高活性AlMg/KMnO4铝热剂的性能研究

采用机械球磨法制备了不同比例的AlMg 合金,采用超声分散法制备了AlMg/ KMnO₄ 铝热剂,该种铝热剂有希望成为一种有潜力应用于反应材料和火炸药领域的含能材料。通过DSC、点火温度和燃烧产物分析,对AlMg/ KMnO₄ 进行了表征分析。结果表明:随着镁含量的增加,AlMg/KMnO₄点火温度明显降低,从723 K 降低至493 K,反应活性得到大幅提高;在AlMg/ KMnO₄ 铝热剂的燃烧产物中出现了Al₂O₃、MgO 以及Mn 单质,可知Mn 单质是AlMg/ KMnO₄ 发生的铝热反应生成的;综合DSC 曲线还可以进一步得出与AlMg 合金发生反应的是KMnO₄ 的分解产物而不是KMnO₄.     

氧化铝涂层对Al2O3f/SiO2复合材料弯曲性能的影响

以氧化铝纤维为增强体,采用缠绕成型工艺制备氧化铝纤维/石英基体(Al₂O_3f/SiO₂)和氧化铝纤维/氧化铝涂层/石英基体(Al₂O_3f/Al₂O₃/SiO₂)氧化物纤维增强陶瓷基复合材料。测试1 200℃下的弯曲强度,用电子显微镜(SEM)观察断口微观形貌。结果表明:氧化铝涂层可有效抑制石英基体与氧化铝纤维间的强结合,在1 200℃下弯曲强度为143 MPa,远高于无氧化铝涂层的Al₂O_3f/SiO₂复合材料的弯曲强度(75 MPa)。     

基于光滑粒子流体动力学法单颗磨粒超声辅助磨削陶瓷材料的磨削力仿真研究

为了揭示轴向超声振动对磨削SiC陶瓷、Al₂O₃陶瓷的磨削力影响机制,利用光滑粒子流体动力学（SPH）法对单颗金刚石磨粒磨削SiC陶瓷、Al₂O₃陶瓷的磨削力进行仿真,提出在单颗磨粒模拟磨削中应将平均未变形切屑厚度作为磨削深度。通过分析轴向超声振动振幅与磨粒速度对平均未变形切屑厚度的影响,发现平均未变形切屑厚度随着超声振动振幅的增加而减小、随着磨粒速度的降低而减小。仿真结果表明：与普通磨削（CG）相比,轴向超声振动能够有效降低磨削力;随着超声振动振幅的增加磨削力降低比率增大;在相同磨削参数下,磨粒切削SiC陶瓷时磨削力大于切削Al₂O₃陶瓷的磨削力。     

某新型粉末高温合金的高温变形与动态再结晶

运用Gleeble-1500 热模拟机,对热等静压态的某新型粉末高温合金进行了形变温度在1120-1170℃和应变速率在2×10-3-2×10-1s-1下的高温变形与动态再结晶行为研究。研究表明:该合金在高温变形时应力-应变曲线上峰值应力σp与温度T和应变速率ε之间符合下式关系:Z=ε·exp(Qa/RT)=A2σpn。在一定的变形条件下,通过高温变形过程中的动态再结晶能获得细晶组织,其动态再结晶晶粒平均尺寸与Zener-Hollomon参数呈双对数线性关系。     

机械粉碎法制备纳米CuCr2O4及其对高氯酸铵热分解性能的影响

采用HLG-5型纳米化粉碎机批量制备了粒径约为60 nm的纳米CuCr₂O₄. 通过X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）对样品的结构及形貌进行表征,并采用差示扫描量热仪（DSC）分别研究工业CuCr₂O₄、共沉淀法制备的纳米CuCr₂O₄及机械粉碎法制备的纳米CuCr₂O₄对高氯酸铵（AP）热分解性能的影响。结果表明,与前二者相比,机械粉碎法制备的纳米CuCr₂O₄对AP具有更好的催化性能,能够使其速率常数提高,高温分解活化能减小。这将促进纳米CuCr₂O₄作为燃速催化剂在AP基复合推进剂中的应用。     

车用铸态Ti-5.5Al合金热压缩变形行为研究

用铸态Ti-5.5Al-3.0Nb-3.0Zr-1.2Mo合金为基材,在Gleeble-3800D热模拟测试机上高温压缩测试,变形温度为750~900℃,变形速率为0.001~1 s^-1,总变形比例为75%。结果表明:应变提高,铸态合金加工硬化明显,流变应力呈直线增大;到达峰值应力后,组织开始软化,在软化与硬化过程达动态平衡时,获得稳定流变。处于低变形温度下,动态软化受应变率影响最明显,合金软化受变形温度与应变率共同作用。升温至850℃,存在动态再结晶现象,表现为动态回复。以较低应变率变形时,促进动态再结晶的快速完成,α相可促进动态再结晶转变。提高应变率后,合金中的β相软化机制由动态再结晶转变成局部塑性流变。     

纳米Al/Bi2O3制备和性能及长储研究

采用溶液法制备纳米Bi₂O₃颗粒,并用P4VP与Al粉自组装,获得分散均匀的纳米铝热剂Al/Bi₂O₃. 利用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜（SEM）对其组成和形貌进行表征,运用差示扫描量热仪（DSC)、压力-时间曲线（p-t曲线）分析性能。自组装Al/Bi₂O₃的反应时间为0.036 s, 最大压力为4 729 kPa,达到最大气体压力的时间为0.162 s,表现出比Al/Fe₂O₃和Al/CuO反应更为迅速,产气量更大的性能特点。经过加速老化实验,Al和Bi₂O₃接触更紧密但无明显团聚;经老化处理,相当于常温下储存15 a时间,Al表面氧化层厚度由3.2 nm增加到4.6 nm,Al/Bi₂O₃放热量由1 112 J/g逐步降低到606 J/g,Al/Bi₂O₃用于半导体桥发火时间由37.20 ms增加到50.88 ms,发火能量由0.64 mJ增加到1.17 mJ.     

K403镍基高温合金的高温拉伸断裂行为

利用Gleeble-1500热模拟试验机研究镍基高温合金K403在应变速率为0.01~10 s-1、温度为850~1 000℃条件下的高温拉伸变形行为,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段,分析拉伸变形后的显微组织及高温断裂机制。结果表明:随应变速率的增大,合金的峰值应力和断裂应力增大,断面收缩率和断裂应变则减小;而随变形温度的升高,合金的峰值应力和断裂应力降低,断面收缩率和断裂应变增大;850℃拉伸后变形组织中存在大量的位错胞状结构,随着变形温度的升高,变形组织中的位错密度减小;拉伸断口呈枝晶组织断裂特征,随着变形温度的升高,合金断裂方式由准解理断裂向沿晶断裂转变。     

Cu-Cr-Sn-Zn-Si-Y合金显微组织及性能研究

用SEM、EDS、TEM等检测手段，研究了Cu-0.59Cr-0.23Sn-0.15Zn-0.02Si-0.02Y合金在形变热处理过程中的组织演变和性能变化规律。结果表明：合金铸态组织中粗大的第二相主要为富Cr相，合金化元素Sn、Zn、Si、Y以弥散形式分布于基体中，经热轧、固溶、冷轧、时效、冷轧、退火处理后，合金内部位错塞积更严重，且部分区域的位错具有一定的方向性。纳米级明暗相间的莫尔条纹为bcc-Cr相，与Cu基体的取向为N-W关系，孪晶配合位错与纳米相的缠结强化作用，使合金的硬度和导电率分别为170.9HV_0.2、73.49%IACS，抗拉强度和断后伸长率分别为568 MPa和11%。     

球形Al-25W合金燃料粉末的氧化行为与能量性能

为了获得热氧化与能量释放性能优异的新型合金燃料,采用铝热还原与超高温气雾化结合的方法,制备了球形铝钨合金燃料粉末(Al-25W),对其物相结构、氧化行为及能量性能进行了研究。结果表明,球形Al-25W合金粉末颗粒内部的亚稳态Al/W合金相均匀分布在单质Al基体中,且通过稳定化处理后亚稳态Al/W合金相转变为Al12W相,并对外释放能量。球形Al-25W合金粉末具有比单质Al粉更高的氧化放热量与氧化增重,能在1400℃空气中完全氧化,且W原子全部氧化为WO₃并以气态形式挥发,残留氧化产物仅为Al₂O₃。球形Al-25W合金粉末的实测体积燃烧焓超过单质Al粉的理论体积燃烧焓(83000 J·cm^-3),可达(83132.1±608.5) J·cm^-3,且剧烈燃烧时生成气态燃烧产物WO₃。     

8090AlLi合金动态断裂韧度的研究

用Hopkinson杆应力波加载装置研究了加载速率对8090AlLi合金断裂韧度的影响。结果表明,合金的断裂韧度随应力强度因子率的增加而增加。扫描电镜分析发现,准静态下的断裂为沿晶和准解理混合断口;随着应力强度因子的增加,断裂从准解理断裂过渡到准解理和显微空穴聚集的韧窝断裂的混合断口。高应力强度因子率下断裂韧度的提高与其变形机制和晶界无沉淀区(PFZ)的变化有关。     

低温退火对1Cr18Ni9Ti钢组织和性能的影响

研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢冷变形后微观组织和性能随低温退火温度变化的规律。实验结果表明:低温退火后微观组织结构发生明显变化,位错组态由高密度位错缠结向位错胞、位错网格结构变化。450℃退火析出第二相,σ_(0.002)、σ_b、HV较变形态有明显提高,由此提出了1Cr18Ni9Ti钢在不同退火温度范围内的不同强化机理。     

温度对Ni-Al-Cr合金沉淀影响的微观相场模拟

基于三元微观相场动力学模型,结合原子图像和体积分数等手段模拟了Ni75Al6Cr19合金在不同温度下的沉淀行为。结果表明:随着时效温度从873 K升高至1 023 K,Ni75Al6Cr19合金由DO22和L12两相共存组织转变为DO22单相组织;受弹性畸变能影响,有序相颗粒沿[100]和[010]方向排列,且时效温度升高,择优取向性愈发显著。平衡时,先析出DO22相的体积分数大于后析出L12相的体积分数。     

旋锻对Cu-0.51Cr-0.06Zr合金组织性能的影响

为研究旋锻及热处理对Cu-0.51Cr-0.06Zr合金显微组织及性能影响规律,用SEM、EDS、TEM、HRTEM等进行检测。结果表明:铸态Cu-0.51Cr-0.06Zr合金组织的树枝状富Cr相在热锻后球化为颗粒状或棒状,棒状富Cr相尺寸约为5μm,颗粒状富Cr相尺寸在1μm以下,随旋锻变形方向富Cr相分布呈一定方向性;时效中,纳米级析出相为体心立方结构,为4～7 nm;热锻合金经过旋锻、峰时效和最终旋锻后,抗拉强度和电导率分别为625 MPa、82.7%IACS。     

Ce对Cu-0.8Cr合金包埋内氧化处理组织和性能影响的研究

利用不同Ce含量的Cu-0.8Cr-Ce合金进行包埋内氧化处理,对所得的Cu/Cr2O3复合材料进行显微组织观察、内氧化层深及不同退火处理后显微硬度测定。结果表明:随着内氧化时间的延长,复合材料的内氧化层深增加;Ce的加入,不仅细化了晶粒,而且内氧化层深也相应加深,最高达772μm;同时Ce含量增加,也提高了Cu/Cr2O3复合材料软化温度,对于内氧化12 h所得Cu/Cr2O3复合材料,含0.1%Ce的软化温度约为400℃,而含0.2%Ce的软化温度约为500℃。     

粉末冶金铍铝合金的显微组织和力学性能

通过室温拉伸试验和扫描电镜观察与分析,研究不同铍铝配比对粉末冶金铍铝合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着铍含量的增加,铝含量的降低,铍铝合金的弹性模量、抗拉强度、屈服强度显著升高,延伸率降低。合金的断裂模式受成分配比的影响不大,断裂是由铝相的韧窝断裂和铍相的解理断裂构成的混合型断裂。铍铝合金实质上是由纯铍和纯铝构成的颗粒增强复合材料,可通过不连续颗粒增强复合材料的唯象模型对不同铍铝配比铍铝合金的弹性模量及应力-应变响应进行较为准确的预测。     

喷射成形高镁铝合金的组织特征及其断裂行为

采用喷射成形技术制备了高镁铝合金,并挤压致密化与T4热处理强化。研究了高镁铝合金的显微组织特点和拉伸断裂方式。结果表明:喷射成形工艺可显著细化高镁铝合金的晶粒,无宏观偏析,显微组织为细小均匀的等轴晶,晶内均匀分布着细小的弥散相;断裂形式呈韧性断裂,断口以韧窝为主。     

大塑性变形AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织与力学性能

研究大塑性变形对AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织和性能的影响,探讨基体组织和Mg2Si颗粒的细化机制。AZ31-1%Si-0.5%Sb合金铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg2Si组成。正挤压变形可以细化合金微观组织,基体晶粒约为2μm,正挤压提高AZ31-1%Si-0.5%Sb合金力学性能。往复挤压4道次后再进行正挤压,得到4μm晶粒细小均匀分布的等轴晶组织,抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度较单次正挤压态分别提高了21.8%、19.8%、43.6%和21.5%。力学性能的提高得益于基体组织、Mg2Si和β-Mg17Al12的进一步细化。     

7A52铝合金厚板搅拌摩擦焊接头性能研究

采用搅拌摩擦焊工艺对20mm厚的7A52铝合金进行了焊接,用金相显微镜、扫描电镜等分析测试手段,分析了焊接接头的组织与性能。研究表明:20mm厚的7A52铝合金,在合理的工艺参数下,接头强度可达母材的87%;焊核区发生动态再结晶,生成细小的等轴晶粒。断口分析表明,搅拌摩擦焊接头断口为明显的韧窝形貌,并用位错理论解释了微观断裂机制。     

Al-Cu-Mg合金中位错与S相的相互作用

为了研究含第二相的铝合金塑性变形的微观机制,用透射电子显微术研究了过时效Al-Cu-Mg合金在静载拉伸过程的塑性变形时位错与S相(Al2CuMg)沉淀物的相互作用。研究结果表明,在外加应力作用下,首先沉淀物与α-相基体间的相界释放出位错,同时,α-Al母体中的运动位错向着沉淀物运动,随后,这些运动位错在沉淀物前与沉淀物相界释放出的位错相互作用形成位错缠结,故此塑性变形过程可称为位错缠结机制。该研究结果说明,Al-Cu-Mg合金中S相的存在,对位错的运动和塑性变形有很大的阻碍作用,因而能明显增加材料的流变应力和加工硬化能力。