机械合金化对WZrZn合金冲击反应特性的影响

W具有高的热惯性以及低的绝热火焰温度,导致其在空气中难以燃烧。为改变W的燃烧特性,通过机械合金化将20%(质量分数)的Zr引入W中。XRD、SEM及STEM分析表明,球磨30 h后,Zr的衍射峰完全消失,得到了单相bcc结构的W(Zr₂₀)超饱和固溶体合金粉末。在此基础上,以Zn粉作为粘结剂,采用热压工艺制备WZrZn合金。准静态力学性能测试和弹道枪试验结果表明,以W(Zr₂₀)合金粉末为原料制备的W(Zr₂₀)-Zn₃₀合金的抗压强度和能量释放特性明显优于机械混料制备的W/Zr₂₀-Zn₃₀合金。在1200 m/s的冲击速度下,W(Zr₂₀)-Zn₃₀合金的反应超压达到0.21 MPa,能量释放特性优异。同时,在反应产物分析中,发现大量钨的燃烧产物WO₃,表明Zr的固溶诱发了W的燃烧反应,有效提高了WZrZn合金的冲击反应特性。     

GH4169晶面衍射弹性常数计算与测量

根据复相材料细观力学模型,预测了镍基高温合金等效弹性响应,基于宏观应力-应变关系,理论计算了GH4169及组分材料等效弹性性质参数,即等效弹性模量■,等效体积模量■,等效剪切模量■和泊松比■,与文献报道的实验值进行对比分析。结果显示:GH4169合金理论计算值■=218.60 GPa,■=180.20 GPa,■=84.20 GPa,■=0.298与实验值偏差分别为7.16%、10.69%、6.58%、0.67%;γ′相理论计算值■=201.10 GPa,■=173.70 GPa,■=76.93 GPa,■=0.307与实验值偏差分别为1.42%、0.40%、2.00%、1.66%,较小的误差证明了该模型的准确性;进一步,理论预测了镍基高温合金细观弹性响应,基于单轴载荷作用下细观弹性应力-应变关系,理论计算了GH4169合金γ-(Ni-Cr-Fe)相(220)晶面衍射弹性常数,即E_(220)=233.89 GPa,v_(220)=0.284;同时,采用四点弯曲标定载荷应力,结合X射线衍射应变实验测量了γ-(Ni-Cr-Fe)相(220)晶面衍射弹性常数,并与理论计算值对比分析。结果表明,实验测量值E_(220)=248.00 GPa、v_(220)=0.276与理论值的偏差分别约为5.69%、2.90%,证实了该理论模型的准确性,也为衍射法测量残余应力研究提供理论基础。     

热管理用高导热碳化硅陶瓷基复合材料研究进展

碳化硅陶瓷基复合材料以其高比强度、高比模量、高导热、良好的耐烧蚀性能、高温抗氧化性、抗热震性能等特性,广泛应用于航空航天、摩擦制动、核聚变等领域,成为先进的高温结构及功能材料。本文综述了高导热碳化硅陶瓷基复合材料制备及性能等方面的最新研究进展。引入高导热相,如金刚石粉、中间相沥青基碳纤维等用以增强热输运能力;优化热解炭炭与碳化硅基体界面用以降低界面热阻;热处理用以获得结晶度更高、导热性能更好的碳化硅基体;设计预制体结构用以建立连续导热通路等方法,提高碳化硅陶瓷基复合材料的热导率。此外,本文展望了高导热碳化硅陶瓷基复合材料后续研究方向,即综合考虑影响碳化硅陶瓷基复合材料性能要素,优化探索高效、低成本的制备工艺;深入分析高导热碳化硅陶瓷基复合材料导热机理,灵活运用复合材料结构与性能的构效关系,以期制备尺寸稳定、具有优异热物理性能的各向同性高导热碳化硅陶瓷基复合材料。     

Al-Sc二元合金中次生Al_3Sc的析出和长大行为

研究了温度、时间等因素对Al-0.4Sc合金时效过程中次生Al3Sc粒子的析出和长大规律及其对合金性能的影响。指出在350、400和450℃下时效,次生Al3Sc粒子长大行为基本符合Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW)理论预测;在500℃下时效1h,粒子长大行为接近LSW理论预测值,1h以上,粒子长大速度变慢,与LSW理论偏差较大。当Al3Sc粒子半径在4～40nm的范围内,Al-0.4Sc合金硬度值随着粒子尺寸上升而下降;当Al3Sc半径为4～7.5nm时,硬度为750～850MPa,大约是热处理前的硬度值(200MPa)的3.75～4.25倍,析出强化作用显著;当Al3Sc半径达到40nm时,合金硬度下降到300MPa。     

共晶高熵合金形成的热力学基础研究

通过收集并总结已报道的18种共晶高熵合金的整体成分和各相成分等信息分别计算了反映其性质的一些参数,包括混合焓、混合熵、吉布斯自由能、原子尺寸失配度、电负性差和价电子数,并从热力学角度分析了这些参数对合金结构的影响规律。发现共晶高熵合金整体成分计算出的混合熵等值均基本满足传统高熵合金形成单相固溶体的结构判据要求(即?Smix11 J/(mol×K)、-15 kJ/molΔH_(mix) 5 kJ/mol,δ6.6%等),但是由于其共晶相的平均自由能低于其整体形成单相时的总自由能,这使得共晶高熵合金在凝固过程中发生共晶反应,形成多相结构。     

Differences of grain-refining effect of Sc and Ti additions in aluminum by empirical electron theory analysis

The differences of grain-refining effect between Sc and Ti additions in aluminum,which cannot be substantially explained by traditional theories,were carefully studied.The empirical electron theory(EET) of solids and molecules was employed to calculate the valence electron structures(VES) of Al3Ti and Al3Sc.The conclusions can be drawn that,in the two alloys Al-Ti and Al-Sc,the different valence electron structures of Al3Ti and Al3Sc and the consequent differences of growth habit of the two particles,and th...     

低温烧结高导热纳米银纸的制备及其烧结工艺研究

制备了一种用于大功率半导体封装互连用的低温烧结高导热新型热界面材料—纳米银纸。其外观为可裁剪的纸张状，测量其抗拉强度为3.89 MPa。纳米银纸主要由银纳米线组成，银含量约为99.5%，其余为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为主的有机物。实验采用热压烧结方式，探究了不同烧结工艺对纳米银纸导热性能的影响。研究结果表明，纳米银纸可在200 ℃、10 MPa时实现烧结，并取得210 W?m^-1?K^-1的热导率(λ)，升高烧结温度和压力至300 ℃、10 MPa则能进一步将纳米银纸烧结体的热导率提升至280 W?m^-1?K^-1。纳米银纸可为大功率半导体封装互连提供一种优选方案。     

熔盐电沉积法制备铱及铱合金涂层的研究进展

铱优异的理化性能使其成为高温抗氧化防护领域最重要的涂层材料之一。对制备铱涂层的多种方法进行了比较和分析,在此基础上,介绍了熔盐电沉积法制备铱及其合金涂层的装置和沉积前处理,讨论了熔盐体系、温度、电流密度及波形、环境气氛等工艺参数对涂层制备的影响,总结了铱及其合金涂层的性能和应用,指出了尚需研究的若干关键问题。     

Al-Sc和Al-Ti靶材在高速撞击下的动态响应以及数值模拟（英文）

研究Al-Sc和Al-Ti半无限靶材在高速弹体撞击下的动力学响应,弹体的撞击速度分别为0.8、1.0、1.2和1.5 km/s。结果表明:Al-Sc靶材具有更优异的抗高速撞击能力。研究发现,不同的显微组织结构,包括晶粒大小、基体中析出的沉淀相粒子,导致Al-Sc和Al-Ti合金具有不同的抗撞击能力。同时,讨论Al-Sc合金中的纳米级Al3Sc粒子的尺寸效应对抗撞击能力的影响。此外,通过数值模拟对高速撞击后弹坑形状/几何尺寸进行仿真,并与实验结果进行对比验证。仿真分析结果较准确地复现了实验结果,在此基础上通过外推的方法将弹体速度推广到超高速范畴(5 km/s)进行分析。在超高速撞击作用下,弹坑表面发生熔化和凝固现象。     

纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料高导热性能研究进展

作为一种先进的高温结构及功能材料,高效传热和高温耐热相结合对纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(silicon carbide matrix composites, SiC CMC)在热管理领域(thermal management, TM)中的应用至关重要。常见的纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料,如碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C_f/SiC或C_f/C-SiC)、碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_f/SiC)等,增强纤维的石墨化程度较低,难以形成有效的热输运网络。本文综述了纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料制备及高导热性能等方面的最新研究进展。可通过引入高导热相、优化界面结构、粗粒化碳化硅晶体、设计预制体结构等方式提高纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的热输运能力。此外,展望了纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料发展趋势,即综合考虑影响高导热碳化硅陶瓷基复合材料性能要素,灵活运用复合材料结构与性能的构效关系,以期制备尺寸稳定、性能优异的纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料。