纳米晶材料的晶粒长大

本文综述了纳米晶材料晶粒长大的研究进展,简述了纳米晶材料晶粒长大的等温动力学理论,讨论了溶质原子、孔洞、第二相粒子和微观应变对纳米晶材料晶粒长大的影响。     

块体纳米晶材料制备的研究进展

综述了国内外块体纳米晶材料的制备技术进展及存在的问题，指出了非晶晶化法和深过冷晶化法是两类潜在的块体纳米晶材料制备技术，并对今后的研究及发展前景进行了展望。     

纳米晶软磁合金材料及应用

简述纳米晶软磁合金材料的性能特点、组织结构及其应用，并介绍非晶及纳米晶软磁合金的研究新进展。     

基于有限元模拟的纳米晶Ni的晶间断裂分析

通过有限元模拟方法研究了纳米晶Ni的晶间断裂。结果表明,在外加载荷作用下,材料宏观力学行为受到变形机制的影响很大。纳米晶Ni的材料特性和晶粒的几何形状分布对晶间微裂纹萌生和扩展影响较大。在纳米晶Ni中,硬化指数和弹性模量较大的晶粒周围会最先萌生微裂纹。     

爆炸冲击制备纳米晶金属复合膜的初步研究

对Cu Fe爆炸复合薄膜的组织结构进行了光镜、TEM、HRTEM观察。结果表明 :在一定厚度范围内材料纳米晶化 ,有的地方甚至出现非晶相。这是由于在高冲击力、大塑性变形量、高塑变速率以及温度瞬时急剧升降的条件下 ,材料内部位错密度大量增殖缠结 ,空位浓度急剧增加 ,使晶粒碎化成纳米尺度的细晶 ,有的地方原子甚至呈无规则排列。实验结果说明有望采用爆炸冲击制备纳米晶复合薄膜材料。     

非晶软磁合金薄带纳米晶化过程中缺陷变化的正电子湮没研究

用正电子湮没多普勒展宽能谱测量和分析了若干急冷淬火制备的薄带，表明软磁Fe基纳米晶合金中的缺陷(自由体积)远多于其晶化前的非晶态；能够晶化成纳米晶的Fe基非晶制备态材料中的缺陷也多于类似成分但又不能晶化成纳米晶的非晶态材料中的缺陷；Fe73.0Cu1.0Nb1.5Mo2.0Si13.5B9.0合金的急冷淬火制备态在热处理过程中，低温退火时缺陷减少，高于200℃的退火导致缺陷增加，纳米晶化后的进一步退火缺陷基本不增加；Fe73.0Cu1.0Nb1.5Mo2.0Si13.5B9.0合金纳米晶化后，在所选定的测量条件下没有发现正电子湮没参数随时间、温度的变化，说明该材料缺陷结构相当稳定。     

基于热力学函数的纳米晶粒长大Cellular Automaton仿真研究

基于纳米晶热力学特性表征函数,将纳米晶热力学性质对晶界迁移的影响引入Cellular Automaton算法,对纳米晶粒长大行为进行了定量化和可视化的仿真研究.模拟结果表明,纳米晶粒长大的动力学与传统粗晶材料不同,在恒温条件下,纳米晶粒的长大指数n不是常数(传统粗晶材料的晶粒长大指数n=2为常数),随纳米晶粒长大过程的进行,n值从1.70至6.59发生变化.作为纳米晶粒长大的驱动力,纳米晶界的过剩自由能与纳米晶粒尺寸的变化直接相关.由于纳米晶材料强烈的小尺寸效应,纳米晶组织的热力学性质较大地影响纳米晶界的结构和能量状态,从而影响纳米晶粒长大的动力学特征.因此,只有结合纳米晶热力学特性的仿真研究才能获得对纳米晶粒长大行为本质性的认识.     

电沉积法制备纳米晶材料

电沉积法是制备完全致密的纳米晶体材料最有前途的方法之一。本文综述了电沉积法制备纳米晶镍及其合金的研究现状及制备方法对纳米晶材料性质的影响。     

非晶、纳米晶软磁材料退火工艺研究进展

介绍了非晶、纳米晶软磁材料的种类和发展过程,重点阐述了制备纳米晶的退火工艺的新发展,并展望了非晶和纳米晶的发展趋势。     

纳米晶材料在逆变焊机上的应用

主要介绍非晶、纳米晶材料的特性及纳米铁心在逆变焊机上的应用计算和应注意的问题。     

原子层沉积技术及应用

简单阐述了原子层沉积技术的发展背景,然后概括了原子层沉积技术原理、技术特征和优势,并对化学吸附和顺次反应两种自限制机制进行了描述和比较。着重介绍了原子层沉积技术在工艺等方面的最新成果,以及在纳米催化剂、电池、半导体器件、光学、生物医学和航空航天领域中的相关应用。其中将原子层沉积在电池、半导体器件和生物医学方面的应用进行了分类介绍。电池方面包括锂离子电池和太阳能电池,半导体器件方面分为高k电介质、电容器、电阻随机存取存储器(RRAM)和光、电二极管。生物医学领域分别介绍了其在生物相容性、抑菌抗菌涂层和微观组分方向的研究进展。最后对原子层沉积技术进行了归纳总结,并展望了其未来的发展方向和应用前景。     

镁合金表面改性技术现状研究

镁在自然界中含量丰富,在地壳金属元素中储量排名第三位,是最轻的金属结构材料之一.镁合金的密度为1.74 g/cm3,比强度高达134,兼具韧性好、减震性强、热容量低、压铸性能好以及切削加工性能优良等优点,在军工、航天航空以及汽车等领域上有广泛应用.由于镁的电负性极强,稳定性不好,易被腐蚀,因而需要对镁合金表面进行处理才能适应实际应用的要求.镁合金表面改性是改善镁及其合金耐蚀性、提高使用寿命、扩大应用领域的重要技术手段之一.综述了镁合金表面改性技术的研究现状,介绍了化学转化处理(化学氧化处理)、电镀和化学镀、阳极氧化和微弧氧化、激光表面处理、热喷涂以及有机涂层等方法 的原理、优点以及存在的问题,并简要介绍气相沉积、离子注入、达克罗涂层等表面改性技术,最后分析了镁合金表面改性的发展趋势,认为镁合金表面改性技术应朝着低污染、低成本、高效率、多技术复合的方向发展.     

聚苯胺在防腐方面的研究及应用现状

聚苯胺(PANI)具有良好的热稳定性和环境稳定性,经掺杂后,具有导电性及电化学性,可作为填料应用于金属防腐领域。但其分子链骨架刚性强、分子间作用力大,不易加工成型,不溶于常规的有机溶剂,当其作为填料应用到防腐涂料中存在溶解性、分散性差且与金属基底附着力不强等缺点,如能对其进行合理有效的改性,则可解决上述问题。简要探讨了溶液聚合法、反相微乳液聚合法、模板聚合法以及电化学聚合法等PANI的制备方法,并针对PANI在防腐涂料应用中存在的问题,重点阐述了PANI的质子酸掺杂改性及复合改性等不同改性方法,通过掺杂不同的质子酸对PANI进行化学改性,可降低PANI分子链之间的相互作用,从而提高其溶解性、导电性和防腐性能。将不同性能的材料与PANI进行复合改性,改善分子间作用力,能提高其加工性,从而更好的应用于金属的腐蚀防护工作。最后介绍了PANI在腐蚀防护过程中的作用、在防腐蚀涂料中的应用及相关理论的研究现状,并指出PANI防腐涂层的研究重点和发展方向。     

Friction Stir Processing of Magnesium Alloys:A Review

Magnesium(Mg) alloys have been extensively used in various fields, such as aerospace, automobile, electronics, and biomedical industries, due to their high specific strength and stiff ness, excellent vibration absorption, electromagnetic shielding eff ect, good machinability, and recyclability. Friction stir processing(FSP) is a severe plastic deformation technique, based on the principle of friction stir welding. In addition to introducing the basic principle and advantages of FSP, this paper reviews the studies of FSP in the modification of the cast structure, superplastic deformation behavior, preparation of finegrained Mg alloys and Mg-based surface composites, and additive manufacturing. FSP not only refines, homogenizes, and densifies the microstructure, but also eliminates the cast microstructure defects, breaks up the brittle and network-like phases, and prepares fine-grained, ultrafine-, and nano-grained Mg alloys. Indeed, FSP significantly improves the comprehensive mechanical properties of the alloys and achieves low-temperature and/or high strain rate superplasticity. Furthermore, FSP can produce particle-and fiber-reinforced Mg-based surface composites. As a promising additive manufacturing technique of light metals, FSP enables the additive manufacturing of Mg alloys. Finally, we prospect the future research direction and application with friction stir processed Mg alloys.     

Quo vadis thermal spraying?

This paper is devoted to thermal spraying and presents the state of our current knowledge, as well as the following research or development needs: spraying heat sources, i.e., flame, high-velocity oxifuel flame (HVOF), detonation gun (D-Gun), and plasma torches; particle heat and momentum transfer (measurements and modeling), process on-line control, powder morphologies, and injection within the hot jet and reactions with environment; coating formation, i.e., particle flattening and solidification, splat layering, residual stresses, coating microstructure, and properties; and reliability and reproducibility of coatings.     

硅及硅合金对反应烧结SiC耐磨材料性能与结构的影响

本文首先分析了熔渗材料硅及硅合金的润湿性、流动性、烧失率的变化.结果表明:熔渗材料硅在1 430℃,硅铁合金在1 470℃时润湿角小(分别为0°和6°)、流动性大(分别为267%和198%)、烧失率小(均小于15%).同时分析了反应烧结SiC耐磨材料性能,并采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、EDS分别对其显微结构、主晶...     

等离子喷涂熔滴快速撞击基体非稳态凝固行为研究进展

涂层成形过程中的缺陷含量、残余应力、沉积效率、组织结构及力学性能等指标均会随着工艺参数与基体预处理状态的不同而发生显著变化,因而需要从更加微观的角度深入理解等离子喷涂涂层的微观构筑过程,即单个熔滴的铺展凝固现象。本研究分别从熔滴凝固的类型与机理、不同因素对熔滴凝固过程的影响及凝固斑点形态的定量表征方法 3个方面详细综述了等离子喷涂熔滴撞击基体快速凝固过程的研究现状。结果表明,熔滴的铺展形态主要可以分为5类,包括圆盘型、破碎型、放射型、花瓣型及气泡型,影响铺展过程的因素主要包括熔滴特性(速度、温度、粒径、材料属性、熔化状态等)与基体状态(表面粗糙形貌、表面化学状态、吸附物及冷凝物、界面润湿性及接触热阻等)2大类,综合采用一系列参数对熔滴铺展几何形态进行表征,可实现熔滴沉积质量的定量评价。     

极地海洋环境服役材料的摩擦学研究进展

随着北极航行的发展及极地资源开发的需要，如何提高极地海洋环境服役材料的摩擦学性能愈发重要。在极地海洋环境中，碎冰、冰层和海水中的腐蚀性物质会使材料受到摩擦磨损、腐蚀及其耦合的影响;低温潮湿环境会增加材料的脆性、使材料表面覆冰、改变材料的摩擦磨损机理;强紫外线会加速涂层老化;这些因素都会降低材料的耐磨性能，最终导致材料失效。因此，极地海洋环境服役材料的摩擦学与材料的性能、服役寿命息息相关。本文介绍了极地探索所面临的摩擦磨损问题;阐述了极地温度、极地海洋大气及海水成分、海冰运动和极地微生物等极地海洋环境特点及其对材料摩擦学性能的影响;重点介绍了金属材料、无机非金属材料、高分子材料在极地海洋环境下的摩擦学进展;探讨了提升材料在极地海洋环境下的耐磨防腐技术，如改性、表面修饰等;最后，结合极地海洋环境服役材料摩擦磨损研究中所面临的问题及发展趋势，对未来极地海洋服役材料的摩擦学研究工作进行展望。     

不同尺度下石墨烯的磨损行为及其机制

石墨烯作为石墨的基本组成单元,其独特的二维结构与优异的减摩特性使其成为国内外摩擦学领域的研究热点.为了获得稳定的润滑效果,其抗磨损能力受到学者们的广泛关注.重点综述了石墨烯在不同尺度上磨损研究的进展.在微纳尺度上,详细地介绍了石墨烯的磨损行为、磨损机理和可以调控其耐磨性的微观因素(包括层数、界面作用力、缺陷、基底硬度、表面粗糙度、粘附力和自配副接触).在宏观尺度上,根据制备方法的不同,宏观石墨烯涂层主要分为两类:直接法或转移法制备的石墨烯薄膜与自组装法制备的石墨烯涂层.首先,介绍了直接法或转移法制备的石墨烯薄膜的磨损行为和机理,详细阐述了石墨烯薄膜在微纳和宏观尺度上磨损行为变化的根本原因,归纳了调控石墨烯薄膜磨损性能的典型方法.随后,介绍了自组装石墨烯涂层的磨损行为、机理及与薄膜的差异,并总结了增强其宏观磨损性能的策略与内在机制.最后,展望了石墨烯磨损研究的未来方向和实现石墨烯在宏观应用中尚待探索与解决的若干问题.     

370 MPa级纵向变厚度耐候桥梁钢板性能及组织演变研究

为了开发桥梁用减量化、节约型绿色纵向变厚度(LP)钢板,通过合理的化学成分设计,结合鞍钢集团鲅鱼圈5 500 mm厚板生产线工艺路线,设计了合理的加热及轧制规程,成功试制出370 MPa级纵向变厚度桥梁钢板,其最大变厚度尺寸25 mm;通过拉伸、冲击、弯曲、OM、TEM等试验,检测了其组织性能。结果表明:纵向变厚度桥梁钢板具有优良的综合力学性能,随着轧制方向钢板厚度的增加,总变形量减小、终轧温度升高、冷却速率减小,钢板屈服强度有所降低,伸长率提高,抗拉强度较为稳定,-40 ℃冲击功有所波动。不同厚度处钢板金相组织分布有所不同,钢板薄端和中部为铁素体+少量珠光体及贝氏体组织,晶粒尺寸细小;而厚端位置贝氏体组织消失,晶粒较为粗大。钢板轧后空冷的析出相主要为(Nb,Ti)C,薄端析出相尺寸小、数量多,厚端析出相尺寸大、数量少。试制的LP钢板整板组织性能均匀性较好。