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碳纳米管-铜复合薄膜材料的抗辐照损伤性能研究
1
作者 毛鹏燕 赵晖 +1 位作者 李宏达 邰凯平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期164-169,共6页
利用磁控溅射沉积技术获得的碳纳米管-金属复合材料是一种新型的纳米多孔材料,涂覆碳纳米管-金属复合材料的结构组件在新型核反应堆中具有广阔的应用前景。但是目前的报道中对碳纳米管-金属复合材料抗辐照损伤性能的研究还很少。因此,... 利用磁控溅射沉积技术获得的碳纳米管-金属复合材料是一种新型的纳米多孔材料,涂覆碳纳米管-金属复合材料的结构组件在新型核反应堆中具有广阔的应用前景。但是目前的报道中对碳纳米管-金属复合材料抗辐照损伤性能的研究还很少。因此,本工作通过磁控溅射沉积技术,制备了两种不同厚度的碳纳米管-铜复合薄膜,结合室温下的He离子辐照对石蜡基矿物油有机蒸汽的脱氢效应在复合薄膜表面包覆碳层,研究了碳层包覆前后碳纳米管-铜复合薄膜的抗辐照损伤性能。结果表明,随着辐照剂量和辐照温度升高,样品内逐渐产生孔洞等缺陷,且孔洞尺寸较小,这与碳纳米管-铜复合薄膜较高的晶界体积分数和比表面积以及降低的缺陷迁移速率有关。与平面基底上沉积的铜薄膜相比,复合薄膜在室温和高温辐照后,晶粒尺寸明显减小,这与一维碳纳米管基底可显著限制碳纳米管轴向垂直方向上的晶界迁移有关。碳层包覆后的碳纳米管-铜复合薄膜的高温结构稳定性和抗辐照损伤性能明显增强,这得益于碳包覆碳纳米管-铜复合薄膜较高的晶界体积分数和比表面积以及稳定的纳米晶粒。 展开更多
关键词 铜纳米晶 碳纳米管 碳包覆层 抗辐照损伤性能 高温结构稳定性
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表面渗碳高强轴承钢滚动接触疲劳行为研究
2
作者 杨红兵 邵子恒 +5 位作者 颜莹 谷金波 迟宏宵 王斌 张鹏 张哲峰 《材料导报》 北大核心 2025年第12期170-178,共9页
近年来,为追求更优异的滚动接触疲劳性能,表面渗碳技术已被广泛应用于轴承钢的制备过程中。本工作对一种高强不锈轴承钢进行两种不同工艺时长的渗碳处理,研究渗碳处理高强轴承钢的微观组织、显微硬度、残余应力及滚动接触疲劳行为。结... 近年来,为追求更优异的滚动接触疲劳性能,表面渗碳技术已被广泛应用于轴承钢的制备过程中。本工作对一种高强不锈轴承钢进行两种不同工艺时长的渗碳处理,研究渗碳处理高强轴承钢的微观组织、显微硬度、残余应力及滚动接触疲劳行为。结果表明:两种工艺渗碳处理获得的碳化物类型、尺寸、形状、含量以及残余应力梯度均十分相近;较长时间渗碳处理获得的残余奥氏体在尺寸和含量上均明显大于较短时间渗碳处理的情况,两种工艺渗碳处理高强轴承钢在滚动接触疲劳过程中都会在亚表面最大切应力位置附近形成亮蚀区(Light etched region, LER);疲劳裂纹萌生于亮蚀区内,并向表面扩展,最终形成深度与最大切应力到表面距离相近的剥落坑。渗碳处理时间较长的高强轴承钢具有较高的滚动接触疲劳寿命,这是因为其渗层中具有相对规模较大的残余奥氏体;残余奥氏体会使裂纹尖端钝化与闭合,进而延缓疲劳裂纹扩展,提升疲劳裂纹扩展寿命。 展开更多
关键词 高强轴承钢 渗碳处理 残余奥氏体 滚动接触疲劳寿命
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石墨烯基导热膜研究进展
3
作者 李慧君 张晴 +2 位作者 黄坤 裴嵩峰 任文才 《新型炭材料(中英文)》 北大核心 2025年第3期540-552,共13页
随着电子设备的小型化和高度集成化,设备运行时的热量聚集和温度分布不均等问题严重影响着系统的可靠性和稳定性,制约着电子技术的发展。高性能石墨烯基导热膜凭借自身高面内热导率的特点,可将局部热点的热量高效扩展至更大的传热面积... 随着电子设备的小型化和高度集成化,设备运行时的热量聚集和温度分布不均等问题严重影响着系统的可靠性和稳定性,制约着电子技术的发展。高性能石墨烯基导热膜凭借自身高面内热导率的特点,可将局部热点的热量高效扩展至更大的传热面积来提升散热效率、降低器件运行温度,是重要的电子设备热管理材料。本综述分析了石墨烯膜结构与导热性能的关系,介绍了石墨烯基导热膜的主要制备方法,讨论了石墨烯前驱体,制膜工艺以及热处理过程对石墨烯膜缺陷结构的调控和修复机制,总结了当前提高石墨烯膜热导率的主要方法和研究进展,探讨了当前石墨烯导热膜技术发展的主要挑战和未来发展方向。 展开更多
关键词 石墨烯膜 热导率 热处理 缺陷结构 热管理
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Cronidur30轴承钢热变形连接工艺研究
4
作者 张家源 贾震 +3 位作者 汪建强 白云飞 孙明月 徐斌 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第6期155-163,共9页
通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等表征方法研究了不同变形温度、变形量和保温处理对Cronidur30(C30)轴承钢热变形连接界面愈合效果的影响,并开展了热变形连接中试试验验证。结果表明:在1000℃/10%的条... 通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等表征方法研究了不同变形温度、变形量和保温处理对Cronidur30(C30)轴承钢热变形连接界面愈合效果的影响,并开展了热变形连接中试试验验证。结果表明:在1000℃/10%的条件下,连接界面存在大量孔洞。随着变形温度和变形量的提高,连接界面的孔洞逐渐闭合,但在界面处仍残留大量氧化物。在1200℃/30%条件下,连接界面孔洞基本消失,界面氧化物发生分解;经过1100℃高温保温4 h后,连接界面位置出现明显晶界迁移,界面氧化物完全分解。由此可知,C30轴承钢热变形连接的临界工艺参数为1200℃/30%+1100℃/4 h。在此基础上,选择1200℃/50%+1200℃/16 h的热变形连接工艺参数开展中试试验,中试件的评价结果表明,原始连接界面已完全消失,连接界面力学性能基本恢复至基体水平,验证了热变形连接制备大尺寸C30轴承钢的可行性。 展开更多
关键词 Cronidur30轴承钢 热变形连接 微观组织 力学性能
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硼掺杂浓度对金刚石薄膜电化学高级氧化性能的影响:基于[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)探针的研究
5
作者 郑子文 翟朝峰 +3 位作者 张楚燕 胡天文 姜辛 黄楠 《中国表面工程》 北大核心 2025年第2期255-267,共13页
硼掺杂金刚石(BDD)薄膜作为电化学高级氧化降解有机污染物的电极材料,在环境保护领域具有重要的应用价值。硼掺杂浓度是影响性能的重要因素,然而直接建立硼掺杂浓度与BDD薄膜电化学高级氧化性能关系极具挑战。以热丝化学气相沉积制备的... 硼掺杂金刚石(BDD)薄膜作为电化学高级氧化降解有机污染物的电极材料,在环境保护领域具有重要的应用价值。硼掺杂浓度是影响性能的重要因素,然而直接建立硼掺杂浓度与BDD薄膜电化学高级氧化性能关系极具挑战。以热丝化学气相沉积制备的不同硼掺杂浓度的10.16 cm(4英寸)BDD薄膜为研究对象,利用[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)氧化还原对研究BDD薄膜电化学性质,并结合电化学高级氧化降解四环素的试验结果,建立BDD薄膜电化学性质和降解性能之间的联系。研究结果表明,BDD薄膜对四环素的降解能力与电化学活性面积(ECSA)、异质电子转移动力学性质(异质电子转移常数k_(0)和电子转移电阻R_(ct))遵从相同的变化规律:BDD_(4000)>BDD_(6800)>BDD_(4700)>BDD_(3000)。在适中的硼掺杂浓度4000 ppm(10-6)条件下,BDD_(4000)薄膜由高电化学活性的金刚石(111)面和良好化学吸附能力的纳米晶金刚石构成,因而具有高k_(0)(1.95×10^(-2)cm·s^(-1))、低R_(ct)(126.6Ω)和高ECSA。这将促进BDD薄膜高效地产生羟基自由基(·OH),从而高效率降解四环素。研究结果表明,开展BDD薄膜在[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)中电化学性质测量,能够为迅速、简便地评估BDD薄膜电化学高级氧化性能提供参考,对选择高性能的电极材料并进一步推动其在环境保护领域的应用具有积极作用。 展开更多
关键词 热丝化学气相沉积 硼掺杂金刚石 电化学性质 异质电子转移动力学性质 电化学高级氧化
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考虑变形历程的热处理工艺对Ti-6Al-4V合金组织和性能影响的研究
6
作者 李硕 谢碧君 +5 位作者 郭逸丰 郑莉莉 李希超 徐斌 孙明月 李殿中 《热加工工艺》 北大核心 2025年第10期49-55,共7页
航空用大型钛合金环形件截面复杂且尺寸极大,在轧制成形及热处理过程中,由于不同部位的变形和传热条件不同,将导致环件横截面不同区域应变和温度分布的不均匀性,进而使得环件不同区域微观组织和力学性能存在差异性,这种不均匀状态极大... 航空用大型钛合金环形件截面复杂且尺寸极大,在轧制成形及热处理过程中,由于不同部位的变形和传热条件不同,将导致环件横截面不同区域应变和温度分布的不均匀性,进而使得环件不同区域微观组织和力学性能存在差异性,这种不均匀状态极大地影响大型钛合金环件的整体力学性能。根据大型环件不同区域的应变分布设计不同变形量的压缩实验并实施不同的热处理工艺,研究不同变形量及退火工艺对Ti-6Al-4V合金组织及其力学性能的影响。结果表明,变形量对α_(p)和β_(t)相的尺寸、含量和形貌具有显著影响。随着变形量的增大,动态再结晶发生,α_(p)和β_(t)相的晶粒尺寸先逐渐减小再增大,α相的相对含量则呈现先逐渐升高后减小的趋势。组织变化使得变形态Ti-6Al-4V合金的抗拉强度呈现先升高后降低的趋势。而经退火处理后,α_(p)和β_(t)相的尺寸、含量和形貌保持与变形态试样一致的变化规律,且退火态TC4合金的抗拉强度及伸长率均呈现先升高后降低的情况,组织和性能均表现出一定的遗传性。 展开更多
关键词 TI-6AL-4V合金 变形遗传 退火 微观组织 拉伸强度
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组氨酸丁酯对甲苯磺酸盐制备及缓蚀性能研究
7
作者 刘畅 王雷 +2 位作者 温井龙 卜星宇 徐睿瑶 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期690-694,共5页
以L-组氨酸、正丁醇、苯、对甲苯磺酸为原料,制备绿色高效的组氨酸丁酯对甲苯磺酸盐(Hbp)。通过质谱(MS)、核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、红外光谱(IR)等手段表征产品的结构。采用极化曲线、阻抗谱图、失重等方法研究液相缓蚀能力,根据GB/T ... 以L-组氨酸、正丁醇、苯、对甲苯磺酸为原料,制备绿色高效的组氨酸丁酯对甲苯磺酸盐(Hbp)。通过质谱(MS)、核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、红外光谱(IR)等手段表征产品的结构。采用极化曲线、阻抗谱图、失重等方法研究液相缓蚀能力,根据GB/T 35491检测法研究气相缓蚀能力。通过量子化学计算研究产物结构对缓蚀性能的影响。研究结果表明:质谱检测到的分子量为381,分子式为C_(17)H_(23)N_(3)SO_(5),结合核磁共振氢谱与红外光谱可证明产物为组氨酸丁酯对甲苯磺酸盐。其为白色固体,无味,熔程为221~223℃;浓度为1 mmol/L的缓蚀剂在0.5 mol/L硫酸溶液中对Q235碳钢的缓蚀效率相比于L-组氨酸本身有较大提高。 展开更多
关键词 缓蚀剂 Q235碳钢 L-组氨酸 对甲苯磺酸
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含长周期有序堆垛结构镁合金变形机理的透射电子显微学研究
8
作者 邵晓宏 彭珍珍 +1 位作者 靳千千 马秀良 《电子显微学报》 北大核心 2025年第2期250-270,共21页
兼具高强度、高塑性、高稳定性的镁合金在航空、航天及交通运输等行业具有重大战略需求,也是当前基础科学研究的一大热点。对微观结构的深入理解,尤其是在原子尺度对相结构及变形机理的综合认识是材料优化设计的根本。因此,在原子尺度... 兼具高强度、高塑性、高稳定性的镁合金在航空、航天及交通运输等行业具有重大战略需求,也是当前基础科学研究的一大热点。对微观结构的深入理解,尤其是在原子尺度对相结构及变形机理的综合认识是材料优化设计的根本。因此,在原子尺度深入解析新型高性能镁合金微观结构,阐明变形机理与性能的关系,能够为镁合金的按需设计和实际应用提供实验和理论依据。本文主要综述了含长周期有序堆垛(long⁃period stacking ordered,LPSO)结构的镁合金变形机理方面的进展,主要包括:LPSO结构的扭折变形形成机理及该镁合金的强韧化机制,LPSO结构与孪晶的交互作用,扭折与变形孪晶协同提高塑性的机理,LPSO间孪晶的交汇行为等,并总结前期研究且对未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 镁合金 长周期有序堆垛结构 透射电镜 扭折 变形孪晶
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WO_(3)薄膜潜在极化特性的原子尺度研究
9
作者 杨勇 杨玉寅 +3 位作者 王靖辉 朱银莲 马秀良 唐云龙 《电子显微学报》 北大核心 2025年第4期440-447,共8页
结合像差校正透射电子显微技术和多模式原子力显微技术,本文研究了生长在LaAlO_(3)衬底上WO_(3)薄膜的极化特性。衍衬分析表明WO_(3)薄膜在衬底上外延生长,薄膜内部呈现出周期性的铁弹畴。原子尺度表征揭示了薄膜与衬底保持共格外延状... 结合像差校正透射电子显微技术和多模式原子力显微技术,本文研究了生长在LaAlO_(3)衬底上WO_(3)薄膜的极化特性。衍衬分析表明WO_(3)薄膜在衬底上外延生长,薄膜内部呈现出周期性的铁弹畴。原子尺度表征揭示了薄膜与衬底保持共格外延状态以及薄膜内部存在大量的线缺陷。利用几何相位分析,确定了薄膜在面内面外都存在较大的应变梯度,解释了薄膜极化的来源。实验证实,线缺陷同时具有局域导电特性,表明缺陷对WO_(3)薄膜的极化保持性能产生明显影响。这一发现为应变-缺陷耦合影响氧化物极化特性提供了新见解。 展开更多
关键词 极化 缺陷 应变梯度 像差校正电子显微学
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稀土氧化物在Al_(2)O_(3)耐磨陶瓷中的应用研究现状
10
作者 张巍 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第4期760-774,共15页
在Al_(2)O_(3)陶瓷中掺杂稀土氧化物会影响其耐磨性能。为了拓宽稀土氧化物的应用范围,根据掺杂稀土氧化物影响Al_(2)O_(3)陶瓷耐磨性能的相关研究,总结了稀土氧化物在Al_(2)O_(3)耐磨陶瓷中的应用现状。首先,概述Al_(2)O_(3)陶瓷耐磨... 在Al_(2)O_(3)陶瓷中掺杂稀土氧化物会影响其耐磨性能。为了拓宽稀土氧化物的应用范围,根据掺杂稀土氧化物影响Al_(2)O_(3)陶瓷耐磨性能的相关研究,总结了稀土氧化物在Al_(2)O_(3)耐磨陶瓷中的应用现状。首先,概述Al_(2)O_(3)陶瓷耐磨性能的影响因素;其次,介绍稀土氧化物对Al_(2)O_(3)陶瓷耐磨性能的影响及作用机理;最后,展望稀土氧化物未来在Al_(2)O_(3)耐磨陶瓷中的研究与发展方向。结果表明:不同的稀土氧化物会对Al_(2)O_(3)陶瓷的耐磨性能产生不同的影响,但并非所有的稀土氧化物掺杂后都能提高Al_(2)O_(3)陶瓷的耐磨性能。掺杂Y2O_(3)、La_(2)O_(3)、CeO_(2)、Nd_(2)O_(3)、Sm_(2)O_(3)、Tb_(4)O_(7)、Yb_(2)O_(3)、Gd_(2)O_(3)、Er_(2)O_(3)和Lu_(2)O_(3)等一元或多元稀土氧化物会产生积极影响,其中Gd_(2)O_(3)、Er_(2)O_(3)和Lu_(2)O_(3)3种稀土氧化物在更低掺杂量时可使Al_(2)O_(3)陶瓷表现出最佳耐磨性能;相反,掺杂Eu_(2)O_(3)、Ho_(2)O_(3)和Tm_(2)O_(3)等稀土氧化物后会对Al_(2)O_(3)陶瓷的耐磨性能产生负面影响。因此,在Al_(2)O_(3)耐磨陶瓷的设计和生产中,选择合适的稀土氧化物对制备高耐磨产品至关重要。 展开更多
关键词 稀土氧化物 Al_(2)O_(3)陶瓷 掺杂 耐磨性 微观结构
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不同球磨时间下制备的铜基自润滑复合材料力学与摩擦磨损性能研究 被引量：8
11
作者 李佳佳 王燕 王福会 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期236-243,共8页
目的研究球磨时间对Cu-WS_(2)自润滑复合材料界面状态的影响,同时提高自润滑材料的力学性能和摩擦磨损性能,提出比较优化的Cu和WS_(2)复合材料制备工艺。方法采用高能球磨与放电等离子体烧结技术,制备铜基自润滑复合材料。采用WDW-100... 目的研究球磨时间对Cu-WS_(2)自润滑复合材料界面状态的影响,同时提高自润滑材料的力学性能和摩擦磨损性能,提出比较优化的Cu和WS_(2)复合材料制备工艺。方法采用高能球磨与放电等离子体烧结技术,制备铜基自润滑复合材料。采用WDW-100电子万能试验机进行力学实验。采用美国Rtec多功能摩擦磨损试验机进行摩擦学实验。采用XRD和SEM表征不同球磨时间的Cu/WS_(2)复合粉末和烧结后块状复合材料的物相组成和微观结构,并结合EDS表征弯折断口的形貌和磨损形貌,分析球磨时间与复合材料界面状态-力学性能-摩擦磨损性能的内在关系。结果当球磨时间为30 h时,WS_(2)在铜基体中有较好的结合与分布,材料的综合性能最佳,WS_(2)/Cu复合材料的力学性能良好,平均摩擦系数为0.186,维持在较低水平,且磨损率最低,为7.11×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。球磨时间超过30 h时,磨损率不再与力学性能保持一致,而是随着球磨时间的延长而逐渐提高。球磨时间达到50 h时,基体耐磨性下降,磨损率显著提高,达最大值,为10.39×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。结论球磨时间的延长会使WS_(2)在基体中的弥散程度增强,且WS_(2)与Cu基体由于机械互锁式的物理结合增强,使得力学性能随之增强。此外,摩擦磨损性能也能维持在较好水平。但当球磨时间超过30 h时,界面反应加剧,WS_(2)分解为Cu_(2)S,大大减弱了WS_(2)的润滑减摩性能,使得复合材料的摩擦磨损性能降低。 展开更多
关键词 WS_(2)/Cu复合材料 球磨时间 自润滑 放电等离子烧结 力学性能 磨损率 摩擦系数
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石墨烯/碳纤维混杂复合材料的结构功能一体化研究进展 被引量：6
12
作者 王函 孙新阳 +2 位作者 张建岗 鲁妮 曾尤 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期737-746,共10页
航空航天领域对碳纤维增强树脂基复合材料的性能不断提出更高要求,结构功能一体化已成为现代先进复合材料的必然发展趋势。石墨烯因其卓越的物理性能为构建新型结构功能一体化复合材料提供了新的设计思路。文章主要介绍了石墨烯在碳纤... 航空航天领域对碳纤维增强树脂基复合材料的性能不断提出更高要求,结构功能一体化已成为现代先进复合材料的必然发展趋势。石墨烯因其卓越的物理性能为构建新型结构功能一体化复合材料提供了新的设计思路。文章主要介绍了石墨烯在碳纤维增强树脂基复合材料结构功能一体化技术方面的研究进展,侧重阐述了石墨烯/碳纤维混杂复合材料在导热、电磁屏蔽以及雷电防护等方面的代表性研究成果,并探讨了该领域目前存在的主要问题及未来发展趋势。 展开更多
关键词 石墨烯 碳纤维 复合材料 结构功能一体化
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SiC与球形石墨颗粒混杂增强铝基复合材料的摩擦磨损性能研究 被引量：6
13
作者 金延文 曲彦平 +4 位作者 王东 肖伯律 王全兆 倪丁瑞 马宗义 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期334-343,共10页
以6092铝合金为基体,通过粉末冶金法分别制备了球形石墨颗粒(Gr)以及SiC_(p)和Gr混杂增强的铝基复合材料,并采用田口模型结合方差分析,对复合材料与铜合金摩擦副之间的干滑动摩擦磨损行为进行了分析研究.结果表明:随着载荷从10 N增至20 ... 以6092铝合金为基体,通过粉末冶金法分别制备了球形石墨颗粒(Gr)以及SiC_(p)和Gr混杂增强的铝基复合材料,并采用田口模型结合方差分析,对复合材料与铜合金摩擦副之间的干滑动摩擦磨损行为进行了分析研究.结果表明:随着载荷从10 N增至20 N,3种复合材料的摩擦系数、磨损率均相应增加;随滑动速率从0.5 m/s增至1.0 m/s,15%Gr/6092Al和(5%Gr+20%SiC_(p))/6092Al的摩擦系数先减小后增大;而(5%Gr+10%SiC_(p))/6092Al的摩擦系数呈递减趋势.相同条件下,单一石墨颗粒增强的复合材料的磨损率大于混杂增强的复合材料的磨损率.方差分析的结果表明:增强相百分比单独作用、增强相百分比和滑动速率相互作用以及滑动速率单独作用3个因素对磨损率和摩擦系数产生了显著的影响.随SiC_(p)含量增加,材料硬度增加,SiC_(p)对基体起到支撑保护作用,磨损面上的磨痕变浅,分层剥落现象明显减轻,磨屑变得细小,摩擦系数更为稳定,磨损机制由剥层磨损向磨粒磨损转变. 展开更多
关键词 铝基复合材料 混杂增强 球形石墨颗粒 SIC颗粒 田口法 方差分析 干滑动摩擦磨损 磨损机理
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高熵稀土铪酸盐热障/环境障涂层材料的制备与性能研究 被引量：4
14
作者 胡万鹏 张广珩 +1 位作者 张洁 王京阳 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第1期53-60,共8页
综合性能优异的热障/环境障涂层是先进航空发动机涡轮叶片等高温部件的关键热防护材料。本研究通过两步烧结法制备了高熵稀土铪酸盐(La_(0.2)Gd_(0.2)Ho_(0.2)Er_(0.2)Tm_(0.2))_(4)Hf_(3)O_(12)和(Yb_(0.2)Lu_(0.2)Ho_(0.2)Er_(0.2)Tm_... 综合性能优异的热障/环境障涂层是先进航空发动机涡轮叶片等高温部件的关键热防护材料。本研究通过两步烧结法制备了高熵稀土铪酸盐(La_(0.2)Gd_(0.2)Ho_(0.2)Er_(0.2)Tm_(0.2))_(4)Hf_(3)O_(12)和(Yb_(0.2)Lu_(0.2)Ho_(0.2)Er_(0.2)Tm_(0.2))_(4)Hf_(3)O_(12),系统研究了两种材料的力学、热学性能和CMAS腐蚀性能。多主元高熵材料具有较低的热膨胀系数和热导率,其中(Yb_(0.2)Lu_(0.2)Ho_(0.2)Er_(0.2)Tm_(0.2))_(4)Hf_(3)O_(12)表现出比(La_(0.2)Gd_(0.2)Ho_(0.2)Er_(0.2)Tm_(0.2))_(4)Hf_(3)O_(12)更高的硬度和断裂韧性。1300℃下CMAS腐蚀结果表明,(La_(0.2)Gd_(0.2)Ho_(0.2)Er_(0.2)Tm_(0.2))_(4)Hf_(3)O_(12)与CMAS的反应速率快,更容易析出磷灰石,对阻止CMAS迅速渗透是有益的。高熵稀土铪酸盐材料具有优异的综合性能,在热障/环境障涂层领域具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 稀土铪酸盐 热障/环境障涂层 萤石结构 力学性能 热学性能 CMAS腐蚀
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固体氧化物燃料电池新型连接体材料的研究进展 被引量：2
15
作者 程强 韩东 +3 位作者 时婧 郑莉莉 徐斌 孙明月 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期2018-2025,共8页
连接体是固体氧化物燃料电池(SOFC)中的关键组件,对连接体的高性能需求一直制约着SOFC的商业化发展。随着SOFC的运行温度降低到800℃以下,廉价的高温抗氧化金属连接体材料取代掺杂铬酸镧(LaCrO_(3))陶瓷的可能性大大增加。此外,为了优... 连接体是固体氧化物燃料电池(SOFC)中的关键组件,对连接体的高性能需求一直制约着SOFC的商业化发展。随着SOFC的运行温度降低到800℃以下,廉价的高温抗氧化金属连接体材料取代掺杂铬酸镧(LaCrO_(3))陶瓷的可能性大大增加。此外,为了优化连接体的性能,大量的导电/保护性涂层及新的复合材料也不断地涌现。综述了迄今为止连接体材料的发展现状,在对各种连接体材料以及涂层材料的性能和优缺点进行比较的同时,重点介绍了新开发连接体材料的研究进展,并对连接体材料的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池(SOFC) 连接体 铬酸镧(LaCrO_(3))陶瓷 涂层 复合材料
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常见结构材料在热浸镀Galvalume合金熔体中的腐蚀与防护研究现状 被引量：1
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作者 余中狄 唐晨 +2 位作者 陈明辉 朱圣龙 王福会 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期107-116,共10页
伴随着热浸镀钢材的大量应用,热浸镀设备在液态金属中的腐蚀问题及引起的钢材表面质量降低问题逐渐凸显,制约了热浸镀行业的发展。概述了在热浸镀熔融Galvalume合金(Zn-55Al-1.6Si%)中,铁基、钴基及其他合金的腐蚀行为。合金及腐蚀产物... 伴随着热浸镀钢材的大量应用,热浸镀设备在液态金属中的腐蚀问题及引起的钢材表面质量降低问题逐渐凸显,制约了热浸镀行业的发展。概述了在热浸镀熔融Galvalume合金(Zn-55Al-1.6Si%)中,铁基、钴基及其他合金的腐蚀行为。合金及腐蚀产物的溶解,腐蚀层中的元素互扩散,腐蚀产物生长的应力集中,是造成合金基体失效的主要原因。通过金属合金化或施加防护涂层,提高了材料对液态锌铝合金的耐蚀性。综述了引入不同合金元素对合金腐蚀行为的影响,并评估了陶瓷涂层、金属陶瓷复合涂层及搪瓷涂层在此环境中的防护效果。合金基体或防护涂层中引入硼化物,可有效降低液态锌铝合金的侵蚀。提高材料在液态金属环境中的不润湿性是改善其耐蚀性的关键。最后,展望并总结了熔融Galvaleme合金中的高性能防护涂层、合金设计原则及其腐蚀失效特性。 展开更多
关键词 热浸镀Galvalume 液态金属腐蚀 金属合金化 防护涂层 润湿性 搪瓷涂层
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FHG97/WS_(2)自润滑复合材料力学性能和摩擦学性能的研究 被引量：1
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作者 于成涛 陈明辉 王福会 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期143-150,227,共9页
目的探究FHG97/WS_(2)复合材料力学和摩擦学性能。方法采用放电等离子烧结技术制备不同WS_(2)含量的复合材料,通过硬度仪和万能试验机评估材料的力学性能。采用往复式摩擦试验机和白光干涉仪测试25~600℃的摩擦学性能。利用XRD、SEM、ED... 目的探究FHG97/WS_(2)复合材料力学和摩擦学性能。方法采用放电等离子烧结技术制备不同WS_(2)含量的复合材料,通过硬度仪和万能试验机评估材料的力学性能。采用往复式摩擦试验机和白光干涉仪测试25~600℃的摩擦学性能。利用XRD、SEM、EDS和Raman分析材料的物相、显微组织和磨损表面的形貌及元素成分。结果在复合材料制备烧结过程中,WS_(2)与FHG97发生了固相原位反应,生成了Cr_(x)S_(y)和M_(6)C相。新生相提高了复合材料的微观硬度和抗压强度,降低了抗弯强度。摩擦磨损测试结果表明,复合材料的摩擦系数在25~600℃都随温度的升高而降低,添加WS_(2)对摩擦系数降低有积极的作用。磨损率在25~400℃先降低,600℃有所上升。Cr_(x)S_(y)和M_(6)C协同作用使复合材料在25~200℃改善了摩擦磨损性能。400℃时,磨损表面形成的NiO、Cr_(2)O_(3)和Ni_(2)CrO_(4)等氧化物,以及Cr_(x)S_(y)的协同作用使得FW1的磨损率下降1个数量级。600℃时,Cr_(x)S_(y)软化降低了氧化膜的粘附力,使FW1的磨损率略有上升。FW2表面未形成氧化膜,M_(6)C脱落对表面形成磨粒磨损,加剧了表面磨损。结论制备的FHG97/WS_(2)复合材料具有优异的力学性能,FW1在25~600℃内具有最优的摩擦学性能。FHG97/WS_(2)体系材料中WS_(2)的添加量应考虑原位反应对基体中Cr的消耗,避免在高温下无法形成保护性的氧化膜。 展开更多
关键词 镍基自润滑材料 高温 摩擦学性能 润滑性 磨损机理
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莫来石复合耐火材料的应用进展 被引量：8
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作者 张巍 王京阳 《耐火材料》 CAS 北大核心 2024年第1期80-86,92,共8页
莫来石具有较高的熔点,较大的硬度,良好的抗热震性、抗侵蚀性、高温力学性能等。莫来石原料多通过烧结法和电熔法合成。综述了以莫来石为原料制备的莫来石复合耐火材料在陶瓷、冶金、航天、军工、水泥、玻璃等领域的研究与应用进展,指... 莫来石具有较高的熔点,较大的硬度,良好的抗热震性、抗侵蚀性、高温力学性能等。莫来石原料多通过烧结法和电熔法合成。综述了以莫来石为原料制备的莫来石复合耐火材料在陶瓷、冶金、航天、军工、水泥、玻璃等领域的研究与应用进展,指出了莫来石在耐火材料应用中的发展趋势。 展开更多
关键词 莫来石 耐火材料 冶金 窑具 航天 军工
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碳化硼陶瓷自润滑研究现状 被引量：7
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作者 张巍 张杰 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期103-114,共12页
碳化硼(B_(4)C)陶瓷的自润滑对其摩擦学性能具有重要影响,但缺乏这方面的系统性综述介绍。碳化硼具有高的硬度(维氏硬度为36 GPa),因此碳化硼陶瓷是一种应用于耐磨元件的潜在候选材料。然而,碳化硼陶瓷的摩擦因数较高,增加了摩擦系统的... 碳化硼(B_(4)C)陶瓷的自润滑对其摩擦学性能具有重要影响,但缺乏这方面的系统性综述介绍。碳化硼具有高的硬度(维氏硬度为36 GPa),因此碳化硼陶瓷是一种应用于耐磨元件的潜在候选材料。然而,碳化硼陶瓷的摩擦因数较高,增加了摩擦系统的能耗,限制了其广泛应用。自润滑是一种可避免外部润滑剂造成污染的方法,揭示碳化硼陶瓷自润滑的机理可为解决碳化硼陶瓷摩擦因数高的问题提供可行参考方案。目前碳化硼陶瓷自润滑的方式主要有预氧化、添加固体润滑剂、构建表面浮雕结构三种。预氧化是将碳化硼陶瓷预先在空气环境中进行高温下氧化处理,使其表面生成氧化层;添加固体润滑剂是将具有层状晶体结构的材料添加到碳化硼陶瓷基体中,在滑动过程中固体润滑剂从碳化硼陶瓷基体中脱落,从而在碳化硼陶瓷的磨损面上形成一层外部润滑层;构建表面浮雕结构是在碳化硼陶瓷基体中引入硬度相对较低的第二相,利用两相晶粒的硬度差,在滑动过程中原位生成凹凸的表面形貌。这些自润滑方法虽然存在技术上的局限,但仍可在一定工况下实现碳化硼陶瓷的自润滑,减小摩擦副的摩擦因数,降低摩擦系统的能耗。总结近年来碳化硼陶瓷自润滑的相关研究进展,并对碳化硼陶瓷自润滑未来的研究方向进行展望,研究结果填补了碳化硼陶瓷自润滑领域目前缺少综述文章来引领的空白,可为碳化硼陶瓷自润滑的设计、研究及应用提供有益的指导。 展开更多
关键词 碳化硼陶瓷 自润滑 预氧化 固体润滑剂 浮雕结构
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锂离子电池用PET-Cu复合集流体拉伸性能研究 被引量：1
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作者 肖峰 程福来 +2 位作者 罗雪梅 张广平 张滨 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1755-1766,共12页
随着锂离子电池技术的不断发展,复合集流体因其具有显著提升电池能量密度和安全性高等优势而引起了产业界的广泛关注。而复合集流体的力学性能可靠性是保证其安全服役的前提,为此,本文针对商业用聚对苯二甲酸乙二醇酯-铜(PET-Cu)复合集... 随着锂离子电池技术的不断发展,复合集流体因其具有显著提升电池能量密度和安全性高等优势而引起了产业界的广泛关注。而复合集流体的力学性能可靠性是保证其安全服役的前提,为此,本文针对商业用聚对苯二甲酸乙二醇酯-铜(PET-Cu)复合集流体的拉伸性能开展了系统性的研究。利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、X射线衍射等技术手段对复合集流体材料的表面形貌、微观结构及拉伸断裂行为进行了表征与分析。借助有限元模拟分析了不同几何形状试样在拉伸过程中的应力分布状态;通过数字图像相关技术辅助的拉伸实验研究了取样方向、应变速率及试样几何尺寸对PET-Cu复合集流体拉伸性能的影响规律,并对其应变测量进行了校正。结果表明,采用狗骨状试样并进行应变校正可以更准确地评估复合集流体的拉伸性能;PET-Cu复合集流体的拉伸性能表现出试样取样方向相关性和应变速率敏感性。此外,PET-Cu复合集流体的断裂伸长率表现出明显的试样几何尺寸效应,通过引入几何尺寸系数K可以对不同尺寸的试样拉伸性能进行合理的预测。本研究为聚合物复合集流体实际应用提供了理论依据与可靠性的论证,也为相关试验标准的建立提供了参考,有望推动高性能锂离子电池的开发。 展开更多
关键词 复合集流体 拉伸性能 有限元模拟 数字图像相关技术 应变速率敏感性 几何尺寸效应
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