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材料工程
中国航发北京航空材料研究院
材料工程

中国航发北京航空材料研究院

曹春晓

月刊

1001-4381

matereng@biam.ac.cn

010-62496276

100095

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

    硅酸钛钡高温压电晶体及其传感器件研究进展

    李亚楠彭向康姜超赵显...
    1-10页
    查看更多>>摘要：压电材料作为重要的功能材料,由其制备的结构健康检测器件已被广泛应用于国民经济的诸多领域.随着现代工业技术特别是航空航天、核电能源和智能制造等的发展,各类高温工况环境对压电材料的性能提出了更高的要求,因此研制综合性能优异的高温压电材料并将其应用到具有更高服役温度的传感器件中受到了研究者的广泛关注.硅酸钛钡(Ba2TiSi2O8,BTS)晶体具有较高的电阻率、较低的介电损耗和优良的压电性能,是一种具有良好应用前景的高温压电单晶材料.本文主要介绍了BTS晶体的提拉法生长制备工艺、单晶电弹性能表征、材料相变调控以及采用该晶体为核心元件研制的声表面波传感器和高温振动传感器的研究进展,最后对新型高温压电晶体及其传感器件的研发进行了总结和展望.

    硅酸钛钡晶体提拉法晶体生长相变调控高温压电传感器

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    基于沉积温度的氧化铟锡微结构调控及性能

    马可欣曹丽莉罗飞周海涛...
    11-18页
    查看更多>>摘要：为提高薄膜热电偶在航空发动机高温零部件表面瞬时测温的性能,采用直流磁控溅射法制备氧化铟锡(ITO)薄膜.通过沉积温度变化调控薄膜的微结构,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、塞贝克测试仪、纳米划痕测试仪等分别表征薄膜的微观结构、表面形貌、热电性能及界面结合力.结果表明:沉积温度直接决定溅射原子的表面扩散、生长能力及ITO载流子迁移率,从而改善其结晶性和热电性能.沉积温度为450℃时,ITO薄膜表面呈三角形晶粒形貌,薄膜中In2O3沿(400)择优取向,相比低温沉积的薄膜展现出优异的结晶性,界面结合力达到10.89 mN,同时ITO功率因子显著提高,在900℃测试温度下功率因子约为400μW/(m·K2),表现出较好的热电性能和高温结构稳定性.

    ITO薄膜薄膜热电偶沉积温度热电性能

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    ZnO亚微球添加对放电等离子烧结PZT陶瓷结构和性能的影响

    张志伟刘志阳秦雷梁立兴...
    19-26页
    查看更多>>摘要：通过溶剂热法合成由纳米点组成的均匀ZnO亚微球,并将ZnO亚微球添加到PZT5A粉体中进行放电等离子烧结,研究ZnO亚微球添加对PZT陶瓷物相组成、微观结构及电学性能的影响.结果表明:采用放电等离子烧结法能够在900℃保温5 min条件下制备出相对密度超过97％的PZT陶瓷.ZnO亚微球的添加有利于PZT陶瓷的烧结和晶粒生长,随着ZnO亚微球添加量的增加,PZT三方相(R)的含量逐渐增大.适量ZnO亚微球的添加能够改善PZT陶瓷的压电性能和介电性能,ZnO质量分数为0.10％时,材料的综合性能最优,在1 kHz频率下,压电常数d33=432 pC/N,机电耦合系数kp=0.56,机械品质因数Qm=69.8,相对介电常数εr=1360,介电损耗tanδ=0.0227.

    锆钛酸铅压电陶瓷放电等离子烧结压电性能介电性能

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    基于磁控溅射的Pt/PtRh高温薄膜热电偶传感器集成工艺

    张文琦沈统王林斌赵未昀...
    27-33页
    查看更多>>摘要：Pt/PtRh为高温薄膜热电偶敏感材料,Al2O3和SiO2为复合绝缘层材料,采用磁控溅射法成功制备Pt/PtRh薄膜热电偶及Al2O3/SiO2复合型上下绝缘层,并通过掩膜-沉积法实现薄膜热电偶图案化制备.结果表明:制备的复合绝缘层Al2O3/SiO2能够有效保证高温薄膜热电偶传感器在1200℃高温下的绝缘性和化学稳定性.Pt/PtRh热电偶阵列精度达到200μm,可在1200℃下稳定工作超过2200 min,经过4000 min升降温循环测试后,热电偶输出热电动势偏差小于1％.热电偶传感器整体厚度小于20μm,集成于合金与热障涂层之间的热电偶在高温服役环境下可稳定工作并测量合金表面温度.多层结构的样件在服役测试中无分层、脱落现象,热电偶稳定输出信号.

    高温薄膜热电偶铂-铂铑热电偶塞贝克效应氧化铝绝缘层氧化硅绝缘层

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    定向凝固结构功能一体化氧化铝基共晶复合陶瓷研究进展

    谭雪苏海军刘园姚佳彤...
    34-46页
    查看更多>>摘要：航空航天、电子信息、生物医学等高新技术的飞速发展对先进陶瓷材料的性能提出了更高的要求.具有单一特性的结构或功能材料已无法满足当前的需求,因此发展结构功能一体化高性能复合陶瓷已成为世界各国竞相竞争的目标.定向凝固氧化物共晶复合陶瓷是近年来发展的一类用于超高温氧化环境中长期服役的结构功能一体化复合材料.该类材料具有高熔点,低密度,优异的高温强度、高温蠕变性能等特性,同时兼具光学、电磁学、生物学等功能特性.本文综述了以Al2O3基材料体系为代表的定向凝固结构功能一体化共晶陶瓷的发展现状,总结出定向凝固共晶陶瓷的制备方法、技术原理和生长特点.重点阐述系列Al2O3基共晶陶瓷的凝固微观组织与结构特征,分析复合陶瓷的力学、光学、磁学和生物特性等性能及影响因素,并介绍其特点优势和应用范围.最后,总结定向凝固结构功能一体化共晶复合陶瓷在工程应用方面所面临的挑战和关键瓶颈,提出了共晶复合陶瓷材料在成形技术创新、综合性能提升、新体系开发等方面发展的主要方向.

    定向凝固结构功能一体化Al2O3共晶复合陶瓷

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    合金化元素Sn对镁合金组织与性能影响的研究进展

    蔡文龙石章智赵安琪李猛...
    47-57页
    查看更多>>摘要：纯镁具有密度低、减震性能好、生物相容性好等优点,但是强度低.合金化是调控纯镁组织和性能的重要方法.Sn具有熔点低、与Mg的共晶温度高、在Mg中的固溶度大、化学性质稳定和产量大等特点,适合作为合金化元素.本文综述了合金化元素Sn对镁合金组织与性能的影响,由于Sn元素在固/液界面前沿富集、固溶后降低镁基体锥面与基面位错滑移临界分切应力的比值、固溶后提高基体电位、形成Mg2Sn析出相后阻碍位错和晶界运动、与镁基体构成腐蚀原电池等,可产生晶粒细化、时效硬化和强化、提高塑性、调控腐蚀速率、提高放电效率和放电电位等作用.目前制约Mg-Sn基合金发展的主要问题是时效缓慢、硬度和强度低.未来应发展快速显著时效强化的Mg-Sn基合金、含Sn的高塑性变形镁合金和含Sn的结构-功能镁合金.

    镁合金晶粒细化时效硬化腐蚀行为放电性能

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    离子导电凝胶在柔性压力与应变传感器中的应用及研究进展

    赵苑尚琼刘现玉陈洁...
    58-69页
    查看更多>>摘要：柔性压力与应变传感器随着医疗及电子互联领域的发展而受到越来越广泛的关注,其中离子导电凝胶由于具有仿生结构、合适的力学性能和良好的生物相容性等优良的物理化学性能,在柔性电子传感领域显示出了极大潜力.本文综述了离子导电凝胶的分类、制备方法、特点及其在柔性压力与应变传感器中的应用.首先介绍了离子导电凝胶在压力与应变传感器中的传感模式,然后按照导电原理的不同将其分为金属离子凝胶、离子液体凝胶以及聚电解质凝胶三大类,从合成方法、性能特点、改良方法等方面系统介绍了其在压力与应变传感器中的应用及研究进展,分析了其潜在的应用前景和发展趋势.最后,总结了目前存在的挑战并做出了展望,认为离子导电凝胶在智能柔性传感领域仍有着巨大的探索空间和应用潜力.

    离子导电凝胶柔性应变传感器性能应用

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    碳纤维增强树脂基复合材料界面改性及应用进展

    刘柳薪卢晓英吴颖荔栓红...
    70-81页
    查看更多>>摘要：轻质高强的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在碳达峰和碳中和的国家战略中展现出重要的研究价值,提高复合材料界面结合强度是重点和难点问题.针对碳纤维表面浸润性差和力学性能转化率低的问题,简述了CFRP界面增强理论和碳纤维表面处理方法,重点阐述了氧化法、化学接枝和涂层法,用物理或化学手段提高复合材料力学性能.此外,从热固性树脂和热塑性树脂两种基体材料的各自性能特点分析了碳纤维与树脂基体适配性的问题,提出了不同的解决方案.最后,介绍了CFRP在航空、风电叶片和新能源汽车领域的研究进展,提出了飞机轻量化、风机大型化和电车普及背景下材料研究的发展建议,如优化针对高强或高模等具有不同表面形态碳纤维的特定表面改性技术,开发针对不同树脂的改性方法,研发不同类别及应用场景下的碳纤维上浆剂,加强复合材料界面增强理论和界面表征技术研究,制定碳纤维复合材料标准化体系.

    碳纤维复合材料界面改性热固性树脂热塑性树脂

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    空心轴塑性成形技术应用进展及发展趋势

    左锦荣梅碧舟张松徐海洁...
    82-93页
    查看更多>>摘要：空心轴作为工业制造的核心组件之一,其高效、高精度成形对确保产品性能和提升生产效率至关重要.然而,传统自由锻和模锻在成形空心轴时存在材料利用率不高、成形精度不足及生产效率有限等问题,严重制约了空心轴的发展和应用.本文回顾了空心轴制造领域最新研究进展,剖析了当前存在的技术难题,并展望了新兴的成形技术及数字化、智能化技术在空心轴制造中的应用前景.总结了旋锻、挤压铸造、楔横轧和三辊斜轧等技术在提升空心轴制造效率与成形精度方面的应用和优势.旋锻通过旋转和锻造材料,有效提高材料利用率和产品性能;挤压铸造以高压将液态金属挤压入模具成形,实现了空心轴高精度成形和尺寸一致性;楔横轧通过模具带动坯料进行反向回转运动,金属同时发生径向压缩和轴向延伸变形,最终形成所需的阶梯轴类零件,提高了尺寸精度和生产效率;三辊斜轧技术则通过优化加载机制实现了局部加载下轴向高效连续塑性成形.未来,随着制造业向数字化和智能化方向发展,空心轴制造技术有望迎来更大的发展和突破.

    空心轴锻造楔横轧三辊斜轧挤压铸造

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    热障涂层与单晶高温合金互扩散控制方法研究进展

    李崎顺姚红蕊王娜鲍泽斌...
    94-103页
    查看更多>>摘要：目前,二代及更高级单晶涡轮叶片的表面服役温度已达到1050℃以上,因此涂层与基体间的元素互扩散十分严重.互扩散不仅会消耗涂层中的有益元素,降低涂层服役寿命,而且会在单晶基体中形成二次反应区,严重损害单晶基体的力学性能.扩散障和低互扩散性涂层是控制热障涂层与单晶基体间元素互扩散的有效方法.结合国内外最新研究进展,本文首先对扩散障的设计原理、基本特性以及分类作简要介绍,并具体分析了金属扩散障、陶瓷扩散障和活性扩散障存在的主要问题以及针对这些问题开展的相关研究工作;其次,对低互扩散性涂层在热障涂层领域中的应用与最新发展动态进行综述,详细讨论了纳米晶涂层、相平衡涂层和γ'基涂层的高温防护性能和阻扩散机制.在此基础上,指出了扩散障和低互扩散性涂层的未来发展方向.

    单晶高温合金热障涂层互扩散二次反应区扩散障

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