细晶Nb-16Si难熔合金的制备及其烧结-锻造短流程成形

以高纯Nb和Si粉末为原料,通过机械球磨+真空热压烧结制备了高致密度的Nb-16Si难熔合金.利用SEM和XRD分析了球磨后复合粉末的形貌变化以及热压烧结后材料的显微组织和相组成.机械球磨后粉末颗粒获得细化,Si固溶于Nb形成间隙固溶体,烧结后材料由铌基固溶体(Nb_(ss)),Nb_5Si_3,Nb_3Si及少量高Si含量的铌基固溶体(Nb_(ssI))组成,平均晶粒尺寸约为2μm,呈等轴状.烧结材料呈现典型的穿晶断裂模式及韧性相增韧.测定了材料的Vickers硬度及各相的纳米硬度,利用单边切口直通梁法(SENB)测定其室温断裂韧性.利用烧结-锻造技术成形了Nb-16Si难熔合金推力室模拟件,其微观组织与热压烧结材料相似,力学性能较烧结材料有所降低,与金属间化合物的大小有关.     

快速超塑性的研究与应用

综述了高应变速率超塑材料种类、变形机理和应用技术的最新进展。高应变速率超塑材料主要是铝基复合材料及铝合金,最近,对镁合金、纳米材料、钛合金高应变速率超塑性能的研究也已开始。高应变速率超塑性在工业中的应用已经起步,例如快速超塑成形技术、一模多件技术等,可以实现中等批量、甚至大批量生产,但是主要集中在铝合金上。未来激光辅助超塑成形技术、电塑性辅助超塑成形技术值得期待。     

Fe_(78)Si_9B_(13)/Ni层状复合材料的制备及其拉伸性能

采用脉冲电沉积的方法制备了Fe78Si9B13/Ni层状复合材料(Ni-Fe78Si9B13-Ni三层结构)。用SEM和TEM对层状复合的微观组织进行观察,Ni层的晶粒尺寸平均约为50 nm,非晶层和纳米Ni层具有良好的界面结合。Fe78Si9B13/Ni层状复合材料的室温断裂强度达到2090 MPa,断裂伸长率达到8.5%,其伸长率远大于单相Fe78Si9B13非晶带的伸长率(1.39%);在450℃高温拉伸,复合材料的延伸率达到了115.5%,远大于单相非晶带的高温延伸率(36.3%),实现了通过制备层状复合材料来提高非晶带塑性的目的。     

高分子网络凝胶法制备纳米YAG-Y2O3复合粉体

采用高分子网络凝胶法制备纳米YAG-Y2O3复合粉体,对网络凝胶机理和胶体的煅烧过程进行了研究.研究表明1100℃煅烧时,由于Y3+在初始溶液中浓度较高,产物完全为Al2Y4O9,AlYO3和Y3Al2(AlO4)3等过渡相;其最佳煅烧温度为1200℃,与其它制备方法相比温度降低50～100℃.当单体和网络剂的摩尔比为5:1时,所制备的纳米YAG-Y2O3复合粉体的颗粒尺寸不大于50nm,粒径范围窄,且无团聚产生;当单体和网络剂比例偏于5:1时,颗粒尺寸长大比较严重.     

Al2O3 / 3Y-TZP 层状复合材料的制备及其超塑性能

采用流延制膜和热压烧结工艺制备了Al₂O₃ / 3 Y-TZP 层状复合材料。用SEM 观察显微组织, 并采用高温深拉实验对该材料进行了超塑性能研究。结果表明: 1550 ℃热压烧结制备的材料晶粒细小, 界面结合良好;当应变速率一定时, 变形温度对Al₂O₃ / 3Y-TZP 层状复合材料的超塑性能具有重要影响, 1500 ℃时得到深拉成形最大高度, 温度较高和较低时超塑性能均会降低。      

陶瓷材料超塑性研究进展

超塑性是细晶陶瓷在高温下的固有属性。本文综述了陶瓷材料超塑性的一般特征和氧化钇稳定四方相氧化锆多晶陶瓷(Y-TZP)的形变机理及最新研究进展。解释了不同纯度Y-TZP陶瓷在Ⅰ区存在巨大差异的原因以及杂质特征对应力指数的影响。从能量的观点进一步分析了陶瓷材料超塑变形过程中的控速机制。对共价键陶瓷Si₃N₄、SiC的超塑性特征以及晶间玻璃相在超塑变形中的作用进行了概括。此外,还总结了其它陶瓷材料,包括Al₂O₃及其复合陶瓷、纳米陶瓷的研究进展及发展方向。     

New fracture morphology of amorphous Fe78Si9B13 alloy

The tensile fracture morphology of a brittle amorphous Fe-based ribbon was investigated by scanning electron microscopy（SEM）. The fracture surface consists of mirror, mist and river-pattern zones with crack propagating. The formation of nanoscale damage cavity structure is a main characteristic morphology on the fracture surface. Approaching the fracture source in the mirror, these damage cavities assemble and form the nanoscale periodic striation patterns, which are neither Wallner lines nor crack front waves. At shear deformation stage, the apparent surface energy yf of amorphous Fe78Si9B13 ribbon is much smaller than that of less-brittle amorphous alloys, which indirectly indicates amorphous Fe7sSi9Bl3 ribbon is perfectly brittle. The crack branching appears at the moment of final fracture due to the high crack propagating velocity.     

塑料板材热成形过程三维温度场的有限元分析

塑料板材热成形过程中,温度通过影响流体粘度和流动行为指数对塑料板材的变形行为有着较大的影响。结合变形计算的刚粘塑性有限元公式、粘度计算的阿雷尼厄斯（Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ）方程和威廉斯（Ｗｉｌｉａｍｓ）方程以及温度场计算的加权余量Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元公式,开发了对塑料板材热成形过程的变形和温度场进行数值模拟的三维有限元软件。求解塑料板材热成形过程三维温度场时,采用六面体单元,对热传导的动态边界条件、变形功转化的热即热力耦合以及潜热进行了处理。采用解析法和开发的三维有限元程序分别对热塑料件的热传导进行计算,证实开发的软件是正确的。本文对ＨＤＰＥ半球形塑料件热成形过程的变形和温度场进行了有限元模拟。模拟结果表明成形件的温度场分布直接受厚度分布影响,为采用简便的温度测量获取制件的壁厚分布数据提供了理论基础。     

TiN(111)/DLC界面粘附功和电子结构的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理,采用平面波赝势方法,研究了Ti N(111)/DLC界面的粘附功和电子结构,阐明了Ti N过渡层改善金属基体和DLC薄膜结合性能的内在机理。根据Ti N(111)面不同的表面终端(Ti终端和N终端)和界面原子配位类型(顶位、中心位和孔穴位),构建和计算了6种可能的Ti N(111)/DLC界面理论构型。结果表明:当Ti N(111)以Ti原子为终端时,中心位堆垛界面(Ti-center)的粘附功最大;当Ti N以N原子为终端时,顶位堆垛界面(N-top)为最稳定的界面模型,弛豫后的粘附功为8.281J/m2。差分电荷密度、分态密度、Mulliken布居数的计算结果均表明:Ti-center界面Ti原子和C原子形成的Ti-C键包含共价性和离子性;N-top界面处C原子和N原子形成C-N共价键。相比之下,N-top模型更有可能在Ti N/DLC界面中出现。     

稀土元素Y对NiAl-Al2O3抗氧化性能的影响（英文）

为考察稀土元素Y对NiAl-Al2O3抗氧化性能的影响,通过脉冲电流辅助烧结(PCAS)制备了NiAl-Al2O3和NiAl-Al2O3-Y块体材料,并在1000℃下测试了材料的恒温氧化和循环氧化性能。结果表明,稀土元素Y对NiAl-Al2O3的氧化产物没有影响。恒温氧化后,NiAl-Al2O3和NiAl-Al2O3-Y表面都形成一层α-Al2O3氧化膜。Y的添加改变了氧化膜的形貌并造成了屋脊状形貌的消失。此外,NiAl-Al2O3-Y的质量增加也明显较少。在热循环测试中,NiAl-Al2O3-Y的氧化膜中没有观察到NiAl-Al2O3中常见的裂纹和剥离现象,这是由于Y能够阻碍Al2O3的θα转化并减少空洞的形成所造成的。