冲击煤样单轴压缩的声发射特征研究

为了研究冲击煤样破坏的前兆特征,利用煤岩声发射实验系统对冲击煤样进行了单轴压缩声发射实验,研究了煤样的破坏过程及声发射特征规律.结果表明:声发射活动与载荷及煤样变形破坏具有较好的相关性;冲击煤样的声发射通常在载荷达到最大,试样完全失稳破坏时才会密集出现,表现出产生明显的“群震”特征,峰后基本上无信号产生.分析发现,在临...     

负热膨胀反钙钛矿锰氮化合物的研究综述

反钙钛矿结构锰氮化合物是近年发展起来的一类具有各向同性、负热膨胀系数及负热膨胀温度区间可调、金属性能及力学性能优良的新型负热膨胀材料,展现出重要的应用潜力.本文从负热膨胀材料的发展历史、化合物体系、制备方法、负热膨胀性能影响因素及微观机理等方面,阐述了反钙钛矿结构锰氮化合物负热膨胀材料的研究现状及最新发展动态,并对其发展前景进行了分析和展望.     

纳米硬质合金的弹性模量（英文）

本文的研究目的是获得纳米晶WC-Co硬质合金的弹性模量,并分析其弹性模量不同于常规微米硬质合金的原因。采用放电等离子烧结(SPS)方法制备纳米晶硬质合金,分别采用SPS烧结和低压烧结(sinter-HIP)制备常规微米晶硬质合金。烧结试样的显微组织和WC晶粒尺寸采用X射线衍射技术、扫描电镜、透射电镜及旋进电子衍射技术进行表征。弹性模量采用纳米压痕技术中的连续刚度法进行测量,并取其稳定区域的平均值得到。结果表明,与SPS制备的微米级硬质合金相比,纳米晶WC-Co硬质合金的弹性模量较小,可能与界面含量增多和放电等离子烧结过程的快速加热和冷却造成合金钴相中hcp-Co含量增多有关。     

煤样破坏应变局部化与表面电位分布规律研究

为研究煤样表面电位分布与破坏局部化之间的关系,进行了煤样受载应变场及表面电位分布规律的测试,研究分析了表面电位场与煤样应变局部化和煤样破坏的对应关系。结果表明,煤样变形破坏过程中表现出明显的应变局部化特征,应变局部化集中区域是煤样损伤和破坏剧烈区域,应变局部化带往往是煤样出现破坏的位置。煤样变形破坏的表面电位场具有与应变场相似的分布特征,在损伤局部化区域表面电位场也具有集中化特征,煤样表面电位高、低电位点的连线反映了煤样的断裂面位置。     

超音速火焰喷涂制备纳米和微米结构WC-η涂层的耐熔锌腐蚀性能

以钨氧化物、钴氧化物和炭黑为原料, 通过原位还原碳化反应制备纳米WC-η(η为Co₃W₃C、Co₆W₆C等缺碳相)复合粉, 粉末平均粒径为155 nm。该复合粉经团聚造粒制备得到具有高致密性和良好流动性的热喷涂粉末。以此纳米结构和商业化的微米结构低碳WC-12Co粉末作为喂料, 通过超音速火焰喷涂制备硬质合金涂层。结果表明, 纳米结构涂层中生成了一定量等轴状的W₂C相, 裂纹主要沿晶界或相界面扩展, 而微米结构涂层中除W₂C外还含有较多的W相, 主要包裹在WC颗粒表面, 穿晶断裂比例较高, 裂纹扩展路径较平滑。由于纳米结构涂层组织致密、晶粒细小、界面积大, 因此比微米结构涂层具有更高的硬度和断裂韧性。两种涂层在熔融锌液中浸泡200 h后, 微米结构涂层中产生了较多的横向和纵向裂纹, 导致材料的大面积剥落和基材腐蚀; 纳米结构涂层中没有发生锌的浸蚀, 在局部产生了少量纵向裂纹, 裂纹间隙被钨钴氧化物所填充, 反而抑制了熔锌对涂层的腐蚀, 因此纳米结构涂层表现出更高的耐熔锌腐蚀性能。     

纳米晶SmCo_(8.9)Si_(0.9)永磁合金相变特征及其磁性能变化研究

首次制备出具有高稳定性的Sm Co_(8.9)Si_(0.9)纳米晶合金,进而系统研究了亚稳相Sm Co_(8.9)Si_(0.9)的相变特征及相应的磁性能变化规律。发现添加元素Si可以有效提高过饱和固溶体亚稳相SmCo_(9.8)的稳定性,随着热处理温度的升高,SmCo_(8.9)Si_(0.9)纳米晶合金由SmCo_(9.8)(H)结构的单相转变为Sm_2Co_(17)(H)和Co(fcc)相,且伴随相变,矫顽力提高。其机理源于析出的细小Co相造成钉扎机制增强。进一步升高热处理温度,Sm_2Co_(17)(H)相转变为Sm_2Co_(17)(R)相,同时晶粒长大明显且晶粒尺寸分布不均匀,导致磁性能下降。     

Sm-Co二元合金非晶块体材料的制备与表征

稀土-过渡金属二元系合金稳定的非晶块体材料的制备一直是非晶材料研究领域的挑战性难题。本研究组以Sm-Co二元合金体系为例,探索出了一条制备稀土-过渡金属二元合金非晶块体材料的创新途径。采用真空感应熔炼制备Sm-Co合金铸锭、高能球磨制取合金非晶态粉末、高压放电等离子烧结致密化的工艺路线,制备获得了稳定的Sm-Co二元合金非晶块体。对块体材料进行XRD、DSC、TEM等表征和分析,研究了二元非晶合金块体的结构和制备工艺的关系。     

铝合金化对超高碳钢先共析碳化物析出行为的影响

通过对不同铝含量超高碳钢的相平衡热力学计算、热处理工艺试验以及扫描电镜的微观组织观察，研究了铝合金化对超高碳钢先共析碳化物的数量和析出行为的影响。结果表明，对碳含量为1．6％的超高碳钢，添加2％以上的铝，可以显著抑制先共析网状碳化物的析出。铝的添加，导致平衡状态下的先共析碳化物数量减少，尤其在2％Al附近，更为显著，是铝合金化抑制超高碳钢网状碳化物的主要原因。     

稀土Nd超细纳米晶块体的制备及其物理性能

利用放电等离子烧结技术,制备了稀土金属Nd非晶、非晶与纳米晶双相结构和超细纳米晶的块体材料.利用高分辨透射电镜表征了制备材料的显微结构.通过热力学分析,得出Nd超细纳米晶块体材料由hcp相向bcc相转变的温度约为650℃,相对于传统的粗晶材料降低了约200℃.对传统粗晶和超细纳米晶的Nd块体材料分别测定了电阻率、热导率和热膨胀系数及其随温度的变化规律,表明超细纳米晶Nd的电阻率较传统粗晶结构明显升高,而热导率则降低约3倍.     

WC–Co硬质合金摩擦磨损行为的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟研究了WC–Co硬质合金在不同条件下的摩擦过程,分析了晶粒尺寸、摩擦载荷和滑动速率等因素对硬质合金摩擦磨损行为的影响,从原子尺度揭示了硬质合金发生摩擦磨损的微观机制。结果表明,随晶粒尺寸增大,相比于晶粒转动,Co相和WC中的位错滑移逐渐在摩擦引起的塑性变形机制中起主导作用。摩擦载荷增大会导致易变形的Co粘结相被挤出表面而首先去除,通过减小晶粒尺寸可以抑制Co相的挤出–磨损机制,进而提高硬质合金的抗滑动磨损性能。滑动速率升高会降低磨损速率,主要原因是在高速滑动过程中,亚表层各相中位错的形核扩展缺乏持续的驱动应力,位错密度较低,WC不易发生断裂,Co相被挤出表面造成的磨损程度明显减轻。