纤维丝束大小对Mini-C/SiC拉伸性能与强度分布的影响

为了探究碳纤维丝束大小对纤维束复合材料碳/碳化硅(Mini-C/SiC)拉伸性能和强度分布的影响,采用化学气相浸渗(CVI)法制备了1k Mini-C/SiC和3k Mini-C/SiC复合材料.测试了C纤维束以及Mini-C/SiC复合材料的拉伸性能,并采用两参数Weibull分布模型分析了强度分布,同时还观察了拉伸断口形貌.结果表明:3k C纤维束表现出了明显的"聚拢效应",其拉伸性能和强度稳定性均优于1k C纤维束,而且其拉伸强度、Weibull模数、特征强度、延伸率和断裂功分别比1k C纤维束的高47％、13％、46％、54％和102％.同时,1k C纤维束发生韧性断裂,3k C纤维束发生脆性断裂.3k Mini-C/SiC复合材料的拉伸性能和强度稳定性均优于1k Mini-C/SiC复合材料,其拉伸强度、Weibull模数、特征强度、延伸率和断裂功分别比1k Mini-C/SiC复合材料提高了67％、69％、63％、92％和216％,而且两者的拉伸断裂方式均为典型的脆性断裂.纤维体积分数高是大纤维丝束复合材料3k Mini-C/SiC拉伸性能和强度稳定性优于小纤维丝束复合材料1k Mini-C/SiC的主要原因.     

C/C及C/C-Cu复合材料的摩擦磨损性能

通过化学气相渗透(CVI)、树脂浸渍/碳化(I/C)的工艺制成多孔的C/C预制件,采用气体压力浸渗方法向预制体中渗入铜,制备出C/C-Cu复合材料。以高密度C/C复合材料(1.9g/cm~3)作为对比样,在MM-200型磨损试验机上对其摩擦磨损性能进行测试,并对其微观结构和摩擦磨损机理进行分析。研究结果表明:C/C-Cu的摩擦系数比C/C复合材料的低,这主要与摩擦表面的摩擦膜有关,铜在摩擦力带动下填充摩擦表面的凹坑,并与碳材料共同形成摩擦膜,摩擦膜的碳含量越高,润滑效果越好。当C/C预制件密度为1.59g/cm~3时,C/C-Cu的摩擦系数和磨损量均小于C/C复合材料,摩擦磨损性能良好。     

水热合成镍铜复合磷化物及其电催化析氢与肼氧化性能

以镍网(NM, Nickel Mesh)为基体、NaH₂PO₂·H₂O为磷源、CuSO₄·5H₂O为铜源、NiSO₄·6H₂O为镍源, 采用一步水热法合成镍铜磷复合电催化剂, 对制备工艺进行优化, 并通过不同方法进行形貌、结构、组成和电催化性能表征。结果表明：当溶液中镍、铜、磷的配比为8: 1 :20时, 在140 ℃水热合成24 h, 制得主晶相为Ni₂P和Cu₃P、具有三级微纳结构的镍铜磷复合电催化剂。在电流密度为10 mA·cm ^-2时, NiCuP/NM的催化析氢及肼氧化过电势分别为165和49 mV; 在双电极体系中, 同电流密度下的分解槽压仅为0.750 V, 催化24 h后分解槽压几乎保持不变, 展现出优异的催化稳定性。无论三电极体系还是双电极体系均表现出优异的催化活性。分析认为, 电催化活性面积为空白镍网的近14倍, 为电催化过程提供了大量的活性位点; 掺入P改变了Ni、Cu原子的电子结构, 提高了材料的本征肼氧化活性, 两者的协同作用促进了电催化活性的提升。本研究为纳米尺度的合成提供了一个新的视角, 有望推动新型纳米孔结构材料在燃料电池和传感器应用中的发展。     

玻璃纤维增强硼酸酯改性酚醛树脂复合材料的摩擦学性能研究

将硼酸(BA)和苯基硼酸(PBA)分别引入热塑性酚醛树脂(NR)中合成硼酸酯改性酚醛树脂,并以硼酸酯改性树脂为基体、玻璃纤维为增强体制备复合材料,研究不同硼改性对复合材料摩擦磨损性能的影响.采用DSC、FTIR和TGA分别对其固化反应过程、固化结构及固化树脂热稳定性进行表征,结果表明BA和PBA改性都可以在固化后的体系中引入硼酸酯结构,从而显著提高酚醛树脂(PR)的热稳定性.硼酸酯改性NR可显著改善树脂的摩擦学性能,其中PBA含量为30 phr时复合材料表现出较好的摩擦学性能,摩擦系数降低至0.16.另外,硼酸酯的引入可以提高树脂与纤维的界面粘合性能.     

纳米颗粒TiO2和SiO2对碳纤维/超高分子量聚乙烯复合材料力学和摩擦学性能的影响

采用UMT-5型摩擦磨损试验机和万能材料试验机考察TiO_2和SiO_2两种纳米颗粒对碳纤维(CF)/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料摩擦学性能和力学性能的影响,利用扫描电镜观察复合材料断面形貌和磨痕表面形貌。结果表明:纳米TiO_2和SiO_2的加入可以改善碳纤维与树脂之间的界面结合强度,从而改善了CF/UHMWPE复合材料的力学性能;在3种复合材料中,纳米TiO_2增强复合材料具有最好的耐磨性。纳米TiO_2和SiO_2的加入可以有效地分散碳纤维表面的应力集中,从而可以改善复合材料的耐磨性,使得CF/UHMWPE复合材料的磨损机制由严重的塑性变形变为轻微的塑性变形。     

WC-Ni-Co硬质合金表面激光熔凝修复组织与摩擦磨损性能

目的 为实现WC-Ni-Co硬质合金的表面疲劳裂纹缺陷修复,研究不同预热温度对合金表面激光熔凝层组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响规律.方法 采用4 kW光纤激光器制备了不同预热温度的WC-Ni-Co硬质合金熔凝层,用着色探伤剂检测表面裂纹,用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察熔凝层的显微组织,用能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)测定熔凝层的元素分布和相组成,用显微硬度计和磨损试验机测定熔凝层的硬度和耐磨性能,并观察了熔凝层的磨损形貌,分析熔凝层的磨损机理.结果 熔凝层包含原始WC相、α-Co基体相、共晶鱼骨状碳化物、弥散分布的细小二次碳化物等组织,与基材WC颗粒的不规则形状相比,经熔凝后WC颗粒发生了明显的长大和界面平直化,且共晶鱼骨状碳化物为WC、Cr7C3、CoCx和C6(CoCrNi)23的混合物.熔凝层的范围随着预热温度的升高逐渐增加,最大达866.7μm;当预热温度达到400℃以上时,熔凝后得到的熔凝层没有产生裂纹.熔凝层的平均显微硬度达到934HV0.5,远高于基材硬度762HV0.5.预热温度的升高会降低熔凝层的摩擦因数,提高表面的耐磨性.结论 当预热温度达到或超过400℃时,熔凝层中的WC颗粒分布较为均匀,无裂纹等缺陷,具有较高的硬度和耐磨性.     

Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn合金组织及室温变形行为

以Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn合金为对象,研究其组织形貌及相组成。并利用UTM5305电子万能试验机对其进行了不同应变速率以及不同变形量的室温压缩实验,获得真应力-应变曲线,构建合金的室温变形本构方程。研究压缩前后合金的微观组织和压缩性能演变规律。结果表明,Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn合金包含α-Mg、β-Li、Al_(12)Mg_(17)、AlLi和MgLiAl_2 5相,β-Li为基体相,α-Mg相呈条状或块状,纤维状Al_(12)Mg_(17)相位于α-Mg相内部,颗粒状MgLiAl_2相分布在晶界上,晶内相AlLi呈颗粒状。固溶处理后合金组织中析出相的数量明显减少,合金强度得到提升。根据Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn合金真应力-应变曲线分析了应变速率对流变应力的影响,挤压态和固溶态合金室温压缩都存在峰值应力和峰值后的软化现象,有利于室温成形;并通过线性回归的方式获得不同状态下的材料本构方程常数n以及ln A–(Q/RT)的值,构建了基于Arrhenius模型的本构方程。合金组织随压缩变形量增加被逐渐压扁、拉长,AlLi相有所增多。     

钙钛矿中空结构CoSn（OH）6纳米粉体的制备与表征

钙钛矿结构材料在发光、催化等多种功能材料领域都占有重要地位,是当前材料科学领域的研究热点。以四氯化锡（SnCl₄）、无水乙醇（C₂H₆O）、二氯化钴（CoCl₂）、柠檬酸钠（Na₃C₆H₅O₇）为原料,通过溶剂辅助法制备了中空结构六羟基锡酸钴[CoSn（OH）₆]纳米粉体。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）分别对产物六羟基锡酸钴粉体的物相结构及表观形貌进行了表征,线性扫描伏安法（LSV）对电极材料进行电催化性能测试。结果表明：采用溶剂辅助合成,可以成功制得物相纯净、粒度为150 nm的中空纳米立方结构的钙钛矿六羟基锡酸钴粉体,其电流密度为35.1 mA/cm²、塔菲尔斜率为72.5 mV/dec,有望用于电化学析氢反应。     

金属玻璃变形能力影响因素及提高途径

金属玻璃具有优异的力学、物理、生物和化学性能以及良好的耐磨损、耐腐蚀性能等,因此其在工程和功能材料领域有广阔的应用前景.基于高度局域化的剪切带变形模式,金属玻璃在室温条件下呈现脆性特征和应变软化等问题限制了其应用潜力.改善和提高金属玻璃的力学性能,可通过改变金属玻璃变形能力的影响因素来实现.采用不同制备工艺、试验条件及后续处理工艺能够在一定程度上提高金属玻璃变形能力.因此,系统介绍金属玻璃变形能力影响因素以及如何通过调整这些影响因素来提高金属玻璃变形能力至关重要.本文综述了影响金属玻璃变形能力的内、外在因素,并重点评述了金属玻璃变形能力提高的主要途径.最后,对金属玻璃的改性途径进行了简单总结,并对该领域需要进一步研究的若干问题进行了展望.     

热处理对航空用TC4合金组织与性能的影响

研究了不同热处理制度对TC4合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,显微组织由双态组织(两相区固溶)变为片状组织(β单相区固溶),合金的R_m和R_(p0.2)均升高,断后伸长率A和断面收缩率Z均有不同幅度的减少;随着时效温度的升高,显微组织变得均匀,α相等轴化程度升高,合金的R_m和R_(p0.2)均降低,A和Z均升高。