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航天铝合金变极性等离子弧焊焊接接头的腐蚀与疲劳交替研究 被引量：2
1
作者 高冲 董丽虹 +3 位作者 王海斗 李斌 吕晓仁 聂佳鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期141-147,共7页
随着可重复使用航天器理念的提出,可重用航天器多次空天往返和地面修复过程的腐蚀与疲劳交替问题不可忽视。本工作以5A06铝合金变极性等离子弧焊焊接接头为研究对象,对焊接接头进行腐蚀与疲劳交替试验,研究不同单位腐蚀时间对腐蚀与疲... 随着可重复使用航天器理念的提出,可重用航天器多次空天往返和地面修复过程的腐蚀与疲劳交替问题不可忽视。本工作以5A06铝合金变极性等离子弧焊焊接接头为研究对象,对焊接接头进行腐蚀与疲劳交替试验,研究不同单位腐蚀时间对腐蚀与疲劳交替工况下疲劳寿命的影响。通过扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对其断口进行表征,分析了腐蚀与疲劳交替后焊接接头的损伤特性。结果表明,随着单位腐蚀时间的延长,腐蚀与疲劳交替寿命呈现先下降后平稳的趋势。这主要归因于腐蚀会钝化疲劳裂纹尖端,形成新的点蚀坑,同时钝化疲劳过程中的侵入/挤出和微裂纹降低了表面应力的集中程度,使疲劳寿命相对延长,从而反映出寿命保持稳定的状态。其中,断裂位置均处于热影响区,这主要因为焊接热影响区耐腐蚀性差,易造成严重腐蚀损伤,较大的腐蚀坑引起严重的应力集中,从而加速裂纹萌生。 展开更多
关键词 5A06铝合金 变极性等离子弧焊(VPPAW) 腐蚀与疲劳交替 盐雾腐蚀
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镁合金基体超音速等离子喷涂Al-Al_(2)O_(3)复合涂层组织与耐腐蚀性能研究 被引量：4
2
作者 任东亭 王文权 +2 位作者 张新戈 杜文博 朱胜 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期207-213,共7页
镁合金的耐腐蚀性能差,在工程应用中往往因腐蚀而发生失效,通过表面工程技术对镁合金进行表面改性或防护,是工程应用中采用的重要手段。本工作采用超音速等离子喷涂(Supersonic plasma spray,SPS)工艺在AZ61镁合金表面制备Al-Al_(2)O_(3... 镁合金的耐腐蚀性能差,在工程应用中往往因腐蚀而发生失效,通过表面工程技术对镁合金进行表面改性或防护,是工程应用中采用的重要手段。本工作采用超音速等离子喷涂(Supersonic plasma spray,SPS)工艺在AZ61镁合金表面制备Al-Al_(2)O_(3)复合涂层,其中Al_(2)O_(3)的质量分数分别为30%、50%和70%(下文简称AA30、AA50、AA70)。研究了Al_(2)O_(3)含量对Al-Al_(2)O_(3)复合涂层微观组织、孔隙率、电化学性能以及盐雾耐腐蚀性能的影响。结果表明,涂层的表面呈现熔滴铺展堆叠形成的浪花状形貌,粉末熔化充分,涂层内部结合紧密,各涂层均由Al、α-Al_(2)O_(3)和γ-Al_(2)O_(3)三种物相组成。AA70涂层的孔隙率较AA30和AA50明显升高,达到了6.71%;电化学极化试验研究表明,各涂层比AZ61镁合金基体表现出更高的电极电位和较低的自腐蚀电流密度,AZ61镁合金基体自腐蚀电流密度为5.144 mA·m^(-2),而AA30、AA50和AA70的自腐蚀电流密度分别为2.950 mA·m^(-2)、3.084 mA·m^(-2)和2.496 mA·m^(-2),三种涂层相比母材AZ61表现出较低的电化学腐蚀速率。电化学阻抗测试结果表明,三种涂层的R ct达到了AZ61镁合金基体的两倍左右,显示出较低的阳极溶解活性。在盐雾试验中,AZ61镁合金基体产生大量的腐蚀产物和龟裂纹;涂层AA30和AA50由于腐蚀产物的积累产生了大量裂纹,在涂层与基体的界面处发生了电偶腐蚀,最终随着基体表面的腐蚀,涂层产生了剥落;涂层AA70腐蚀程度最小,表现出最佳的抗腐蚀性能。 展开更多
关键词 超音速等离子喷涂 Al-Al_(2)O_(3)复合涂层 镁合金 孔隙率 耐腐蚀性能
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红外抗反射微纳结构刻蚀制备研究进展 被引量：2
3
作者 李雪伍 王红星 +3 位作者 郭伟玲 邢志国 黄艳斐 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期162-171,共10页
“蛾眼效应”指光波折射率因蛾眼表面微纳结构在深度方向呈连续性变化,使大部分光被吸收,只有极少被反射的现象。受“蛾眼效应”启发,在材料表面制备微纳结构使其具有独特抗反射性能受到广泛关注,在太阳能电池、光电探测器、光电二极管... “蛾眼效应”指光波折射率因蛾眼表面微纳结构在深度方向呈连续性变化,使大部分光被吸收,只有极少被反射的现象。受“蛾眼效应”启发,在材料表面制备微纳结构使其具有独特抗反射性能受到广泛关注,在太阳能电池、光电探测器、光电二极管和军事隐身等领域有广阔应用前景。本文梳理不同微纳结构抗反射原理,并对红外抗反射结构的不同刻蚀制备方法及其应用进行综述,总结了化学刻蚀、反应离子刻蚀、超快激光刻蚀等红外抗反射结构制备方法的特点以及对抗反射性能的影响,阐述红外抗反射结构在红外探测、红外热成像和隐身等方面的应用,并对抗反射结构制备方法研究方向与未来前景进行展望。 展开更多
关键词 抗反射结构 红外 微纳结构 刻蚀制备
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原位合成的钛合金@CNTs粉体SPS制备TiC/Ti复合材料的微结构与性能 被引量：1
4
作者 白云官 吉小超 +3 位作者 李海庆 魏敏 于鹤龙 张伟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期193-199,共7页
以Fe/Ni为催化剂,利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在球形钛合金微米粉体表面原位合成了碳纳米管(CNTs)包覆的钛合金(钛合金@CNTs)复合粉末。以钛合金@CNTs粉体为原料,利用放电等离子体烧结(SPS)工艺制备了原位TiC与CNTs增强Ti... 以Fe/Ni为催化剂,利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在球形钛合金微米粉体表面原位合成了碳纳米管(CNTs)包覆的钛合金(钛合金@CNTs)复合粉末。以钛合金@CNTs粉体为原料,利用放电等离子体烧结(SPS)工艺制备了原位TiC与CNTs增强Ti基复合材料,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱仪、X射线衍射仪、电子探针、纳米压痕等对复合粉体及烧结复合材料的微观结构、物相成分及力学性能进行了表征分析。在此基础上探讨了催化剂前驱体含量、生长时间等对低温原位CNTs生长机理的影响,以及复合粉体烧结反应对复合材料组织结构的形成以及CNTs与Ti基体反应原位形成TiC的机理。结果表明,原位形成的TiC主要受CNTs的结晶度与SPS温度所影响。 展开更多
关键词 碳纳米管 原位合成 钛基复合材料 微结构 力学性能
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等离子喷涂熔滴铺展凝固行为研究现状
5
作者 肖嵩 刘明 +2 位作者 张小龙 黄艳斐 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期179-190,共12页
等离子喷涂实质上是以等离子气体为热源,将金属或陶瓷粉末加热成具有一定温度和速度的熔滴,并撞击基体表面而在基体上铺展凝固的过程,该过程对涂层质量具有重要影响。本文从单个和多个熔滴的铺展凝固行为、铺展凝固的影响因素以及熔滴... 等离子喷涂实质上是以等离子气体为热源,将金属或陶瓷粉末加热成具有一定温度和速度的熔滴,并撞击基体表面而在基体上铺展凝固的过程,该过程对涂层质量具有重要影响。本文从单个和多个熔滴的铺展凝固行为、铺展凝固的影响因素以及熔滴凝固时产生键合和裂纹的原因三个方面,综述了等离子喷涂过程中熔滴撞击、铺展、凝固过程。当冷却速率不同时,熔滴撞击基体后会出现先铺展后凝固和边铺展边凝固两种行为;由于后续熔滴撞击位置的不同,材料会出现不同类型的孔隙;由于晶格参数和过冷度的不同,凝固方式主要有非稳态凝固和外延生长;影响铺展凝固的因素有气体捕获、熔滴底层凝固和基体预热等;提高粒子温度和基体温度、减少基体传热可以促进凝固过程中界面结合;合适的分段裂纹密度可以显著提升涂层性能。通过研究熔滴铺展凝固行为和堆叠过程,可以明确涂层内部缺陷的形成原因,完善对涂层形成机理的认识,更加科学地指导涂层质量调控。 展开更多
关键词 等离子喷涂 铺展行为 凝固机理 衬底温度 冶金结合 裂纹
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结构对钙钛矿压电薄膜电学性能影响的研究进展 被引量：2
6
作者 米庆博 邢志国 +4 位作者 王海斗 金国 郭伟玲 黄艳斐 唐诗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第15期15065-15071,共7页
钙钛矿结构的压电陶瓷具有压电系数高、机电耦合性能良好、性能稳定可靠等优点,其应用环境广泛,是当前重要的商用传感器及半导体元件制造材料之一。其中薄膜结构的钙钛矿压电材料的尺寸小,有利于集成复杂电路结构,在精密电子元件的制造... 钙钛矿结构的压电陶瓷具有压电系数高、机电耦合性能良好、性能稳定可靠等优点,其应用环境广泛,是当前重要的商用传感器及半导体元件制造材料之一。其中薄膜结构的钙钛矿压电材料的尺寸小,有利于集成复杂电路结构,在精密电子元件的制造上具有不可替代的优势。然而,宏观上的尺寸降低、界面间的晶格失配以及成型过程中产生的气孔缺陷限制了畴壁的运动,致使薄膜材料表现出较低的铁电、压电、介电特性。近年来,研究者不断调整基体的种类并探索压电薄膜成型工艺的改进方法,试图优化压电薄膜因受结构特点限制而降低的电学性能。研究认为,(100)、(110)、(111)是能够有效促进薄膜电学特性提升的晶粒取向,同时柱状的晶粒形状和大的晶粒尺寸能够进一步保证薄膜获得良好的电学性能。晶粒形状和晶粒尺寸强烈依赖于薄膜的厚度,而薄膜厚度的增加有利于各项电学性能的提升。另外,晶粒尺寸与薄膜厚度类似,二者均存在一临界值,在该值以下,电学响应几乎消失。界面处的失配应变导致的失配位错限制了电畴的运动,低介电常数层降低了薄膜的静电存储能力,是导致薄膜的电特性下降的重要因素。薄膜中孔隙的钉扎效应提高了新畴形核长大的能量势垒,同时也将抑制压电薄膜中四方相向菱形相的转变,这使得孔隙在降低压电薄膜压电系数(d_(33))的同时,也有可能增强薄膜的热稳定性。此外,近年来的研究发现,薄膜的机械耦合性能与孔隙率存在正相关关系。文中针对压电陶瓷薄膜结构及结构特征产生的应力对其性能的影响进行论述,阐述了薄膜晶体结构、几何结构及缺陷分别对材料电学性能的影响,分析了薄膜内部微区结构对畴壁运动的作用机制。随着智能制造行业的快速发展,压电陶瓷薄膜势必向着尺寸更小、结构设计更复杂、使用范围更广泛、功能更全面、集成度更高的方向发展。 展开更多
关键词 压电薄膜 晶粒取向 尺寸 晶格失配 缺陷
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SiC陶瓷表面增韧用环氧树脂基增韧剂的制备与性能研究 被引量：1
7
作者 李林虎 唐修检 +3 位作者 王龙 何东昱 刘谦 谭俊 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第1期266-276,共11页
碳化硅陶瓷在磨削加工中极易产生崩碎损伤,在碳化硅陶瓷磨削层实时涂覆增韧剂是降低崩碎损伤的新方法。以E51双酚A型环氧树脂、无水乙醇、651型低相对分子质量聚酰胺树脂和1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)为主要成分制备了一种增韧剂,... 碳化硅陶瓷在磨削加工中极易产生崩碎损伤,在碳化硅陶瓷磨削层实时涂覆增韧剂是降低崩碎损伤的新方法。以E51双酚A型环氧树脂、无水乙醇、651型低相对分子质量聚酰胺树脂和1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)为主要成分制备了一种增韧剂,通过测量增韧剂在碳化硅陶瓷表层的接触角、浸润深度与固化时间,探究了增韧剂各组分的添加量与碳化硅陶瓷表面粗糙度对增韧剂润湿性能与固化速率的影响规律,优化出一种润湿性能好、固化速率快的增韧剂。结果表明:增韧剂的最佳质量配比为m(E51双酚A型环氧树脂)∶m(无水乙醇)∶m(651型低相对分子质量聚酰胺树脂)∶m(DBU)=1∶0.9∶0.5∶0.02,该增韧剂在碳化硅陶瓷表层的浸润时间约为160 s,浸润深度约为40μm,可使碳化硅陶瓷的表层硬度降低约25%;增韧剂的润湿性能随着溶剂的增加或碳化硅表面粗糙度的增大而提高,促进剂添加量的改变对增韧剂的润湿性能几乎无影响;增韧剂的固化速率随溶剂的增加而降低,随促进剂的增加而提高,但当促进剂达到饱和时,固化速率不再提高。 展开更多
关键词 碳化硅陶瓷 崩碎损伤 环氧树脂 增韧剂 配制工艺 性能表征
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