《Scripta》:首次报道原位碎片烧结对冷喷涂铝涂层弹性模量影响

《Scripta》:首次报道原位碎片烧结对冷喷涂铝涂层弹性模量影响,第1张

冷喷涂是一项快速发展的技术,在表面工程和增材制造领域引起了研究者们极大的兴趣。在这个过程中,固态金属粉末颗粒以超高速沉积在基板上,制造的涂层表现出分层结构,从大量的致密沉积物到微观层面的单个变形颗粒或“碎片”。这些碎片构成了冷喷涂涂层的特征构件,它们的相互结构和机械相互作用决定了涂层的宏观性能。弹性模量是一个关键的特征参数,也是内部碎片形式的主要体现。现有报道中,冷喷涂涂层的弹性模量通过宏观层面的拉伸、压缩、压痕试验和3点弯曲试验等方法来衡量。在初步了解冷喷涂涂层的弹性模量的同时, 这些方法有两个难以解决的挑战。 首先,分层碎片结构在施加的应力和由此产生的应变之间引入了延迟或相位滞后,这是准静态测试无法捕获的;其次,局部纳米压痕试验虽然提供了对单个碎片内部的洞察力,但不能全面诠释内部碎片弹性响应。研究由涂层独特的碎片结构引起的相位滞后很重要。在循环载荷(如疲劳)应用中,这种碎片结构的形成会随着时间的推移而累积,并受内部碎片影响。这种循环变形是现有准静态测试无法描述的。

美国佛罗里达国际大学的研究人员探讨了在喷涂和热处理条件下使用空气和氦气制造的冷喷涂铝(Al 6061)涂层中的原位碎片烧结现象。 首次报道了原位碎片烧结对冷喷涂铝涂层弹性模量的影响。 相关论文以题为“Role of in-situ splat sintering on elastic and damping behavior of cold sprayed aluminum coatings”发表在Scripta Materialia。

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114125

本文将Al 6061粉末冷喷涂在Al 6061基材上,载气分别为空气和氦气。对于喷涂的涂层,在氩气氛围下进行176 1h热处理。试验过程中静态力为9.9N,动态力为9.0N,振幅30μm,频率为5.0Hz。试验时以3 /min的速度缓慢加热,从室温加热至400 ,持续2h 13min。

研究发现在整体水平上,所有涂层的弹性模量都随着温度的升高而降低,这是由于热振动增加导致原子键拉伸程度更高。空气喷涂涂层在微观层面比氦气喷涂涂层弹性模量更低,这是由于沉积过程中氧化物夹杂物导致的碎片之间冶金结合和粘附力较差。随着温度升高,由于Al 6061和氧化物夹杂物的热振动更大,在空气喷涂涂层中观察到更高的阻尼能量损失。在氦气喷涂涂层中,氧化物夹杂物明显减少,这种现象不那么明显。此外,在空气喷涂涂层中,由于更显着的碎片界面和孔隙率,这种能量损失在喷涂过程中比热处理时更高。

图1 在空气和氦冷喷涂和热处理条件下,弹性模量和阻尼随温度的变化规律

图2 空气和氦冷喷涂Al 6061涂层中原位碎片烧结示意图

图3 不同条件下涂层中的孔隙密度和SEM观察到的二维孔隙

碎片结构和温度是决定冷喷涂铝涂层动态弹性模量的主要影响因素。弹性模量随着多孔边界的减少呈指数级递减,而多孔边界的减少与氦喷涂和热处理有关。本研究中的Al 6061涂层的碎片结构表面能和平坦率决定了原位碎片烧结致密化的程度,而后者在热处理涂层中的作用较小。本文为暴露在恶劣高温环境中的冷喷涂结构和航空航天部件提供了设计和指导意义。(文:破风)

Xag0001 新型金属注射成形催化脱脂型粘结剂的催化快速分解研究

脱脂是金属注射成形(MIM)工艺中最困难和最重要的因素,费时最多、最难控制。脱脂工艺对于保证产品质量极为重要,在脱脂过程中成形坯极易出现宏观和微观缺陷,至今粘结剂的脱脂仍是一个阻碍MIM发展的重要问题。Meta-mold法是德国BASF公司90年代初开发出来的一种催化脱脂方法,它综合了热脱脂和溶剂脱脂的优点,快速而不易产生缺陷和变形,是目前最先进的脱脂方法。笔者利用聚合物共混改性技术开发了一种能催化脱脂的新型粘结剂体系,本文研究了该粘结剂体系以HNO3为催化剂进行催化脱脂以及各种因素对催化脱脂效果的影响。

AXag0002 金属零件激光快速成型技术研究

详细介绍了金属零件激光快速成型的原理,技术特点、系统组成及国外最新研究成果。我们建成了金属零件激光快速成型的专用系统,研究了663锡青铜及316L不锈钢的激光快速成型工艺及零件的组织性能,成功制备出具有一定复杂外形的零件,所制零件组织致密,力学性能与铸造及锻造退火态相当,显示出广阔的发展前景。

AXag0003 新型生物医用金属材料的研究和进展

目前用于临床的生物医用材料主要包括生物医用金属材料、生物医用有机材料(主要指有机高分子材料)、生物医用无机非金属材料(主要指生物陶瓷、生物玻璃和碳素材料)以及生物医用复合材料等。

与生物陶瓷及生物高分子材料相比,生物医用金属材料,如不锈钢、钴基合金、钛和钛合金以及贵金属等具有高的强度、良好的韧性及抗弯曲疲劳强度、优异的加工性能等许多其它医用材料不可替代的优良性能。生物医用金属材料在应用中面临的主要问题,是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散以及植入材料自身性质的退变,前者可能导致毒副作用,后者可能导致植入失效。因此研究和开发性能更优、生物相容性更好的新型生物医用金属材料依然是材料工作者和医务工作者共同关心的课题。

AXag0004 电磁场作用下的金属凝固与成形

综述了电磁场在金属凝固成形过程中的主要应用及其基本原理,指出了应用计算数值模拟方法求解材料电磁加工问题重要性及其今后的发展方向。

对金属的凝固成形过程进行控制是获得高性能优质铸件的关键。对凝固过程进行控制,一方面是要获得晶粒细小、组织致密、性能优良的产品;另一方面是综合利用各种手段开发新的凝固成形工艺,改进金属的熔炼、凝固、成形过程,以满足不同情况下的特殊要求。

AXag0005 自蔓延离子法研究

在分析离心法、自蔓延高温合成技术的发展和优缺点的基础上,对自蔓延离心法在铸管业中的发展和应用进行了分析和论述。

离心铸造法具有设备简单,生产效率高,可指生产,能制备高致密度、高稳定性材料等特点。多年来一直为人们所采用,在生产过程中,由于合金元素密度不同,铸件易产生偏析现象,力学性能因此发生明显变化。洛和三雄研究含 1.5%Cu的铸钢发现,离心力使Cu偏 析增加0.15%,力学性能比普通铸造提高15%。铃木章等也发现,离心铸造的铝青铜组织中铜产生1%偏析的同时,力学性能也发生明显变化。竹内宏昌等进下研究含4.5%Cu的铝合金离民铸造组织,发现沿铸件内外径方向产生宏观偏析,且力学性能与普通铸件相比有了明显变化。显然,单一的离心铸造管很难满足冶金、化工和矿山的各种需要。

随着自蔓延高温合成技术(Self-propagating High-tem-perature Synthesis,简称SHS,美、日又称燃烧合成,Com-bustion Synthesis,简称CS)的出现,在离心法的基础上,逐步发展成SHS-离心法,或称铝热-离心法铸造工艺。自蔓延离心法是制备复合的一种新方法,与传统的轧制复合、烧结复合、爆炸复合相比,具有简单、节能的特点;成本仅为传统方法的1/3。SHS---离心法根据需要可进行陶瓷---钢管、不锈钢---钢管、陶瓷----陶瓷管的复合,其中前两个已产业化或接近产业化。本文对SHS-离心法的发展、研究现状及应用进行扼要介绍与论述。

AXag0006 电磁技术在冶金中的应用

回顾了电磁冶金的发展,论述了电磁在冶金中的应用原理,着重说明了电磁在熔炼、铸造、制动和净化方面的应用,并对电磁冶金的前景作了展望。

AXag0007 韧性双相材料研究进展

韧性双相合金问题是近年来人们感兴趣的问题之一。回顾了有关韧性双相合金研究的情况,包括韧性双相合金的力学行为、细观力学模型及复相材料的组织设计,并对各种观点进行了初步的评述。

AXag0008 MoSi2材料摩擦损特性的研究与发展

金属间化合物二硅化钼(MoSi2)兼具金属和陶瓷材料的双重特性,成为开发和研究的重点。从耐磨性角度出发,重点评述了MoSi2基复合材料以及MoSi2增强陶瓷材料的摩擦磨损性的研究现状,并展望了MoSi2材料作为耐磨材料的前景。

AXag0009 喷射成形技术产品的研究现状

喷射成形是一种快速凝固近终成形材料制坯技术,利用该技术制备的材料具有优异的性能,喷射成形技术产品在特定的领域中正在逐步取代一些传统材料,简要阐述了喷射成形技术和产品的研究发展现状。

AXag0010 新型金属材料及其加工技术的研究进展

论述了当前金属材料及其加工工艺的最新研究和应用进展。指出了目前需要进一步开展新型材料的基础研究和应用研究,不断完善其制备工艺,开发产品,使新型材料的性能得到充分、广泛的发挥和应用。

金属材料具有优越的性能价格比,且资源丰富,对国民经济发展起着极大的推动作用,因而受到世界各国的普通重视,应用非常广泛。同时,金属材料及其制备技术的发展也为现有的高技术产业开发了市场,因此世界各国都把金属材料的研究列入首要发展的对象。随着科学技术突飞猛进的发展,材料科学家们不断地研制开发了越来越多的新型金属材料及其制备和成形工艺。如复合材料、功能材料,以及半固态合金铸造技术和快速凝固技术,等等。本文主要讨论近些年新型金属材料研究应用的现状及前景。

AXag0011 反向凝固连铸薄带技术及其若干基本问题探讨

简述了反向凝固薄带连铸技术的工艺原理,了反向判罪技术的特点、竞争力,介绍了其研究现状,讨论了反向凝固技术所涉及的若干基本问题。

近二十年来,钢铁工业最重要的进展之一是研究开发成功了更薄的鹿茸平材连铸技术----近终形连铸技术。最先在工业规模意义上获得成功的近终形连铸技术,是1989年6月美国Nucor Co.在其Crawforsville厂采用的CSP薄板坯连铸技术。如今作为成熟的先进工艺,薄板坯连铸技术已发展有CPS、ISP、FTSP、CONROLL等工艺形式。与薄板坯连铸相比,采用薄带连铸技术可以生产出更接近于最终产品形状的钢带,例如可以将钢水直接浇铸出1~10mm厚的钢带,不经热轧或销经热轧(1~2个机架),即可进入冷轧机轧成冷轧带钢。与其它扁平材连铸生产工艺技术相比,由于薄带连铸技术在投资、工艺流程的紧凑化、生产成本、高性能材料的开发以及环保等方面具有或可能具有更大的竞争潜力,所以几乎世界各主要钢铁强国都在薄带连铸技术研究领域中投入巨资,现已开发出多种实验室或半薄带连铸技术,如双辊法、单辊法、辊带法等。

80年代末德国的大学、研究机构和钢铁企业开始从事实验室研究,联合开发反向凝固连铸薄带技术,目的在于以一种比目前已有的近终形连铸技术更短的流程、生产成本更低的工艺技术制造薄带。反向凝固连铸技术思想突破了传统的连铸和轧制模式,其原理简单,可实现性高,可望成为连续生产薄带的革命性工艺。

AXag0012 金属在液固两相流中的冲刷腐蚀

液固两相流体的冲刷腐蚀行为较单相流体更为复杂、在相同液相介质的情况下,其冲刷腐蚀对材料的破坏程度更为严重。综述了国内外对液固两相流的冲刷腐蚀体系开展的研究,对冲刷腐蚀的过程有了进一步的认识,对冲刷腐蚀的影响规律和危害性进行了论述,从而为材料的选用提供了一定的参考依据。

AXag0013 金属材料的开发及应用

简要叙述了金属材料发展方向及应用,主要介绍了微合金钢、超高强度钢、不锈钢、空冷贝氏体钢、非晶态体钢、非晶态合金、粉末治金黄色材料及超塑性合金的开发及应用。

AXag0014 PVC金属板贴塑技术及其应用

AXag0015 影响黄铜化学转化膜质量的因素

采用碱式碳酸铜-氨水溶液对黄铜制品进行化学氧化。介绍了氧化工艺参数,前、后处理工作,黄铜基体材质状况等对黄铜化学转化膜质量的影响。

AXag0016 液态金属双频电磁约束成形过程研究

利用高频-超音频和双高频的电磁场实现了液态金属双频电磁约束成形的工艺过程,达到了固态试样无接触加热熔化、初步约束成形和复杂无模壳电磁成形的目的。在双频电磁成形过程中发现:高频-超音频双频电磁成形控制不仅优于单频电磁成形,而且比双磁成形控制容易,2种频率的电磁不同加热熔化和电磁成形功能都能加以发挥,并可单独加以调节。在试验中利用高频-超音频双频电磁成形工艺过程成功获得了扁椭圆截面和弯月截面复杂开头的双频无模电磁盛开样件。

AXag0017 人工模拟体液中pH值对离子注N人体医用合金腐蚀行为的影响

采用电化学测试技术研究了在人工模拟体液中pH值变化对离子注N人体用SUS316L不锈钢,Co-Cr合金,工业纯Ti和Ti-6Al-4V合金腐蚀行为的影响。结果表明,随着pH值的降低,试样的腐蚀电位负移,SUS316L不锈钢和Co-Cr合金的点蚀电位与缝隙腐蚀电位降低,使材料发生局部腐蚀的提高;工业纯Ti和Ti-6Al-4V合金的腐蚀电流密度增大,提高离子释放速度,加工对人体的潜在生理危害。

AXag0018 金属功能材料"十五"市场需求

分析预测了十五期间某些金属功能材料例如彩管材料、集成电路引线框架用Ni42Fe合金、稀土永磁、音频和计算机硬盘驱动器用磁头材料、非晶和纳米晶软磁材料以及贮氢合金等的市场需求。

AXag0019 喷射沉积及熔体雾化领域研究展望

首届"喷射沉积及熔体雾化国际会议"(Spray Deposition and Melt Atomization)于2000年6月26~28日在德国布来梅大学成功举行。这次会计旨在交流各国喷射沉积及熔体雾化领域最新的科研成果,侧重点在基础研究和应用基础研究方面。这和英国Ospray(Neath,UK)公司每逢单年组织的喷射沉积成形材料研讨会侧重生产性应用研究有较大的区别。

AXag0020 熔体温度处理细化金属凝固组织的研究进展

随着凝固技术和团簇物理学的发展,人们越来越关注熔体的结构对最终凝固组织的影响,发现液态结构变化对凝固以后材料的组织、性质和质量有着直接、重要的影响,对凝固过程的研究已逐步延伸到凝固开始前的液态金属结构对凝固组织的作用上来。随着人们对生态环境保护的日益重视,目前生产中一直沿用的化学法细化凝固组织工艺逐渐暴露出弊端,因此人们正在致力于寻求一种工艺更简单、成本更低廉、对环境影响更小的细化金属凝固组织的生产工艺。基于此,本文综述了一种新型的凝固组织细化工艺---熔体温度处理工艺的研究现状和应用前景。

AXag0021 微波瓷用金水的研制

分析了微波瓷用金水研制的原理,研究了复合改剂、增黄剂及树脂的作用,研制了能在750-850℃烧烤的微波金水。

AXag0022 Nd2Fe12P7单相合金的制备及晶体结构

采用机械合金化方法得到了Nd-Fe-P3元合金,然后用盐酸(1:1)进行后处理,得到Nd2Fe12P7单相粉粒。其晶格参数为α=9.280A,c=3.705A。通过对晶体衍射谱强度的计算,给出了Nd2Fe12P7晶体中各原子的具体位置。

AXag0023 铬酸铅沉淀-亚铁滴定法测定铜合金中铅的研究

对铬酸铅淀剂-亚铁滴定法测定铜合金中铅的实验方法进行了研究,从试验条件上进行了改进,从而提高了实验方法的准确度和稳定性。

AXag0024 无序hcp Tix Al(1-x)合金的单原子操纵设计

依据hcp TiAl系的特征原子和特征晶体序的结构参数和性质,应用计算机技术进行无序hcp TixAl(1-x)合金单原子操纵设计,求得它们的电子结构参数、物理性质和热力学性质,并存入住处库中,为复杂合金的设计、制备和应用提供基础资料。

AXag0025 金属材料激光立体成形技术

对激光立体成形技术的基本原理、发展状况以及成形特性、凝固组织形成规律进行了系统深入的研究 ,发现要获得理想的成形效果 ,就必须对单层涂覆厚度、单道涂覆宽度、搭接率等主要参数进行精确控制。在工艺研究的同时 ,对成形件微观组织形成规律进行了研究 ,发现其内部组织主要由外延生长的细长枝晶构成 ,其枝晶一次间距在 10~30 μm之间。在进一步严格控制工艺条件的基础上 ,获得了具有定向乃至单晶组织的试样。结合成形特性方面的研究结果 ,通过总结优化工艺 ,获得了不同合金的激光立体成形件 ,成形件内部致密 ,表面质量良好 ,无缺陷。

AXag0026 硼含量对Ti-50Al-xB合金中TiB2微观形貌的影响

用XRD,SEM对原位自生法制备的Ti-50Al-xB(at%)合金的相组成的微观组织进行了研究。结果表明:该合金主要由TiAl和TiB2两相组成;TiB2主要以片状、板片状、细棒状和块状形式存在;TiB2微观形貌随着合金中B含量的变化而发生显著变化。

AXag0027 金属注射成形技术的研究现状

金属注射成形(MIM)已成为国际粉末冶金领域发展迅速,最有前途的一种新型近净成形技术。综述了MIM技术的研究现状,指出了MIM的发展趋势。

AXag0028 微重力场下金属材料制备的发展现状

近年来微重力下制备金属材料的研究越来越引起人们的重视。简述了形成微重力的几种实验方法,综述了微重力下制备金属材料的发展现状。

AXag0029 Nb-Si系金属间化合物的研究进展

介绍了Nb-Si系金属间化合物及其复合材料的制备工艺 、力学性能和物理性能,综述了Nb-Si系金属间化合物作为高温结构的最新研究进展和发展趋势,作为轻质高温结构材料的有力竞争者,Nb-Si系金属间化合物及其复合材料,特别是具有低温韧性和高温强度优良均衡的Nb-Nb5Si3原位复合材料,有望在下一代航空航天发动机上(≥1600℃)应用。

AXag0030 新型合金磨球的组织与性能

针对磁性材料等行业砂磨机用研磨体存在的问题,开发了一种新型的铸造合金磨球。研究了该合金磨球的组织与性能特点,并与轴承钢球进行了对比。结果表明,铸造合金磨球具有比轴承钢球更有利的组织和性能,其硬度可以达到HRC63~67,且断面硬度极差仅HRC0.5;抵抗冲击疲劳破坏的轴承钢球高10倍以上;耐磨性特别是在湿磨条件下的耐磨性比轴承球至少提高4倍以上。因此在砂磨机内使用具有明显的优势。

AXag0031 灰色GM(1,1)模型在金属材料疲劳试验数据预测中的应用

提出用灰色系统理论中的GM(1,1)模型对金属材料的疲劳寿命试验数据进行预测,目的是大幅度缩短试验时间,节约试验费用,快速获得可靠性指标。实例计算结果说明,将灰色系统理论用于金属材料的疲劳寿命试验数据预测有较高的精度,为有效缩短金属材料疲劳寿命试验时间提供了一个值得探讨的方法。

AXag0032 Al-Mn柱撑蒙脱石的制备和微结构变化研究

以辽宁某地的钙基膨润土为原料,首先对其钠化改型得到适合制备柱撑蒙脱石的基质,然后采用取代法合成Al-Mn柱化剂、红外光谱分析及煅烧试验等手段研究了Al-Mn柱撑蒙脱石的微结构变化和热稳定性。结果表明:n(Mn2+):n(Al3+)为0.5时,可得到层间距d(001)值为1.8987nm,300℃煅烧后其层间距稳定在1.7859nm,具有较好的热稳定性;钠基膨润土经柱撑反应后,柱化剂进入了蒙脱石层间,同时蒙脱石骨架〔Si4O10〕n与层间柱化剂离子之间发生了成链反应,形成了Si-O-Al或Si-O-Mn键。

AXag0033 新型金属材料及其加工技术的研究进展

论述了当前金属材料及其加工工艺的最新研究和应用进展。指出了目前需要进一步开展新型材料的基础研究和应用研究,不断完善其制备工艺,开发产品,使新型材料的性能得到充分,广泛的发挥和应用。

AXag0035 含Zr多组元掺杂石黑材料的性能研究

以天然石墨为原料,通过热压工艺,制备了含Zr多组元掺杂石墨材料。研究了掺杂元素对材料性能的影响。实验结果表明:随着Zr含量增加,基体石墨的强度、导电和导热性成线性增加;但是过量的ZrO2会消耗基体炭原子,生成金属Zr蒸汽逸出基体,形成孔隙和缺陷,导致材料的性能下降,因此应控制ZrO2的加入量。另外,采用SEM、XRD等分析手段研究了材料微观结构,探讨了微观结构对其性能的影响。

AXag0036 贮氢合金机械合金化制备的研究进展

机械合金化技术 (MA)是一种制备材料的新兴工艺 ,用它可以制备一般方法难以制备的和性能优越的贮氢合金。本文详细概述了近几年来机械合金化技术在贮氢合金制备上的应用状况 ,并就今后机械合金化技术在贮氢合金制备上的应用研究提出了方向。

AXag0037 喷射成形技术产品的研究现状

喷射成形是一种快速凝固近终成形材料制坯技术,利用该技术制备的材料具有优异的性能,喷射成形技术产品在特定的领域中正在逐步取代一些传统材料,简要阐述了喷射成形技术和产品的研究发展现状。

AXag0038 快速成形技术中材料成形性的研究进展

简要介绍了几种典型的快速成型技术的基本原理,分析了快速成形技术中材料的研究和应用现状,讨论了快速成形中材料的快速成形性问题,并指出研究和开发快速成形材料和对新材料的快速成形性的研究是材料与制造工程科学的一个重要发展方向。

AXag0039 铸造合金的微观组织模拟研究进展

凝固过程的数值模拟正在由宏观向微观转变。微观模拟不仅可以得到材料的凝固组织,而且还能为宏观模拟提供准确的潜热释放信息。针对目前微观组织模拟的研究现状,介绍了几种主要的模拟研究方法,如确定性模拟方法、随机性模拟方法和相场方法等,阐述了其主要特征和模拟微观组织时存在的优缺点。最后对微观模拟中现存的问题及发展方向了分析。

AXag0040-01 金属功能材料研究和开发的某些最新进展*

简要介绍了金属功能材料的发展概况,重点叙述了几种主要功能材料的研究开发情况,如结合国外情况介绍了中国的精密合金和电工钢、稀土永磁材料、非晶态合金、纳米晶材料、储氢材料和电池、超磁致伸缩材料等研发情况,对近期研究开发的新型金属功能材料如磁性形状记忆合金等进行了介绍。

AXag0041-02 等离子喷涂制备Fe-B系非晶合金涂层的工艺研究*

非晶合金(俗称金属玻璃)具有独特而优异的性能,如高强度、高韧性、高硬度、极高抗腐蚀性能、软磁特性等,是一类很有发展前途的新型金属材料。但是,非晶合金在实际中仍还没有得到大范围应用,其性能优势远未能够充分发挥出来,限制非晶合金应用的最主要因素是其产品形态,如薄带、细丝、粉末等,厚度或直径只有数十个微米,应用范围是很有限的。开发熔体急冷制备新技术是当前非晶合金材料研究领域里的前沿性重要课题,采用现代先进热喷涂技术,如等离子喷涂、超音速火焰喷涂等制备表面非晶涂层就是对非晶合金制备技术的新开拓。热喷涂技术的显著特点之一是:喷涂粒子具有很高的冷却速度,单个熔融粒子的典型冷却速度大于106K/s,只要喷涂合金成分适宜、工艺适当,就能够形成非晶涂层。Fe-B系非晶合金往往具有优异的高硬、高强和高韧性能,将其应用于表面涂层领域则有可能成为一种优良的耐磨抗蚀材料。

一种Fe-B基非晶合金粉末(含Cr,Ni,Si等)被用于大气等离子喷涂试验,研究表明,采用本文设计的等离子喷涂工艺能够制备出非晶合金涂层,涂层基本上由非晶相组成,在非晶涂层中分布着少量的淬态核结晶相,其尺寸在2~5μm。涂层由变形良好的带状粒子相互搭接堆积而成,球形喷涂粒子高度变形为扁平状保证了粒子各区域的非晶化和非晶涂层的顺利形成。涂层致密高,孔隙率低,氧化物含量较少,但在涂层中的粒子边界包含着少量的孔隙、微细的球形粒子等缺陷。涂层具有很高的硬度,显微硬度在800~950GHv0.1范围内。随涂层厚度增大,涂层与基材的结合强度、涂层的抗开裂韧性均降低,采用200℃-4h保护气氛热处理可以有效提高涂层的硬度和抗开裂韧性,涂层仍保持非晶态结构。

AXag0042-02 离子束辅助沉积非晶合金薄膜的研究*

目前离子束辅助沉积技术广泛用于各种超硬薄膜的制备,如类金刚石薄膜,但在二元合金系统中制备非晶和亚稳晶相方面鲜有报道。本文报道了作者所在的研究组最近几年用离子束混合技术制备非晶合金薄膜的研究结果。实验结果表明,离子束混合技术制备可用于多种二元合金系统非晶薄膜的制备,非晶合金薄膜的厚度不受实验条件的限制。在具有正混和热的二元合金系统里,已获得获得Cu-Ta和Cu-Nb非晶薄膜,在混和热为负的二元合金系统里,已获得 Fe-Zr、Fe-Nb、Fe-Tb、Co-Nb、Ni-Mo和Ni-Nb等非晶薄膜,采用多层膜离子束混合的方法在正混和热的系统里所获得的非晶成分范围小于在负混和热的系统非晶形成范围。

AXag0043-02 放电等离子烧结技术及其在粉末新材料研究中应用*

介绍了放电等离子烧结(Saprk Plasma Sintering,简称SPS)技术的原理、发展与特点,并结合SPS新材料的研究进展,阐述高性能靶材、稀土磁性材料、超细或纳米晶硬质材料和热电转换材料的合成制备、性能与应用。

AXag0044-02 金属热变形过程中的微观组织预测*

对大型体积成型软件DEFORM3D进行二次开发,将我所在90年代提出的一组热刚粘塑性本构模型以用户子程序的方式插入到DEFORM3D中。并针对FMV拔长工艺,进行数值模拟和实验验证的比较。

AXag0045-02 亚微米级Fe-Cr-Cu金属纤维的研究*

从Cu-Fe-Cr原位复合材料中提取了金属纤维,对其组织结构进行了研究。X射线衍射分析结果表明,金属纤维为bcc结构的铁素体。

AXag0046-01 气相沉积Ni薄膜的微结构和力学性能*

气相沉积纯金属薄膜在微电子、光学、防腐蚀、表面装饰等领域已得到广泛应用。但由于研究上的困难和缺乏应用需求,以往对纯金属薄膜的力学性能的研究关注不够,应用中常以块体材料的性能对其进行粗略的估计。近年来,微机械技术迅速崛起,成为高技术发展的重要方向之一。在微机械技术中,薄膜的刻蚀加工是核心工艺之一,纯金属薄膜由于其刻蚀工艺成熟,质量稳定,易于保证微机械零部件的加工精度而成为微机械技术的主要材料,因而需对其力学性质作较为全面系统的研究。

Ni薄膜具有优良的抗氧化性和综合机械性能,并且具有铁磁性,是微机械技术中的重要材料。本文研究了不同基片温度下的Ni薄膜的微结构和力学性质。

AXag0047-01 铂包钼搅拌器国产化研究*

本文主要介绍了铂包钼搅拌器的结构、应用领域、制造难点、使用注意事项及发展前景。

AXag0048-02 金属多胞材料反平面应变裂纹的稳态扩展*

金属多胞材料(也称为金属泡沫材料)是一种新型的工程材料,它具有独特的物理、力学、热学、电学和声学等性质,如密度小、传热性较好,能吸收能量、声音等,因而可以广泛应用于包装、夹层板的制造、隔音材料、高温气体和流体的过滤、汽车的零部件等领域。特别地,金属多胞材料具有可循环使用的特点。

为了更好地发挥金属多胞材料的功能,了解其力学性能是必要的。本文应用奇异摄动法研究了DF模型下金属多胞材料反平面应变裂纹的稳态扩展,并根据裂纹尖端的塑性变形与弹性变形必须相平衡的观点给出了裂尖附近的最低阶渐近解。

AXag0049-02 掺杂对金属玻璃的形成能力与性能的影响*

块体金属玻璃的成功制备不仅使得金属玻璃作为工程结构材料的应用成为可能,也为金属玻璃的形成机理与玻璃化转变这一重要物理问题研究提供了新的思考点。但是到目前为止所发现的块体金属玻璃形成体系仅ZrTiCuNiBe、PdNiCuP这两个体系具有非常好的玻璃形成能力,其它合金体系的金属玻璃制备仍然需要很苛刻的条件,比如要求原材料的纯度高、高的炼真空度、气氛中的氧含量低等。对于块体金属玻璃的制备,掺杂不仅可以改进×的物理和力学等性能,降低材料的生产成本,也是研究金属玻璃形成的一种有效方法。本文所报道的工作从上述目的出发,采用合金元素添加等方法研究了Y对含Zr基块体金属玻璃的形成能力、力学性能的作用。

AXag0050-02 NdAlFeCo金属玻璃的变形行为*

最近成功的制备出了Nd基多组元大块金属玻璃引起人们的广泛的关注,一是它在室温具有很高的矫顽力,二是用差示扫描热分析表现出反常的热稳定性,在加热测试过程中该体系在晶化温度以前没有表现出显著的玻璃转变。但是Tx/T1有很高的值大约为0.9,这又表明有非常稳定的非晶相抑制了晶化,晶化温度以前没有表现出显著的玻璃转变和Tx/T1有很高的值,这一对矛盾使得该体系不同于其他大块金属玻璃,我们以胶的动态力学试验结果表明在600k时弹性模量迅速衰减和内耗试验峰,这表明有玻璃转变发生了。本文中我们将在不同工下测试NdAlFeCo金属玻璃的变形行为。

AXag0051-02 大型曲轴整体电渣熔铸若干关键技术的研究*

曲轴是柴油机功率输出的关键零部件,它的质量好坏直接关系到柴油机的性能,目前我国正处在柴油机更新换代的时期,各类柴油机正朝着小型化、大功率、超载能力强、可靠性能高的方向发展,因此对柴油机的要求日益增高,特别是大中型柴油机曲轴,传统的毛坯制造工艺难以保证其组织成分和机械性能的要求。电渣熔铸曲轴具有组织纯净、成分均匀、机械性能优良、投入少、产生快等有点,因此可适应大中型柴油机发展的需要。

本文对电渣熔铸整体大型曲轴所涉及到的一些关键技术的研究作了简要的叙述。

AXag0052-02 新型均匀液滴喷射成形技术

些都抗氧化保护膜类Sr原位反应自Mg2Si/ZM5复合材料通真空应炉氩气保护ZM5熔体加入Si获原位反应自Mg2Si/ZM5复合材料采用OM、ESEM、XRD等探讨Sr种复合材料组织与性能影响规律AXfa0002SiCw/LD2Al复合材料超塑变形协调机制研究SiCw/LD2Al复合材料具备高比强度、高比刚度、耐磨、耐热、热膨胀系数并调等系列优异性能航空、航领域广泛应用差机械加工性能限制进步发展解决问题提近终形型技术高应变速率超塑性近终形关键金属基复合材料高应变速率拉伸超塑性已经进行深入研究于压缩变形尤其SiCw/LD2Al复合材料压缩变形机制研究少本文主要SiCw/LD2Al复合材料界面应力集角度研究超塑变形协调机制AXfa0003TiCp/W复合材料热冲击损伤行数值模拟揭示Tic颗粒增强钨基复合材料(TiCp/W)高温失效规律采用限元宏观微观两面该复合材料氧乙炔热冲击损伤行进行数值模拟复合材料非稳态温度场模拟结、材料宏观与微观损伤行模拟结都与实验结吻合AXfa0004Ti-Al-B合金铝含量硼化物存式形态影响用熔铸制备硼化物颗粒增强钛基复合材料通XRDSEM详细研究含铝量变化合金相组及硼化物形态存式变化规律AXfa0005SiCw/MB15镁基复合材料超塑性变形空洞行用金相显微镜、扫描电镜SiCw/MB15镁基复合材料340℃应变速率1.67×10-2s-1变形条件超塑性变形程空洞行进行研究结表明空洞先三叉晶界处形空洞变形初期由扩散控制变形期由基体塑性变形控制AXfa0006原位TiB晶须TiC颗粒复合增强Ti复合材料压缩性能及微观结构采用反应热压制备原位TiB晶须TiC颗粒复合增强钛复合材料复合材料进行高温压缩试验变形前微观结构进行析AXfa0007效SiCw/2024Al复合材料点腐蚀行影响利用273恒电位仪测试室温3.5%NaCl溶液效状态SiCw/2024Al复合材料电化腐蚀行影响规律结表明同效状态复合材料点蚀电位没影响却使其点蚀电流发较变化三种效状态复合材料表面点腐蚀程度同由于复合材料微观组织结构差别导致点腐蚀速率同造AXfa0008激光熔敷Ti5Si3/γ耐磨复合材料涂层组织与耐磨性Ti-Si-Ni合金粉末原料BT9钛合金进行激光熔敷处理制备金属化合物Ti5Si3增强相、镍基固溶体γ相基体快速凝固"原位"耐磨复合材料表面改性层整改性层组织均匀、致密、与基体结合良具高硬度及较抗滑磨损性能AXfa0009金属基复合材料自发浸渗制备工艺般言金属基复合材料增(补)强相与基体相复合需要借助外力粉末冶金烧结前粉体两组机械混合及压力铸造熔体外压驱使进入孔颗粒预制件提供类外力通需要复杂工艺条件昂贵设备制品尺寸形状诸限制寻求经济简便复合材料制备直项极具挑战性任务熔体自发浸渗颗粒预制件项前景看尝试自发浸渗熔体外力作用借助浸润导致毛细管压力自发进入颗粒孔预制件用传统型工艺陶瓷粉末预制所需要形状尺寸金属性熔体自发渗入并充满预制件空隙冷却凝固获颗粒连续基体均匀布复合材料若组间匹配、复合良期望复合材料具理想力性能AXfa0010铜/钢复合材料研究及应用使金属材料限度发挥其所具性能其性能同材料加组合制复合材料钢/钢复合材料(钢表面复铜或铜合金)由于具防腐蚀、抗磨损、导电导热性能优良、美观、本低等优点军工、电、造币、炊具及建筑装饰等领域着广阔应用前景其研究越越引起内外关注本文主要介绍铜/钢复合材料应用、产新进展AXfa0011喷射沉积形颗粒增强金属基复合材料制备技术发展析喷射沉积形颗粒增强金属基复合材料制备技术研究现状系统介绍原位反应喷射沉积形程进行各类反应总结内外喷射沉积形颗粒增强金属基复合材料制备技术优缺点基础发展溶铸-原位反应喷射沉积形金属基复合材料制备新技术AXfa0012铝基复合材料腐蚀控制研究进展铝金属基复合材料(MMCs)具比强度比刚度高耐磨蚀等优点视航空航及汽车工业等领域前途新型结构材料内外均致力于铝MMCs制备提高机械性能研究相言该材料腐蚀性能特别腐蚀控制研究则少显与铝MMCs应用益增现状适应研究铝MMCs腐蚀及腐蚀控制问题已材料科重要课题AXfa0014电封装材料研究现状电及封装技术快速发展封装材料性能提更严格要求综述种新型封装材料发展现状;并金属基复合材料重点别增强体基体材料制备工气及微结构几面讨论材料热性能影响;据进步提改善封装材料热性能途径及未发展向AXfa0015内部素金属基复合材料磨损性能影响综述析金属基复合材料内部素磨损性能影响些素包括增强体种类、、形状取向、体积数析表明述素通影响复合材料磨损机制影响磨损性能金属基复合材料各种条件表现磨损机制性造其磨损性能稳定原AXfa0016金属层状复合材料超塑变形行通热压合轧制研制金属层复合材料复合材料超塑性变形行进行研究发现定变形条件高塑性材料低塑性材料存"牵效应"并复合各组元流变应力、应变速率敏性指数m进行理论推导实验研究单合金相比金属复合材料许优点面增强材料功能另面具优良性能价格比具强劲市场竞争能力许工业领域获广泛应用本课题双层复合材料基础研制层金属复合材料者除具双层复合材料优点外其自身特点即组元间存界面层扩散良界面层性能介于两组元间超塑变形高塑性组元低塑性组元产带作用使复合材料获较整体超塑性AXfa0017外部素金属基复合材料磨损性能影响综述析载荷、滑速度、滑距离、环境温度等外部素金属基复合材料磨损性能影响与复合材料内部影响素类似外部素通影响复合材料磨损机制影响复合材料磨损率AXfa0018颗粒增强铝基复合材料研制、应用与发展颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)具高比强度比刚度、耐磨、耐疲劳、低热膨胀系数、低密度、高微屈服强度、良尺寸稳定性导热性等优异力性能物理性能广泛应用于航、军事、汽车、电、体育运等领域世纪80代初始世界各竞相研究发类材料材料制备工艺、微观组织、力性能与断裂特性等角度进行许基础性研究工作取显著绩目前各相继进入颗粒增强铝基复合材料应用发阶段美欧洲发达家该类复合材料工业应用已始并且列21世纪新材料应用发重要向本文通介绍析外颗粒增强铝基复合材料研制、应用发展趋势并析内该材料现状基础根据"十五"期间内需求探讨析我颗粒增强铝基复合材料发展策期待提建议策于提高内颗粒增强铝基复合材料应用发展所贡献AXfa0019金属层状复合材料研究状况与展望顾金属层状复合材料工艺、机制面研究现状析存问题并今研究进行展望随着科技术突飞猛进发展社材料提更严格、苛刻要求复合材料由于设计各组元优点并弥补各自足具单金属或合金比拟优异综合性能今材料科研究热点复合材料般层状复合材料、颗粒增强复合材料纤维增强复合材料其层状复合材料比颗粒增强、纤维增强复合材料产工艺简单倍受欢迎广泛应用于宇航、石油、化工、轻工、汽车、造船、电、电力、冶金、机械、核能及用品等领域AXfa0020SiC/Wn层状复合材料力性能与显微结构研究陶瓷/金属层状复合材料由于金属破坏前通塑性变形吸收量能量既阻碍裂纹失稳扩展能起预报材料失效作用与同金属与陶瓷间性非强能极提高复合材料靠性金属作陶瓷增韧相层状复合材料研究着非诱前景用金属钨作延性层增韧碳化硅陶瓷设备SiC/W层状复合材料并测试其力性能结表明保持强度变同断裂韧性提高1倍XRDSEM析发现WSiC发化反应界面产新相增强层状复合材料界面结合同降低金属陶瓷增韧效AXfa0021低体积数AL2O3颗粒增强铝基复合材料制备工艺颗粒增强铝基复合材料由于价格低廉,性能优越,目前已经广泛应用于民产各部门.目前制备颗粒增强铝基复合材料比较熟工艺粉末冶金、搅拌铸造、挤压铸造等,几种各其优缺点.挤压铸造种本低,制备材料性能优良制备.挤压铸造制备颗粒增强铝基复合材料体积数高,所材料难进行挤压等塑性变形.使通挤压铸造工艺复合材料能够进行塑性变形,本文通预制块掺入铝粉降低预制块体积数,降低复合材料体积数,使能够进行塑性形.AXfa0022内应力蠕变SicW/A1复合材料残余应力影响碳化硅增强铝基复合材料经历定温度变化材料内部产热错配应力材料冷却室温该应力残余应力由于该力复合材料微观组织结构、性能较影响所近广泛重视近我研究表明热处理改变材料热错应力残余应力本文探讨热处理工艺SiCwA1复合材料残余应力影响AXfa0023SiCw/60601A1复合材料瞬间液相焊接接界面形机理研究SiC/6061A1复合材料瞬间液相焊接接界面结构形机理焊接程采用Zn-A1合金作间层并辅助刮擦、搅拌工艺观察Zn-A1合金/母材界面行润湿、溶解角度析Zn-A1合金与母材间相互作用AXfa0024热挤压SiCp/2A12复合材料才组织性能研究热挤压17vol.%SiCp/2A12复合材料型材组织性能影响结表明热挤压加工改善增强颗粒基体布消除热压坯料内部孔隙明显改善P/M制备SiCp/2A12复合材料型材组织力性能AXfa002515vol%A12O3颗粒增强6061铝基复合材料高温压缩变形行颗粒增强铝基复合材料具比强度高、比模量高、导热性及尺寸稳定性等优点其塑性较差塑性加工程伴随着颗粒断裂及表面裂现象严重影响产品性能发现接近固液两相区进行塑性形具比较效本文亚微米级A12O3颗粒增强6061铝合金复合材料进行高温压缩变形试验研究AXfa0026SiCp颗粒尺寸及含量铝基复合材料拉伸性能影响粉末冶金制备同尺寸体积含量碳化硅颗粒增强铝基复合材料拉伸性能进行研究AXfa0027ZrCp/W复合材料高温拉伸行提高W高温强度W加入20vol%ZiC颗粒形ZrCp/W复合材料20~1400℃拉伸试验结表明:随温度升高复合材料应力――应变曲线非线性行加剧杨氏模量降低抗拉强度断裂应变随温度升高增强度1200℃现峰值480.4MPa复合材料高温强化机理ZrC颗粒载荷传递基体位错强化AXfa0028PSZ/Ni系复合材料高温氧化行采用粉末冶金制备PSZ/Ni系复合材料同组复合材料别700℃、900℃空气等温材料金属氧化行进行析结表明金属Ni组元氧化程度随陶瓷组元增加增加且高温更加严重其原主要面PSZ具较高氧离传导率导致氧向材料内部迅速扩散;另面复合材料存量金属与陶瓷界面缩短氧扩散途径PSZ高氧导率及金属(陶瓷)呈颗粒散存使金属表面积增加导致金属相氧化加剧

6061铝合金热压缩实验 应变为1,变形量应该是多少

请详细的描叙问题


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