层板复合型TiAl基合金微层板的制备及组织性能研究

详细介绍了箔片热加工和电子束物理气相沉积(EB-PVD)在制备TiAl基合金微层板方面的特点及研究现状.重点讨论了EB-PVD制备TiAl基合金微层板的组织与性能,结果表明:TiA1基合金薄板的显微组织结构为非平直的柱状晶,亚结构为月牙形形貌;TiAl/Nb微层板中Nb层的显微组织形貌为粗大的等轴晶;TiAl/NiCoCrAl微层板中NiCo-CrA1层则主要由平直柱状晶结构的γ-Ni相组成.TiA1基合金微层板具有比TiAl基合金薄板更好的常高温力学性能,尤其是在750℃左右的高温环境中,TiAl/NiCoCrAl微层板的增韧效果最佳,伸长率高达72.2％;而TiAl/Nb微层板则表现出最好的高温综合性能,其高温抗拉强度高达443.1MPa,几乎与其室温时的抗拉强度持平.     

EB-PVD工艺制备SiC/ZrO_2涂层的微观组织结构研究

本文利用EB-PVD工艺在高温合金表面制备SiC/ZrO2防热涂层,对制备态和不同温度晶化处理后的涂层进行了微观组织结构分析。结果表明,随退火温度升高,SiC结晶程度提高,Ramam光谱出现了SiC的TO带和LO带;SiC层中分散的sp2杂化碳团簇产生了急剧的聚集,形成了大的团簇结构。退火处理后SiC表层发生钝性氧化,涂层表面C元素含量大幅度减少,而O元素含量迅速增加;XPSC1s和Si2p谱峰的中心向高结合能方向发生了偏移;表层中C-C键的含量减少,Si-O键的含量逐渐增加。     

工艺参数对EB-PVD制备YSZ涂层的影响

为探讨电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备8 mol.%氧化钇稳定氧化锆(8YSZ)涂层过程中工艺参数对涂层致密性、表面粗糙度和晶粒择优取向生长的影响,利用扫描电镜、原子力显微镜和X射线衍射技术对涂层的上述性能进行了分析.分析结果表明,随沉积速率由750 nm/min下降至20 nm/min,YSZ涂层的晶粒逐渐聚合长大,晶粒之间的孔隙减少,涂层的气体扩散系数相应地由2.41×10-4cm4/(N·s)下降至6.56×10-5cm4/(N·s).YSZ涂层的表面粗糙度随靶基距的提高逐渐降低,涂层的晶体学取向随蒸汽粒子入射角的改变而改变,入射角为30°时(111)晶面具有平行于涂层表面排列的趋势,入射角为45°时(311)和(420)晶面具有平行于表面排列的趋势,而入射角为60°时(220)和(331)晶面具有平行于表面排列的趋势.     

EB-PVD制NiAl/Al_2O_3微叠层复合材料的研究EI北大核心

采用多电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)制备了总厚度为0.3mm的NiAl/Al2O3微叠层复合材料,并对该复合材料的组织结构和性能进行了研究。组织结构研究表明该复合材料具有多层的结构特征,其组织由纳米级NiAl微晶层和Al2O3层交替叠加而成。NiAl/Al2O3层界面平直清晰,NiAl颗粒和Al2O3颗粒在层界面处没有明显的混合现象。性能测试表明该材料的室温硬度值达到800HV,明显高于同制备态下的NiAl沉积薄膜,同时该材料具有良好的高温抗氧化性,其经1050℃,100h静态氧化后,氧化增重约为1.9mg/cm2,介于等原子比NiAl铸态合金的氧化增重和含有活性元素的NiAl铸态合金的氧化增重之间。组织稳定性研究表明当温度高于900℃时,该复合材料的晶粒急剧长大,多层的结构特征消失。     

Ti/Ti-Al微叠层复合材料的微观组织与性能研究

采用大功率电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备了厚度为0.12mm的大尺寸Ti/Ti-Al叠层状复合材料.利用XRD和SEM对材料的组成相和微观结构进行了分析,对致密化处理前后的试样进行了不同温度下的静拉伸试验研究.实验结果表明:材料由Ti,α2-Ti3Al和γ-TiAl相组成,具有明显的层状结构,晶粒平均尺寸为100～300nm.相对于TiAl单体材料,微叠层材料的韧性有了较大提高,经致密化处理后的试样在层间界面对裂纹的钝化作用下,具有较高的拉伸强度,并表现出良好的延迟断裂特性.     

离聚体增韧聚甲醛体系的力学性能与亚微相态研究

考察了离聚体增韧聚甲醛(POM)体系及甲基丙烯酸。甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物(MBS)增容POM／离聚体共混体系的力学性能和亚微相态。研究发现，10％离聚体与POM共混可取得一定的增韧作用，乙烯-甲基丙烯酸-锌离聚体(EMMA—Zn)比乙烯-甲基丙烯酸-钠离聚体(EMMA-Na)具有更好的增韧效果。MB可成为POM与离聚体的增容剂。并具有协同增韧作用；亚微相态观察发现，离聚体在POM基体中呈“海-岛”结构分布；MBS可以提高离聚体的分散性及其与POM的界面粘结性，减小离聚体柱子的直径，最终提高了离聚体的增韧效果。     

EB-PVD制备YSZ涂层的热震性研究

用电子束蒸发镀膜的技术制备一系列不同微观结构的YSZ涂层,通过对涂层进行热震实验,测试50次热循环,通过SEM、XRD对涂层样品微观结构进行表征。通过实验和表征结果发现制备束流在350mA的情况下YSZ涂层样品的热震性能最好。对涂层失效机理进行讨论得出,涂层表面过于致密阻碍热应力的缓解,表面过于疏松加速氧气的渗入,加速TGO的生长导致涂层剥落失效。     

热处理对EB-PVD制备的TiAl/Nb复合材料微观组织的影响

对利用EB-PVD技术制备的TiAl/Nb微层板进行了热处理,分析了沉积态材料与热处理态材料的组织结构和物相的变化。热处理TiAl/Nb中态富Ti的TiAl层中成分沿沉积方向呈有规律的梯度变化但未形成周期,界面处的反应扩散区由B2相组成;TiAl层、扩散区和Nb层的显微组织形貌依次为含月牙形亚晶的柱状晶、细小等轴晶和粗大等轴晶;经1000℃/16h的真空退火处理后,Nb层和扩散区会因完全扩散而消失。     

EB-PVD及其制备功能涂层的研究进展

介绍了电子束物理气相沉积(EB-PVD)设备的结构、工艺技术特点等,重点介绍了EB-PVD技术在制备各种防护涂层方面所取得的成果及研究进展.     

原位反应热压烧结SiC/MoSi_2复合材料的力学性能研究

采用原位反应热压烧结工艺成功制备了不同SiC体积分数的SjC/MoSi2复合材料,研究了SiC/MoSi2复合材料的室温抗弯强度、断裂韧性随SiC体积分数变化的规律,分析了SiC/MoSi2复合材料的强韧化机理.结果表明,SiC的加入显著提高了MoSi2基复合材料的室温力学性能,SiC/MoSi2复合材料的抗弯强度和断裂韧性均优于纯MoSi2,并且随着SiC体积分数的增加而增大;SiC/MoSi2复合材料的强化机制主要是弥散强化和细晶强化,韧化机制主要是微裂纹增韧.     

Ti-Al_3Ti层状复合材料的研究现状与发展

概述了Ti-Al3Ti层状复合材料的国内外研究现状,着重论述了压力加工复合材料的制备技术,同时归纳了Ti-Al3Ti层状复合材料的微观组织及力学性能方面的研究,发现材料微观组织结构可控并具有高的强度和断裂韧性。此外还从材料制备、成形、设计及模拟的角度对这种新型层状复合材料的研究方向提出了进一步的想法。     

膨胀炭纤维增强柔性石墨复合材料力学性能研究

本工作制备了膨胀炭纤维增强柔性石墨复合材料。研究和比较了短切纤维的种类、含量对复合材料力学性能的影响。利用SEM等分析测试手段研究了膨胀炭纤维和柔性石墨基体的界面状况，并探讨了复合材料的断裂机理。结果表明，高温膨化处理后，膨胀炭纤维的表面形貌发生显著改变，膨胀炭纤维作为增强体参与膨胀石墨解理面的相互锁合，复合材料具有较高的抗拉强度。     

聚焦离子束在微纳尺度材料力学性能研究中的应用

微纳尺度材料是指外观尺寸或其基本构成单元在10nm到10μm之间（以下简称微纳尺度）的材料或器件。个案、定性的研究表明微纳尺度材料有以下特性：其性能不能通过外推基于宏观块体材料的知识体系得到,传统的力学测试工具和方法无法满足对微纳尺度材料进行测试的要求,微纳尺度材料通常在多场耦合条件下服役。这些特性要求研究工作者持续不断地寻找和研发新的工具以期实现对微纳尺度材料的可控制备,高通量观测、操控和定量测量。双束聚焦离子束技术不仅因具有纳米级的空间分辨率而具备对微纳尺度材料的高质量成像和动态监测,而且具备纳米分辨率的定点刻蚀、诱导沉积等功能。因此,双束聚焦离子束成为研究微纳尺度材料力学性能的有力工具。综述了近年来聚焦离子束技术在微纳尺度材料类力学性能研究中的应用,并讨论了其局限性和发展趋势。     

云母微晶玻璃/Y-TZP复相材料的制备和力学性能

本文用烧结法制备了云母微晶玻璃／－TZP复相材料,用X光衍射分析（XRD）法测定了材料断裂过程中氧化锆的相变体积分数,用拉曼微探针谱测定了相变区宽度,并对增韧机制进行了研究．结果表明：氧化锆的加入可以显著提高材料的力学性能．当加入40vol％ZrO₂时,云母微晶玻璃的强度和断裂韧性分别可达446MPa和4．8MPam^1／2氧化锆的相变分数随氧化锆含量的增加而减小,而相变区宽度随氧化锆含量的增加而增大;氧化锆主要通过应力诱导相交增韧机制来提高云母微晶玻璃的断裂韧性,但随着氧化锆含量的增加,裂纹在氧化锆颗粒附近的偏转会进一步提高材料的断裂韧性．     

SiC_w／Al_2O_3－（Ti，W）C复相陶瓷的微观结构及其力学性能

本文对Ａｌ_２Ｏ_３（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ和ＳｉＣｗ－Ａｌ_２Ｏ_３（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ的力学性能进行了分析对比，研究了热压工艺、ＳｉＣ晶须含量、晶须分散效果和晶须／基体的复合情况等对Ａｌ_２Ｏ_３（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ复相陶瓷力学性能的影响。从热膨胀系数失配角度分析和微观结构的观察证实，ＳｉＣ晶须及（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ固溶体对改善Ａｌ_２Ｏ_３陶瓷力学性能的效果是显著的，ＳｉＣ_ｗ－Ａｌ_２Ｏ_３．（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ陶瓷材料的增韧机制主要是裂纹偏转和裂纹桥接。     

钛网添加对镁/铝复合板微观组织和力学性能影响研究

目的 有效抑制镁/铝复合板界面处金属间化合物的形成。以钛网为中间金属夹层,研究它对镁/铝复合板微观组织和力学性能的影响。方法 利用复合轧制技术制备以钛网为中间金属夹层的镁/铝-钛复合板,采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)、万能试验机等对复合板退火前后的微观组织和力学性能进行表征和分析,系统研究中间层钛网对轧制态和退火态复合板微观组织、织构、拉伸性能、界面结合强度的影响规律。结果 中间层钛网均匀分布在镁/铝-钛复合板界面处,钛网的添加能有效抑制复合板退火过程中镁-铝金属间化合物的连续生长,减少金属间化合物的数量。与镁/铝复合板相比,钛网的添加对轧制态和退火态复合板中镁层和铝层的平均晶粒尺寸和织构类型的影响较小。与镁/铝复合板相比,钛网的添加降低了轧制态复合板的界面剪切强度和延伸率,但极大提升了退火态复合板的界面剪切强度、拉伸强度和延伸率。结论 中间层钛网的添加可有效减少复合板界面处金属间化合物的数量,提升退火态复合板的综合力学性能。     

316L不锈钢薄板焊缝成形及力学性能研究

目的 减少1 mm厚度316L不锈钢薄板在焊接生产过程中出现的缺陷等问题,并提高不锈钢薄板焊缝成形质量和焊接接头力学性能。方法 采用脉冲激光焊接技术实现对厚度1 mm的316L不锈钢薄板的精确焊接,并利用金相显微镜、维氏硬度计、万能拉伸试验机和扫描电镜对焊缝的表面形貌、微观结构、力学性能、断口形貌进行表征分析。结果 当激光功率为403 W、输出电流为150 A、焊接速度为150 mm/min、离焦量为−5.525 mm时,焊缝正反面的形貌规则无缺陷。焊缝区内的微观结构主要由δ-铁素体和奥氏体2种晶粒构成,相较于母材及热影响区,焊缝区晶粒尺寸更细小均匀,平均硬度为156HV,表现出更高的硬度特性。焊接接头的抗拉强度和屈服强度均值分别达到643.28 MPa和305.95 MPa,相对于母材的强度分别提高了7%和49%;平均断后伸长率为37.2%,达到原始母材伸长率的55%;断裂呈现韧性断裂的塑性变形和延展性特征。结论 优化调整焊接工艺参数后,1 mm厚度316L不锈钢薄板的焊缝成形质量提高,无缺陷且微观组织分布均匀,焊接接头强度显著提高。