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期刊信息/Journal information
稀有金属材料与工程
稀有金属材料与工程

殷为宏

月刊

1002-185X

rmme@c-nin.com

029-86231117

710016

西安市51号信箱

稀有金属材料与工程/Journal Rare Metal Materials and EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>本刊是以稀有金属材料的研究、开发、生产、应用为报道内容的综合性学术技术刊物。《稀有金属材料与工程》主要报道钛、难熔金属(钨、钼、钽、铌、锆、铪、钒)、贵金属(金、银、铂、钌、铑、钯等)、稀散金属和稀土金属等材料的研制；稀有金属材料的加工工艺,熔铸、粉末冶金、压力加工、热处理、机械加工、爆炸复合、涂复、焊接及其它特种加工工艺)；稀有金属材料的化学分析及机械、物理性能测试；同时还报道超导材料、陶瓷材料、磁性材料、功能材料、纳米材料、生物材料等新型材料及先进的材料研制、设计、制造工艺及其在国民经济各领域的应用。
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    CO和CO2在UO2(111)表面吸附和解离的第一性原理和分子动力学研究

    李俊炜贾维敏刘崇李沛尧...
    933-946页
    查看更多>>摘要：基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算,在计算中加入Hubbard项进行校正,探究了 CO和CO2分子在UO2(111)表面的吸附和解离,分析了不同构型下的静态和动态吸附机理,吸附位点包括顶位、空位、桥位.在静态计算中,探究了吸附过程中多种吸附参数的变化,如吸附构型、吸附能、电荷转移等.利用第一性原理分子动力学(AIMD),探究了特定构型下CO2分子的解离过程及差分电荷密度变化.结果表明,CO分子的吸附可分为2种类型:(1)自发吸附,包括化学和物理吸附;(2)非自发吸附.CO2分子的吸附仅表现为自发吸附的化学吸附及非自发吸附,无物理吸附.CO和CO2分子的最优吸附构型均为短桥位垂直(B-short-Ver)吸附.此外,0K下CO2分子在UO2(111)表面的B-short-Ver和长桥位垂直吸附构型吸附后会自发解离.AIMD模拟结果表明,这2种构型在300K下均发生解离.

    二氧化铀化学吸附DFT+U桥位垂直

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    耐腐蚀性能和拉伸性能提升的α型钛合金设计

    马喜龙松木一弘尚志丰苏宏基...
    947-953页
    查看更多>>摘要：通过2个电子参数(结合次数Bot和d轨道能级Mdt)提出了新设计的α型钛(α-Ti)合金.新设计合金Ti-5Al-4Zr-3.6Sn、改性合金Ti-5Al-3Sn-1.9Zr和参考合金Ti-5Al-2.5Sn具有相同的Bot值(3.847)以及不同的Md,值(2.430,2.426,2.422).测试了3种α-Ti合金的极限抗拉伸强度(σUTS)、断裂应变(εf)和热盐腐蚀性能.3种α-Ti合金均采用冷坩埚悬浮熔炼技术进行制备.结果表明,3种合金样品均具有均匀的微观结构.在3种α-Ti合金中测量到的α单相晶粒尺寸约为600 μm.Ti-5Al-4Zr-3.6Sn合金的σUTS和εf值为801 MPa和16％,Ti-5Al-3Sn-1.9Zr合金的σUTS和εf值为708 MPa和 15％,Ti-5Al-2.5Sn合金的σUTS和εf值为603 MPa和 15％.热盐腐蚀测试进行28.8 ks后显示Ti-5Al-4Zr-3.6Sn、Ti-5Al-3Sn-1.9Zr和Ti-5Al-2.5Sn合金的失重率为2.61％、2.83％和3.10％.σUTS、εf和耐热盐腐蚀结果表明,新设计合金Ti-5Al-4Zr-3.6Sn是一种有实际应用潜力的钛合金材料.

    合金设计α型钛合金冷坩埚悬浮熔炼拉伸性能热盐腐蚀测试

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    植酸修饰改性对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响

    兰欣悦王平龚泽宇罗许...
    954-962页
    查看更多>>摘要：通过向电解液中添加有机酸植酸,提升了TC4钛合金微弧氧化涂层的耐腐蚀性能和热稳定性.通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和热冲击实验等技术手段,分析了植酸对涂层形成、形貌和性能的影响.结果显示,植酸的添加使放电微孔更加细小,提高了涂层的形成效率并优化了相结构.通过动电位极化测试,发现添加植酸显著提高了微弧氧化涂层的耐腐蚀性能.将电解液中的植酸浓度调整为12mL/L(最佳植酸浓度)后,腐蚀电流密度由8.406×10-5A·cm-2降低至2.580×10-6A·cm-2.循环高温氧化试验结果表明,TC4钛合金的耐热冲击性能和高温抗氧化性能得到了改善.

    TC4钛合金微弧氧化耐腐蚀性能耐热冲击性能

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    原位合成高效抗菌活性凹凸棒石负载氯化银纳米粒子复合材料

    张可风李艳乜开龙党诗源...
    963-969页
    查看更多>>摘要：为提高AgCl纳米粒子(NPs)的分散性和光稳定性,将AgCl NPs锚定在凹凸棒石(ATP)表面制备了ATP-AgCl复合材料,研究了其微观形貌、晶体结构及抗菌性能.结果表明:ATP的引入有效避免了AgCl NPs的团聚,AgCl NPs的(立)径从5～10μm显著减小到3～20nm.由于纳米粒子的小尺寸效应,ATP-AgCl复合材料表现出与纯AgCl相媲美的抗菌活性,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别达到99.98％和99.88％.此外,ATP的引入还显著改善了AgCl NPs的光稳定性,复合材料经24h阳光暴晒后仍保持原始的灰白色.

    凹凸棒石氯化银无机抗菌剂大肠杆菌金黄色葡萄球菌

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    简单退火和多重热处理对激光熔覆成形Ti-5321合金断裂韧性的影响

    刘国政赵永庆贾蔚菊张艳...
    970-977页
    查看更多>>摘要：为满足航空航天领域对快速制备高强韧复杂钛合金零件的需求,采用激光熔覆成形新型高强韧Ti-5321(Ti-5Al-3Mo-3V-2Zr-2Cr-1Nb-1Fe)合金,具有成形快、效率高、成形构件性能良好等优势.通过对Ti-5321合金进行简单退火和多重热处理(β相区固熔缓冷加时效,BASCA),揭示了其显微组织的演变规律,并探究不同组织对断裂韧性的影响.结果表明:简单退火后,合金呈细长针片状α交织成的网篮组织,其抗拉伸强度为1102 MPa,断裂韧性为68.1 MPa·m1/2.经BASCA热处理后,细长针片状α相全部转变为粗大的片层α相和超细针状α相,且合金的抗拉伸强度提高至1309 MPa,而断裂韧性降低至45.5 MPa·m1/2.BASCA热处理能够提高合金强度,但会降低合金韧性.这是由于网篮组织中细长的针片状α相能够大大增加裂纹扩展阻力,增大裂纹扩展路径曲折程度,从而提高合金的韧性.而BASCA热处理组织中大片层α相具有一定的方向性,裂纹只有在穿过不同β晶粒的大片层α相时才会发生偏转;且裂纹扩展主要发生在超细针状α相中,而超细针状α相尺寸过于细小,不能阻碍裂纹的发展或使裂纹偏转,因此经BASCA热处理后合金的韧性变差.

    激光熔覆成形Ti-5321合金多重热处理断裂韧性

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    基于边缘迭代模型的激光沉积熔池宽度预测方法

    苗立国邢飞柴媛欣闫成鑫...
    978-987页
    查看更多>>摘要：根据熔池尺寸特征空间分布规律,提出了一种基于边缘迭代模型的熔池宽度预测方法.为了获得精确的熔池宽度,采用数学形态学的方法对熔池图像进行去噪,并用手动阈值的方法对熔池图像进行粗分割.之后利用Canny算法提取出熔池边缘.最后,使用边缘迭代模型进行边缘迭代,得到精分割后的熔池宽度.对比实验结果表明,该算法具有良好的检测精度和鲁棒性,且简易高效.

    激光金属沉积制造熔池边缘迭代模型特征提取

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    基于NS-DSMC耦合方法与Langmuir探针诊断的射频等离子体氧化过程中等离子体分布

    刘万锁王志宝王庆蔺增...
    988-993页
    查看更多>>摘要：采用Navier-Stokes方程和直接模拟蒙特卡罗方法相结合的方式模拟了反应腔内的气体流动,并结合Langmuir探针检测设备分析了气体流速与等离子体密度的关系.结果表明,流体均匀性对等离子体的均匀性有显著影响.在6.5 Pa的压力下,等离子体密度和流速呈正相关,与在大气压下的实验结果一致,说明提高流体均匀性可以提高等离子体的氧化均匀性.

    等离子体氧化等离子体诊断NS-DSMC方法Langmuir探针等离子体均匀性

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    铜/钢复合管爆炸焊接数值模拟及边界效应

    杨海娟刘翠荣张文斌李岩...
    994-1001页
    查看更多>>摘要：以铜/钢复合管为研究对象,利用AUTODYN有限元软件SPH和ALE法对爆炸焊接过程进行二维数值模拟,分析了焊接动态过程和边界效应问题,并对铜/钢复合管进行了爆炸焊接试验.结果表明,在爆轰波作用下,复管与基管发生倾斜碰撞,碰撞区域压力稳定在107kPa的数量级,在碰撞区附近出现1条塑性变形带,且复管和基管上的剪切应力相反,界面形态随着爆炸波的传播从直线变为波状,这与试验中获得的T2/316L双金属复合管的实际界面形态一致,说明有限元模型能够有效模拟双金属复合管爆炸焊接过程.数值模拟过程中边缘动态参数值均小于正常值,存在边界效应,增加复管和炸药的长度可以消除边界效应.

    爆炸焊接数值模拟动态参数边界效应

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    TC4钛合金与Al6061铝合金热等静压扩散连接接头的界面特征及力学性能

    麻相龙曹睿董浩王铁军...
    1002-1010页
    查看更多>>摘要：对TC4钛合金和Al6061铝合金的异种金属进行了热等静压扩散连接实验,研究了TC4/Al6061连接接头的界面特征、形成机制和力学性能,并通过热力学分析解释相关实验现象.结果表明,热等静压扩散连接及后续退火处理后,两侧母材元素发生了明显的互扩散,其中Si、Mg元素在化学势驱动力作用下分别富集于扩散过渡区和Al侧界面.接头界面发生冶金反应生成TiAl3、TiAl、Ti3Al等金属间化合物,通过有效生成热模型计算表明TiAl3相优先生成.硬度实验表明界面生成的Ti-Al金属间化合物具有较高的硬度.拉伸实验显示接头最大抗拉伸强度达到了 144 MPa.

    TC4钛合金A16061铝合金热等静压扩散连接界面特征力学性能

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    MD模拟加载温度对Ni3Al基合金加工表面的影响

    靳岚李开强伊廷华
    1011-1020页
    查看更多>>摘要：为改善Ni3Al基合金的纳米切削表面质量以获得更好的服役状态,结合纳米级分子动力学模拟和微观切削实验,探讨了加载温度(300～1050 K)与切削力、表面形貌的关联性.分子动力学模拟结果显示,在纳米切削Ni3Al基合金过程中,加载温度为750 K时的切削力波动相对于其他温度最小;当加载温度在600～750 K时,影响表面形貌的凸起原子数量最少,即表明加载温度为750 K左右时,Ni3Al基合金可以获得较高的表面质量.Ni3Al基合金微观切削实验表明,当加载温度在600～750 K时,加工表面轮廓可以获得较高的平整度,间接验证了在Ni3Al基合金纳米切削的分子动力学仿真结果的可行性.研究结果表明,选取合适的加载温度是改善Ni3Al基合金纳米切削加工表面质量的有效途径.

    Ni3Al基合金纳米切削加工表面加载温度分子动力学仿真微观切削实验

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