W／SiC纳米多层膜的制备及表征

采用多靶磁控溅射制备了Ｗ／ＳｉＣ纳米多层膜,并用ＸＲＤ和ＴＥＭ研究了Ｗ／ＳｉＣ纳米多层膜的微结构。研究表明,Ｗ／ＳｉＣ纳米多层膜的调制结构界面平直,清晰,周期性好,ＳｉＣ调制层为非晶态,Ｗ调制层在大调制周期为纳米晶,并随调制周期减小逐渐转变为非晶态。     

W/SiC纳米多层膜的制备及表征

采用多靶磁控溅射制备了 Ｗ／ＳｉＣ纳米多层膜。并用 ＸＲＤ和 ＴＥＭ研究了 Ｗ／ＳｉＣ纳米多层膜的微结构。研究表明,Ｗ／ＳｉＣ纳米多层膜的调制结构界面平直、清晰、周期性好;ＳｉＣ调制层为非晶态,Ｗ调制层在大调制周期为纳米晶,并随调制周期减小逐渐转变为非晶态。     

纳米多层膜制备概述

纳米多层膜具有很多特殊性能，得到了广泛的应用。阐述了多种纳米多层膜的制备方法，主要包括电化学沉积法、物理和化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、组装技术以及其它制备技术。大量研究和试验表明，不同的制备方法得到的多层膜具有其特殊的性能。     

金属纳米多层膜力学性能研究进展

新型功能材料及器件向小型化,集成化和复合化发展的趋势,使得尺寸在纳米尺度的层状材料和柔性多层器件在使用过程中的服役行为成为其发展的关键科学问题。本文结合作者近几年对Ag/M系列和Cu/M系列多层膜力学性能的研究工作,对金属纳米多层膜的微结构特征及其对力学性能的影响进行了回顾和总结,主要包括多层膜的晶粒形貌对其强化机制和塑性变形行为的影响,组元强度错配对多层膜硬化行为的影响,界面结构与其强度极值的关系、不对称界面结构引起的异常弹性模量增强和多层膜的室温蠕变机制及界面结构对蠕变性能的影响等几个方面,并对多层膜的力学性能研究进行了展望。     

纳米结构多层膜自蔓延连接技术的研究及其应用

近年来,利用纳米结构多层膜自蔓延反应瞬间放热作为局部热源实现材料连接的方式逐渐受到人们的重视,其具有反应瞬间完成、连接效率高、适用于热敏感材料并且可以避免元器件从高温冷却时产生较大的热应力等特点。介绍了纳米结构多层膜的制备方法及反应机理,并综述和分析了在陶瓷/金属互连、不锈钢器件、非晶材料的连接以及微电子芯片技术方面的应用。     

TiN/AlN纳米多层膜的研究

采用反应溅射法制备了ＴｉＮ／ＡｌＮ纳米多层膜,并通过ＸＲＤ,ＨＲＥＭ和显微硬度计对多层膜的调制结构和力学性能进行了研究。结果表明：ＴｉＮ／ＡｌＮ纳米多层膜有较好的调制结构。小调制周期时,ＡｌＮ调制层以ＦＣＣ结构在ＴｉＮ调制层上外延生长。调制周期增大,ＡｌＮ调制层中出现六方晶型。ＴｉＮ／ＡｌＮ的显微硬度随调制周期的减小单调上升,并在调制周期＾＝２ｎｍ时达到最高值ＨＫ３２９３。硬度的增高极有可能是小调     

纳米铜-镍多层膜的耐磨性研究

用电沉积方法制得不同调制波长的纳米多层膜,研究了不同载荷下不同调制波长的纳米多层膜与５２１００钢外圆柱面的无润滑磨损。试验结果表明,与单一金属的铜膜、镍膜对钢无润滑滑动的磨损抗力相比,铜 镍纳米多层膜的磨损抗力显著增加,而且调制波长越小,磨损抗力越大。     

TiN／AIN纳米多层膜的调制周期及力学性能研究

采用一种新型的离子束辅助非平衡反应磁控溅射设备制备了TiN／AlN纳米多层复合膜。采用XRD衍射、TEM、显微硬度计和干涉显微镜对TiN／AlN纳米多层膜的微结构和力学性能进行了表征。结果表明：TiN／AlN多层膜有良好的周期；调制结构影响薄膜的择优取向，薄膜整体表现出硬度增强的效果，硬度随调制周期的变化而变化并在调制周期为7、5nm时达到最大值。     

纳米多层膜的硬度研究进展

由两种不同材料交替生长而成的纳米多层膜,其硬度出现增强现象,在调制周期一定范围内出现极大值。这一现象有理论研究意义和实际应用价值。综合评述了硬度增强理论和应用的研究结果,展望了未来的研究发展方向。     

ZrN/WN纳米多层膜的结构与性能研究

选择锆和钨的氮化物作为个体层材料,利用超高真空射频磁控溅射系统制备ZrN、WN及一系列的ZrN/WN多层薄膜.通过XRD,SEM和纳米力学测试系统分析了该体系合成中调制周期与ZrN、WN单层厚度比例(tZrN/tWN)对多层膜结构与机械性能的影响.结果表明:大部分多层膜的纳米硬度与弹性模量值都高于两种个体材料硬度的平均值;当调制周期Λ=30nm,tZrN:tWN=2:3时,结晶出现多元化,多层膜体系的硬度、应力以及弹性模量均达到最佳效果.多层膜的机械性能改善明显与其多层结构和多晶结构有直接的联系.     

c-AIN的生长对AIN/(Ti,Al)N纳米多层膜力学性能的影响

采用反应磁控溅射制备了具有不同调制周期的AIN/(Ti,Al)N纳米多层膜,研究了亚稳相立方氮化铝(c-AIN)在纳米多层膜中的生长条件及其对薄膜力学性能的影响。结果表明:在小调制周期下AIN以立方结构存在,并与(Ti,Al)N层形成同结构共格外延生长,使纳米多层膜产生较大的晶格畸变。与此相应,AIN/(Ti,Al)N纳米多层膜硬度和弹性模量随调制周期的减小呈单凋上升的趋势,当调制周期小于8～10 nm时其增速明显增大,并在调制周期为1.3 nm时达到最高硬度29.0GPa和最高弹性模量383 GPa.AIN/(Ti,Al)N纳米多层膜的硬度和弹性模量在小调制周期时的升高与亚稳相c-AIN的产生并和(Ti,Al)N形成共格结构有关。     

2024铝合金搅拌摩擦焊接头塑性变形行为研究

为了研究搅拌摩擦焊卷焊管坯的力学性能及接头塑性变形行为,以5 mm厚的2024退火态铝合金搅拌摩擦焊板坯为对象,采用网格法测试接头塑性变形分布,用EBSD测量接头各区域晶粒尺寸及位相,并结合SEM观察接头第二相的分布,研究了接头力学性能、应变分布与微观组织之间的关系.研究表明:搅拌摩擦接头强度与母材等强,延伸率下降44%;接头前进侧距离焊缝中心8～17 mm的母材较早出现了应变的集中,局部应变可达23%,而焊核区和接头返回侧母材发生的变形较小,平均应变分别为3%和11%,各区域应变的不均匀主要是由于接头各区晶粒尺寸及位相的差异造成的,导致接头整体延伸率的下降.     

复合多孔水凝胶的微观结构与数字散斑相关分析

研究了不同多孔结构聚乙烯醇水凝胶的微观形貌, 采用数字散斑相关技术和力学实验测试等对多孔水凝胶在受力状态下的微区位移、 压缩模量及泊松比进行分析和计算。研究发现, 多孔水凝胶的孔隙率和孔径大小对形变等位移线分布有明显影响。随着致孔剂含量的增加, 多孔水凝胶的等位移线由均匀分布的近似平行线变为不均匀的S形曲线, 出现等位移线密度明显增大的应力集中区域。 多孔水凝胶孔隙率增加, 形变增大。致孔剂种类及含量不同时, 水凝胶的泊松比值随着载荷的增加逐渐减小, 致孔剂含量越多泊松比值越小, 压缩模量则随着应变的增加逐渐增大。      

SiO2层晶化对TiN/SiO2纳米多层膜结构和性能的影响

采用多靶磁控溅射法制备了一系列具有不同SiO2调制层厚的TiN/SiO2纳米多层膜.利用X射线衍射、X射线能量色散谱、扫描电子显微镜、高分辨电子显微镜和微力学探针表征和研究了多层膜的生长结构和力学性能.结果表明,具有适当厚度(0.45～0.9 nm)的SiO2调制层,在溅射条件下通常为非晶态,在TiN层的模板作用下晶化并与TiN层共格外延生长,形成具有强烈(111)织构的超晶格柱状晶多层膜;与此相应,纳米多层膜产生了硬度和弹性模量异常增高的超硬效应(最高硬度达45 GPa).随着SiO2层厚度的继续增加,SiO2层转变为非晶态,阻断了多层膜的共格外延生长,使纳米多层膜形成非晶SiO2层和纳米晶TiN层的多层结构,多层膜的硬度和弹性模量逐渐下降.     

Plastic deformation behaviour and deformation substructure in Al-rich TiAl single crystals deformed at high temperatures

Plastic deformation behaviour in Ti–54.7 at.%Al and Ti–58.0 at.%Al single crystals was examined around and above the anomalous strengthening peak temperature (T_p) focusing on the effect of Al₅Ti₃ superstructure. The Al₅Ti₃ superstructure developed in the L1₀ matrix of Ti–58.0at.%Al, and the size of the Al₅Ti₃ phase once increased during annealing at 8008C and then decreased withincreasing temperature, while no significant evidence of the Al₅Ti₃ particles was obtained in Ti–54.7 at.%Al from TEM observation although diffuse scattering corresponding to the spots for the Al₅Ti₃ superstructure was observed. The transition of slip plane for ½<110]; ordinary dislocations from {111} to {110) and/or (001) occurred at and above T_p due to anisotropy of anti-phase boundary energies on {111}, {110) and(001) in the Al₅Ti₃ superstructure. Anomalous strengthening is related to the development of this superstructure which may assist the cross-slip of some parts of ½<110] ordinary dislocations onto {110) and/or (001) resulting in the formation of dragging points to the motion of the dislocations.     

不同含量POE增韧竹塑复合材料的力学和动态力学性能

为研究增韧剂聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer,POE)对竹粉/高密度聚乙烯复合材料(竹塑复合材料,BPC)的增韧作用,制备了高性能竹塑复合材料。在竹塑复合材料中分别添加不同含量的 POE 制备试样,对制备的试样进行力学性能测试和动态热力学分析。力学性能测试结果表明,随着 POE 含量的增加,竹塑复合材料的冲击强度明显增大,但拉伸强度和弯曲强度均减小,当 POE 含量为40%时,竹塑复合材料的冲击强度最好;动态热力学分析结果表明,随着 POE 含量的增加,竹塑复合材料的韧性增强,当 POE 含量为40%时,竹塑复合材料的韧性最强。     

03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢动态力学性能和本构关系

以准静态压缩性能作为参考,通过气枪式霍普金森压杆试验,研究了03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢在常温20℃和低温-40℃两种环境条件下的动态力学性能,并基于Johnson-Cook本构模型建立了03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢本构关系。结果表明,准静态及高应变率下,03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢的强度均随着温度的降低呈升高趋势;与准静态相比,03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢在高应变率下显示出明显的应变率硬化效应;在1 500/s~4 000/s高应变率范围内,随应变率的增加,钢板动态强度略有增加,但应变率硬化效应不明显。     

大塑性变形金属基纳米纤维复合材料制备工艺与研究现状

复合材料通常是具有很多优良性能的复合体,而纳米材料因其特殊的结构和尺寸效应而具有常规材料无法比拟的优异性能.纳米纤维复合材料的出现结合了复合材料和纳米材料的特殊性能.目前,相关的研究重点是把常规复合材料纳米化,使其成为具有更优异性能的复合材料.介绍了国内外纳米纤维复合材料的3种制备工艺和目前的研究现状,并结合现有实验手段和对材料的使用性能要求提出了一种新型的制备方法.     

小组分对热固性浇注 PBX 性能的影响?

通过对比热固性浇注PBX的渗油性、力学强度,探讨了配方中增塑剂、固化剂、键合剂等小组分对热固性浇注PBX炸药性能的影响。试验结果表明:增塑比增加,渗油率增加,试样力学强度降低;固化参数减小,力学强度降低,在固化参数小于0.8时渗油率明显增加;外加0.3%(质量分数)的键合剂可改善试样渗油率,并可明显增加试样力学强度,减少颗粒脱黏。