FeCoNiCrMnNb_x高熵合金体系的微观组织和力学性能

通过非自耗真空电弧熔炼制备了FeCoNiCrMnNb_x(x=0,0.1,0.25,0.5,0.75)高熵合金,研究了不同Nb含量对其微观组织和力学性能的影响,以及运用热力学软件Therm-Calc进行了相计算.结果表明:FeCoNiCrMnNb_x合金,随着Nb含量的增加,合金体系出现Laves相,并随着Nb含量的增加而增加,这与相模拟结果相吻合;微观组织为枝晶结构,在Nb_(0.25)和Nb0.5合金中出现共晶结构,Nb_(0.75)合金中共晶结构消失;合金维氏硬度增大;合金的屈服强度与Laves相的体积分数呈线性关系.其中,Nb_(0.5)合金达到塑性与强度的良好匹配,其断裂强度为2 025 MPa,断裂应变为28.6%.     

表面处理对HDPE/EVA/EG复合材料性能的影响

为了获得热稳定、阻燃和力学性能均较好的复合材料,以高密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯(HDPE/EVA)共混物为基体,可膨胀石墨(EG)作为无卤阻燃剂,通过熔融共混方法制备了HDPE/EVA/EG阻燃复合材料.采用热重分析(TGA)、锥形量热仪、电子扫描电镜(SEM)等方法研究了钛酸酯偶联剂改性前后EG对复合材料的热稳定性能、阻燃性能以及力学性能的影响.研究结果表明, EG能提高聚合物基体材料的热稳定性能和阻燃性能,但力学性能降低;用钛酸酯偶联剂对EG改性后, HDPE/EVA/EG复合材料的断裂伸长率从232.3%提高到315.3%,拉伸强度由9.0 MPa增到了10.0 MPa,冲击强度由88 kJ/m2提高到129 kJ/m2.偶联剂的存在提高了EG与基体间的界面粘结力,使阻燃复合材料的综合力学性能得到改善.      

含CPP纤维的TTCP型磷酸盐骨水泥的制备

目前磷酸盐骨水泥(CPC)脆性大、强度低等缺点限制了其在很多承受应力部位或骨质薄弱部位的应用,提高力学性能是扩展其应用范围的重要方面.制备了磷酸盐骨水泥及CPP纤维增强的骨水泥复合材料,研究了TTCP含量对骨水泥凝固时间、抗压强度及骨水泥浸泡液pH值的影响;CPP纤维含量对CPC骨水泥凝固时间、力学性能的影响.结果表明:当TTCP含量为10%时,骨水泥凝固时间为20min,抗压强度为45.83 MPa,浸泡液pH值在6~8之间;当CPP含量为10%时,骨水泥复合材料抗压强度为46.91 MPa,抗弯强度为13.85 MPa;扫描电镜照片显示CPP在CPC骨水泥基体中分布均匀,结合性能好.TTCP型骨水泥能够满足临床上对松质骨的力学性能要求,浸泡液pH值变化范围小,可降低炎性反应发生的风险;适量CPP纤维对CPC有明显的增强效果.     

SnO_2/CNTs复合材料的制备与表征

采用热蒸发法制备SnO2/CNTs复合材料,在不同工艺条件下制备了SnO2/CNTs复合材料,对影响SnO2/CNTs复合材料的生长条件,主要是温度和环境压力等参数进行了研究.使用X射线衍射仪、拉曼谱仪对样品进行了成分及结构测试,并用扫描电镜对样品表面形貌进行了观测.结果表明,以温度900℃、压力0.08 MPa、保温时间120 min为参数制备的复合材料纯度最高.进一步分析了沉积理论,证明低温、高压利于SnO:的形成.     

掺合料对纤维增强水泥基材料拉伸性能的影响

为降低材料成本并探明掺合料对聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料抗拉能力的改性效果,采用一定量的粉煤灰、硅灰和偏高龄土代替水泥,试验研究了改性前后水泥基复合材料的拉伸应变、开裂强度、极限强度以及裂缝发展规律,分析了各种掺合料对水泥基复合材料抗拉性能的影响机理.试验研究结果表明:用粉煤灰代替65.0%的水泥,材料的初始开裂强度和极限强度随着粉煤灰的掺入分别降低了25.5%和26.0%,但复合材料的变形能力提高了2倍;粉煤灰改善了复合材料的裂缝宽度和间距,使得多重开裂现象更易发生;用粉煤灰和硅灰分别代替50.0%和15.0%水泥,使得复合材料裂缝宽度略有减小,变形能力比单掺粉煤灰提高了7.6%;偏高岭土的掺入,使得材料具有更好的变形能力;在纤维体积掺量为2.0%的情况下,粉煤灰、硅灰、偏高岭土的复掺使得纤维增强水泥基复合材料的极限拉应变达到2.0%,极限强度达到3.99 MPa,材料在拉伸荷载作用下呈现出高延性和多裂缝开裂特性,材料自身对裂缝具有很强的可控性,其饱和状态最大裂缝宽度为175μm,平均裂缝宽度不超过115μm.     

δ-Al2O3短纤维增强Al合金复合材料热残余应力及其影响

用弹塑性有限元法和双纤维模型研究了δ-Al2O3，短纤维增强Al合金复合材料在室温下的热残余应力的分布及其对复合材料整体力学性能的影响．计算了体积分数为20％的3种δ-Al2O3／A1合金复合材料的拉伸应力-应变关系，并与实验结果比较．纤维间相互作用使复合材料基体中的热残余应力的大小发生了变化，但对其空间分布规律没有影响．对于体积分数为20％的短纤维增强δ-Al2O3／Al-5．5Mg和δ-Al2O3／Al-5．5Zn复合材料，用双纤维模型的三维弹塑性有限元方法计算的应力-应变曲线与实验曲线符合得较好，但δ-Al2O3／Al-12 Si复合材料的模拟结果与实验结果相比误差较大．     

固化剂对乙烯基酯树脂/碳纤维复合材料性能的影响

以乙烯基酯树脂为基体、碳纤维预浸布为增强体、环烷酸钴为促进剂、KH550为偶联剂、过氧化甲乙酮为固化剂,制备乙烯基酯树脂/碳纤维复合材料,研究不同固化剂含量对复合材料性能的影响。结果表明:树脂与固化剂的质量配比为100∶4时,复合材料的交联固化程度最好,弯曲强度达217.76 MPa,弯曲模量达14734.97 MPa,玻璃化转变温度达106.03℃,热分解温度达399.81℃,SEM图观测可知碳纤维表面有较多胶液,树脂与纤维排列紧密、黏合牢固,纤维断裂整齐,界面结合性能也最好。与经氧化处理复合材料相比,未进行碳纤维表面酸氧化处理的复合材料弯曲强度性能提高了16.2%,弯曲模量提高了13.0%,但物理、化学耐热性比较差。     

高能球磨对TiC0.5/Cu（Al）复合材料组织和性能的影响

以Ti2AlC和Cu粉作为原料,分别采用滚筒球磨和高能球磨对原料粉进行预混处理,在1 150℃下原位热压反应制备了TiC0.5/Cu（Al）复合材料.实验结果表明,Al从Ti2AlC溶出进入Cu中,Ti2AlC分解并转变成TiC0.5相,然而滚筒球磨制备的复合材料中生成少量AlCu2Ti相.通过对原料粉高能球磨处理,制备后的复合材料AlCu2Ti相消失,细小的TiC0.5颗粒均匀分布于基体中.两种不同方法制备的复合材料的弯曲强度和维氏硬度试验结果表明,高能球磨工艺能提高TiC0.5/Cu（Al）复合材料的弯曲强度,同时维氏硬度略有降低.其中,高能球磨处理后制备的27％ TiC0.5/Cu（Al）复合材料的弯曲强度达到981 MPa,维氏硬度为2.43 GPa.     

形变Cu-13.2 vol.%Fe原位复合材料导线研究

研究了采用感应加热熔炼和室温变形制备Cu-13.2 vol.%Fe原位复合材料导线的工艺过程,并探讨了降低电阻率的中间热处理作用.用光学显微镜、SEM和TEM观察分析了变形过程中组织结构的变化,结果指出,Fe树枝晶的变形是不均匀的,中间热处理有利于均匀变形,在较大变形量下,Fe树枝晶形成纤维,空间形态为薄片状,相结构为α-Fe.测定了力学性能和电阻率,结果是变形量越大,强度越高,电阻率越大.经中间热处理,可在不降低强度的同时,大大降低电阻率.几个较好的电导率/极限拉伸强度组合为:70.6%IACS/659 MPa、64.6%/752 MPa和51.9%IACS/880 MPa.     

中间处理对粉末高温合金FGH4095组织性能的影响

为了研究热处理制度对粉末高温合金FGH4095组织强化相γ'形态分布特征的影响,采用氩气雾化制备FGH4095高温合金粉末,经筛分、除夹杂处理后,热等静压烧结成形,对比研究不同的热处理条件下, FGH4095合金组织γ'相的大小、形貌及分布,测试了室温20 ℃和高温650 ℃下合金的拉伸性能,并对650 ℃高温下拉伸断口进行了比较分析.结果表明:中间热处理能够改善γ'相的形状及分布;经中间处理,材料高温拉伸性能明显提高,屈服强度从1 150 MPa提高到1 210 MPa,拉伸强度从1 230 MPa提高到1 460 MPa;中等尺寸γ'相数量增加,晶界得到优化,合金高温塑性得到提高.