成分配比对稀土钨电极材料组织及力学性能影响

通过固液掺杂、等静压压制、中频烧结的方法，制备了不同的氧化镧、氧化钇、氧化锆三元掺杂成分比例的钨电极材料烧结棒材，探究了不同成分配比对样品显微组织、第二相粒子分布以及宏观力学性能的影响。结果表明，氧化镧、氧化钇、氧化锆三元复合添加能够有效改善第二相粒子在钨基体中的分布形态，降低第二相在晶界的过度富集，提高钨电极材料的综合力学性能。并且当添加成分镧、钇、锆质量比为3:1:1时，材料具有最好的综合力学性能，致密度可达96.04%，显微硬度可达549.37HV0.3，抗压强度可达3785MPa，原因是此配比下第二相粒子最为细小均匀，弥散程度最高，对基体晶粒的细化作用最好，该配比下钨基体平均晶粒尺寸达到10.3μm。     

热轧压下率对车用大厚度比镁铝合金板组织和力学性能的影响

选择厚度为0.2 mm的6063铝合金与厚度为5.0 mm的AZ80镁合金进行组坯,设定厚度比为20,分析各热轧压下率下、以热轧方式制得的大厚度比镁铝合金板的组织和力学性能。研究结果表明:当热轧压下率达到45%或更高时,镁铝合金板形成了结合性能优异的界面,镁基体内形成了均匀分布的细小晶粒;提高热轧压下率后,基体中的晶粒尺寸不断减小,此时形成了更小的晶粒尺寸离散系数,更多晶粒被压碎,晶粒分布状态也比较均匀;提高热轧压下率后,获得了更高屈服强度的大厚度比镁铝合金板,材料发生了更明显的加工硬化,而抗拉强度则先增大再下降,当热轧压下率达到55%时,获得了最大的抗拉强度;当热轧压下率达到65%时,韧窝数量明显增多,表明镁合金通过动态再结晶转变获得了更强的韧性。屈服应力呈现明显波动的状态,热轧压下率为35%时,获得了最高的屈服强度,65%热轧压下率下的屈服强度最低,逐渐提高热轧压下率后,屈服应力也不断减小。     

GH4169合金低压涡轮机匣异形环锻件胀形工艺

为了解决低压涡轮机匣异形环锻件轧制成形精度低、余量大、材料利用率低、周期长等问题,采用数值模拟与工艺试验试制相结合的方法,研究了GH4169合金低压涡轮机匣异形环锻件胀形工艺。模拟研究阐明了胀形变形量对低压涡轮机匣轧制成形锻件的应力、应变、温度分布及均匀性的影响规律,综合考虑建议胀形变形量取1.5%较为合理;胀形过程的工艺试制研究表明,通过胀形工艺对轧制成形的GH4169合金低压涡轮机匣异形环锻件进行整形,可显著降低锻件的椭圆度、提高锻件的尺寸精度,减小锻件余量并提高余量均匀性,提高材料利用率,同时可有效提高锻件的力学性能及其均匀性。锻件余量均匀性的提高也可有效减小低压涡轮机匣零件的机加工变形。     

基于蜻蜓翅脉结构的连续碳纤维增强树脂基复合材料仿生设计与增材制造

以具有轻质高强优异性能的蜻蜓翅脉结构为设计灵感，在分析翅脉网格结构抗冲击原理的基础上，设计了传统和仿生两类对比结构。采用熔融挤出3D打印机成功制备了具有不同结构的连续碳纤维增强聚乳酸复合材料试样，并对不同结构复合材料试样的拉伸性能和抗冲击性能进行了测试和对比分析。研究分析结果表明：由于拉伸力方向上的连续碳纤维含量相对较少，限制了仿生结构复合材料抗拉强度的提高，但仿生结构的平均抗拉强度为传统结构的1.18倍；当仿生结构复合材料试样受到冲击力时，其内部六边形结构的连接角度会发生变化，从而极大消耗冲击能量，同时具有六边形网格结构的连续碳纤维可以有效阻碍裂纹的扩展，因此仿生结构的平均冲击韧性可以达到传统结构的2.46倍；仿生蜻蜓翅脉结构可以显著提高增材制造复合材料的综合力学性能，且对于抗冲击性能的提高具体突出效果。连续碳纤维增强树脂基复合材料的有效可行的仿生蜻蜓翅脉结构设计和增材制造，可极大扩展其在高冲击载荷领域中的相应应用。     

3D打印裂隙岩体动态力学性能及能量耗散规律初探

地下岩体结构经常遭受到地震、爆炸、冲击振动等产生的动力扰动，利用3D打印技术的优势研究冲击荷载下岩体动态力学性能对实现3D打印技术在工程领域的应用具有重要意义。采用φ50 mm的变截面霍普金森压杆(SHPB)装置，对含预制裂隙的3D打印岩体试样进行动态单轴压缩试验。研究结果表明：试样的动态抗压强度随着预制裂隙倾角的增大呈现出先减小后增大的趋势，当预制裂隙倾角为30°时试样强度最小，当预制裂隙倾角为90°时试样强度最大。与3D打印岩体试样的静态单轴压缩强度对比发现，3D打印砂性材料具有明显的率效应，当应变率为139.65 s^-1时，3D打印岩体试样的动态抗压强度是静态抗压强度的4.34倍。预制裂隙缺陷在一定程度上加剧了试样的能量耗散和破碎过程，并且30°倾角预制裂隙对试样能量耗散和破碎结果的影响程度最大。同时，3D打印岩体试样的能量耗散过程与破碎块度表现出明显的自相关性，所用的3D打印砂性材料的宏观破碎结果与能量耗散之间的关系与天然岩石材料有一定相似性，为今后3D打印材料模拟天然岩体应用于动态力学试验的可行性奠定了基础。     

白炭黑或埃洛石填充不同橡胶树品系天然橡胶复合材料的性能研究

分别采用白炭黑或埃洛石填充4种橡胶树品系（72059，PR107,73397和RRIM600）天然橡胶（NR）以制备复合材料，并研究复合材料的各项性能。结果表明：白炭黑或埃洛石填充NR复合材料的硫化特性受橡胶树品系的影响较小；两种填料填充的RRIM600复合材料均表现出最大的溶胀平衡交联密度和最优的物理性能，且50～70 ℃范围内的损耗因子最小，表明RRIM600复合材料的滞后损失最小，RRIM600满足低滚动阻力轮胎的用胶要求，而72059复合材料的相应性能较差；白炭黑填充72059复合材料的热稳定性最优，埃洛石填充各橡胶树品系NR复合材料的热稳定性差异不明显；PR107复合材料和73397复合材料的综合性能居中。     

434铝基复合材料关键参数的确定

通过对434复合材料化学成分、工艺性能和包覆率的研究,绘制出材料软化曲线和硬化曲线。研究发现,料温大于300℃时,可以保证材料处于完全再结晶状态;中间退火后,冷轧道次加工率在25%～45%时,可以保证材料力学性能满足要求。同时通过对包覆率的研究,确定了434皮材和芯材尺寸,生产出包覆层厚度合格、性能合格的434产品。     

预拉伸对X2A66铝合金蠕变时效力学性能与微结构的影响

通过力学性能测试和显微组织观察,分别研究人工时效、蠕变时效以及预拉伸蠕变时效热处理工艺对X2A66铝锂合金薄板力学性能和组织结构的影响。结果表明:与人工时效相比,蠕变时效过程改变了合金时效析出行为并恶化合金力学性能;但蠕变时效前进行预拉伸处理,能够在稍微降低伸长率的情况下显著提升合金屈服和抗拉强度。     

蓝藻基生物降解共混膜的力学性能

以聚乙烯醇(PVA)和水华蓝藻为主要原料,通过溶液铺膜法制备了蓝藻/PVA共混膜,采用万能试验机,研究了不同助剂对蓝藻/PVA共混膜力学性能的影响。结果表明,蓝藻的添加显著降低了共混膜的力学性能。当添加比例为PVA的1/2时,膜的拉伸强度和断裂伸长率分别比无藻处理下降了65.89%和79.57%。甘油、尿素显著提升了蓝藻/PVA共混膜的断裂伸长率,当添加比例为蓝藻的1/2时,分别能使共混膜的断裂伸长率提高73.20倍和62.02倍。虽然柠檬酸、硅烷偶联剂能够提升蓝藻/PVA共混膜的拉伸强度,但只能在低剂量时促进断裂伸长率的小幅提高,当柠檬酸添加比例为蓝藻的1/40时,膜的断裂伸长率能提高4.41倍,而当硅烷偶联剂添加比例为蓝藻的1/20时,膜的断裂伸长率能提高1.49倍。尿素与甘油复合增塑,更有利于提升共混膜的断裂伸长率。硅烷偶联剂与甘油复合增塑,更有利于提升共混膜的拉伸强度。