纳米多孔TiO₂膜的晶化处理及其热稳定性研究

通过恒压阳极氧化法在HF酸和CrO3的混合电解液中,在纯钛TA1和钛合金TC4表面分别制备了纳米多孔无定型TiO2膜。研究了TA1和TC4表面无定型TiO2膜在空气中热处理的组织转变过程。TA1试样表面的纳米多孔TiO2膜在250℃左右出现锐钛矿相,480℃左右出现金红石相,在600℃左右锐钛矿相向金红石相的转变基本完成,孔结构在600℃左右基本消失;TC4试样表面的纳米多孔TiO2膜在310℃左右出现锐钛矿相,600℃左右出现金红石相,在680℃左右锐钛相向金红石相的转变基本完成,孔结构在700℃左右基本消失。TC4试样表面的氧化膜所含合金元素Al和V,对上述结晶转变温度和孔结构存在的最高温度的差别存在重要影响。

锂离子电池纳米Co₃O₄-PTFE复合负极材料的循环性能

采用在加温的水溶液中电沉积然后烧结方法制备锂离子电池的纳米Co3O4PTFE复合负极材料。XRD分析表明,电沉积的物质在245℃真空热处理后转变为Co3O4PTFE。SEM观察可以发现,Co3O4PTFE中的Co3O4呈现蜂窝结构,其厚度为30～50nm;PTFE则形成交联的柱状体吸附在片状Co3O4两侧,其直径为50～100nm。这种纳米Co3O4PTFE复合沉积层具有结构稳定、抗粉化的特点。充放电实验结果表明,Co3O4掺杂PTFE可明显提高负极材料的可逆比容量和循环性能,其首次放锂比容量为920.1mAh·g-1,20次循环后放锂比容量为685.6mAh·g-1;而没有掺杂PTFE的试样对应的数据分别为865.1mAh·g-1和180.4mAh·g-1。

TiNi合金的形状记忆效应及其工程应用研究进展

对TiNi合金形状记忆效应(SME)的特性、影响因素和工程应用的研究现状进行了综述。着重介绍了TiNi合金SME的特点及其工程意义,合金成分、热处理和加工工艺对SME的影响,以及TiNi合金在驱动器、连接器和紧固件制作,结构变形和开裂控制,结构振动主动控制等方面的应用,并就目前研究的不足以及该研究领域的发展方向提出了一些看法。

TiAl合金激光熔覆复合材料涂层的高温抗氧化性能研究

利用预涂NiCrCr3C2复合粉末对γTiAl合金(简称TiAl合金)进行激光熔覆处理,制得了以Cr7C3、TiC硬质相为耐磨增强相,以γNiCrAl镍基固溶体为基体的复合材料涂层,研究了原始TiAl合金和激光熔覆涂层的高温(1000℃)恒温氧化性能。结果表明:激光熔覆复合材料涂层在1000℃恒温氧化条件下具有较好的抗氧化性能,氧化层结构较连续致密,在组成上主要由Al2O3、Cr2O3和TiO2组成,原始TiAl合金的高温氧化产物表层主要由脆性疏松的TiO2组成,而亚表层则为(TiO2+αAl2O3)的混合氧化物,表现出较差的高温抗氧化性能。

AISI 304不锈钢渗铜后的微观组织及抗菌性能

以CuO+NH4Cl为渗剂对AISI304不锈钢表面进行化学渗铜处理,获得了具有优良抗菌性能的渗铜层。用扫描电镜及小掠射X射线衍射仪分析了渗层深度、微观组织及相组成。试验结果表明,当渗铜处理温度大于900℃后,渗铜层深度及渗层中富铜相Cu9.9Fe0.1及Cu3.8Ni的生成量快速增加。渗层中富铜相生成量越多,不锈钢的抗菌效果越佳,尤其是金黄色葡萄球菌。AISI304不锈钢经950℃保温4h渗铜处理后得到了较深的渗铜层,铜以富铜相形式均匀分布于渗层,具有优良的抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的效果。

电磁加速等离子喷涂法制备碳化硼涂层初步分析

利用自制的电磁加速等离子喷涂装置在45钢基体上制备了碳化硼涂层,运用扫描电镜、能谱分析及X射线衍射分析对碳化硼涂层的形貌和相组成进行了定性的分析。实验结果表明:利用自制的电磁加速等离子喷涂装置成功地制备了碳化硼涂层,单次喷涂厚度在11～12μm。所制备的碳化硼涂层中除了含有碳化硼外,还含有B和C的一些其他相。

“国际材料科学与工程学术研讨会”在山西太原胜利闭幕

工艺参数对低碳钢形变强化相变的影响

研究了低碳钢过冷奥氏体变形时,工艺参数即变形温度、变形速率和原始奥氏体晶粒大小对形变强化相变组织演变、转变动力学及相变完成时临界应变量εc的影响。结果表明,εc随变形温度降低而减小,随形变速率和原始奥氏体晶粒大小增大而增加。其中,变形温度对εc的影响最大。在相同应变速率的条件下,降低变形温度、减小原始奥氏体晶粒尺寸,都起到了促进相变的作用,使转变动力学提前。在所研究的不同工艺中,组织演变和转变动力学均可分为两个阶段。第一阶段与晶界、孪晶界或形变带作为相变优先形核位置的“位置饱和”机制有关;第二阶段为晶内铁素体奥氏体相界前沿高畸变区的反复快速形核,是以形核为主导的过程,表现为“形核位置不饱和”机制。晶粒的长大在时间与空间上受到限制,形变强化相变完成时,可以使铁素体晶粒细化到2～3μm。

稀土相与表面处理对Ti-60钛合金疲劳源的影响

对Ti60高温钛合金的疲劳断口进行了扫描电镜(SEM)、二次电子像(SEI)背散射电子像(BEI)分析,根据疲劳裂纹源所在位置的不同研究了Ti60高温钛合金的疲劳裂纹源位置。结果表明,疲劳裂纹源在表面未强化试样表面稀土相处萌生,而对表面强化试样而言,疲劳裂纹源在表面强化层下稀土相处或滑放区萌生。用疲劳裂纹萌生的微细观过程理论对疲劳裂纹萌生的条件及疲劳强度的影响进行了分析。

探究合金力学性能的根源——评《结构钢与铝合金塑性变形的微观机制》

形变热处理对Al-Li合金组织和性能的影响

研究了形变热处理对2091型AlLi合金显微组织和力学性能的影响,结果表明,固溶+8%变形+双级时效可以使合金获得良好的强塑性配合。合金中主要强化相δ′(Al3Li)适宜的粒度、析出相S′(Al2CuMg)分散沉淀、晶界上平衡相析出量的减少以及δ′无沉淀析出带(PFZ)的窄化,是合金强塑性改善的主要原因。

Cu-Cr-Zr-Ce-Y合金时效析出特性和受电磨损行为研究

对Cu-Cr-Zr-Ce-Y合金时效析出特性、受电滑动磨损形貌及电磨损机理进行研究。结果表明:Cu0.34Cr0.06Zr0.03Ce0.03Y合金在950℃固溶1h后,在480℃时效处理能获得较高的显微硬度和导电率。时效前冷变形能大大加快析出相的析出,析出相对位错的钉扎作用强烈阻碍合金再结晶的形核和长大,使合金产生明显的时效硬化。固溶合金经60%冷变形后在480℃时效2h,其显微硬度和导电率分别高达163HV和79.78%IACS,而固溶后直接时效时仅为119HV和68.25%IACS。受电磨损时,合金的磨损量随加载电流的提高而增加,其主要磨损机制为粘着磨损、磨粒磨损及电蚀磨损。

束状薄片马氏体的种类和特征

用光学显微镜和扫描电镜研究了12种市售钢中马氏体的表观形貌。结果发现,因惯习面不同,束状薄片马氏体应分成两类,即{111}型和{225}型。前者形成的碳含量范围约0.4%～0.9%,后者约1.0%～1.4%。分析了两者的显微组织特征和区别以及形成的原因。提出了采用显微组织鉴别马氏体惯习面的金相法,可以对X射线和电子衍射的测量结果作出准确标定。

18-8型奥氏体不锈钢动态应变时效后的微观组织

研究了188型奥氏体不锈钢动态应变时效现象的规律,发现在5×10-4s-1的应变速率下,在523～673K和723～873K的温度范围内会出现动态应变时效现象;在此基础上研究了材料在发生动态应变时效时的微观组织。结果表明:在动态应变时效过程中发生的运动位错与溶质原子之间的交互作用使材料的位错组态发生变化,在相同的预应变量下,随着动态应变时效预处理的温度升高,材料的位错密度提高,形成更复杂、更稳定的位错组态。

分级淬火中硅诱发贝氏体相变的研究

采用新型分级淬火工艺生产高硅贝氏体球铁,将试样奥氏体化后,入常温介质中分级淬火,使球铁在230℃箱式电炉中等温转变成贝氏体组织,与传统的盐浴等温淬火贝氏体球铁进行比较。利用SEM、硬度计、冲击试验机等分析测试技术,对材料的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明:采用分级淬火工艺生产高硅贝氏体球铁时,在Si含量大于3·3wt%时,对贝氏体相变具有显著的诱发作用,从而使贝氏体球铁组织细化,力学性能提高(52~56HRC、αK达12~15J/cm2),并对此进行了理论分析。

双相不锈钢应力应变曲线数值模拟

设计了成分与SAF2205双相不锈钢中奥氏体相和铁素体相成分相近的单相奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢,根据其应力-应变曲线,采用有限元方法,计算了双相不锈钢的应力-应变曲线,并与实测值进行对比,同时对奥氏体的体积分数和双相不锈钢中两相屈服强度之比(C*)等影响双相不锈钢力学性能的因素进行了讨论。由单相奥氏体和铁素体不锈钢的应力-应变曲线计算的双相不锈钢的应力-应变曲线和实测的双相不锈钢应力-应变曲线吻合很好,说明本文所建立的有限元模型正确。计算表明奥氏体体积分数对应力-应变曲线的弹性部分没有影响,而对塑性部分影响较大。在外应力作用下,随着奥氏体体积分数的增加,应变增加;不同奥氏体与铁素体屈服强度之比(C*)对应力-应变曲线弹性部分没有影响,而对塑性部分略有影响,在外加应力作用下,随着C*增加,应变增加。