硅溶胶对龙泉青瓷弟窑胎体性能影响研究

本文以龙泉青瓷弟窑胎体材料为基础,通过引入硅溶胶对其增强,研究了硅溶胶的加入量对龙泉青瓷弟窑胎体材料的微结构和力学性能的影响。结果表明：硅溶胶均匀分散在原料颗粒表面,在烧制过程中生成高活性超细二氧化硅通过与胎体中的氧化铝反应生成了更多小尺寸莫来石相实现对胎体的增强,随着硅溶胶加入量的增加,抗弯强度与烧结收缩率经历了先上升后下降的过程,当在加入2%的硅溶胶时,样品抗弯强度、收缩率最大。     

凝胶注模成型工艺制备SiCw/Al2O3陶瓷复合材料的性能研究

对SiC2/Al2O3陶瓷的低粘度、高固相体积分数浓悬浮体的制备以及凝胶注模成型后坯体的性能和显微结构进行了研究,着重分析了长径比不同的2种SiC晶须及其添加量对坯体性能的影响.结果表明,坯体的相对密度、抗弯强度与SiC晶须的长径比和添加量有关,浆料的粘度随着晶须长径比和添加量的增大而增加.坯体的抗弯强度随着晶须添加量的增加呈现一种先上升后下降的趋势.凝胶注模成型后坯体结构均匀、致密,相对密度为60%,抗弯曲强度达38.5 MPa.通过显微结构观察,裂纹偏转、晶须拔出和晶须桥连是晶须增强的主要机制.     

多层石墨烯添加量对Ti(C_(0.7),N_(0.3))基金属陶瓷组织和力学性能的影响

本文采用低压烧结工艺制备了不同石墨烯含量的Ti(C_(0.7),N_(0.3))基金属陶瓷刀具材料,采用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜(OM)对材料进行微观结构分析,通过X射线衍射(XRD)对材料进行物相分析,测试了金属陶瓷的密度、硬度、抗弯强度、断裂韧性等力学性能,研究了石墨烯添加量对Ti(C_(0.7),N_(0.3))基金属陶瓷组织和力学性能的影响。结果表明,石墨烯的加入并未改变Ti(C,N)基金属陶瓷的组织结构特征,却可以有效增韧Ti(C_(0.7),N_(0.3))基金属陶瓷。随着石墨烯添加量的增加,显微硬度逐渐降低,抗弯强度先上升后下降,断裂韧性呈现先增加后略有下降的趋势。当石墨烯添加量为0.6%时(质量分数,下同),综合力学性能达到最好,在抗弯强度不降低的情况下,断裂韧性提高了32.7%。此时,金属陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别为1 450.8 MPa和12.85 MPa·m~(1/2)。     

TaC含量对板状WC晶粒硬质合金显微组织和力学性能的影响

本文以真空烧结法制备了显微组织中含有板状WC晶粒的WC-TaC-Co硬质合金，通过DSC、XRD、SEM、EDS等手段研究了TaC添加量对板状WC晶粒硬质合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明：随着TaC添加量的增加，WC硬质相平均晶粒尺寸先下降再增大，WC硬质相晶粒的平均长厚比先略有上升再减小。随着TaC添加量的增加，抗弯强度下降，硬度、断裂韧性先增加后下降。当TaC添加量为0.5%时，硬质合金具有较优的综合力学性能，其抗弯强度、硬度和断裂韧性分别为：2 617 MPa、91.5HRA、15.4 MPa·m^1/2。     

NbC添加量对板状WC晶粒硬质合金显微组织及力学性能的影响

本文以真空烧结法制备了含板状硬质相晶粒的WC-NbC-Co硬质合金,通过DSC、XRD、SEM、EDS等手段研究了NbC添加量对硬质合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:随着NbC添加量的增加,板状硬质相晶粒硬质合金显微组织中硬质相晶粒尺寸先下降再增大后减小、平均长厚比逐渐减小、尺寸均匀性先增加后下降。随着NbC添加量的增加,板状硬质相晶粒硬质合金抗弯强度下降,硬度先增加后下降,断裂韧性逐渐下降。NbC添加量为1%时,所制备的板状硬质相晶粒硬质合金的抗弯强度、硬度和断裂韧性分别为:2 604 MPa、91.4 HRA、14.3 MPa·m~(1/2)。     

WC-Ni-Fe-Mo硬质合金的微观结构与性能研究

本文采用低压烧结的方式制备了性能良好的 WC–Ni–Fe–Mo 硬质合金,研究分析了不同 Mo 添加量对 WC–Ni–Fe硬质合金组织性能的影响。结果表明：不同 Mo 添加量对 WC–Ni–Fe 硬质合金的微观结构与性能有着显著地影响。添加微量的 Mo 可以抑制 WC-Ni-Fe 硬质合金中 WC 晶粒的溶解再析出长大,一定程度上可以细化 WC 晶粒。随着 Mo 在 WC–Ni–Fe 合金中的含量增加,合金孔隙率逐渐下降。密度先下降后升高,而抗弯强度的变化趋势则相反。当 Mo 添加量较少时,合金的硬度较为稳定,抗弯强度明显提升,而断裂韧性逐渐降低;当 Mo 添加量较大时,合金的硬度、抗弯强度降低,而断裂韧性上升。当 Mo 的添加量为0.5 wt %时,合金具有最佳的力学性能,可与同比例 Co 含量的 WC–Co 硬质合金相媲美,其维氏硬度为 HV 1460、抗弯强度为 4245 MPa、断裂韧性为 17.01 MPa·m1/2。     

有机-无机杂化涂层制备工艺及性能研究

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)为有机前驱体,硅溶胶为无机前驱体,醋酸作为催化剂,利用溶胶-凝胶技术制备了有机-无机杂化涂层。研究了醋酸添加量及固化工艺对涂层结构与性能的影响。另外还进行了涂层的电化学分析。结果表明:在室温固化时,在一定范围内提高醋酸添加量可提高涂层的铅笔硬度。在220℃固化时,随着醋酸添加量的提高,涂层的铅笔硬度变化不大。随固化温度的提高,涂层附着力先上升后下降。在160℃固化处理时,涂层附着力达到最佳(0级)。随着醋酸添加量的提高,杂化涂层的阻抗值先上升后下降,醋酸添加量为4wt%时涂层阻抗达到最大。随固化温度的上升,杂化涂层的阻抗值先上升后下降,当固化温度为160℃时,涂层的阻抗值达到最大。     

Cu/Sn-58Bi-xCe/Cu钎焊接头基体组织和力学性能的研究

研究了Ce对Cu/Sn-58Bi/Cu钎焊接头显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:Ce颗粒的添加可有效细化钎料基体组织,当Ce添加量为0.5wt%时,组织最为细小弥散,具有较小的Sn-Bi两相片层间距;铺展系数随Ce含量的增加而表现出先上升后下降的趋势,Sn-58Bi-0.5Ce钎料表现出较好的铺展性能;Cu/Sn-58Bi-0.5Ce/Cu钎焊接头在获得最佳抗拉强度的同时,仍表现出较好韧性;Ce的最佳添加量为0.5wt%。     

WC含量对超细Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

采用真空烧结法制备超细Ti(C,N)基金属陶瓷,研究WC含量0wt%～20wt%对超细Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。通过SEM观察组织形貌发现,添加WC后金属陶瓷的组织出现了典型的芯壳结构,并且芯壳产生了明显细化,但当WC添加量超过15wt%时,环形相碳化物粗化、变脆。伴随着WC添加量,抗弯强度、硬度、断裂韧性均呈现先上升再下降的趋势。在WC添加量15wt%时,抗弯强度达到1262MPa,维氏硬度值达到16.3HV,金属陶瓷的综合力学性能达到最优。     

添加元素Sn,Cu对Zn-Al钎料组织性能的影响

向Zn-10Al基体中添加元素Cu,采用真空炉VF-1600M、金相显微镜、岛津AG-125KN精密万能材料试验机等,研究了Cu元素对Zn-Al钎料合金的熔化特性、润湿性能、金相组织以及力学性能的影响。结果表明,随着Cu元素的增加,钎料的熔点呈先下降后上升的趋势,在铜添加量为4%(质量分数)时,熔点最低;在铜添加量为5%时,润湿性能优良,钎料晶粒最细小,抗拉强度最好;当铜添加量继续增大时,其润湿性能下降,钎料晶粒变大,抗拉强度降低。其次研究了Sn元素的添加量对Zn-10Al-5Cu钎料性能的影响。结果表明,当Sn添加量达到3%时,其抗拉强度良好,钎料的熔化温度降低,在Cu上的润湿性能良好。当锡添加量进一步增加时,钎料合金的的润湿性能降低,基本不铺展。试验得到的Zn-10Al-5Cu-3Sn为性能较为优良的铝/铜钎焊用钎料。     

Effect of oxidation at 1100 °C on the strength of ZrB2-SiC-graphite ceramics

One standard surface crack was introduced at the center of the tension surface of the test specimens with a Vickers indenter to investigate the effect of oxidation on the strength of ZrB₂-SiC-graphite ceramic. The flexural strength of the pre-cracked specimen was 371.7 MPa, which was lower than the strength of ∼500 MPa for the original ceramic. Oxidation in dry or moist air was employed for 30, 60, or 90 min. The flexural strength of the oxidized specimens increased as the oxidation time increased up to 60 min and then the flexural strength did not further increase. The flexural strength of specimens oxidized in dry air was greater than those specimens oxidized in moist air, which revealed that the compounds of glassy structure could better heal the cracks on the surface of the specimen than the compounds of lamellar structure. The strength of the oxidized specimen was comparable to the strength of the pre-cracked specimens.     

酸洗粉煤灰烧结莫来石陶瓷及其力学性能

以酸洗粉煤灰为原料,铝溶胶为铝源,烧结制备了莫来石陶瓷。利用X射线衍射和场发射扫描电镜等分析了莫来石陶瓷的晶体结构与微观形貌,研究了烧结温度和铝溶胶添加量对莫来石陶瓷的烧结行为、析晶过程以及力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度升高,陶瓷体积密度、莫来石含量以及抗弯强度先增大后减小;随着铝溶胶添加量增大,陶瓷体积密度和莫来石含量持续增大,但抗弯强度和维氏硬度先增大后减小。酸洗粉煤灰中添加17.7%铝溶胶,1200℃烧结时莫来石陶瓷综合性能最佳,体积密度为2.67 g/cm^3,结晶度和莫来石含量分别为83.4%和50.2%,陶瓷抗弯强度和维氏硬度分别达到137.6 MPa和7.97 GPa。     

退火温度对Fe-Cr-Mo合金减振性能及力学性能的影响

采用弯曲共振法测量Fe-Cr-Mo合金的减振性能,通过光学显微镜和扫描电镜对合金组织进行观察,研究了退火温度（900～1100℃）对Fe-Cr-Mo合金减振性能和力学性能的影响。结果表明,Fe-Cr-Mo合金在900～1100℃退火温度范围内,随着退火温度的升高,合金的内耗先升高后降低,在1000℃达到峰值4. 7×10^-3。同时,退火温度对合金的力学性能有明显的影响。900℃退火后,合金的抗拉强度和塑韧性最好,抗拉强度为513 MPa,伸长率为37. 25%,断面收缩率为83%,冲击吸收能量为414 J。1100℃退火后,规定塑性延伸强度最大,为395. 5 MPa。      

WSTi3515S阻燃钛合金热暴露性能

对WSTi3515S合金板坯试样进行550℃/100 h/AC热暴露试验后,分别在室温和100℃下测试其拉伸性能;未经过热暴露的试样,分别在从室温到550℃的不同温度点测试了其拉伸性能。结果表明:经过热暴露后的试样,受到析出相强化的作用,强度略有提高,但塑性指标均存在明显下降,其中,100℃时的拉伸强度低于室温拉伸性能,塑性有所提高,但仍比未经过热暴露的试样测试结果低;热暴露时,晶界处析出第二相是WSTi3515S合金的关键特征,也是WSTi3515S合金热稳定性能降低的原因;在试验温度提高的情况下,光滑拉伸试样强度不断降低,塑性先上升后降低;缺口拉伸试样强度持续下降,塑性没有明显变化,弹性模量持续下降。     

PIP法制备陶瓷基复合材料构件的弯曲性能研究

采用先驱体转化工艺(PIP)制备三维炭纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(3D-Cf/SiC)构件。通过三点弯曲强度方法分析构件材料的弯曲性能及破坏规律。研究表明:采用三维炭纤维编织的陶瓷基复合材料构件,其复合材料基体的主要成分为β-SiC,材料具有较高的弯曲性能,可达511MPa,构件材料与采用同种PIP工艺制备的3D-Cf/SiC陶瓷基复合材料相比较,强度降低26.4%,这可能是由制备的构件其致密度较低以及后续加工等因素所致。3D-Cf/SiC陶瓷基复合材料在弯曲断裂过程,材料纤维与纤维束被大量拔出,表现出类似金属的较好假塑性断裂特征。     

回火工艺对1Cr12Ni3MoVN钢组织和性能的影响

通过显微组织分析、室温拉伸试验、冲击试验、硬度试验,研究不同回火制度下1Cr12Ni3MoVN钢的显微组织与力学性能。结果表明,随着回火温度的增加,1Cr12Ni3MoVN钢析出相数量不断增加,对材料的强度、冲击性能具有增强效果;碳化物聚集长大,基体组织逐渐由马氏体向回火索氏体转变,杂质元素在晶界处偏聚而降低了材料的断裂抗性,冲击韧性降低,回火温度应取较低温度;随565 ℃回火时间的延长,1Cr12Ni3MoVN钢抗拉强度、屈服强度、硬度下降,塑性变化不大,冲击吸收能量略有增加,回火保温时间不宜过长;随回火冷却速度的降低,1Cr12Ni3MoVN钢强度先升后降,塑性变化不大,冲击吸收能量显著下降,硬度变化不大,建议以空冷方式进行回火冷却。最佳的回火热处理工艺为565 ℃保温2 h,空冷。     

22MnB5钢淬火晶粒控制与拉伸性能研究

为改善热成形钢的强塑性,利用DIL805A热膨胀仪将22MnB5钢加热至830~920 ℃、保温2~20 min奥氏体化后淬火,在光学显微镜下观察了原奥氏体晶粒。根据晶粒长大特点,对22MnB5钢板进行淬火、回火处理后,通过单轴拉伸试验检测了其拉伸性能。结果表明,该22MnB5钢在830~890 ℃、有效保温10 min以内,可以获得均匀细小的奥氏体晶粒;有效保温时间延长至20 min时,860 ℃奥氏体化便开始出现混晶。与传统热成形相比,通过控制淬火晶粒显著改善了22MnB5钢的强塑性,强塑积由9.0~11.0 GPa·%提高至13.0~14.5 GPa·%。     

Mg-Ni-Gd-Ag非晶合金的制备及性能

研究了Mg-Ni-Gd-Ag合金的非晶形成能力、力学性能及其影响因素。结果表明,Ag元素部分替代Mg元素可以改善Mg75Ni15Gd10的非晶形成能力,制备尺寸由3mm提高到Mg69Ni15Gd10Ag6的7mm;Ag元素的适量添加可提高非晶合金的断裂强度和塑性,改善力学性能。     

挤压温度对退火态ZL102合金组织和性能的影响

研究了退火态ZL102铸造铝合金在300～460℃和挤压比为15时的热变形对其组织和性能的影响。结果表明,退火后的铸态ZL102铝合金随着挤压温度的升高,硅颗粒先变小后变大,亚晶由小长大,强度先升高后降低,塑性变化不明显。在挤压温度为420℃时,材料强度最佳,抗拉强度达164MPa,屈服强度达53MPa,伸长率达21%。