低频电磁场下原位合成Al-Zr-O系复合材料机制研究

为研究低频电磁场下铝基原位复合材料的合成机制,以A356-Zr(CO3)2反应组元制备出Al-Z-O系复合材料,在低频旋转电磁场条件下原位合成了微米级颗粒增强铝基复合材料.研究表明:当感应线圈内输入电流150A,频率4Hz时,对应磁场强度为0.25T,X射线衍射结果显示基体中增强相为Al3Zr和Al2O3;SEM观察该条件下合成的复合材料凝固组织发现,生成的增强颗粒细小,粒径1~2μm,而且在基体中均匀弥散分布.对原位反应的热力学和动力学过程分析表明:反应的关键环节是高温铝液和ZrO2固液相间反应,电磁场力作用加大了反应体系的混合对流运动,提高了传热传质和物质扩散速度,并促进了颗粒在基体中的弥散分布.     

负热膨胀ZrW2O8薄膜的制备和性能

用交替射频磁控溅射法在石英基片上沉积并退火制备了ZrW2O8薄膜,测量了薄膜与基片之间的结合力和薄膜厚度,研究了薄膜的负热膨胀特性.结果表明:用磁控溅射方法制备的薄膜为非晶态,表面平滑、呈颗粒状,在1200℃热处理3 min后得到立方相ZrW2O8薄膜,结晶薄膜的颗粒长大,薄膜与基片之间有良好的结合力.立方相ZrW2O8薄膜在15-200℃热膨胀系数为-24.81×10-6K-1,200-700℃热膨胀系数为-4.78×10-6K-1,平均热膨胀系数为-10.08×10-6K-1.     

钛合金表面磁控溅射制备HA/YSZ梯度涂层

采用射频磁控溅射法在Ti6Al4V基体上制备了HA/YSZ生物梯度涂层.借助于XRD,SEM,EDS等对溅射涂层的相组成、微观形貌和界面状态进行了研究.实验结果表明:磁控溅射的生物梯度涂层呈非晶态,经过退火处理,可以使其转化为晶态,恢复缺失的OH-1;梯度涂层的微观表面凹凸不平,并呈现网状结构和较多的孔隙,后处理仍保持梯度涂层利于新骨生长的表面形貌,并使其转变为针状结晶.HA/YSZ梯度涂层与基体结合紧密,在涂层与基体界面结合处约5.0μm范围内存在Ti,Ca,P,Zr的相互扩散层,梯度涂层与基体的界面结合强度达60.5MPa.     

新型铁铬镍合金固溶处理后的组织和性能

采用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电子显微镜,对新型Cr20Ni30NbA1合金固溶后的显微组织进行分析,测试了该合金的冲击、拉伸力学性能,观察了断口形貌.结果表明,Cr20Ni30NbA1合金基体组织为奥氏体,第二相为Cr的碳化物和Nb的碳化物.室温、高温下的抗拉强度及伸长率均满足相应标准的规定值,且室温冲击吸收能量也满足标准要求.室温、高温拉伸均为韧窝断口,但高温韧窝深度大于室温,高温下拉伸断口韧窝底部发现氮化铝.     

Cr12MoV钢表面喷涂陶瓷涂层组织与性能研究

在Cr 12MoV模具钢磨损表面等离子喷涂NiO2、Al2O3+40％TiO2和Ni/Al2O3三种不同陶瓷涂层,采用KYKY-2800B电镜(SEM)等仪器,分析了涂层组织特征、表面粗糙度、结合强度和摩擦学特性等.结果表明:三种涂层与基体表面间的结合均以机械结合为主,结合强度均高于基材本身强度;涂层组织孔隙率均在6％以下;涂层表面粗糙度均大于6.0 μm,不能直接用于有表面粗糙度要求的零件修复;涂层表面硬度高于基材硬度;三种涂层的摩擦性能差异较大,但均优于基材本身的摩擦性能.     

静电自组装法制备Ag@AgCl/GO复合薄膜及其SERS性能研究

采用水热法制备Ag@AgCl溶胶,并采用静电自组装技术在石英基片上通过交替提拉氧化石墨烯(GO)和Ag@AgCl溶胶,制备Ag@AgCl/GO复合薄膜并用做表面增强拉曼光谱基底。采用SEM、XRD、EDS、UV-Vis以及共聚焦激光拉曼光谱测试仪对复合薄膜的结构及性能进行表征。结果表明,通过静电自组装法可以获得结构稳定,性能优异的薄膜。Ag@AgCl/GO复合薄膜除了对罗丹明6G具有优异的表面增强拉曼散射性能外(拉曼增强因子可达107数量级),由于AgCl的引入使体系具有优异的光催化降解性能,可以实现Ag@AgCl/GO表面增强拉曼光谱基底的循环利用。     

氢气热处理制备大块导电石墨烯薄膜及表征

通过真空抽滤水中分散良好的氧化石墨烯获得薄膜,并在600℃氢气气氛中保温2h还原即可获得含氧量极低的大片导电石墨烯(GE)薄膜。以X射线衍射(XRD)、红外分析(FT-IR)、拉曼光谱仪(Ramanspectroscopy)研究氢气气氛热处理前后薄膜的物相、官能团组成和分子结构;采用SEM观察石墨烯薄膜的表面形貌;采用四探针测试仪对氢气气氛热处理前后薄膜的电学行为进行了对比考察。实验结果表明,氢气气氛热处理氧化石墨烯可以获得含氧量极低且导电性能优良的石墨烯;96mL浓度为0.0937mg/mL的氧化石墨烯溶液抽滤膜经氢气处理后获得的石墨烯薄膜方阻达到11.3Ω/□,薄膜电阻率为0.6Ω.cm。     

Ti6Al4V微弧氧化膜的生物相容性

采用微弧氧化(MAO)手段在Ti6Al4V表面制备TiO2陶瓷膜层,结合水热处理(HS)方法诱发膜层内生成羟基磷灰石(HA);以抗凝血性能、抗溶血性能、抗血小板黏附和材料的细胞毒性为指标,对Ti6Al4V基体合金、具有微弧氧化陶瓷膜层的Ti6Al4V合金和经水热合成处理后的Ti6Al4V微弧氧化膜层样品进行生物相容性综合评定。结果表明,经微弧氧化和水热合成处理后样品表现出优异的抗溶血性,良好的抗凝血性和血小板黏附以及无毒性,说明Ti6Al4V合金表面生成的羟基磷灰石复合薄膜赋予材料表面良好的生物相容性。     

从特色专业建设创新我国材料热处理技术人才的培养

分析了我国金属材料及热处理专业的沿革和发展,从培养目标、课程体系和教学方法等改革方面介绍了金属材料工程特色专业建设的情况,指出高校的改革始终以社会发展需要为导向,特色专业建设将为行业输送更加优秀的材料热处理工程技术人才.同时也指出,培养具有创新能力和工程应用能力强的大学本科毕业生应由高校和企业共同担责.     

Preparation and Thermal Expansion Property of ZrWMoO8 / Cu Composite

采用前驱体分解法制备了高纯ZrWMoO8粉体。为获得ZrWMoO8/Cu复合材料,首先将ZrWMoO8与Cu按1:1的比例进行研磨获得混合粉,采用化学镀的方法获得ZrWMoO8与Cu比例为1:1的包覆粉,然后压片并在氩气气氛保护下于500℃烧结3 h获得复合材料。详细研究了复合材料的热膨胀性能并且发现包覆粉更适合制备ZrWMoO8/Cu复合材料。结果表明:烧结后,混粉制备的复合材料中部分ZrWMoO8发生了分解并且与Cu发生了反应,而以包覆粉制备的ZrWMoO8/Cu复合材料未检测出ZrWMoO8的分解产物。包覆粉制备的复合材料在25~250℃显示的热膨胀系数为3.3774×10-6℃-1,其相对密度达到90.6%。