合金化提高镁合金抗蠕变性能的研究进展

从镬合金高温蠕变机理出发,评述了提高镁合金抗蠕变性能的主要途径和近年来国内外主要抗蠕变镁合金系列(Mg-Al系、Mg-Zn系、Mg-RE系)的研究进展.通过合金化在镁合金晶内和晶界处生成一些弥散分布、热稳定性高的沉淀强化相,可减少高温时镁合金的扩散蠕变和晶界滑动,是提高各系列锾合金抗蠕变性能的有效方法.     

DZ468合金的物理性能和蠕变性能初步研究

对一种新型镍基高温合金DZ468的物理性能和蠕变性能进行了初步研究.研究结果表明:与DZ125合金相比较,DZ468合金具有良好的物理性能.DZ468合金的蠕变性能曲线在相同温度下形状相似.760℃时,蠕变曲线呈现了明显的三阶段,既蠕变初始阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段;850℃和980℃时,蠕变曲线呈现明显两个阶段,既稳态蠕变和加速蠕变阶段.     

SiC /AZ61镁基复合材料蠕变性能的研究

采用搅熔铸造法制备碳化硅颗粒增强镁基复合材料SiC/AZ61,通过动态机械热分析、显微组织观察和XRD衍射分析了其蠕变性能.结果表明:碳化硅颗粒的加入细化了晶粒,SiC大多分布在晶界处,颗粒镁基复合材料的蠕变性能与AZ61合金相比得到了显著的改善.蠕变性能的提高主要因为高温时具有高的热稳定性的SiC颗粒取代晶界处高温下易软化的β相(Mg17Al12)钉扎晶界,阻止了晶界的交滑移和位错的攀移.     

强流脉冲离子束辐照316L不锈钢蠕变性能的实验研究

利用强流脉冲离子束(HIPIB)对316L不锈钢进行了表面辐照处理.辐照参数为:离子种类包括70%C 和30%H ,离子能量E=300keV,束流密度J=100,200,300A/cm2,辐照次数N=10,脉冲宽度τ=75ns,真空室本底真空度为10-3Pa.采用扫描电子显微镜(SEM)观察辐照前后试样的表面形貌;用X射线衍射(XRD)分析辐照前后试样表面层结构和成分的变化.结果表明,HIPIB辐照使试样表面光滑化,且表面层产生择优取向.研究了HIPIB辐照对316L不锈钢700℃蠕变性能的影响,发现辐照后试样的蠕变行为与束流密度密切相关.当束流密度为100,200A/cm2时,HIPIB辐照延长了原始试样的蠕变寿命;相反,300A/cm2的HIPIB辐照则使其缩短.     

Si3N4 陶瓷蠕变性能MSP评价方法的理论与实验研究

基于薄板弯曲蠕变模型,对MSP(Modified Small Punch)蠕变试验进行了理论研究,建立了材料蠕变应力指数n的评价公式. 采用有限元分析软件MARC对MSP蠕变试验进行了数值模拟,将数值模拟采用的n值与评价结果n值进行了比较,12Cr1MoV钢和含Cr9%的钨合金钢分别相差1.6%和2.7%;SUS304不锈钢的MSP蠕变试验结果与传统单轴拉伸蠕变实验结果相差仅为2.9%,数值模拟结果的一致性与两种实验结果的吻合验证了理论公式的有效性. 在此基础上,通过对多孔Si3N4陶瓷蠕变性能的研究,发现多孔Si3N4陶瓷在温度为1000℃条件下不仅具有较好的延展性,而且有较大的蠕变变形;应用材料蠕变应力指数的理论公式,得到了多孔Si3N4陶瓷材料的应力指数. 研究结果表明,MSP蠕变试验方法在非金属材料高温蠕变性能的评价上具有广阔的应用前景.     

单晶镍基合金的热处理及对蠕变性能的影响

根据差热曲线分析制定出合金的热处理工艺,结合蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了固溶温度对一种含Re单晶镍基合金蠕变性能的影响.结果表明:铸态合金组织中存在明显的成分偏析,其中元素Cr,Co,Re富集于枝晶干,元素Al,Ta,W等富集于枝晶间.采用不同温度固溶处理,合金具有不同的蠕变寿命.当固溶温度提高到1320℃时,可使合金成分的均匀化程度提高,难溶元素得到充分扩散,降低合金的枝晶干/间成分偏析,并抑制合金中TCP相的析出,可显著提高合金的蠕变抗力.与1300℃固溶处理相比较,合金经1320℃高温固溶处理后,其在1072℃,137MPa条件下的蠕变寿命由37h提高到230h.     

UHMWPE纤维的表面交联改性

选用三聚氰酸三丙烯酯(TAC)作为交联剂对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维进行紫外辐照交联改性,探讨了正庚烷浸泡时间、交联剂浓度、紫外线辐照时间等因素对UHMWPE纤维表面交联效果及纤维蠕变性能的影响。采用红外光谱、扫描电子显微镜及力学性能测试等多种手段对交联改性前后UHMWPE纤维的结构进行表征。结果表明,UHMWPE在正庚烷中的最佳浸泡时间为24h;紫外线辐照最佳时间为1.5 h;经交联改性后UHMWPE纤维的抗蠕变性能有较明显提高。     

Ti600合金中硅化物与蠕变性能关系的研究

研究了Ti600高温钛合金在固溶处理过程中,不同冷却速率对组织结构的影响及结构与性能之间的关系.重点考察冷却速度对抗蠕变强度的影响,以确定最合适的热处理制度.实验内容包括:观察α片层宽度与晶间α形貌随冷却速度的变化规律;测试不同状态下棒材的高温蠕变性能;分析组织特征与性能之间的相互关系;测定了Ti600合金中硅化物的溶解温度,研究硅化物对合金晶粒尺寸的影响规律.结果表明,在固溶处理过程中,随着冷却速率的增加,α片层宽度减小,硅化物对合金晶粒长大具有明显的抑制作用.当合金在硅化物溶解温度以下进行固溶处理时,其晶粒尺寸的增加比较缓慢,而当固溶温度一旦超过硅化物溶解温度,其晶粒尺寸则迅速增大.研究得出,合金的固溶处理温度处在相变点与硅化物溶解温度之间,合金可获得良好的综合性能.     

铝酸钇纤维制备和性能研究进展

与氧化铝等其它无机氧化物纤维相比,铝酸钇纤维不仅具有高强度、抗氧化、抗蠕变性能及低的电导率,在２５～１４００℃范围内,还具有恒定的断裂应力,是一种极具潜力的绝热耐火材料和结构增强材料,近几年在材料科学界引起了强烈关注．本文综述了新型高性能铝酸钇纤维的结构、性能及其制备方法．     

不同结构UHMWPE纤维纬编针织复合材料压缩性能

针对高性能超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维的特性,成功编织出纬平针、罗纹、畦编3种针织物。采用真空辅助树脂传递模塑成型（VARTM）技术,分别制备出6层纬平针、6层罗纹以及6层畦编织物复合材料板。对3种结构复合材料进行压缩试验,并比较分析了比压缩强度-应变曲线、比压缩能量-应变曲线、比压缩能量-应变拟合曲线,分析了压缩过程中的能量吸收情况及材料的破坏形式。结果表明:纬平针结构复合材料的比压缩强度和比压缩能量均最大,其次是罗纹,畦编最小;且3种结构复合材料的压缩破坏过程均不属于脆性破坏;由于材料表现出较好的柔韧性,试样的比压缩能量与压缩应变呈线性相关;相同结构复合材料纵、横向比压缩强度-应变曲线和比压缩能量-应变曲线几乎重合。基体沿增强结构呈分层现象的破坏和树脂的塑性变形是材料的主要破坏形式。      

UHMWPE纤维纬编针织复合材料的制备工艺研究

以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为原料,实现其在电脑横机上的编织,将6层纬平针织物、6层罗纹织物以及6层畦编织物分别通过真空辅助树脂传递模塑成型技术(VARTM)复合成复合材料板。VARTM工艺的最大优点是模具简单、成本低、模具抽真空形成负压使纤维与树脂分布更均匀。综合考虑UHMWPE纤维特点及VARTM工艺的工艺条件,实验用树脂为粘度低、浸润性好的环氧树脂;为使制备的复合材料均衡对称,采用(0°,90°)3s铺层方式;成功制备出了比较理想的纬平针、罗纹和畦编UHMWPE纤维纬编针织增强复合材料,为后续UHMWPE纤维纬编针织复合材料力学性能的研究及其拓展领域的应用奠定了一定的理论和实验基础。     

含铝奥氏体不锈钢的强化相析出调控和蠕变性能研究进展

根据我国的能源结构,发展大容量、高参数的超(超)临界火电机组和高效的先进核能是解决能源短缺与环境污染之间矛盾的主要途径。为了能够长期在高温、高压的恶劣环境下服役,对发电机组和核能系统结构用材料提出了更苛刻的要求。含铝奥氏体不锈钢兼具优异的抗氧化性能和高温强度,可作为超(超)临界电站及超临界水堆等先进能源系统关键部位的候选材料。蠕变性能是含铝奥氏体不锈钢应用于先进能源系统的重要服役性能,其与析出相(包括碳化物M₂₃C₆及MC、Laves相、NiAl相、FeCr相等)的种类、尺寸和分布状态关系密切。如果析出相能以有效钉扎位错的合适尺寸均匀弥散分布于基体中,且具有较好的高温稳定性,那么合金就能获得优异的高温蠕变性能。总结现有的研究成果可知,含铝奥氏体不锈钢的主要发展方向和调控思路是以Super304H、HR3C和TP347HFG为基体,进一步调整Al、N、Si、Ni、V、B等合金元素含量,研究合金在服役过程中纳米级别析出相的分布情况、高温蠕变性能等变化规律。主要研究目标是在控制成本的前提下通过析出相的有效调控,提升合金的高温蠕变性能和抗氧化性能。因...     

稀土镁合金抗高温蠕变性能的研究进展

稀土元素在镁合金中能够细化晶粒尺寸,可以利用其固溶强化和第二相强化机制提高合金力学性能,改善镁合金的抗高温蠕变能力。介绍了镁合金的蠕变机理,以及稀土Y元素、Gd元素、Sc元素和Ce元素对镁合金组织和蠕变性能的影响,综述了目前国内外开发的Mg-Y、Mg-Gd、Mg-Sc、Mg-Ce等一系列稀土镁合金的研发现状,对稀土镁合金的发展现状给予意见,并对稀土镁合金的发展前景进行展望。     

玄武岩纤维复合材料蠕变性能研究

树脂基基复合材料具有粘弹性,长期在外力作用下会发生蠕变现象,导致复合材料的刚度和强度都发生衰退,致使复合材料结构失去继续承载的能力。本文对连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber简称CBF)增强树脂基复合材料在不同应力水平下的长期力学行为进行研究,初步探讨了CBF复合材料的蠕变性能。     

后交联纤维的制备及吸附性能研究

用对二氯甲基苯作为后交联剂,与聚丙烯接枝苯乙烯-二乙烯苯纤维进行后交联反应,制备出具有高比表面积的后交联纤维.对影响反应的各种因素:反应温度、时间、催化剂和配料比进行了研究,得出最优化的制备条件.并且在静态条件下,研究了水溶液中后交联纤维吸附吡啶的热力学特性,测定了不同温度下的吸附等温线.结果表明,后交联纤维吸附吡啶符合Freundlich模型,表现为放热的物理吸附过程,而且是自发进行的.     

UHMWPE纤维/碳纤维复合材料用改性环氧树脂的制备及性能

用甲基丙烯酸改性环氧树脂E-51制备了UHMWPE纤维/碳纤维复合材料用基体树脂,主要研究了反应时间和催化剂用量对改性环氧树脂及复合材料性能的影响。结果表明,当甲基丙烯酸与环氧树脂摩尔比为1.1∶1.0、催化剂二乙基胺用量为0.35%（质量分数）、反应温度为110℃时,改性反应6h所得改性环氧树脂与UHMWPE纤维/碳纤维的复合材料的性能较好。用FTIR、DMA、SEM对改性环氧树脂及复合材料的结构和性能进行了表征,甲基丙烯酸改性环氧树脂对UHMWPE和碳纤维具有较好的粘接性。     

高温热氧老化对尼龙66结晶与蠕变性能的影响

通过熔融挤出制备添加热稳定剂的稳定化尼龙66和未添加热稳定剂的尼龙66。采用差示扫描量热分析、X射线衍射、蠕变试验和显微拉曼等方法研究了高温(180℃)热氧老化不同时间后尼龙66的结晶性能、蠕变性能及外观形貌等,同时探讨了热稳定剂对其影响。结果表明,随着热氧老化时间的延长,尼龙66的熔融峰和结晶峰均向低温偏移,结晶度,α晶型的(100)晶面与(010)/(110)晶面的衍射峰强度之比与尼龙66的蠕变应变均呈下降趋势,稳定剂的存在减缓了上述现象,抑制了尼龙66的降解,提高了尼龙66在高温环境下的使用寿命。     

CVD法SiC纤维的表面形貌及断口特征

使用ＳＥＭ研究了ＣＶＤ法ＳｉＣ纤维的表面形貌及纤维的断口特征。研究结果表明，高强度纤维表面光滑，晶粒大小均匀，结构致密，而低强度低表面粗糙，晶粒大小不一，结构疏松。ＳｉＣ纤维断口主要表现在表面缺处，在有杂质或内部缺陷的地方，在芯壳交界处以及钨芯内部。高强度纤维断裂经常起源于钨芯部位；而低强度纤维断裂与各种各样的纤维缺陷有关。     

动态毛吸法测定纤维表面能

本文用浸润测定仪对玻璃纤维和Kevlar-49芳纶纤维进行了表面能测定,讨论了纤维束柱末端沾湿量的影响,提出了浸润仪测试数据的正确处理方法,求得了Kevlar-49纤维的表面能并对其色散分量和非色散分量进行了解析.     

玄武岩纤维的表面修饰及生态环境复合过滤材料的制备与性能研究

探讨了酸、碱、水等介质对玄武岩纤维的刻蚀以及对其性质影响的可能性,测定了玄武岩纤维的组成,计算了玄武岩纤维的酸度系数和pH值。在对玄武岩纤维进行软化、硅烷偶联剂表面活化处理的基础上,利用玄武岩纤维和植物纤维进行杂化,制备了生态环境复合过滤材料。通过扫描电镜及红外光谱对其微观结构及其形成的机理进行了研究。结果表明,玄武岩纤维在植物纤维中均匀弥散,无机纤维和有机纤维各自的优良特性得到了充分的发挥。利用无规线团模型对其结构进行了描述,采用逾渗模型对其过滤性能进行分析,并讨论了打浆度、玄武岩纤维含量、胶粘剂等因素对复合材料性能的影响。制备的复合材料具有可重复使用、性能价格比高、对环境无二次污染,符合对环境协调、友好的生态环境材料的绿色化要求。