Ni-Al含能结构材料的制备及性能

采用冷等静压-烧结法制备了Ni-Al含能结构材料。通过DSC、XRD、SEM、Instron 5582材料万能试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)系统表征了材料的热力学行为、物相结构、微观组织形貌和力学性能。研究表明,随着烧结温度的升高,Ni-Al含能结构材料的塑性和强度均得到优化,能够保证各自的独立组元,具有高能量释放特性;当烧结温度为540℃时,Ni-Al含能结构材料的平均抗压强度和平均流变应力分别为160. 3 MPa和249. 2 MPa。     

喷丸辅助对冷喷涂Ni-Al含能结构涂层组织及性能的影响

目的 调控冷喷涂Ni-Al含能结构涂层的微观结构,增加涂层中组元间的接触面积,提高涂层反应速度。方法 在Ni、Al混合粉末中引入铸钢弹丸,研究喷丸辅助对冷喷涂Ni-Al涂层微观组织、力学性能和反应特征的影响。采用扫描电镜(SEM)结合定量金相方法,表征Ni-Al涂层微观形貌和Ni、Al组元的接触面积。通过万能材料试验机及分离式霍普金斯压杆(SHPB)测试Ni-Al涂层的压缩力学性能。采用差示扫描量热分析法(DSC)分析Ni-Al涂层的反应温度及放热量。通过高速摄影分析Ni-Al涂层的自蔓延反应过程和燃烧速度。结果 喷丸辅助冷喷涂所制备的Ni-Al涂层整体致密、无宏观裂纹。弹丸冲击提高了涂层中Ni颗粒的变形程度和Ni、Al组元间的接触面积,对涂层密度和Ni、Al活性组元含量无明显影响。喷丸辅助冷喷涂Ni-Al在准静态和动态条件下的抗压强度分别为210~250 MPa及310~335 MPa。引入弹丸提高了冷喷涂Ni-Al涂层的反应活性,反应起始温度下降至422 ℃,并显著提高了冷喷涂Ni-Al含能结构涂层的自蔓延燃烧速度。当钢丸添加量为77%时,涂层燃烧速度达到416 mm/s,提高近5倍。结论 喷丸辅助冷喷涂工艺可在保证涂层力学性能的同时,提高Ni-Al含能结构涂层的反应活性,并显著提高自蔓延燃烧速度,弹丸含量对涂层成分影响不大。     

Ni-Al含能结构材料的制备和性能

以Ni粉和Al粉(摩尔比1:1)为原料,采用冷压-烧结法制备了Ni-Al含能结构材料。研究了烧结温度对Ni-Al含能结构材料界面扩散、力学性能、起始反应温度和能量密度等的影响。结果表明:烧结温度的提高,增加了Ni-Al颗粒间界面扩散速率,从而使含能结构材料界面粘合强度增大,抗拉强度和压缩强度提高,同时,能量密度降低;当烧结温度为550℃时,可获得强度和能量密度俱佳的含能结构材料,其抗拉强度和压缩强度分别为66.0 MPa和294.6MPa,能量密度为436.1 J/g。     

层状Al/Ni含能结构材料的放热性能与毁伤效应

为了获得较高力学性能和释能密度,采用电沉积及热压复合法制备了层状Al/Ni含能结构材料.研究了热压温度对Al/Ni含能结构材料放热性能的影响,并通过打靶实验获得了不同发射速度下含能破片对双层靶板的毁伤效果.结果表明:随着热压温度的升高,Al/Ni界面反应扩散加剧,导致放热量从898 J/g降低至782 J/g.高速撞击...     

烧结制备Ag-Al电接触材料的组织和性能研究

分别用粉末冶金无压烧结和热压烧结技术制备了Ag-Al电接触材料,并通过场发射扫描电镜(FE-SEM)分析了其显微组织及成分分布,探讨了两种制备工艺及含铝量对Ag-Al电接触材料密度、硬度、电导率和耐压强度的影响。结果表明,热压烧结样品力学、电学性能均优于无压烧结样品,且热压样品随着含铝量增加,硬度、耐压强度升高,电导率下降;耐压强度主要受含铝量影响;烧结方式影响Ag-Al电接触材料显微组织,进而影响电弧侵蚀后Ag-Al电接触材料表面形貌和成分分布。     

含能材料密度的XCT自参照测试

运用同步测试技术和体积CT灰度值计算方法,研究含能材料的体密度与体积CT灰度值的线性关系。以密度相近的含能材料试验件组成的体系密度作为参照,利用各试验件的VCT灰度值计算CT密度值。试验结果表明,采用自参照密度测试方法可以简化含能材料局部密度均匀性的测试,CT法计算获得的试验件密度值与排水法测得密度值的相对误差0.1%。     

铸造烧结法制备WC-钢覆层材料的力学性能研究

采用铸造烧结技术在铸钢件表面制备了WC-钢覆层材料,并对其力学性能进行了研究。结果表明,在WC覆层与钢基体界面处,存在一个覆层高硬度向基体低硬度渐变的过渡区。随着覆层中WC含量的增加,无论在压应力还是张应力条件下试样的弯曲强度均不断提高,并且较大的载荷主要由具有更高弹性模量的WC硬质合金层承载。     

铍和含铍材料的性能及应用

铍是一种性能较为特殊的材料,它的某些性能特别是核性能和物理性能是其它任何金属材料所不能替代的。因此,对它的制作工艺和焊接的研究越来越受到人们的高度重视。铍的应用范围主要集中在核工业、武器系统、航空航天工业、X射线仪表、电子信息系统、汽车行业、家用电器等领域。随着研究的逐步深入,其应用范围还有扩大趋势。文章分金属铍、铍合金及含铍材料、氧化铍、铍复合材料等内容介绍了铍的发现、发展过程以及应用研究状况。     

激光金属沉积Ti-Zr-Ta合金的制备及其冲击释能特性研究

难熔金属型含能结构材料（ESMs）具有良好的力学性能和优异的冲击释能特性,但由于组元熔点高,利用传统的熔炼铸造法难以制备出大尺寸无缺陷铸件。本研究利用等离子旋转电极雾化制粉技术制备出Ti-Zr-Ta难熔合金粉末,结合激光金属沉积（LMD）技术制备了Ti-Zr-Ta难熔金属型ESMs,并对其组织结构、力学性能和冲击释能特性进行研究。结果表明,利用LMD技术可实现Ti-Zr-Ta难熔金属型ESMs的致密化成型,合金致密度达到98.75%,具有良好的力学性能,其准静态抗拉强度达到1202MPa。弹道枪试验结果表明,在1202m/s的冲击速度下,激光金属沉积Ti-Zr-Ta合金在27 L密闭靶箱内可产生0.144 MPa的准静态压力,释能特性优良。     

干片式制动器典型结构材料高温性能研究

针对干片式多片盘式制动器支撑体高温材料特性问题,研究了温度对典型制动器结构材料性能的影响规律.选取了38CrSi、30CrMnSiA、40CrA、1Cr13、35SiMn等典型制动器结构材料,对高温刚度、强度等力学性能以及热力学材料性能进行了分析.采用高温力学性能测试仪器对高温弹性模量和屈服强度进行了研究,同时对热导率...     

丝材电弧增材制造TA15/TC11梯度结构材料的显微组织和力学性能

利用丝材电弧增材制造的方法制备从TA15过渡为TC11的梯度结构材料,并对该梯度结构材料的晶粒形态、化学成分、显微组织和力学性能沿沉积方向的变化情况进行表征和研究.结果表明,从TA15到TC11,晶粒尺寸减小,并且发生从柱状晶到等轴晶的转变.合金元素的含量在短距离内变化很大,突变区的宽度为800μm.TA15区域和TC...     

Fabrication of grinding tool material by the SHS of Ni-Al/diamond/dilute

A mixture of Ni-Cr-P, Cu and B powder was used as a dilute for modifying the microstructure of the reacted product and easing the fast propagating rate and the high temperature in the self-propagating high-temperature synthesis (SHS) of Ni-Al matrix grinding tool material. The SHS process of the Ni-Al/diamond/dilute was examined and the microstructure of the reacted product was analyzed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The grinding performance of the tool was tested in the grinding of a synthetic single crystal of sapphire. The results showed that the dilute substantially reduced the propagating rate and the combustion temperature of Ni-Al SHS. Besides the dominating intermetallics NiAl and NiAl₃, Ni₄Al₃ was also identified in the reacted Ni-Al/diamond/dilute composite owing to the Ni rich environment. In the reacted composite there was a Cr-rich zone at the boundary of the diamond grit due to the formation of Cr₃C₂ between Cr and the diamond. In the grinding a lower wear rate and a better retention ability of diamond grits could be achieved for the grinding tool material that contained finer diamond grits.     

烧结温度对多孔Inconel625合金性能的影响

Inconel625有着优异的耐蚀性与高温力学性能,被广泛用于航空航天、石油化工、核工业等领域。多孔材料有着轻质化与优良的透过性能常被用于过滤材料。本文旨在制备出耐蚀性良好的过滤材料,利用粉末冶金技术制备出兼具Inconel625合金本身特性与功能特性的多孔Inconel625合金。实验采用100~200μm粒度的合金粉末,通过模压-气氛烧结的工艺制备了多孔Inconel625合金,并对不同烧结温度下的合金做了形貌表征与性能评价。结果表明,在1240℃烧结温度下合金烧结颈发育良好,孔隙球化率高,此时透气度满足服役性能需求,可作为高温气液过滤材料使用,该温度下合金剪切性能达到最优,最大剪切力为51.0KN,也为后续进一步的研究提供了参考依据。     

Ni-Al金属间化合物合成机理的研究

采用粉末冶金法以铝粉和镍粉为原料合成NiAl和Ni3Al金属间化合物粉体,对Ni-Al金属间化合物及相关反应进行了热力学计算,并对不同的反应阶段进行了动力学分析,总结出Ni-Al金属固相反应过程的机理。实验结果表明,Ni-Al金属固相反应生成物形成的顺序为NiAl3→Ni2Al3→NiAl→Ni3Al。Ni粉和Al粉原子配比为1︰1的物料,在750℃左右反应可以获得结晶完整纯度较高的NiAl粉体,反应温度超过铝熔点温度时,升高温度对反应产物的成分影响不大;Ni粉和Al粉原子配比为3︰1的物料,在1 200℃左右反应可以获得结晶完整纯度较高的Ni3Al粉体,提高反应温度有利于提高Ni3Al的转化率。     

Effects of Na-substitution on structural and electronic properties of Li2CoSiO4 cathode material

Na-substituted dilithium orthosilicate Li2CoSiO4 was investigated by performing density functional theory calculations within the GGA+U framework. The effects of Na-substitution on the electronic structures and structural properties of Li2CoSiO4 were presented. The results show that the Na-substitution on Li sites in Li2CoSiO4 induces a lowering of the conduction bands and a narrowing of the band gap, which could be helpful for enhancing the electronic conductivity. On the other hand, the Na-substitution on the Li ions in Li2CoSiO4 leads to the expansion of interlayer space of the adjacent corrugated layers. This lattice expansion effect would benefit the Li ion diffusion.     

W-Ni-Cu功能梯度材料的制备及性能研究

采用熔盐电沉积与水溶液电沉积工艺制备了W-Ni-Cu复合材料。经800 ℃依次保温60 min、120 min、180 min退火后,可获得梯度层厚度分别为25 μm、35 μm、45 μm的W-Ni-Cu梯度材料,其中Ni起到桥接W和Cu的作用。试样经热冲击和热疲劳试验处理后,表面无突起、裂纹或脱落现象,说明镀层与基体之间具有良好的冶金结合性能。导热性试验表明,在25～800 ℃范围内,纯W板和W-Ni-Cu梯度材料的导热系数随温度升高而降低;相同温度下,纯W板的导热系数比W-Ni-Cu梯度材料的导热系数大,且W-Ni-Cu梯度材料的导热系数随梯度层厚度升高而降低。     

等离子原位合成Ni-Al金属间化合物涂层的组织与性能研究

利用等离子激发原位反应在碳钢表面合成了Ni-A1金属问化合物涂层。借助金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计对涂层的组织和性能进行了研究。结果表明：当Ni和Al的质量百分比为4：1时，涂层与基体呈冶金结合，无裂纹和气孔等缺陷；涂层的主要组成相为NiAl和NiAl；涂层组织为细密的树枝晶；涂层的硬度高于基体，硬度可达630HV；涂层耐蚀性能良好。     

等离子原位合成Ni-Al金属间化合物涂层的组织与性能研究

利用等离子激发原位反应在碳钢表面合成了Ni—Al金属间化合物涂层。借助金相显微镜、扫描电镜、 X射线衍射仪和显微硬度计对涂层的组织和性能进行了研究。结果表明:当Ni和Al的质量百分比为4:1时,涂层与基体呈冶金结合,无裂纹和气孔等缺陷;涂层的主要组成相为Ni3Al和NiAl;涂层组织为细密的树枝晶;涂层的硬度高于基体,硬度可达630HV;涂层耐蚀性能良好。