期刊,材料工程 2024年卷4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

中高体积分数SiCp/Al复合材料的力学性能及强化机制

崔岩廖家杰曹雷刚杨越...

110-119页

查看更多>>摘要：采用热等静压粉末冶金工艺,以2024和6061铝合金为基体,分别制备体积分数为35%,45%,55%的中高体积分数SiCp/Al复合材料.探究基体合金与SiC体积分数对复合材料力学性能的影响.结果表明:相同体积分数时,以2024铝合金为基体的复合材料具有更高的弯曲强度和弹性模量;但以6061铝合金为基体的复合材料则呈现出了更高的断裂应变.随着体积分数的增加,两类复合材料力学性能的变化规律相同,弯曲强度呈先增大后减小的趋势,当体积分数为45%时达到峰值,分别为 656.54 MPa和 548.00 MPa;弹性模量呈持续上升趋势,当体积分数为 55%时分别达到202 GPa和188 GPa.基体合金差异对力学性能的影响在体积分数较低时更为明显,提高体积分数将会弱化这种差异.结合理论公式计算发现,对于微米级的增强体颗粒,Orowan机制带来的强化效应极小,可忽略不计;其他各类强化机制的强化效果将随着增强体体积分数的增加呈现不同程度的提高;几何必须位错强化和热错配强化对材料屈服强度的贡献始终占据主导地位.

关键词：

SiCp/Al复合材料体积分数力学性能强化机制

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固溶参数对镍基高温合金K439B显微组织及力学性能的影响

张雷雷陈晶阳任晓冬张明军...

120-126页

查看更多>>摘要：采用金相显微镜和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)研究不同固溶温度(1140,1160℃及1180℃)及固溶冷却方式(AC,FC-900℃+AC,FC)等热处理参数对K439B合金显微组织及力学性能的影响.结果表明:提高固溶温度后合金的光学组织及γ′相形貌接近,晶界宽度略有增加.当以AC方式冷却时,γ′相均匀分布,尺寸为50.7 nm;以FC-900℃+AC方式冷却时,枝晶间及晶界附近析出250～510 nm的粗大γ′相,γ′相呈双态形貌;以FC方式冷却时,粗大γ′相的含量增多,且晶界颗粒状M23C6碳化物含量有所提高.降低冷却速率后K439B合金的815℃/379 MPa持久寿命得到较大改善,不同固溶参数对热处理K439B合金的室温拉伸性能影响较小.

关键词：

镍基高温合金K439B固溶参数显微组织力学性能

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时效析出强化对GW83镁合金摩擦磨损行为的影响

陈庆强马冠杰孙捷孙幸子...

127-137页

查看更多>>摘要：为了研究时效强化对稀土镁合金磨损机理和摩擦变形行为的影响,采用挤压工艺制备GW83(Mg-8Gd-3Y-0.5Zr,质量分数/%)稀土镁合金.利用电子万能试验机测试合金的室温力学性能,利用光学显微镜(optical microscope,OM)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)观察分析合金的组织,利用球-盘式干滑动摩擦磨损试验机测试分析合金的耐磨性能.结果表明:经过T5峰时效处理后,析出了大量透镜状β′相,硬度和抗拉强度分别为124.1HV和420.31 MPa,相比在挤压态(O态)时有明显的增加.在实验载荷范围内,随着载荷的增加,合金的摩擦因数逐渐降低,磨损率逐渐增加.T5处理可显著降低GW83镁合金的磨损体积,提高耐磨性能.耐磨性能的提升与磨损机制及摩擦变形程度的改变有关.在5～10 N时,两种样品的主要磨损机制均为磨粒磨损、氧化磨损与黏着磨损.当载荷增加至20 N,O态样品的主要磨损机制转变为剥层磨损,而T5态样品直至80 N才出现轻微剥层磨损机制.T5处理显著减小了由摩擦引起的表层金属变形程度和变形层厚度,减少了摩擦裂纹的产生.

关键词：

GW83镁合金时效处理微观组织磨损行为

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镁合金表面不同MOF超疏水涂层的耐蚀行为

刘金玉张志远王东蒋世权...

138-145页

查看更多>>摘要：对AZ91D镁合金表面三种不同超疏水涂层(MZS-1,MZS-2和ZnO@ZIF-8)在5%(质量分数)NaCl溶液中的耐蚀性能进行研究.采用场发射扫描电子显微镜、静态接触角测试仪、电化学工作站和盐水喷雾试验机分别对超疏水复合涂层进行微观形貌、润湿性、耐蚀性能等进行测试与表征.结果表明:经过盐雾处理后,三种超疏水涂层均在192 h后出现腐蚀,其中MZS-1超疏水涂层的腐蚀最为严重,MZS-2超疏水涂层240 h后表面出现点蚀,同时经过盐雾处理后仍能维持较高的接触角,故MZS-2复合涂层耐蚀性能最好.极化曲线测试发现,在盐雾处理240 h后,三种超疏水涂层的腐蚀电流密度仍比金属基体降低1个数量级,表现出优异的耐蚀性能.所制备的超疏水涂层可以有效增加金属材料的耐蚀性,由于超疏水涂层的拒水性,有效阻挡腐蚀离子的渗透,给基体提供长期的防护作用.

关键词：

镁合金MOF超疏水涂层疏水稳定性耐蚀行为

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时效处理对(FeNiCoCr)90Al5Ti5高熵合金L12型析出相及力学性能的影响

孛海娃王沛锦艾桃桃

146-154页

查看更多>>摘要：析出相形态和相稳定性对于调控合金力学性能至关重要.采用低速球磨+热压烧结法制备(FeNiCoCr)90Al5Ti5高熵合金,研究高温(1150℃)和中温(850℃)时效处理对合金析出相类型、形貌、分布及力学性能的影响.结果表明:所制备合金压缩应变量达47%,屈服强度和极限抗压强度分别为948 MPa和1684 MPa,高强度源于晶内L12结构纳米析出相的强化作用.850℃时效10 h后L12析出相长大为尺寸超过10 μm的等轴晶粒,且部分转变为薄片状HCP结构η相,导致合金屈服强度和极限抗压强度降低.1150℃时效2 h后晶内纳米L12析出相完全回溶,导致合金屈服强度和极限抗压强度急剧降低.

关键词：

高熵合金析出相时效处理压缩性能

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聚氨酯上浆剂处理PBO纤维复合材料的界面性能

蒋磊徐任信吴书广刘国权...

155-163页

查看更多>>摘要：为了提高聚对苯撑苯并二噁唑(poly-p-phenylenebenzobisoxazole,PBO)纤维/环氧树脂复合材料的界面性能,采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性水性聚氨酯得到上浆剂,然后对酸化后的PBO纤维进行表面涂覆处理.采用XPS和EDS分析PBO纤维表面的化学组成,利用SEM研究PBO纤维表面及其复合材料撕裂面的形貌,并对PBO纤维的单丝及复合材料的力学性能进行分析.结果表明:经过上浆剂包覆的PBO纤维表面活性基团明显增多,表面O/C(原子比)由0.16提升至0.25,上浆剂能有效修复纤维表面的缺陷;通过调控纤维表面上浆剂含量和结构,可使PBO纤维/环氧树脂单向复合材料的层间剪切强度提高到41.3 MPa,拉伸强度增加到1.70 GPa,相较于未处理的复合材料分别提高了44.9%和15.6%.

关键词：

PBO纤维水性聚氨酯上浆剂界面性能剪切强度

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SiCp分布对SiCp/2024Al复合材料组织和性能及变形行为的影响

薛鹏鹏邓坤坤聂凯波史权新...

164-175页

查看更多>>摘要：采用半固态搅拌铸造法制备出SiCp/2024Al复合材料,并通过热挤压和多向锻造(MDF)的多步变形调控SiCp的分布,研究SiCp分布对SiCp/2024Al复合材料组织和性能的影响.研究结果表明:热挤压变形促使SiCp沿挤压方向(ED)排布;而经过多向锻,SiCp分布得到显著改善,由定向排布转变为均匀分布.经过1MDF后,沿ED定向排布的SiCp向无序分布转变,同时材料的力学性能急剧下降.3MDF后SiCp分布均匀性提高,材料的力学性能大幅提高.随着锻造道次增加至6道次,虽然SiCp分布均匀性进一步提高,但伴随着部分SiCp发生破碎,材料的力学性能下降.其中,当锻造次数为3时,复合材料的力学性能最优,其屈服强度、极限抗拉强度和伸长率分别为264,387 MPa和7%.与定向分布的复合材料相比,均匀分布的SiCp可有效缓解局部应力集中,合金基体能存储更多的位错.此外,当SiCp分布均匀性提高时,也伴随着Al2Cu相的细化.弥散分布的Al2Cu相阻碍了位错的滑移,导致均匀分布的复合材料具有更高的加工硬化率和内应力.为了研究SiCp分布对复合材料加工软化行为的影响,对复合材料进行循环应力松弛实验.在应力循环过程中,由于均匀分布的SiCp和弥散分布的Al2Cu相,导致均匀分布SiCp/2024Al复合材料的抗应力松弛性能更好.

关键词：

SiCp分布铝基复合材料软化行为多向锻造加工硬化

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氨硼烷制备的高宽厚比氮化硼纳米片及其形成机理

宋曲之王兵杜贻昂吴爽...

176-182页

查看更多>>摘要：受限于商业氮化硼(BN)晶体尺寸及BN独特的层间相互作用,传统的剥离法难以实现高宽厚比(>5000)氮化硼纳米片(BNNSs)的制备.以氨硼烷为前驱体,经烧结和分离得到了高宽厚比的BNNSs.通过FTIR,TG,TEM,XRD等手段对BNNSs的组成结构及形成机理进行表征.结果表明:当温度超过80℃时,氨硼烷之间开始交联脱氢,氢气释放使得在交联过程中形成泡沫结构,并最终在1000℃完成无机化,得到含有BNNSs的BN泡沫,其中的膜结构即为BNNSs.所制备的BNNSs为六方晶型结构,厚度约为1.5 nm,宽度约30 μm,宽厚比达到20000.将高宽厚比的BNNSs与聚乙烯醇(PVA)复合制备成复合膜,其导热及力学性能相较于小宽厚比BNNSs所制备的复合膜有显著提升,充分说明了高宽厚比BNNSs在BN基复合材料领域的应用优势.

关键词：

氨硼烷氮化硼纳米片高宽厚比热导率

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两性离子-阴离子双交联P(AAm-co-AAc-co-SBMA-co-AMPS)/Fe3+水凝胶的摩擦学性能研究

李子恒王斌斌尤德强李卫...

183-191页

查看更多>>摘要：水凝胶是一种理想的软骨修复材料,但目前很难有人工材料能实现软骨的超低摩擦因数.使用两性离子单体[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基-(3-磺丙基)(SBMA)和阴离子单体2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)合成一种两性离子-阴离子双交联P(AAm-co-AAc-co-SBMA-co-AMPS)/Fe3+水凝胶.在水和PBS中进行摩擦学测试,以评估两性离子和阴离子基团对摩擦因数(CoF)的影响.结果表明:SBMA和AMPS引入的物理交联点可以提高水凝胶的抗压强度,在水中实现了较低CoF(0.04);此外,在PBS中观察到CoF进一步降低至0.015,CoF的降低是由于水凝胶在PBS中浸泡产生的高度水合上层所造成的.

关键词：

水凝胶润滑承重摩擦软骨修复

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CoxBy合金力学性能、热学性质及电子性质的第一性原理研究

金格吴尉李姗玲陈璐...

192-199页

查看更多>>摘要：CoxBy合金是一种具有高硬度和高熔点的材料,因其稳定的化学性质、高强度以及良好的热稳定性,在诸多领域具有广泛的应用前景.基于第一性原理方法研究了CoB,Co2B,Co3B,Co23B6,Co5B16 5种CoxBy合金的热力学性质和电子性质.采用能量-应变方法计算了二元合金的弹性常数和相关力学特性,基于准简谐德拜模型计算了有限温度内的德拜温度ΘD和热膨胀系数α等热力学特性.通过对二元合金的力学参数比较,发现CoB合金的综合力学性能在所研究的合金中是最好的;态密度图谱表明5种CoxBy合金均具有较好的金属性和良好的导电性,在电极材料领域有一定的应用潜力,且在Co3B和Co23B6合金中,Co原子的d电子轨道和B原子的p电子轨道间产生了共振峰,说明Co—B间有显著的化学键特征.本研究补充了CoxBy二元合金热力学性能参数的空缺,为Co基或Co—B二元合金材料的设计和应用提供了理论参考.

关键词：

CoxBy合金热力学性质电子性质第一原理计算

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