稀土超磁致伸缩材料的磁场热处理研究

超磁致伸缩材料是一种先进的能量转换材料,在高新技术和国防军工领域具有重要的应用价值。在概述TbDyFe超磁致伸缩材料的特点及发展现状基础上,重点介绍了〈110〉取向材料的磁场热处理研究。在实验方面,采用区熔定向凝固技术制备了〈110〉取向TbDyFe多晶材料,在略高于居里点温度退火时施加磁场,不改变晶体学择优取向和凝固组织,但能调控初始磁畴分布状态,改变服役时的磁矩运动过程,从而改善材料磁致伸缩和力学性能。在模拟研究方面,建立了基于能量最低原理的磁畴旋转模型,模拟了磁热感生各向异性诱导的初始磁矩再取向过程,得到了形成单轴各向异性的临界值;模拟了感生各向异性强弱对磁致伸缩“Jump”效应的影响规律,探讨了磁场热处理对〈110〉取向晶体磁致伸缩的作用机理。     

热处理及SmCo磁性层对TbDyFe薄膜磁致伸缩性能的影响

研究了SmCo薄膜的复合及热处理对TbDyFe薄膜磁性及磁致伸缩性能的影响。XRD分析表明制备态的TbDyFe薄膜为非晶态，在450℃退火后，样品仍保持非晶态结构。退火处理减少了薄膜的垂直各向异性，并且退火热应力有利薄膜的易磁化轴转向膜面，从而提高了薄膜的磁导率和TbDyFe薄膜低场下的磁致伸缩值。磁控溅射的SmCo薄膜有良好的软磁性能，它的复合也能有效地增强TbDyFe薄膜的低场磁致伸缩性能。     

TbDyFe超磁致伸缩薄膜的低场磁敏特性

采用磁控溅射法制备了TbDyFe超磁致伸缩非晶薄膜,研究了真空热处理退火及软磁性Fe薄膜的交换耦合作用对TbDyFe超磁致伸缩的低场磁致伸缩性能的影响.研究结果表明:真空退火处理通过改善薄膜的微结构及应力状态,有效地提高薄膜了的低场磁敏性能;易磁化方向平行于膜面的软磁Fe膜的复合,使薄膜平行于膜面的易磁化性能大大提高,复合薄膜的强制磁致伸缩系数(dλ/dH)提高3倍以上.单层薄膜厚度越小,交换作用越强,低场磁致伸缩性能越好;当薄膜厚度大于交互作用距离、薄膜的总厚度不变时,单层薄膜的厚度变化对复合薄膜的磁致伸缩性能没有影响.     

超磁致伸缩复合材料的静态弹性模量及抗压强度

采用粘结技术制备出了性能良好的磁致伸缩复合材料，着重研究了合金含量、粉末粒度、磁场取向、粉末表面处理对样品的静态弹性模量及抗雎强度的影响规律。结果表明，粉末粒度、粉末表面处理对复合材料的抗压强度及静态弹性模量均有较大的影响；合金含量、磁场取向对复合材料的静态弹性模量影响不大，其中合金含量对复合材料的抗压强度有较大的影响。     

功率对磁控溅射TbDyFe薄膜磁致伸缩性能的影响

采用直流磁控溅射工艺制备TbDyFe磁致伸缩薄膜，通过考察薄膜成分及其微结构，分析研究了溅射功率对薄膜磁致伸缩性能的影响。结果表明，同一薄膜内部成分相当均一，但不同溅射功率条件下的薄膜成分相异。溅射功率较低，薄膜内部微柱状体结构导致了磁各向异性的产生，磁致伸缩性能下降；溅射功率提高到120W，微柱状体结构消失，薄膜内部趋于均一连续，磁致伸缩性能较好。     

退火磁场施加方式对Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金磁伸性能的影响

研究了磁场退火时磁场施加方式对《110》取向Tb0.3Dy0.7Fe1.95定向凝固多晶合金磁致伸缩性能的影响.退火磁场强度为1T,保温时间30 min.研究表明,在623K下采用垂直磁场且冷却时保持磁场的方式退火,可改善综合磁伸性能,如提高饱和磁致伸缩系数并使低场磁致伸缩系数基本不变,提高最大动态磁致伸缩系数且其对应的磁场基本不变.冷却阶段撤去磁场会减弱磁场退火的作用,而平行磁场退火的效果与垂直磁场相反.     

超磁致伸缩合金TbDyFe组织与性能研究现状

近年来,超磁致伸缩合金TbDyFe在能量转换,智能传感等方面应用广泛。本文简要地介绍了几种制备超磁致伸缩TbDyFe合金方法,并分析了各种制备方法对TbDyFe合金的组织和性能的影响。本文还介绍了利用热处理的方法来改善合金组织、提高磁致伸缩性能。     

粘结Sm0.88Nd0.12Fe1.93合金的磁致伸缩与电阻率

采用环氧树脂粘结Sm0.88Nd0.12Fe1.93合金颗粒,在外磁场中固化成型制备了磁致伸缩复合材料,研究了不同磁场中成型复合材料的显微组织、磁致伸缩和电阻率。结果表明,成型磁场为0T时,复合体系为0-3型构型,合金颗粒在树脂基体中无序分布;施加0.6T的固化磁场,获得伪1-3型构型复合材料,合金颗粒趋近定向排列。Sm0.88Nd0.12Fe1.93合金颗粒体积分数为30%、固化磁场为0.6T时,制备的复合材料在1.3T磁场下的磁致伸缩系数(λ∥–λ⊥)可达–1088×10-6,为铸态合金磁致伸缩系数的86.6%。相同颗粒体积分数的粘结Sm0.88Nd0.12Fe1.93复合材料,固化磁场为0.6T较无固化磁场条件下的电阻率降低85%。     

铁镓磁致伸缩合金研究现状与发展趋势

铁镓合金是继Fe、Ni基磁致伸缩合金和TbDyFe稀土巨磁致伸缩合金之后出现的一种新型磁致伸缩材料,兼具成本低、应变大、驱动磁场低、力学性能好等综合优点,是近期国际研究热点之一。重点综述了铁镓磁致伸缩合金在相结构、磁致伸缩效应和微合金化方面的最新研究进展,并展望了其未来发展趋势。     

TbDyFe合金的磁致伸缩特征

采用自行研发的 5kg级MBDS 10 0型定向凝固炉在不同工艺参数条件下制备 8～ 30mm规格TbDyFe合金棒。围绕磁致伸缩特征 ,本文对材料组织、取向和磁致伸缩行为进行分析。研究结果表明 ,ReFe3 相组织会明显降低磁致伸缩率 ;同一试样中组织不均匀时 ,磁致伸缩率也存在显著差异 ;通过定向凝固得到取向为〔110〕的片状孪晶材料 ,其磁致伸缩率明显提高 ,预应力下磁致伸缩率λ超过 2 0 0 0× 10 -6。     

氨基链修饰氧化石墨烯/环氧树脂界面性能的分子动力学模拟

目的 对氨基链修饰氧化石墨烯与DGEBA/3,3′-DDS环氧树脂复合材料界面的形成过程和性能进行理论研究,为环氧树脂涂层的性能改性提供理论依据.方法 利用Materials Studio 2019软件的Amorphous Cell模块建立了复合材料界面模型,采用分子动力学模拟方法对界面的结构、能量变化、界面处基团运动...     

纳米银对环氧树脂的增韧改性及其微波固化行为

在80℃双酚A型环氧树脂E-51中,通过还原原位构筑了超分散稳定纳米银(n-Ag);用冷冻蚀刻电镜、离心实验对其进行表征和分散稳定性评价;用间歇微波对分散系中n-Ag的微波吸收特性和环氧树脂的微波固化行为进行研究;通过拉伸试验和冲击试验考察n-Ag对环氧树脂的增韧改性行为。结果表明:银为30nm的粒状颗粒,大小均匀,有理想的分散稳定性;n-Ag对环氧树脂有显著地增韧作用,当其含量为2.0%～2.5%(质量分数)时,增韧改性效果最佳,复合材料的断裂伸长率可提高l10%～130%;原位合成n-Ag有良好的微波吸收特性,它的存在能明显减少环氧树脂的微波固化时间,当n-Ag含量超过2.5%时,微波固化时间可缩短38%;微波固化环氧树脂速度比传统加热固化速度快数倍,其抗拉伸强度和抗冲击强度也好于热固化,但拉伸断裂伸长率比热固化的小。     

芳纶Ⅲ纤维及其复合材料制品研究进展

介绍了国产芳纶Ⅲ纤维的制作过程、力学性能和表面状态,复合材料性能采用NOL环、单向板及其复合材料容器进行试验。结果表明,芳纶Ⅲ纤维复合材料压力容器性能水平已达到国外同类纤维性能水平。芳纶Ⅲ纤维复合材料可以应用于高性能的航天产品,是我国目前可以开展工程应用的最高水平的国产纤维复合材料。     

Fiber Reinforced Polyester Resins Polymerized by Microwave Source

Polyester resin based composite materials are widely used in the manufacture of fiberglass boats. Production time of fiberglass laminate components could be strongly reduced by using an intense energy source as well as microwaves. In this work a polyester resin was used with 2% by weight of catalyst and reinforced with chopped or woven glass fabric. Pure resin and composite samples were cured by microwaves exposition for different radiation times. A three point bending test was performed on all the cured samples by using an universal testing machine and the resulting fracture surfaces were observed by means of scanning electron microscopy (SEM). The results of mechanical and microscopy analyses evidenced that microwave activation lowers curing time of the composite while good mechanical properties were retained. Microwaves exposition time is crucial for mechanical performance of the composite. It was evidenced that short exposition times suffice for resin activation while long exposure times cause fast cross linking and premature matrix fracture. Furthermore high-radiation times induce bubbles growth or defects nucleation within the sample, decreasing composite performance. On the basis of such results microwave curing activation of polyester resin based composites could be proposed as a valid alternative method for faster processing of laminated materials employed for large-scale applications.     

石墨烯水性复合防腐涂料的研究进展

石墨烯复合防腐涂料因兼顾石墨烯优异的化学稳定性、快速的导电性、突出的力学性能和聚合物树脂的强附着力、良好成膜性等优点,受到越来越多涂料防护工作者的关注。然而,目前石墨烯复合防腐涂料的研究主要以溶剂型复合材料为主,环保性差。加快石墨烯在水性防腐涂料中的应用研究,开发低成本、高性能、绿色环保的新型石墨烯水性复合防腐涂料,成为未来石墨烯防腐蚀涂层材料的研究热点。对石墨烯在水性聚氨酯防腐涂料、水性环氧树脂防腐涂料、水性丙烯酸防腐涂料以及水性无机富锌涂料中的功能化应用进行介绍,将石墨烯添加到水性防腐涂料中可以增强涂层对基材的附着力,提升涂料的物理屏蔽性、耐磨性和防腐性,同时具有环保安全的特性,大大扩大了水性防腐涂料的应用范围。另外,对石墨烯水性复合防腐涂料功能化应用研究所面临的重点、难点进行了分类介绍,包括石墨烯选材、石墨烯与水性涂料的配套体系研究、石墨烯用量以及石墨烯在水性涂料中的分散性和相容性。     

Research on Properties of Carbon Fiber/Epoxy Resin Composite Material by Microwave Curing

Microwave irradiation was used to reduce the curing time of carbon fiber/epoxy resin composite material.The properties of carbon fiber/epoxy resin composite material under microwave curing were investigated by thermogravimetry(TG),dynamic mechanical analysis(DMA),impact strength test and scanning electron microscope(SEM).The results show that composite materials patch have high thermal stability after microwave curing.The initial degradation temperature is 330.9℃,the maximum thermal decomposition rate is at 368.1℃.When the layer of composite materials patchis 4 layers,the dynamic mechanical properties are the best after microwave curing.The initial storage modulus is 43.2 GPa,increased 28.3 GPa and 27.1 GPa than 3 layers and 5 layers,the glass transition temperature(Tg)is 67.48℃,increased about 12 ℃than 3 layers and 5 layers.Microwave curing can significantly improve the infiltration capacity of epoxy resin,enhance interfacial bonding,and increase the impact strength of composite patch.Under microwave curing,the impact strength of 3,4,5-layers composite material patches increases 35.9%,6.4% and 15.1%,respectively than heating curing.The SEM analysis of impact fracture surface shows that microwave curing can improve the interface of carbon fiber and epoxy resin.     

Fabrication of various electroless Ni-P alloy/multiwalled carbon nanotube composite films on an acrylonitrile butadiene styrene resin

Ni-P alloy/multiwalled carbon nanotube (MWCNT) composite films were fabricated on acrylonitrile butadiene styrene (ABS) resin by electroless plating and their microstructures, adhesion strengths, and friction properties were investigated. Various types of MWCNTs were used. In addition, various electroless plating baths were prepared to form Ni-P alloy matrices with various phosphorus contents. To enhance the adhesion strength, the ABS resin substrate was subjected to roughening treatment. The microstructures of the composite films were examined by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Their adhesion strengths were measured by tensile tests. The friction properties of the composite films were investigated using the ball-on-plate method. Ni-P alloy/MWCNT composite films containing various types of MWCNTs and with Ni-P alloy matrices having various phosphorus contents were fabricated on the ABS resin substrates by electroless deposition. The adhesion strength between the Ni-P alloy/MWCNT composite films and the ABS resin substrate was more than 1300 N cm^− 2. The Ni-P alloy/MWCNT composite films had considerably lower friction coefficients than the Ni-P alloy films. The friction coefficients of the composite films were significantly affected by the type of MWCNTs used.     

石墨烯/偏钒酸钠/有机硅氧烷改性树脂复合防腐蚀涂层研究

目的研究石墨烯/偏钒酸钠/有机硅氧烷改性树脂复合防腐蚀涂层对碳钢板的防腐性能。方法采用高分子辅助电化学法合成具有优异水分散性的功能化石墨烯,并将其加入到偏钒酸钠/有机硅氧烷改性树脂涂层中,用于碳钢板的表面防腐。通过透射电镜、拉曼光谱和纳米粒度仪对石墨烯的结构和水分散性进行了表征。利用Tafel曲线、电化学阻抗谱和硫酸铜点滴试验,研究了石墨烯/偏钒酸钠/有机硅氧烷改性树脂复合涂层的耐蚀性能。结果透射电镜和拉曼光谱分析表明成功制备了石墨烯,且石墨烯的Zeta电位值约为-50 m V,赋予了石墨烯优异的水分散性。Tafel曲线测试显示,相对于偏钒酸钠/有机硅氧烷改性树脂复合涂层,加入石墨烯后,复合涂层的腐蚀电流密度明显下降,当石墨烯含量为0.10%(占有机硅氧烷改性树脂的质量百分比)时,腐蚀电流密度下降至0.554×10-6 A/cm2。电化学阻抗谱测试中,石墨烯含量为0.10%的复合涂层的阻抗值最大,表现出良好的抗腐蚀性能。结论所制备石墨烯的加入能够提高石墨烯/偏钒酸钠/有机硅氧烷改性树脂复合涂层对腐蚀因素(水和氧气)的阻隔作用,使复合涂层具有优异的耐蚀性能。     

金刚石/氧化铈复合磨料的制备及性能测定

为提高金刚石树脂磨具的使用寿命和工作效率,采用真空法制备金刚石/氧化铈复合磨料。通过亲水性测定仪、单颗粒抗压测定仪、万能材料试验机、立式万能摩擦磨损试验机等设备对材料性能进行测试,并利用X射线衍射仪对其进行表征。实验结果表明:镀覆后,金刚石/氧化铈亲水性大大提高;当氧化铈质量分数为15%时,其亲水性和单颗粒抗压强度最大;当氧化铈质量分数为5%时,所制得的树脂磨具具有最大的抗折强度;当氧化铈质量分数为10%时,所制得的树脂磨具具有最大的磨削比。综合考虑,当氧化铈质量分数为10%时,利用金刚石/氧化铈复合磨料制备的树脂磨具具有较好的综合性能。     

树脂矿物复合材料加工中心床身静动态特性的研究

以某加工中心床身为研究对象,分别对由树脂矿物复合材料和铸铁材料制造的加工中心床身进行静动态特性分析。利用ABAQUS软件对两种床身在承受相同载荷条件下的变形进行了分析,研究了两种床身的固有频率和固有振型,并分析比较了是否考虑阻尼特性时两种床身的谐响应分析结果。结果显示：两种材料床身在静刚度接近的情况下,使用树脂矿物复合材料制作加工中心床身能有效提高床身的固有频率,并明显降低床身在受到外界激励时的动态响应。分析结果证明：采用树脂矿物复合材料制作的加工中心床身具有更好的动态特性,用树脂矿物复合材料作为机床床身有其独特的优点。