期刊,材料工程 2024年卷2期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

材料工程

中国航发北京航空材料研究院

主办单位：中国航发北京航空材料研究院

主　　编：曹春晓

出版周期：月刊

国际刊号：1001-4381

电子邮箱：matereng@biam.ac.cn

电　　话：010-62496276

邮政编码：100095

地　　址：北京81信箱44分箱

材料工程/Journal Journal of Materials EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>本刊创刊于1956年，现由北京航空材料研究院主办，国内外公开发行。该刊主要刊登有关材料科学与工程方面的学术论文及研究报告，同时刊登综合性评述，报道新材料、新工艺、新产品信息，及时准确反映我国材料领域最新成就和最新进展。《材料工程》涉及航空航天及各种军民用材料领域，专业包括：金属材料（含金属间化合物），非金属材料，复合材料（聚合物基，金属基，陶瓷基），陶瓷材料，功能材料，工艺（铸造，热变形，焊接，粉末冶金，热处理，表面处理，非金属成型等），理化测试，性能表征，无损检测，失交分析，材料标准化等。该刊是美国工程索引（EI）和金属文摘（MA）收录期刊，据1998年统计，本刊在EI收录的中国科学技术论文数较多的100种期刊中排名第四（167篇）。是中国科技论文统计分析用刊，同时入选《中文核心期刊要目总览》、中国科学引文数据库、中国学术期刊综合平价数据库、中国学术期刊（光盘版）及万方数据“数字化期刊群”和中国期刊网。在国内外材料科技期刊有一定的地位和影响。

正式出版

收录年代

木质素分离及主要物理和力学性能的研究进展

周博鑫沈姿伶江京辉漆楚生...

122-134页

查看更多>>摘要：木质素是木材细胞壁的重要组成成分,其吸湿特性、热特性、力学特性等在木材的微宏观尺度相互影响,并对其高值化应用起决定性作用.本文从分子结构、分离方法、吸湿特性、热特性、力学特性五个方面综述了木材木质素的研究进展.木材木质素是高异质、不规则的三维网状高分子结构,相比原位木质素,不同分离方法的分离木质素有不同程度的解聚缩合,导致分离木质素分子结构、吸湿性、热特性、力学特性存在差异性.木材木质素具有近似 S型等温吸附曲线且存在吸湿滞后现象,平衡含水率在20%(质量分数)以下,可用 BET,GAB理论定性描述和定量分析单层水分子吸附量.木材木质素在低温时具有高分子塑性特征,玻璃化转变温度为90～160℃,高温度时具有热固性特性并发生热分解,先后发生α-O-4、β-O-4、脂肪烃碳碳键、5-5、4-O-5键断裂,类原位木质素活化能为82～150 kJ/mol.木质素在力学特性上各向同性,弹性模量总体随含水率的增大而减小,弹性模量为2.8～9.0 GPa,剪切模量为1.1～2.3 GPa,但研究范围局限在弹性阶段.在原位木质素绿色高效分离方法、木质素分子结构序列和木质素弹塑性力学性能等方面有待进一步深入研究.

关键词：

木材木质素分子结构热特性吸湿特性力学特性

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典型特殊制备技术对无取向电工钢织构的影响规律

金宇晨李志超

135-145页

查看更多>>摘要：电工钢又称硅钢,是一种重要的特殊钢,常被称作特殊钢中的"艺术品",这主要是因为其加工制备流程复杂、性能影响因素繁多.其中无取向硅钢主要应用于旋转电磁场环境,为了获得优良的软磁性能,需要形成较多的{100}等有利织构,为此研究人员进行了大量探索,近年来发现一些特殊制备技术在形成大量{100}等有利织构方面有显著效果.本文综述二次轧制、斜轧、异步轧制及双辊薄带连铸四种典型特殊制备技术对无取向硅钢再结晶织构的影响规律,发现二次轧制与双辊薄带连铸均能增强λ与高斯织构,并削弱γ织构,斜轧也会增强λ织构,但对γ织构影响不大,异速异步轧制能增强η织构,而异径异步轧制对再结晶织构却基本没有影响.最后,总结目前各项特殊制备技术存在的缺陷,并提出一些发展方向,如借助斜轧原理在常规冷轧中产生更多剪切带、利用异步轧制进行二次加工以均匀化磁感等,为后续无取向硅钢的工业生产提供更多参考.

关键词：

无取向硅钢二次轧制斜轧异步轧制双辊薄带连铸

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铌微合金化和淬火速率对热成形钢组织与力学性能的影响

陈华丁灿灿胡斌罗海文...

146-154页

查看更多>>摘要：基于传统22MnB5钢设计了一种新型含Nb热成形钢,研究在不同淬火速率下Nb对热成形钢显微组织与力学性能的影响.新型Nb微合金化热成形钢与广泛应用的22MnB5商业钢种均经900℃保温3 min的固溶处理后分别水淬和油淬至室温,检测两种钢在两个淬火条件下的力学性能,并通过扫描电镜、背散射电子衍射仪、X射线衍射仪和透射电镜等分析合金组织.结果表明:油淬时Nb微合金化热成形钢与22MnB5钢能发生较明显的自回火,但前者的屈服强度高于后者约130 MPa,且伸长率也略有改善,对强化机制的定量计算表明这是由于含Nb钢晶粒细化形成的细晶强化以及位错强化和沉淀强化的共同作用;而在水淬条件下,两种钢的屈服强度与伸长率均相似,推测是由于冷却速率高抑制了自回火,使得马氏体相变产生的残余应力成为影响屈服强度的主导因素,而当水淬样品在170℃回火减轻内应力后,此时含Nb钢屈服强度再次高于22MnB5钢.

关键词：

Nb微合金化热成形钢力学性能残余应力

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固溶处理对激光选区熔化AlSi10Mg合金显微组织、拉伸性能和残余应力的影响

唐鹏钧闫泰起陈冰清郭绍庆...

155-163页

查看更多>>摘要：利用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸实验和拉曼光谱仪研究固溶处理对激光选区熔化AlSi10Mg合金的显微组织、拉伸性能和残余应力的影响规律.结果表明:沉积态合金组织细小,强度较高,但存在明显的各向异性和较大的残余拉应力.直接人工时效后,抗拉强度和屈服强度均明显提升,但熔池和共晶硅的形貌与沉积态合金基本相同.固溶处理可以显著改善组织和拉伸性能的各向异性,彻底消除残余拉应力,但导致组织粗化,合金的抗拉强度和屈服强度仅为沉积态的50%左右.在固溶处理的基础上进行人工时效,合金的组织特征、各向异性和残余应力情况无明显变化,抗拉强度和屈服强度分别达到330 MPa和270 MPa,断后伸长率约为10%～11%.人工时效后强度的提升主要得益于GP区的析出.

关键词：

激光选区熔化AlSi10Mg合金固溶处理显微组织拉伸性能残余应力

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Ti预处理的SiCf/SiC与镍基高温合金复合铸件的界面组织与强度

林国标朱付虎赵斯文

164-171页

查看更多>>摘要：由SiCf/SiC复合材料与K403镍基高温合金熔体制备的一体化铸件,冷却到室温时会出现自行断裂.通过采用Ti粉埋覆包渗工艺在1100℃下对SiCf/SiC表面进行预处理,并在适当工艺下与K403镍基高温合金熔体进行陶瓷型精密铸造,成功实现SiCf/SiC与K403镍基高温合金的一体化成形和界面的牢固结合.结果表明:Ti预处理层平均厚度为17 μm左右,Ti向SiCf/SiC渗透、扩散和反应,形成含TiC,Ti3SiC2,Ti5Si3Cx,SiC相的显微组织;经过与高温镍基金属液复合铸造后,预处理层演变成厚约120 μm的界面反应层,其典型界面组织为Ni2Si+C+Al4C3+ MC(M主要含Ti及少量的Cr,Mo,W).预处理层的存在减轻Ni与SiC的有害石墨化反应,缓解高温金属液对SiCf/SiC的热冲击,形成的界面反应层降低热膨胀系数失配造成的热应力,使得SiCf/SiC与K403一体化铸件结合界面的室温剪切强度达到63.5 MPa.

关键词：

SiCf/SiCK403镍基高温合金一体化铸造复合铸造Ti预处理层

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NiCoCrFeAlTiMoW合金长期时效过程中γ'相粗化对拉伸性能的影响

刘继文胡朝辉王君阳林雅婷...

172-179页

查看更多>>摘要：采用真空电弧熔炼炉制备一种γ'相强化型NiCoCrFeAlTiMoW合金,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及拉伸试验机研究合金在750,850,950℃下,经200 h长期时效后γ'相的粗化行为与力学性能的演变规律及机制.结果表明:随时效时间的延长,γ'相在时效过程中始终为球形,γ'相尺寸逐渐增大,且在750,850,950℃均发生凝并现象.合金具有较高的扩散激活能,其值为357 kJ/mol,这主要是由于基体为成分复杂的高熵固溶体,受迟滞扩散效应影响,Al,Ti原子在基体中的扩散变得困难.合金经750℃时效后屈服强度逐渐提高,经850℃时效后的屈服强度先升高后降低,经950℃时效后的屈服强度逐渐降低,合金屈服强度的改变是由γ'相尺寸增加导致合金的沉淀强化机制发生转变所引起的.

关键词：

γ'相粗化高熵合金力学性能强化机制

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光响应纤维素基印迹吸附材料的制备及光再生性能

王璐颖邱越洺张睿许平凡...

180-189页

查看更多>>摘要：光响应性吸附材料对污染物的光控释放性能,对发展吸附材料的绿色再生具有重要的意义.以纤维素为原料,偶氮苯衍生物为功能单体,以典型农药残留2,4-D为模板,采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)制备光响应纤维素印迹吸附剂(Cell-AB-MIP).通过单因素实验对材料的制备条件进行优选,采用多种表征手段对材料结构和性能进行分析.结果表明:Cell-AB-MIP表面含有丰富的官能团(—COOH,N=N等),对2,4-D具有较高的特异性识别作用;偶氮苯基团的引入使得Cell-AB-MIP具备优异的光再生性能.经过紫外光照射后,Cell-AB-MIP上的偶氮苯基团将从反式构型转变为顺式构型,从而改变吸附剂对污染物的吸附亲和力,实现光控条件下的清洁脱附.在甲醇介质中光照解吸效率可达72.22%,经过5次光循环后对2,4-D的吸附百分比仍可达到83.47%;SEM及EA分析结果证实了吸附剂经紫外光照射后污染物可从吸附剂表面脱离,完成吸附剂的再生过程.

关键词：

纤维素分子印迹光响应2,4-D绿色再生

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Ti3AlN/ZrYN纳米多层膜力学性能、抗氧化及疏水性能

李仲博

190-197页

查看更多>>摘要：利用物理气相沉积(PVD)技术交替沉积Ti3AlN和ZrYN纳米层,制备一系列具有不同ZrYN纳米层厚度(l)的Ti3AlN/ZrYN纳米多层膜,并通过XRD,SEM,纳米压痕仪,显微硬度计及接触角测量仪等研究不同l对Ti3AlN/ZrYN纳米多层膜力学、抗氧化以及疏水性能的影响.结果表明:当Ti3AlN和ZrYN纳米层厚度分别为10 nm和1 nm时,纳米多层膜具有高硬度(H=26.8 GPa)和优异的断裂韧度(Kf= 4.21 MPa·m1/2).硬度和断裂韧度的提高可能是因为,当l较小时,纳米层间形成良好的c-Ti3AlN/c-ZrYN共格外延结构,可以有效阻碍位错的产生和滑移.高密度的异质界面可使微裂纹发生连续偏转,有效延长裂纹扩散路径的同时消耗裂纹传播能量,从而提高断裂韧度.同时,较小的l也易于获得优异的抗氧化性能,l较小时Ti3AlN纳米层占主导地位,Al倾向于在表面形成致密的Al2O3层,阻碍氧气向薄膜内部扩散.此外,Ti3AlN/ZrYN纳米多层膜表面形成的结瘤缺陷增加表面粗糙度,使得薄膜的疏水性能得到提高,从而使其在潮湿环境中不易快速发生腐蚀.

关键词：

Ti3AlN/ZrYN纳米多层膜力学性能抗氧化性疏水性

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碳化硅陶瓷基复合材料表面环境障涂层结合强度

苏超群邓龙辉刘若愚蒋佳宁...

198-206页

查看更多>>摘要：SiC陶瓷基复合材料(SiC-based ceramic matrix composites,SiC-CMC)是发展高推重比航空发动机理想的高温结构材料.为了防止发动机服役环境下燃气(富含H2O和O2)对SiC-CMC的腐蚀,需要在其表面制备抗水氧腐蚀、抗燃气冲刷和抗热冲击性能优异的环境障涂层(environmental barrier coatings,EBCs).在评价EBCs性能的诸多因素中,其与SiC-CMC基体之间的结合强度是一个重要技术指标,但结合强度的极限值一直未被探究清楚.本工作研究影响结合强度的主要因素,包含SiC-CMC基体状态、单晶Si的拉伸强度极限,以及Si黏结层的制备工艺等,获得了制备最高结合强度的有效途径.在EBCs与SiC-CMC组成的体系中,基体内部SiC纤维布之间的界面是结合强度最薄弱的部位,其次是EBCs的Si层.整个体系的结合强度极限值是15 MPa,它是单晶Si在[400]晶向的拉伸强度极限.采用大气等离子喷涂或者超音速火焰喷涂的Si黏结层结合强度相似,均低于同样工艺制备的莫来石或Yb2Si2O7涂层.

关键词：

碳化硅复合材料环境障涂层结合强度

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起落架用高速火焰喷涂WC涂层覆盖高强钢海水环境腐蚀与开裂行为

沈明禄赵连红何卫平崔中雨...

207-217页

查看更多>>摘要：为探究水陆两栖飞机用起落架材料海洋环境适应性及其失效机制.通过在热轧300M高强钢表面制备高速火焰喷涂WC涂层,使用电化学测试、盐雾实验、拉伸实验、疲劳实验,并通过SEM,EDS,XRD以及CLSM表征,开展其在人工海水环境中的腐蚀行为研究.研究结果表明,在pH值为8.2的人工海水环境中,WC涂层发生明显的钝化,具有较好的耐蚀性,这与在碱性环境下涂层中的Co发生钝化有关.长周期电化学阻抗结果表明,浸泡28天后,涂层耐蚀性上升,这与表面黏结剂形成的氧化物有关.与300M基材相比,喷涂后的材料抗拉强度略微升高,这与涂层内部的残余应力释放有关,其在人工海水中的开裂主要受阳极溶解过程控制.随着预腐蚀时间的增加,材料的疲劳寿命发生明显降低,在预腐蚀过程中,环境中的腐蚀性介质进入涂层内部,增加了缺陷的数量,使得涂层提前发生失效,导致材料断裂敏感性增加.WC涂层有较好的耐蚀性,拉伸过程中残余应力的释放使材料的抗拉强度略微升高,经过预腐蚀后涂层提前发生失效,使得材料疲劳寿命降低.

关键词：

WC涂层海水腐蚀疲劳寿命断裂机制失效残余应力

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