2009年云南金属材料与加工年评

以2009年云南省金属材料工作者所发表的文献为依据,对黑色金属、有色金属、稀贵金属和陶瓷材料等进行评述。     

基于模糊机会约束规划的跨区直流电网系统优化调度

直流跨区输电成为当前新能源发电快速发展背景下新能源电力消纳和资源优化配置的有效手段之一,但风力发电的不确定性也给跨区直流电网的决策调度带来困难。利用模糊参数对风电的不确定性进行描述,以可信性测度为理论依据,形成模糊机会约束,建立了计及风电预测不确定性的跨区域日前调度模型。求解时将模糊机会约束清晰化,降低了模型的求解难度,并使用混合整数线性规划方法求解。算例分析表明,相比传统的确定性模型,该方法更能反映风电预测不确定性对直流跨区输电决策的影响,验证了该模型的有效性。     

不同双层结构AlCrN/AlCrVN多层涂层的力学和磨损性能

采用电弧离子镀的方法制备了不同数目（1、2、4、6）双层结构的AlCrN/AlCrVN多层涂层,并研究了多层结构对涂层微观结构、力学、摩擦学和切削性能的影响。结果显示,沉积态AlCrN/AlCrVN多层涂层主要由固溶(Al,Cr)N组成,优先生长方向为[111]晶向。与其他多层涂层相比,具有6层双层结构的AlCrN/AlCrVN涂层在高温下表现出较低的摩擦系数（约0.46）和磨损率（0.15×10^-11 m³/N·m）,以及较高的硬度（HK_0.05=38 000 MPa）和膜-基结合强度（L_C2=53±1 N）。多层涂层相邻层之间形成了较多的界面,有助于提高多层涂层的硬度和耐磨性。切削试验结果显示,当切削磨损标准VB=0.2时,AlCrN/AlCrVN-6涂层具有较高的硬度和耐磨性,最长的切削长度为7.4 m。     

基于伴生稀土高岭土制备致密堇青石陶瓷的研究

堇青石具有优良的力学性能,主要用于耐火材料等领域。本研究以天然高岭土矿物粉末为原料,通过成分调整并采用固相烧结法制备了高性能的堇青石陶瓷,利用气孔率、XRD、SEM、维氏硬度、抗弯强度等分析测试方法对堇青石结构和性能进行了表征。研究表明:堇青石陶瓷配比为伴生稀土高岭土80.2wt.%、氧化铝7.6wt.%和氧化镁12.2wt.%,当烧结温度由1 100 ℃提升至1 250 ℃,且原料粒度由100目降至300目,样品中堇青石相含量增加到96.6%,体积密度达到2.51 g/cm³、致密度高达99.8%,维氏硬度上升至11.56 GPa,抗弯强度达到127 MPa,经3次热震循环后,材料的抗弯强度达到150 MPa。综合堇青石材料对硬度、抗弯强度与抗热震性能的要求,其最佳烧结温度为1 200 ℃,且原料粒度越小,堇青石结构与性能越好。     

降冰片烯二甲酸酐氨解产物的合成及其抑菌活性

以降冰片烯二甲酸酐和氨衍生物进行氨解反应,得到新的5个氨解产物,其结构通过¹H NMR、¹³C NMR、MS、IR、元素分析以及单晶X-射线衍射等进行表征,采用96孔板倍比稀释法测定产物对大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌及枯草芽孢杆菌的抑菌活性。实验结果表明：降冰片烯二酸酐的氨解反应主要受氨基上取代基及其空间位阻的影响,氨解产物有二酰亚胺和邻酰胺基羧酸两种类型,其相邻化合物分子之间主要通过氢键作用,只有在较高浓度范围内才对所测菌种具有抑菌活性。     

TiH_2粉及TiH_2-6Al-4V合金粉的模压成形研究

本文介绍模压法成形制备TiH2粉及TiH2-6Al-4V合金粉压坯,探讨粉末的成形性及压坯密度随压力的变化.在不添加成形剂的情况下,采用模压法制备成形坯,试验发现粗TiH2(40μm)粉末容易成形,球磨30min TiH2粉末难成形,成形后容易出现裂纹,且球磨时间越长成形就越困难.粗TiH2粉末(40μm)、高能球磨30min TiH2粉末和TiH2-6Al-4V粉末的压坯密度都随压力的增大而增大.在相同的压制压力下,粗TiH2粉末(40μm)的压坯密度比高能球磨30minTiH2粉末的压坯密度高.     

Direct Electrodeposition of Fe-Ni Alloy Films on Silicon Substrate

在n-型Si片(100)面上直接电沉积Fe-Ni合金薄膜,并对电沉积过程特征及薄膜的结构和性能进行了研究。当阴极电流密度高于1.0 A/dm2时,可获得连续致密的合金薄膜,且电沉积表现为异常共沉积过程。在1.0~4.0 A/dm2范围内改变电流密度可调控合金薄膜的Ni质量分数从45%到78%之间改变,对应的电流效率在60%到66%之间变动。从XRD和TEM结果来看,合金薄膜由尺寸为10~30nm的纳米晶粒组成,且表现为Fe-Ni面心立方固溶体结构。合金薄膜的磁滞回线表现出较高的饱和磁化强度和接近于零的矫顽力,表明该种纳米合金薄膜具有很好的软磁性能。     

Cu-Al合金粉体工业化生产的内氧化工艺研究与控制

对铜-铝合金粉体工业化生产的内氧化工艺进行了研究，应用于工业生产验证，获得了有实用价值的工艺参数，为弥散强化钢电极材料的工业生产控制提供了科学依据。     

高强高导氧化铝弥散强化铜材料中试技术研究

在氧化铝弥散强化铜复合材料应用研究的基础上,基于氧化铝充分生长及均匀弥散的控制和材料中存在氧化铝颗粒难于塑性加工等一系列影响材料性能与规模化生产的问题,进行了中试技术试验研究.通过控制内氧化、初坯密度、初始粉体粒度组成、包套抽气净化、挤压一、二次形变及预成形坯锻造等工艺参数,对材料性能及加工成品率进行的试验表明,选择合理的工艺参数,可通过常规的装备手段实现氧化铝弥散强化铜复合材料的中试生产.     

La~(3+)掺杂TiO_2粉体的化学沉淀法制备条件优化

采用化学沉淀法制备La~(3+)掺杂TiO_2粉体,并用正交实验方法对制备工艺进行优化,通过SEM、XRD、XPS和UV-Vis对TiO_2粉体的形貌、结构、光吸收性能进行了表征。结果表明:煅烧温度和La~(3+)掺杂量对TiO_2粉体光吸收性能具有显著影响;不同煅烧温度得到的La~(3+)掺杂TiO_2均以锐钛矿结构为主;升高煅烧温度可以增强La~(3+)掺杂TiO_2在紫外光波段的吸光强度;La~(3+)掺杂可以改善TiO_2粉体的团聚,减小TiO_2的禁带宽度,同时导致TiO_2表面吸附一定数量的羟基。最优的制备条件为:煅烧温度800℃,La~(3+)掺杂量0.6%(摩尔分数),反应温度为90℃,反应液pH值为8,此条件下获得的TiO_2粉体可见光性能最优。