以MnO2纳米棒为自反应模板通过一锅法制备PPy/Fe3O4复合材料及其吸波性能研究

以MnO_2为自反应模板,采用一锅法制备了PPy/Fe_3O_4复合材料,对比研究了MnO_2及PPy/Fe_3O_4复合材料的吸波性能。用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶-红外光谱仪(FT-IR)和矢量网络分析仪(VNA)等分析测试手段对材料进行了微观形貌观测、结构表征、电磁参数测试以及吸波性能评估。结果表明:PPy/Fe_3O_4复合材料在厚度为5.0 mm、频率为6.9 GHz处反射损耗(RL)达到最佳反射损耗-39.5 dB,有效频宽为3.0 GHz。     

新型环保钝化膜的制备工艺及性能研究

以硫酸和植酸作为原料,利用阳极氧化法,研究了一种铝及铝合金表面处理的新型环保钝化膜制备工艺,在6061型铝合金表面制备了一层钝化膜,采用硫酸铜点蚀法对膜层进行耐腐蚀性能的测试,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对钝化膜层的表面形貌以及成分进行测试,并以耐腐蚀性作为依据确定钝化膜制备的最佳工艺参数。结果表明,钝化膜层的表面呈凹凸不平并有少量孔洞的结构,其耐腐蚀性能优异,最佳制备工艺参数为:温度38℃,电压18 V,钝化时间20 min,硫酸与植酸的质量比为2。这种新型铝及铝合金表面处理的钝化膜制备工艺,将脱脂、水洗、钝化等几道工序合并为一道工序,简化了生产工艺、提高了生产效率、减少了用水量以及废水的排放量,节能环保。     

5%Si高硅奥氏体不锈钢元素偏析及均匀化处理

 高硅奥氏体不锈钢由于高含量硅元素的加入使其具有优异的耐高温腐蚀性能和较低的成本,在制酸行业有着潜在的应用价值。然而,该合金中高含量硅元素的加入会促进凝固过程中溶质再分配,进而造成显著的元素偏析,最终导致合金内部产生枝晶组织和大量的有害相。对铸锭组织进行均匀化处理能够有效消除枝晶与元素偏析,促进析出相回溶和枝晶消融,从而改善材料的热塑性,有效应对热变形开裂问题。因此,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜能谱分析(SEM/EDS)、电子探针(EPMA)、JMatPro软件计算等方法,研究了实验室条件下制备的5%Si高硅奥氏体不锈钢铸锭的显微组织和元素分布状态,通过残余偏析指数、扩散动力学计算并结合均匀化处理试验验证,最终确定了5%Si高硅奥氏体不锈钢合理的均匀化处理工艺。结果表明,5%Si高硅奥氏体不锈钢凝固过程中钼元素偏析最为严重,通过残余偏析指数模型计算得到的均匀化动力学方程可用来指导该成分合金的均匀化处理工艺;5%Si高硅奥氏体不锈钢经过1 150 ℃×12 h均匀化处理后,铸锭内枝晶消融,元素偏析基本消除,析出相与铁素体回溶到基体中,合金转变为全奥氏体组织,热塑性得到改善;当加热温度达到1 250 ℃时,合金出现过烧现象,晶界开始熔化。     

粉末触变成形制备石墨烯增强ZK61镁基复合材料及性能

针对石墨烯在镁基合金中分散不均匀的问题,采用静电吸引法将Hummers法制备的氧化石墨烯与酸洗后的ZK61镁合金粉末均匀混合,通过粉末触变成形技术制备氧化石墨烯增强ZK61镁基复合材料。研究了制备工艺参数对氧化石墨烯在基体中的分散效果以及对复合材料力学性能的影响。结果表明,0.1%氧化石墨烯在840W功率下超声处理40min后,与经1%的乙酸酸洗后的镁合金粉末均匀混合,成形后氧化石墨烯在基体中分散均匀,复合材料抗拉强度比基体提高42.97%,伸长率提高6.76%,硬度变化不大。     

热处理对A356/6082复合板界面组织及力学性能的影响

采用液-固轧制复合技术制备A356/6082复合板,研究热处理温度对A356/6082复合板界面组织及力学性能的影响。结果表明,随着热处理温度的升高,A356铝合金一侧共晶Si组织发生颈缩、溶断、球化,并且球化现象首先在界面处发生,界面区剪切强度逐渐增大。当热处理温度为550℃时,复合界面处组织分布均匀,Si颗粒细小圆整,界面区元素得到充分扩散,元素扩散宽度约为136μm,复合板剪切强度最大值约为145MPa,复合界面在受到均匀塑性变形时,其剪切断裂方式为脆性断裂。     

颗粒形貌及热处理对SiC_p/2024Al复合材料性能的影响

采用粉末半固态触变成形工艺制备了SiC_p体积分数为60%的2024Al复合材料。研究了SiC_p形貌及热处理对复合材料性能的影响。结果表明,经表面整形的SiC_p制备的复合材料增强体颗粒均匀弥散地分布在铝基体上,其致密度能达到99.97%。对复合材料进行去应力退火和T6热处理后,复合材料得到最佳综合性能,其抗弯强度和硬度得到明显提高,与复合材料热处理前相比,分别提高了47.5%和57.7%。复合材料的断裂整体表现为SiC_p的解理断裂,基体呈现出撕裂。对SiC_p整形和复合材料退火及T6热处理后降低了复合材料的热膨胀系数,分别达到(4.85～8.51)×10~(-6)、(4.86～8.32)×10~(-6)℃~(-1)。经改进后的H-J模型可以更好地适用于混合增强和双峰粒径分布的情况。对SiC_p整形和复合材料退火及T6热处理后显著提高了复合材料的热导率,分别达到195、206W·m-1·K-1。     

去应力退火SLM成形Inconel 738合金组织和性能演变

由于选区激光熔化(SLM) 制备Inconel 738合金过程中快速熔化凝固的特点，成形合金中存在较高的残余应力，影响合金的服役。本文主要研究了不同退火温度 (700 ~900 ℃)下保温24 h后合金中残余应力、析出相行为、组织和性能演变。结果表明：退火过程中，组织演变机制为静态回复，发生位错迁移和晶界类型转变；形成的短棒状γ"相(240~440 nm)和球状γ"相(50~250 nm)；晶界碳化物分布由点状向连续状转变，类型由MC向M23C6转变；800 ℃退火后，残余应力由380.94 MPa(沉积态)下降至-66.7 MPa，残余应力得到释放；随着退火温度升高，硬度和抗拉强度先增大后减小，延伸率先减小后增加，800 ℃退火后，合金具有最高的硬度、抗拉强度 (581.2 HV、1330 MPa)为铸造性能(410 HV、945 MPa)的1.42倍、1.41倍。     

层状梯度SiC/Al-Si-Mg复合材料的微观结构

以定向冷冻铸造结合挤压浸渗工艺,成功制备了SiC含量为20%的层状梯度SiC/Al-Si-Mg复合材料,采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及X射线衍射(XRD),研究了复合材料的微观结构、元素分布以及SiC/Al-Si-Mg复合材料的界面。结果表明,SiC/Al-Si-Mg复合材料浸渗完全,界面结合良好,其微观结构保留了SiC陶瓷预制体中的层状梯度结构,定向梯度孔隙有利于熔体的浸渗;经1 300℃烧结处理后,预制体孔隙中SiC表面生成了SiO_2,并在浸渗过程中反应生成了MgAl_2O_4相,从而有助于基体相和增强相之间的润湿性及界面结合强度的提高。     

不同表面活性剂处理的Sb_2O_3对PVC复合材料阻燃性能的影响

利用高能球磨法制备Sb_2O_3粉末,采用聚乙二醇-6000、十二烷基硫酸钠和OP-10对Sb_2O_3粉末进行表面改性,研究不同表面活性剂改性的Sb_2O_3颗粒对PVC复合材料体系阻燃性能的影响。运用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对Sb_2O_3的物相组成、颗粒形貌、平均粒径进行表征,利用X射线能量色散谱仪(EDS)、极限氧指数仪以及垂直燃烧实验分别对Sb_2O_3/PVC复合材料的粒子分布、阻燃性能进行研究。结果表明:当聚乙二醇-6000作为表面活性剂时,由于纳米Sb_2O_3粒子表面有机膜空间位阻效应较大,使得纳米Sb_2O_3在PVC基体中表现出良好的分散性。当纳米Sb_2O_3添加量为1.26%(质量分数,下同)时,PVC复合材料的氧指数为27.1%,材料处于难燃级别;当采用十二烷基硫酸钠和OP-10作为表面活性剂时,Sb_2O_3颗粒表面包覆效果差,Sb_2O_3颗粒粒径分别为100nm和150nm,Sb_2O_3在PVC基体中分散性变差,并出现团聚现象。当Sb_2O_3添加量为1.26%时,PVC复合材料的氧指数分别为24.7%和25.3%,材料未达到难燃级别。     

6082-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头的疲劳性能的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS模拟了6082-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头在不同载荷作用下的应力场,进而分别运用名义应力法和局部应力-应变法计算得到当前载荷水平下的疲劳寿命。结果表明:在较大的载荷水平下,应力法分析结果与试样实际寿命接近,在较小的载荷水平下,局部应力-应变法分析结果与试样实际寿命接近;试样疲劳寿命随焊点间距的增加而减小。通过分析6082-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头疲劳断口形貌,发现疲劳裂纹起裂于焊点根部的热影响区和热力影响区,同时沿上板焊点边缘和下板母材处横向扩展。