分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 依据铝电解阴极炭块结构的非匀质特性,将其看作由炭骨料和沥青粘合剂组成的多相复合材料,从细观结构的角度研究了钠的扩散过程。采用Matlab编写不同炭骨料粒度组成和含量的随机圆、椭圆、多边形骨料投放模型程序,得到七种阴极炭块细观结构模型图片,并以igs模型文件形式导入ANSYS建立了二维有限元数值模型。依据扩散方程和热传导方程的相似性,采用ANSYS的热分析单元对钠扩散过程进行模拟求解,分析了炭骨料粒度组成、含量和形貌对钠扩散过程的影响。结果表明,与炭块中沥青相比,炭骨料对炭块中的钠扩散的阻碍作用更大,炭骨料颗粒圆度越小、骨料粒度组成越小、含量越高,则钠的扩散速率越低。对于粒度组成为0.003~0.006 m、含量为80%的圆形炭骨料模型,钠的扩散速度最低;模拟结果与试验结果有较好的一致性,证明了模拟的精确性和可靠性。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 以氧化石墨(GO)和 NiSO4·6H2O 为前驱体,氨水为沉淀剂,用化学沉淀-回流法制备 Ni(OH)2/还原氧化石 墨烯(RGO)复合材料,用 XRD、SEM 表征材料的结构和表面微观形貌,用循环伏安(CV)、恒电流充放电和电化 学阻抗(EIS)测试电极材料的电化学性能,研究了 GO:Ni(OH)2 质量比和氨水浓度对复合材料结构、形貌和电化 学性能的影响。结果表明:所制备的β-Ni(OH)2/RGO 复合材料为 Ni(OH)2 纳米片与 RGO 片相互插层的结构,当 氨水的浓度为3 mol/L,GO:Ni(OH)2=1:8(质量比)时复合电极材料在0.2C的放电比容量高达334.9 mAh/g,5C的 放电比容量为260.2 mAh/g,保持在β-Ni(OH)2理论比容量的90%,表现出良好的倍率性能和循环性能。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 用膨胀型阻燃剂(IFR)和乙烯辛烯共聚物(POE)对聚丙烯(iPP)进行阻燃和增韧改性,比较研究了两种典型增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)对膨胀阻燃增韧共混复合体系阻燃性能以及力学性能的影响。结果表明:IFR可提高聚丙烯共混物的燃烧性能,但是明显降低材料的力学性能,而增容剂的加入可同时提高复合材料的燃烧性能和力学性能。PP-g-MAH使IFR的分散更均匀,添加1%(质量分数,下同)的PP-g-MAH使复合材料的平均热释放速率、热释放速率峰值、比消光面积平均值以及烟释放总量比未添加增容剂的阻燃材料分别下降24%、30%、56%和46%;而POE-g-MAH能使复合材料形成包覆结构,使其冲击强度明显提高,加入5%的POE-g-MAH可使复合材料冲击强度提高93%。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 在 AZ31 镁合金表面制备有机/无机杂化涂层,用扫描电子显微镜、扫描探针显微镜、电化学工作站、光学 显微镜、涂层测厚仪等手段对杂化涂层的表面形貌、耐蚀性、附着力及厚度进行表征,研究了有机/无机杂化溶 胶-凝胶体系的 pH 值对涂层性能的影响。结果表明:pH 值对镁合金表面的杂化涂层的性能有显著的影响。当 pH值为3~3.5时,可在镁合金表面制备出高平整度且少缺陷的涂层,厚度约为22 μm;当pH值为2.2~2.8时,涂 层变薄、表面起伏较大且有较多的孔洞。当 pH=3 时杂化涂层具有良好的附着力和最正的腐蚀电位,且腐蚀电 流密度最小(约为7.34×10-5 A/cm2),相对于空白镁合金试样的缓蚀效率约为99.7%。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 采用电子束熔丝成形工艺制备 TC18 钛合金试件,研究了其柱状晶组织的生长和晶体取向的分布规律。 结果表明,用电子束熔丝成形工艺制备的 TC18 钛合金,其宏观金相组织为沿竖直方向生长的粗大柱状晶,以 外延生长的方式从熔池底部长大。受成形过程中特殊传热条件的影响,电子束熔丝成形钛合金组织中的 TC18 钛合金晶体形成特定方向的择优取向,α、β两相晶体取向分布都有明显的规律。在成形组织外延生长的 情况下,β相向α相晶体结构的转变具有继承性。其中大多数β晶粒有方向的强丝织构,柱状晶间β相的宏 观取向也有明显的特征,分布方向集中为 TD、LD 及法面 ND。β→α转变严格遵循 Burgers 取向关系,由同一个 母相β晶粒内析出的片层α/α满足 Burgers 取向关系所要求的取向差分布,柱状晶内的α主要有 6 种取向,β→α转 变过程有较强的变体选择。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 通过真空熔覆技术在 ZG45 表面制备了 Ni-Co/WC+G 复合熔覆层,观察并分析了复合熔覆层的显微组织 形貌和物相组成,通过摩擦磨损试验研究了石墨含量对复合熔覆层摩擦磨损性能的影响。结果表明,呈三维 网状织构形貌的复合熔覆层材料内部由于石墨的加入形成许多细小的“石墨孔洞”,这些“石墨孔洞”在摩擦过 程中可以作为贮存的润滑介质,增强复合材料的摩擦学性能。随着石墨含量的增加复合熔覆层的摩擦系数、 磨损率和 GCr15 钢对磨盘的磨损量逐渐降低,石墨含量为 6%时最小; 石墨含量为 8%时,对磨盘的磨损量又突 然上升,增幅达 70%。
分类: 地球科学 >> 海洋科学 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 采用线性离子束技术在 PET 基材表面制备类金刚石薄膜,分析薄膜结构、性能随离子束电流的演变规律 并研究了薄膜润湿特性与表面形貌、结构、表面能的作用关系。结果表明:沉积在 PET 表面的类金刚石薄膜具 有典型的非晶碳膜结构特征,随着离子束电流的增大 sp2/sp3 比值由 0.774 增加到 1.622,薄膜表面的石墨化程度 提高;改性后的 PET 材料接触角从 63.51°增大到 103.7°。进一步分析发现,疏水性能的提高归因于材料表面能 的降低,表面石墨化程度的提高和微-纳结构的形成是表面能降低的根本原因。此外,疏水的 PET 材料在 500~ 760 nm可见光范围内具有一定的増透效果,透过率达到88.5%以上。用线性离子束沉积碳膜及刻蚀技术能得 到合适的微观形貌和表面化学结构,可在保持基体材料透明性的同时提高 PET 柔性聚合物材料的疏水性能。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 以预浸炭布和铜网为原料用模压压制法制备炭纤维体积分数分别为35%、40%和45%左右的三种C/C-Cu复合材料,用Instron3369力学试验机测试了压缩性能。结果表明:炭纤维的体积分数是影响材料压缩性能的重要因素。在垂直方向上,材料的压缩性能随着炭纤维体积分数的增加而提高。炭纤维体积分数为40%的试样其压缩性能比35%的试样提高了20%,炭纤维体积分数为45%的试样比40%的试样提高了13%,提高的幅度呈先大后小的趋势。而在平行方向上,炭纤维的体积分数对压缩性能的影响没有垂直方向的显著,与试样的致密度有一定的关系。在三种试样中,炭纤维体积分数为45%的试样无论在垂直方向还是平行方向上的压缩强度都最大,分别为190.13 MPa和83.39 MPa。在平行方向和垂直方向上压缩强度的差异表明,C/C-Cu复合材料的压缩性能具有明显的各向异性。关于材料压缩的破坏方式,在垂直压缩受力方向近似沿45°对角线方向时,破坏方式为纤维层、铜网与基体炭的分离以及基体炭的压溃破坏。在平行方向压缩时炭纤维发生褶皱,并在褶皱区域产生拉压应力,使纤维发生折曲或者断裂,最终使炭纤维和基体炭以及基体炭和铜网的界面分层劈裂。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 对高铝 304 奥氏体不锈钢进行了温轧固溶处理,利用光学显微镜(OM)、X 射线衍射(XRD)、电子探针(EP- MA)分别分析合金的表面形貌、相组成及表面成分,并对其力学性能进行测试分析。结果表明,高铝合金组织 中,黑色铁素体相呈现条状、短杆状及部分颗粒状分布在白色奥氏体基体上,组织分布有方向性;大部分 Al 元 素固溶在基体中,伴有 AlN 等黑色相析出;随轧制温度增加,硬度和耐腐蚀性逐渐升高,伸长率达 47%左右;高 铝合金变形能力大幅度提高,1%Al (质量分数,下同)合金的抗拉强度可达766 MPa;合金的断口均是由大韧窝 (5~15 μm)和细小韧窝(≤5 μm)构成,不同轧制温度下合金的断裂形式相似,都属韧性断裂;相同轧制温度下 1.5%Al 不锈钢的耐腐蚀性较好。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 以 ZrCl4-BCl3-H2-Ar 作为化学气相沉积反应体系,在不同温度下化学气相沉积 ZrB2 涂层,用 X 射线衍射 和扫描电子显微镜(SEM)表征了涂层的微观形貌和晶粒择优生长。结果表明:在石墨基体表面 ZrB2 涂层的形 核模式为岛状生长,小岛不断生成和合并以及晶粒的生长使靠近石墨基体表面的涂层含有大量孔洞,并形成 细晶区。在1300~1600°C沉积的初期,ZrB2涂层中一次晶粒融合为二次晶粒,表现为方向的择优生长。 随着沉积的进行 ZrB2 涂层的形貌从二次晶粒生长为板块状晶粒,板块状晶粒进一步生长向金字塔形貌转变, 涂层内部生长为致密柱状晶,晶粒的择优取向从向转变;当金字塔形貌的晶粒棱边发生钝化时涂 层内部的晶粒向等轴晶转变,晶粒的择优取向由方向转变为方向。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 用直流电弧等离子体法在氢气和氦气混合气氛下制备了硅纳米带(Si NRs),使用透射电子显微镜(TEM)、 原子力显微镜(AFM)、X射线衍射光谱(XRD)、Raman光谱、X光电子能谱(XPS)等手段对Si NRs的形貌、结构及 成分进行了表征。结果表明,这种硅纳米带(Si NRs)是由细小片状结构Si晶体沿一定的晶体学方向堆积而成的 带状纳米结构,以聚结生长机制为主导。Si NRs的宽度约为28 nm、长度大于200 nm、厚度为6.2 nm,比表面积约 为164 m2·g-1。文中深入探讨了Si NRs的形成机制。这种制备Si NRs的方法成本低,可商业化宏量生产,其产率 约为18.6 g·h-1。将此Si NRs作为负极活性物质制备了锂离子电池,并测试其嵌/脱锂电化学性能。这种锂离子电 池的首次放电比电容为2460 mAh·g-1,循环40次后其电容量维持在316 mAh·g-1,表现出较好的储锂电化学活性。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 控制钢中第二相粒子(包括非金属夹杂物和碳氮化物)的形貌对降低非金属夹杂物的危害、提高钢材力学性能等方面有十分重要的作用。本文通过引入Jackson 指数建立了钢中第二相粒子形貌的预测理论模型,该理论指出钢中第二相粒子形貌由其熔化熵、生长方向和温度(过冷度)决定。通过非水溶液电解的方法和RTO技术,结合使用扫描电镜和场发射扫描电镜分析了4个钢种各类夹杂物三维形貌以及其内部特征,实测的第二相粒子形貌与理论预测一致。理论和实验观察结果均证明当第二相粒子Jackson 指数大于3时,其形貌为小面状;Jackson 指数小于2时,呈非小面状
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 本文系统研究了高硼DZ444定向合金的初熔行为及其对力学性能的影响。结果表明,在铸态合金中,枝晶间包含大量γ/γ?共晶、MC碳化物和由硼化物、Ni5Hf及η相组成的“团聚相”。在固溶处理期间,团聚相周围受硼化物显著影响的γ基体首先发生初熔。硼化物不是初熔的形核点,但是对初熔的形成具有关键作用。较高的硼含量,使得合金具有较低的初熔温度,介于1160~1170 °C之间,明显低于正常合金。提升温度或延长保温时间,初熔现象变得更加严重。采用水冷(WC)方式,初熔倾向于凝固为典型的γ枝晶和大量细小的沉淀相颗粒,而采用空冷(AC)方式时,初熔依次凝固为团聚相、γ基体和γ/γ'共晶相,团聚相形貌与铸态时没有明显差异。完整热处理时,固溶温度由1210 °C提升到1230 °C,初熔略微增加,而当温度达1250 °C时,初熔尺寸和面积分数剧烈增大,对合金造成灾难性破坏。由于温度较低,合金的高、低温时效对初熔组织影响不是很大。最后,研究发现,随着初熔尺寸和面积分数增加,合金的拉伸性能稍有下降,而持久性能则显著降低。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 采用粉末冶金法制备了名义尺寸150、300、500 μm的片层石墨增强铝基(50vol.%Gf/Al)复合材料,得到密度均接近理论密度的致密复合材料坯锭。片层石墨与铝合金基体结合紧密,界面处无裂纹、孔洞等缺陷。片层石墨的xy方向基本与坯锭的xy方向平行,但受粉末冶金工艺的影响,较小片层石墨的xy方向与坯锭的xy方向略有偏差,随着片层石墨的尺寸增大,偏差逐渐减少。复合材料的强度随着片层石墨尺寸增加逐渐降低。150 μm片层石墨复合材料的弯曲强度为82 MPa,当片层石墨尺寸增至500 μm时,强度降低至39 MPa。片层石墨强度较低,裂纹容易沿片层石墨的层间扩展,随着片层石墨尺寸增大,这一现象更加明显,容易在断口中观察到片层石墨剥离的现象。复合材料xy方向的热导率随片层石墨尺寸增大而增加,最高可达604 W/m ? K,与尺寸较小的片层石墨相比提高63%。300、500 μm片层石墨复合材料的界面换热系数略低于理论值,但150 μm片层石墨复合材料的界面换热系数明显小于理论值。除了片层石墨的尺寸,其形状、分布和内部缺陷等对复合材料的热导率也有一定的影响。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 摘要:利用热模拟试验机、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及能谱仪(EDS)研究了Ti-Mo和Ti-Mo-Nb低碳微合金钢的连续冷却转变规律,探讨了Nb对Ti-Mo微合金钢组织及性能的影响。结果表明:Nb元素能够提高钢的Ac1和Ac3温度,降低冷却过程中奥氏体的分解温度,缩小铁素体-珠光体相区,使贝氏体相区向左下方移动。此外,Nb的添加能够细化Ti-Mo-Nb微合金钢中的组织,提高硬度。利用HRTEM对冷速为50 ℃/s的样品进行分析,发现:Ti-Mo和Ti-Mo-Nb微合金钢中均存在少量应变诱导析出的碳化物,分别为(Ti, Mo)C和 (Ti, Nb, Mo)C粒子,呈随机分布。两种析出物均为NaCl型结构,其晶格常数分别为0.432和0.436nm,平均粒径分别为12.11 nm和8.69 nm。Ti-Mo-Nb微合金钢中析出相体积分数更多,尺寸更小,是其组织细化,硬度提高的主要原因。
分类: 计算机科学 >> 计算机软件 提交时间: 2017-04-10
摘要: Traditional manifold learning algorithms often bear an assumption that the local neighborhood of any point on embedded manifold is roughly equal to the tangent space at that point without considering the curvature. The curvature indifferent way of manifold processing often makes traditional dimension reduction poorly neighborhood preserving. To overcome this drawback we propose a new algorithm called RF-ML to perform an operation on the manifold with help of Ricci flow before reducing the dimension of manifold.