影响多孔硅孔隙率的因素

研究了在制备多孔硅过程中影响其孔隙率的各种因素 ,给出了氢氟酸浓度、腐蚀时间、阳极腐蚀电流、温度及光照度与多孔硅孔隙率的关系 ,同时研究了多孔硅的晶格常数随其孔隙率变化的规律 ,并对以上各项结果作出了初步解释。     

烧结温度对多孔TiNi合金微观结构和力学性能的影响

采用Ti、Ni纯元素混合粉末真空烧结技术制备了孔隙分布均匀且力学性能优良的多孔TiNi形状记忆合金(SMA),并利用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜及电子万能试验机研究对比了900、950、1000、1050、1100和1150℃6个不同烧结温度对合金微观结构和力学性能等的影响。结果表明,烧结温度是影响多孔TiNi合金性能的决定性因素,通过调节烧结温度可有效调节合金的相组成、孔隙特征和力学性能。随着烧结温度的升高,合金的次生相逐渐减少,相组成成分更加均一;致密度不断提高,由59%上升到62%,孔隙分布愈加均匀且孔隙形貌由多尖角形趋于球形化;抗拉强度由72.43MPa增加到160.12MPa,弹性模量从1.08GPa增加到1.32GPa。     

孔隙形状及孔隙率对多孔材料弹性性能的影响

利用通用单胞法(GMC)计算了不同孔隙形状及孔隙率对多孔材料等效弹性参数的影响,计算中分别采用二维方形、圆形孔隙模型和三维立方体、球形孔隙模型模拟多孔材料。不同孔隙率下等效弹性参数的计算结果表明: 不同孔隙形状下,多孔材料等效弹性参数随孔隙率增大的退化程度不同;通过对比二维简化模型与三维模型的差异,发现二维简化模型对多孔材料等效弹性参数的估算值偏低。进一步将GMC计算结果和已有文献实验结果进行比较,发现两者具有较高的吻合度。最后将GMC模型与有限元、经验模型进行对比,得出GMC模型的局限性。综合计算结果,GMC具有一定的计算精度,可应用于工程实际分析中。     

造孔剂含量对多孔SiC预制件孔隙率的影响及孔隙率测定方法探究

采用模压成型法制备了SiC预制件,分别采用阿基米德法、质量体积法和压汞仪法测试了其孔隙率,并对测试结果进行比较分析。结果表明,阿基米德法测试结果偏小,这是因为此方法测量的是孔径较大的气孔的显气孔率;质量体积法与压汞仪法测试结果较为接近。比较AlSiC复合材料中Al合金体积分数和3种方法的测试结果表明,质量体积法测试结果与Al合金体积分数最接近,是一种简单可靠的孔隙率测试方法。进一步探究了预制件孔隙率与造孔剂含量之间的关系。结果表明,当造孔剂含量较少时,孔隙率增加不明显,当造孔剂含量高于5%时,随着造孔剂含量的增加,孔隙率大体上呈线性增加趋势。当造孔剂含量为14%时,孔隙率近40%,完全满足后续渗Al需要。     

孔隙率对传感器多孔电极材料导电性能的影响

电极材料是保证氧传感器性能的关键.电极材料的多孔性和突出的原子振动非简谐效应对其导电性有重要的影响.为了提高电极材料的导电性能,本工作考虑到原子的非简谐振动,应用固体物理理论和方法,研究了氧传感器多孔电极材料电导率及其热稳定性随温度、时间、颗粒半径的变化规律,并探讨了原子非简谐振动和孔隙率的影响.结果表明:多孔Pt电极材料的电导率小于块状电极材料的电导率,且颗粒愈小,两者的差愈大;多孔Pt电极材料的电导率及其热稳定性系数均随温度的升高而非线性减小,当温度T<300 K时,减幅较大,当温度T>1000 K时,则减幅极小并趋于常量.电导率随时间延长而减小,但减幅极小;电导率随颗粒半径的增大非线性增大.孔隙率对电极材料的电导率有影响:颗粒愈小,孔隙率愈大.电极材料的电导率愈小,颗粒的体内与表面层的电导率的差愈大.考虑到原子振动的非简谐效应,电极材料的电导率大于简谐近似时的结果,且温度愈高,非简谐与简谐近似下的差值愈大,即非简谐效应愈显著.     

孔隙率对多孔聚乙烯醇缩甲醛凝胶性能的影响

通过成孔剂法制备不同孔隙率的聚乙烯醇缩甲醛凝胶(PVFM),其具有对含水量变化快速响应的特性,研究其在吸水、脱水过程中孔隙率对体积、质量、力学性能变化的影响。研究表明,多孔凝胶的孔隙率越高,其吸水、脱水的速度越快。而其力学性能及随含水量变化的敏感性却相应降低。在流量控制、湿度调节等多孔凝胶驱动控制的系统中．缩短凝胶响应时间的同时,要保证其力学行为随含水量变化的敏感性。     

Cu-Ni合金海水暴露腐蚀产物AES和XPS深度剖析

考察了两种 Cu-Ni 合金实际海水暴露不同阶段腐蚀产物膜的变化,应用 AES 和 XPS 进行深度剖析。结果表明,保护性腐蚀产物膜薄而均匀,且与基体结合牢固。在该膜外侧发现了 FeOOH,从而证实了 Fe 的氢氧化物在膜的表面偏聚的假设。作者提出该水合氧化铁通过阻止 Ni 的流失促进 Ni 在腐蚀层中富集。非保护性的腐蚀产物膜呈现明显的层状结构,疏松而且粘附性差。前一种膜借助于直接氧化方式形成,后者则是由溶解的物质沉淀和重新沉积途径形成的。     

多孔硅层孔隙率对其热绝缘性能的影响

研究了多孔硅层孔隙率对其热绝缘性能的影响机制.以P 型硅片为基底,通过双槽电化学腐蚀法制备多孔硅.采用微拉曼光谱法对多孔硅的热导系数进行了测量,结果表明,多孔硅的热导系数随其孔隙率的增大而明显下降,实验中热导系数最低可达到0.624W/(m·K),从而通过降低热导系数使多孔硅的绝热性能得到了增强.     

自蔓延高温合成钴-钛系多孔合金

采用自蔓延高温合成制备了Co-Ti多孔体新型人体骨、关节材料.以Ti粉和Co粉按原子比Ti:Co=1:1与Ti:Co=2:1 2种配比的原料,在10 Pa负压条件下,500℃预热2 min点燃进行自蔓延合成反应.对反应产物进行XRD分析和SEM观察及力学性能测试.结果表明,2种合成产物分别为单相CoTi和COTi2.CoTi的结构和力学性能比CoTi2优越.其孔隙率为40.9%,抗压强度308 MPa,抗折强度134 MPa,弹性模量11.6 GPa,与人体骨、关节具有很好的力学性能相容性.因此用SHS法制备的CoTi多孔合金有望作为一种新型人体植入材料获得开发应用.     

高孔隙率金属多孔材料的制备技术与应用

高孔隙率金属多孔材料是一种兼具结构和功能材料优点的新型优质金属材料,拥有高孔隙度、高的比表面积、高连通孔隙度、良好的导电导热性等多种优异性能,在生产实践和科技生活中有着广泛的应用。综述了常见的高孔隙率多孔材料的制备方法,并总结了对应方法在制备高孔隙率多孔材料方面的最新研究成果;分析和讨论了部分制备技术的优缺点以及成功制备出高孔隙率多孔材料的关键点和难点;归纳了在制备高孔隙率金属多孔材料时不同制备技术的适用范围和优势;介绍了高孔隙率金属多孔材料在过滤分离、生物医学、电池和催化、吸声降噪、高效热交换等应用领域的研究现状,最后指出制备高孔隙率金属多孔材料现存的问题并对其未来发展趋势进行了展望。     

介入性机械搅拌对压铸镁合金GTAW焊接气孔的影响

对AZ91D压铸镁合金进行GTAW焊接,对一组试样熔池施加介入性机械搅拌,另一组试样则无机械搅拌;焊后对两组试样分别用光学显微镜和扫描电镜观察焊缝气孔形貌和分布、焊缝微观组织,并采用基于Matlab软件二次开发的图像分析程序识别和计算焊缝气孔率。结果表明,介入性机械搅拌除改善焊缝成形外观、细化焊缝微观组织外,明显降低了焊缝气孔尺寸和焊缝气孔率;降低气孔率的主要机理应该是搅拌加强了熔池金属液流动和气泡的运动,使气泡上浮和逸出速度加快。     

消失模铸造镁合金表面陶瓷化研究

利用消失模铸造工艺,以PbO-ZnO系低温玻璃粉作为主要的陶瓷化材料,进行了镁合金表面陶瓷化研究。利用SEM、XRD、线能谱分析和极化曲线等手段研究了镁合金表面陶瓷涂层的组织结构、相组成和元素的分布,测试了陶瓷层的耐腐蚀性能。结果表明,在基体的表面形成厚度为40～80μm左右的陶瓷涂层,涂层的主要成分有低温玻璃粉组成,并且成分组成由表层到基体变化明显,与基体之间形成了良好的结合界面。通过电化学性能测试表明,表面陶瓷层的腐蚀电位大幅度的提高,腐蚀电流密度降低,经过表面陶瓷化的镁合金耐腐蚀性能得到了提高。     

The effect of porosity on the fatigue life of cast aluminium‐silicon alloys*

Fatigue strength optimization of cast aluminium alloys requires an understanding of the role of micropores resulting from the casting process. High cycle fatigue tests conducted on cast A356‐T6 show that the pore size and proximity to the specimen surface significantly influence fatigue crack initiation. This is supported by finite element analyses (both elastic and elastic–plastic) which demonstrate that high stress/strain concentration is induced by pores which are both large and near to the specimen surface. A new pore‐sensitive model based on a modified stress‐life approach has been developed which correlates fatigue life with the size of the failure‐dominant pore. The model prediction is in good agreement with experimental data.     

空心管坯软接触电磁连铸技术研究

提出空心管坯软接触电磁连铸方法,以Sn-3.5%Pb合金为模拟金属,采用激光实测的方法研究了不同电源功率下弯月面形状,并进行了空心管坯软接触电磁连铸实验.研究表明:施加中频电磁场,管坯型腔内熔体形成具有一定高度的悬浮液柱;功率增加,弯月面隆起高度增加,金属熔体与外结晶器之间的接触角增大,接触点位置降低,对金属熔体与内结晶器之间的接触角影响不大,与内结晶器的接触点上升;与普通连铸空心管坯相比,软接触电磁连铸空心管坯的表面质量光洁,凝固组织得到显著细化.     

The effect of applied pressure on fracture surface and tensile properties of nickel coated continuous carbon fiber reinforced aluminum composites fabricated by squeeze casting

Composite specimens were consolidated using squeeze casting method under 30, 50 and 70 MPa applied pressures. Nickel coated polyacrylonitrile (PAN) based carbon fibers with a mean volume fraction of about 20% were used as reinforcement and the effect of applied pressure and coating layer were evaluated by studying the microstructure, fracture surface and tensile properties of the composite samples. The results indicate that presence of nickel coating on the carbon fibers improves the tensile strength of the composites, significantly. This seems to be the result of the effect of nickel layer on improving the wettability and also protecting the fibers against reaction with liquid aluminum during processing the composite. The appropriate applied pressure for preparing the composite samples was achieved to be about 30 MPa. Higher pressures demonstrated damage in distribution of the fibers and also caused separation of nickel coating layer.     

稀土丝喂入位置对连铸板坯质量影响的研究

针对结晶器喂稀土丝生产的连铸板坯热轧后钢板表面出现龟纹缺陷技术难题，在分析该缺陷形成原因的基础上，开展了中间包喂稀土丝工艺试验，结果表明：与结晶器喂稀土的连铸坯相比，中间包喂稀土连铸板坯横断面上的稀土夹杂物大多呈细小颗粒状均匀分布，冲击韧性更高，热轧后钢板未出现表面缺陷，中间包喂稀土工艺彻底解决了结晶器喂稀土存在的质量问题，使稀土使用得以更充分地挥，板坯质量更好。     

Influence of porosity and environmental impact on fatigue life of magnesium alloys

Based on experimental investigations using specimens with different grades of porosity, a significant influence of the material condition of die‐cast magnesium alloys on the accuracy of fatigue‐life estimation according to the local‐strain approach is verified if the data‐base is not related to the microstructure of the component. In order to address this transferability issue, a porosity‐depending formulation is proposed. Based on a sensitivity analysis, a simplified, empirical engineering approach has been derived that describes the effect of the inherent porosity on fatigue strength via the fatigue‐strength exponent b. Furthermore, it is shown that the degradation of the fatigue‐behaviour in chloride‐containing media is not simply determined by the external corrosive attack, but also influenced by inner defects competing with the environmental impact.     

Influence of chemistry on transverse cracking during continuous casting of medium C high N steel billets

Abstract

Corner cracking in medium C electric arc steel was experienced after continuous casting of square billets. This led to the investigation of the influence of high N levels on hot ductility. Steels microalloyed with V, Ti and B were subjected to in situ melting followed by cooling according to typical off-corner temperature profiles. Steels containing moderate amounts of V resulted in good ductility at the estimated off-corner temperature during unbending of 900°C due to the suppression of precipitation. Ti additions to V, Al, Si and B containing steels, although beneficial at low N levels, are detrimental to hot ductility when the N content is high due to a higher precipitate volume fraction. High Ti–B steels produced the worst hot ductility in medium C steels containing high N.     

电磁场对铅黄铜水平连铸坯组织及偏析的影响

研究了铅黄铜在无磁场、低频交变电磁场下水平连铸得到的铸坯横截面宏观组织、微观组织形貌及合金元素Pb的分布,并对其机理进行了分析。试验结果表明,在铅黄铜水平连铸的过程中施加低频交变电磁场能有效地细化晶粒及影响合金元素在横截面上的分布,并且电磁场有效地抑制了在常规水平连铸过程中出现的铸坯横截面上中下部位组织分布不均匀的现象。表现在铸坯横截面的凝固组织由上方主要为细小柱状晶、下方为粗大柱状晶变为均为细小的等轴晶,铸锭上部凝固滞后的现象消除;合金元素Pb的宏观偏析得到抑制,并且电流为30Hz、100A的组织优于30Hz、80A的组织。