23C6型碳化物和M3B2型硼化物;950℃/235 MPa下,晶界M23C6型碳化物和M3B2型硼化物长大,呈条状分布。     

C6位氧化细菌纤维素的制备及结构表征EI北大核心CSCD

为了改善细菌纤维素的生物降解性,采用2,2,6,6-四甲基-1-哌啶酮(TEMPO)/Na Br/Na Cl O体系对细菌纤维素进行氧化,探讨了Na Cl O和TEMPO用量及反应时间对反应的影响,利用电导滴定、红外光谱、13C-核磁共振、X射线衍射和透射电子显微镜对固体产物进行了表征。结果显示,细菌纤维素取1 g,0.6 mol/L Na Cl O 8 m L,TEMPO 0.016 g,Na Br0.1 g,反应8 h可以获得羧基含量较高的氧化细菌纤维素(羧基含量为1.04 mol/kg)。红外光谱和13C-核磁共振波谱共同证明细菌纤维素C6位伯醇羟基被选择性催化氧化成了羧基,X射线衍射结果表明氧化后细菌纤维素的结晶结构没有发生明显改变,TEM结果显示氧化后细菌纤维素的纳米网状结构得到保留。利用TEMPO/Na Br/Na Cl O体系可以获得氧化度较高的微观结构无损伤的氧化型细菌纤维素。