观察裂纹路径及组织演变的SEM样品制备方法研究

本试验利用SEM和电阻炉研究一种SEM样品的制备方法,用于观察裂纹路径,并分析断裂后的显微组织变化。结果表明:通过浸镀焊锡,能够在不同断裂方式形成的裂纹轨迹上形成一条明显的"纯锡带",呈现出裂纹路径。同时该方法能够观察分析拉伸、冲击、断裂韧性及疲劳断裂等过程中产生的二次裂纹路径及断裂表层下的组织演变。     

电解锰在NaCl溶液中的腐蚀行为

采用电化学方法研究了工业纯锰在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。用SEM观察分析腐蚀前后样品表面的微观形貌;用能谱分析(EDS)测定样品表面腐蚀前后的主要成分。结果表明,金属锰在3.5%NaCl中的腐蚀产物会在其表面形成膜层,并阻碍金属锰的进一步腐蚀,腐蚀产物膜层的主要成分为Mn3O4。     

无保护层激光冲击强化的热效应研究

目的 深入理解无保护层激光冲击强化(LSPwC)的物理过程。方法 对轧制TA2纯钛板材进行LSPwC处理,通过激光扫描显微镜、X射线应力仪分析试样的表面形貌和残余应力分布,使用透射电子显微镜分析LSPwC后试样表层的微观组织特征。使用Abaqus软件建立LSPwC过程的热力耦合仿真模型,分析试样温度和应力演变规律。结果 当激光脉冲能量为30 mJ、光斑直径为0.4 mm时,经LSPwC处理后TA2试样表面形成了厚度约为50μm的残余拉应力层,其最大残余压应力达到560 MPa,出现在距表面100μm的次表层;经LSPwC处理后TA2试样表面产生了超细马氏体晶,距表面100μm的微观组织表现为高密度位错缠结。随着激光脉冲能量和光斑直径的增大,激光热效应的持续时间增长、热影响深度增大,经LSPwC处理后TA2试样的残余压应力层深度增大。在LSPwC过程中,距表面10.2μm以内深度层的冷却速度超过10⁶℃/s,但冷却速度随着脉冲能量和光斑直径的增大而减小。结论 在LSPwC过程中,激光热效应和激光诱导冲击波作用,导致试样表层迅速升温,并发生塑性变形,然后快速降温,形成...     

ECAP+旋锻变形制备超细晶纯锆的低周疲劳行为研究

采用等径弯曲通道（ECAP）+旋锻（RS）复合变形技术制备了超细晶工业纯锆,通过轴向对称应变控制方法对超细晶纯锆的低周疲劳性能进行研究,讨论了超细晶纯锆的循环应力-应变响应及滞后回线,并分析了超细晶纯锆的软硬化特性、累积滞后规律并预测其疲劳寿命。结果表明：超细晶纯锆的循环软硬化特性依赖于外加总应变幅的大小,而且总应变幅大于1.0%时软化比达到峰值,循环软化特性最为显著。滞后回线面积随着总应变幅的增大而增大,当应变幅较小时出现“棘齿现象”。回归分析表明超细晶纯锆疲劳寿命满足Coffin-Manson经验关系式。     

ECAP+旋锻变形制备超细晶纯锆的高周疲劳行为

室温采用等通道变形和旋锻复合工艺制备超细晶工业纯锆。对比研究了超细晶和粗晶工业纯锆拉伸和疲劳性能,并运用SEM对疲劳断口形貌进行观察和分析。结果表明：超细晶工业纯锆的室温抗拉强度明显大于粗晶工业纯锆,延伸率有一定程度地降低。超细晶工业纯锆疲劳性能优于粗晶工业纯锆,其应力幅(σa)与疲劳寿命(Nf)满足σa=750Nf-0.06,疲劳极限σ-1为285 MPa,较粗晶工业纯锆提高了70%。断口分析显示,疲劳裂纹萌生于超细晶工业纯锆的表面,疲劳裂纹扩展区辉纹间距较粗晶工业纯锆细小,疲劳裂纹扩展更为缓慢。     

应变路径变化对纯镍组织和织构的影响

采用背散射电子衍射（EBSD）和X射线衍射（XRD）技术对比分析了两种应变方式（单向轧制和交叉轧制）对大变形量（厚度方向压下量90%）纯镍形变组织和织构以及随后热处理过程中组织和织构演变的影响。结果表明：单向与交叉轧制纯镍的形变微观组织均以层片状组织为主,但前者储存能高于后者;单向轧制纯镍的宏观织构是典型的铜型冷轧织构,而交叉轧制纯镍的主要织构组分是黄铜和旋转型黄铜织构,且前者的织构强度明显高于后者。对两种方式形变样品在不同温度下进行退火处理,发现单向轧制样品中形成了以立方织构为主的再结晶织构,且随着退火温度的升高,立方织构的强度逐渐增强;而交叉轧制样品则形成了弱的再结晶纤维织构,其强度远小于单向轧制样品的再结晶织构强度。另外,单向轧制样品在高温800°C保温处理后,出现了少量异常长大晶粒,这是由于取向相近的立方取向晶粒聚集形成团簇,使得微观取向分布不均匀造成的;而交叉轧制方式可以抑制热处理过程中的晶粒异常长大。     

席夫碱与硝酸铈复配物对1060纯铝的缓蚀作用

采用极化曲线、电化学阻抗谱、扫描电镜和能谱分析,研究合成的3-吡啶-4-氨基-1,2,4-三唑-5-硫酮席夫碱及其复配物硝酸铈在质量分数为3.5%NaCl溶液中对1060纯铝的缓蚀作用。结果表明：在293 K时席夫碱可有效抑制纯铝在3.5%NaCl溶液中的腐蚀,当席夫碱浓度为0.4 g.L_-1时缓蚀率最高,可达76.0%。席夫碱为混合型缓蚀剂,其在1060纯铝表面的吸附符合Langmuir吸附模型,且同时存在物理吸附和化学吸附。0.2 g.L_-1席夫碱与0.03 g.L_-1硝酸铈复配缓蚀率可达88.2%,二者具有协同缓蚀作用。     

Al2O3/Ti生物相容连接接头微观组织及力学性能

文中对Al₂O₃陶瓷和金属Ti表面磁控溅射Mo和Ti金属层,以纯Au箔钎料,研究连接工艺及Ti金属化层厚度对连接接头微观组织和力学性能的影响.结果表明,焊缝主要由Au钎料和（Au,Mo） ss构成,（Au,Mo） ss中含有少量（Ti,Mo） ss和TixAuy金属间化合物.另外,在Al₂O₃/钎料界面处及焊缝中存在少量呈条状分布的TiO₂和Ti_xAl_y金属间化合物.连接工艺及Ti金属化层厚度主要影响各物相的数量及分布状态,通过影响焊缝中固溶体的分布均匀性及金属间化合物的数量而影响接头抗剪强度.当连接温度为1 080℃、保温时间为5 min、Ti金属化层厚度为0.2 μm时,接头的抗剪强度达到最大值138 MPa.     

Na2EDTA返滴定法测定铜冶炼烟尘中镉

铜冶炼烟尘中含有较高含量的铅、铜、砷、铝、铁、锑、铋等元素,对滴定法测镉产生干扰。采用氟化铵-盐酸-硝酸-高氯酸分解试样,用氢溴酸除去砷、锑、锡等干扰元素。硫酸铅沉淀分离铅,氨水沉淀分离铁、铋、部分铝等共存元素,在稀硫酸介质中加入硫代硫酸钠使铜离子以硫化亚铜状态从溶液中分离,滤液中加入过量的Na₂EDTA标准滴定溶液,加入氟化钾掩蔽剩余铝,在pH 5.5~5.6的盐酸-六次甲基四胺缓冲溶液中,以二甲酚橙为指示剂,用锌标准滴定溶液返滴定。测得结果为锌、镉合量,扣除锌量,即为镉量。优化了氨水用量、氟化钾用量等实验条件,建立了Na₂EDTA返滴定法测定铜冶炼烟尘中镉含量的方法。方法用于测定铜冶炼烟尘中镉,结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)一致,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.56%~0.92%。按照实验方法对铜冶炼烟尘样品进行加标回收试验,回收率为99.6%～100.2%。     

纯剪切模式介电弹性体发电机发电特性

为研究介电弹性体发电机的发电特性,基于COMSOL有限元软件建立了在纯剪切拉伸方式下的介电弹性体发电机有限元仿真机电耦合模型。该模型基于Yeoh超弹性材料本构,同时耦合发电机膜内静电力,根据可变电容理论对发电机电容变化及发电效果进行研究。设计了可Y向预拉伸的纯剪切拉伸装置,并在不同预拉伸条件下对发电机薄膜样本进行了拉伸实验,分析了其电容变化及发电效果。对比了仿真数据与实验结果,仿真模型的电容变化与实验测得的电容变化情况基本吻合,仿真模型一个周期内的输出电压变化与实验测得的电压变化基本吻合。实验及仿真结果表明,在相同的拉伸条件下,Y向预拉伸增大了初始电容及电容变化速率,且当Y向预拉伸λ=1时的上升电压为83V,而λ=2时的上升电压达到252V,改善了发电性能。本文提出的介电弹性体发电机新的研究方法为发电机样机设计提供了新的思路。