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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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    放电等离子烧结制备W-ZrC/HfC-Re合金的力学性能和热稳定性研究

    王慧丁晨师谢卓明刘瑞...
    1321-1331页
    查看更多>>摘要：采用机械球磨和放电等离子烧结法(SPS)制备了 W-0.5％ZrC-(1,3)％Re(WZC1R,WZC3R)和W-0.5％HfC-(1,3)％Re(WHC1R,WHC3R)(质量分数)4种钨基材料,并对其微结构、力学性能和高温稳定性进行了测试与分析.WZC3R合金在500 ℃时的极限抗拉强度(UTS)高达728 MPa,600 ℃时UTS维持653 MPa,比SPS制备的纯W提升近2.1倍.弥散分布的纳米尺寸ZrC颗粒起到钉扎晶界和位错的作用,提升了材料强度,此外抑制晶粒粗化带来细晶强化作用.WHC3R 在 400 ℃时,其延伸率为 13.9％,韧脆转变温度(ductile-brittle transition temperature,DBTT)介于300 ℃和400 ℃,比SPS制备的W-ZrC和纯W分别降低200 ℃和300 ℃.固溶元素Re通过增加可动滑移面的数量,降低引发塑性变形所需的临界应力,从而改善钨材料的韧性.SPS制备的4种钨基材料展现出优异的热稳定性,1600 ℃真空退火1h后,试样的晶粒尺寸和维氏显微硬度均未显著变化.其原因是Re溶质原子使钨产生晶格畸变,抑制高温下钨原子的扩散,阻碍晶界迁移,减缓钨晶粒粗化的动力学过程,从而提升材料的高温稳定性.

    钨合金固溶强化弥散强化力学性能高温稳定性

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    CsCl对NaCl-KCl-CsCl熔盐物理性质及铌涂层电沉积行为的影响

    朱利安袁伟超胡双鹏王震...
    1332-1342页
    查看更多>>摘要：因其优异的综合理化性能,铌(Nb)被广泛应用于航空航天、核能和超导领域.其涂层制备方法中,熔盐电沉积技术沉积速率快、阴极电流效率高、绕镀性好,有望实现大规模工业化生产和应用.当前广泛使用的氟化物支持电解质体系毒性大、环保性差,亟待开展更环保的全氯化物支持电解质体系的开发工作.为实现支持电解质熔盐物性的调控和络合离子的稳定化,在NaCl-KCl体系中添加CsCl,制备全氯化物支持电解质体系,研究CsCl对支持电解质熔盐物理性质及Nb涂层电沉积行为的影响.结果表明,NaCl-KCl-CsCl三元混合熔盐的共晶温度约为485 ℃,随CsCl含量增加,熔盐的初晶温度先降低后增大,密度增大,电导率和表面张力减小.CsCl通过改变熔盐的初晶温度和电导率影响熔盐中离子的传质速度,进而影响电沉积Nb涂层的表面质量,其优选含量约为60％(质量分数).CsCl的添加可使熔盐中含氧络合离子NbOF63-的还原电位负于NbF72-,有助于获得不含氧杂质的Nb涂层.

    铌涂层熔盐电沉积CsCl物理性质电化学行为

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    Mo-14Re钼铼合金高温压缩耦合内变量的本构模型建立

    杨俊宙王世臣王先俊王智轩...
    1343-1348页
    查看更多>>摘要：为研究Mo-14Re钼铼合金高温流变行为及其跨尺度表征,采用Gleeble热模拟试验机对钼铼合金棒材进行了高温压缩试验,选取的温度为1400、1500、1600 ℃,应变速率为0.01、0.1、1、10 s-1.结果表明,高温和低应变率变形时,应变率敏感因子逐渐增大,材料塑性流动性能也就越好,且变形过程中应力硬化和软化2种现象同时存在.在此基础上,建立了跨尺度本构模型,流变应力表征考虑了与不动位错的阻力、热激活、晶界效应的微观剪切应力,微观组织演变考虑了晶粒尺寸、位错密度、动态再结晶率以及裂纹体积分数等微观组织演变.随后基于遗传算法确定了模型中的材料参数,屈服应力、晶粒尺寸和流变应力的模型计算值与试验结果吻合,可知该模型可以描述Mo-14Re钼铼合金在高温变形时流变行为及其微观组织演变.

    Mo-14Re合金压缩变形本构方程跨尺度

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    离心干燥制备含镧钼酸铵的焙解机制

    张晓王快社牛帅任宝江...
    1349-1354页
    查看更多>>摘要：本实验采用离心干燥法,含镧钼酸铵为原料,将其焙解为含镧三氧化钼.通过XRD和TG-MS对含镧钼酸铵在空气中的热分解过程进行了分析,并研究了不同焙解温度制备含镧三氧化钼的形貌及理化性能.结果表明,含镧钼酸铵为非晶态、中空近球形颗粒,在热分解过程中经历了 3个阶段:室温至196.5 ℃,离心干燥粉发生从非晶态到晶态的转变;196.5～337.8 ℃,铵根离子完全分解,有亚稳态h-MoO3生成;337.8～410.1 ℃,h-MoO3发生相变生成α-MoO3.含镧三氧化钼"遗传"了离心干燥粉形貌,为近球形,随着焙解温度升高,颗粒表面越粗糙,破碎颗粒增多,内部小颗粒由不规则的粘结颗粒向规则的片状转变.焙解温度对含镧三氧化钼杂质元素含量影响不大,但随着温度升高,含镧三氧化钼的粒度和松装密度稍有减小.

    含镧钼酸铵焙解离心干燥

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    ZrO2对钼铼合金微观组织与性能的影响

    王广达任雪婷熊宁况春江...
    1355-1362页
    查看更多>>摘要：钼铼合金具有优良的力学性能和机加工性能,是电子、核工业等领域关键的结构材料.在钼铼合金中加入ZrO2,形成弥散强化作用,并结合形变强化来提高材料的力学性能.研究发现,合金粉粒度随着ZrO2含量的增加而减小,在质量分数为0.7％时晶粒尺寸最细小均匀;ZrO2颗粒在合金的变形和断裂过程中表现出钉扎效应,显著提升合金的抗拉强度、屈服强度和断后延伸率等力学性能;ZrO2强化钼铼合金的抗拉强度和断后延伸率在ZrO2含量为0.7％时达到最高值,随后减少;ZrO2基本弥散分布在晶界处并与钼基体形成良好结合界面,可以抑制晶界的迁移,提高钼合金的变形抗力.

    钼铼合金ZrO2弥散强化微观组织力学性能

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    熔渗法制备W-Ce合金的探索研究

    王欣刘兴伟刘天宇王玲...
    1363-1370页
    查看更多>>摘要：以制备高密度和高热值的活性合金为目标,开展了 W-Ce合金的探索研究.以W粉为原料,通过等静压压制制备多孔W骨架,随后对骨架进行烧结,提高骨架强度,最后通过液相熔渗Ce制备出了高密度W为骨架、活性Ce为填充相的W-Ce合金材料.研究了不同W骨架制备工艺得到的W-Ce合金的组织、性能、反应活性,结果表明:W-Ce合金致密度均在95％以上;合金相组成为W、Ce2个单质相,未形成金属间化合物;动态压缩强度范围为621～905 MPa,动态压缩塑性在20％～30％之间;W-Ce合金具有较低的反应阈值.

    熔渗W-Ce合金微观组织合金性能

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    超高W含量NiW中/重合金热加工行为研究

    曹国鑫董建新张胜姚志浩...
    1371-1377页
    查看更多>>摘要：采用Gleeble-1500D研究了 Ni-42W-10Co-1Mo(质量分数,％)中/重合金(MHA)在1150～1300 ℃和应变速率0.001～1 s-1下流变行为和微观组织演化规律.结果表明,该合金初始组织由面心立方基体和初生σ相构成.流变应力对变形温度和应变速率敏感,在较高应变速率1s-1下,应力-应变曲线呈现出典型的动态回复软化特征,而在较低应变速率0.1～0.001 s-1下变形应力-应变曲线呈现出典型动态再结晶软化特征.基于应力-应变曲线建立了 Arrhenius本构方程,并计算得到Ni-42W-10Co-1Mo合金热变形激活能为446.2 kJ/mol.基于动态材料模型构建该合金热加工图,发现在1300 ℃高应变速率下存在失稳区.通过微观组织分析,揭示其动态再结晶机制主要为不连续动态再结晶,σ相促进动态再结晶优先在其周围形核.最终优化获得了 Ni-42W-10Co-1Mo合金最佳的热加工窗口:1250～1300 ℃,应变速率0.1～0.01 s1.

    中重合金镍基合金热加工本构关系

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    热处理对NiW中/重合金组织与性能的影响

    王万年曹国鑫朱煦陈占兴...
    1378-1384页
    查看更多>>摘要：本实验研究了不同热处理温度对冷轧态Ni42W10Co-1Mo合金微观组织及力学性能的影响规律.结果表明,随着热处理温度的升高,合金中tcp相由σ相向μ相转变,µ相再向σ相转变,基体组织由条带状变形组织逐渐转变为均匀的等轴晶.经900 ℃热处理,析出相主要以针状与块状μ相析出为主,同时还有少量颗粒状µ相,发生明显再结晶现象.经1200 ℃热处理,颗粒状σ相大量析出,基体组织完成静态再结晶过程.tcp相的析出消耗了基体中固溶强化元素W,导致合金的室温屈服强度下降,屈服强度由初始态合金的1564 MPa下降至1200 ℃热处理后的479 MPa.小尺寸的σ相能阻碍裂纹的扩展,有利于提升合金的塑性,经1200 ℃热处理合金延伸率达到了 72.4％.然而较大尺寸的μ相对合金的塑性产生不利影响,经900 ℃热处理后合金延伸率仅有7.1％.

    镍基合金中/重合金热处理tcp相力学性能

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    Mg元素对Al-Cu-Ce共晶合金导热和力学性能的影响

    李乘波侯慧兵刘磊磊黄程毅...
    1385-1390页
    查看更多>>摘要：以共晶型Al-14Cu-7Ce合金作为研究对象,通过调整Mg元素的添加量,探究其微观组织演变与导热和力学性能的变化规律.结果表明,铸态Al-14Cu-7Ce合金主要由α-Al和Al8CeCu4两相组成,其微观组织由粗大的共晶组织(α-Al+Al8CeCu4)构成.添加少量Mg元素可细化该共晶组织,提高其力学性能.当Mg元素的添加量为1.0％(质量分数)时,合金的屈服强度和抗拉强度分别提升至164 MPa和263 MPa,提升幅度为29％和19％,断后延伸率提升至4.5％,提升幅度为约41％,导热率为130.2W/(m·K),下降幅度约为12％.随着Mg元素进一步添加至2.0％,合金的力学性能有所下降,其屈服强度和抗拉强度分别降至151 MPa和249 MPa,其断后延伸率降为3.9％,导热率降至108.3 W/(m·K).合金导热率下降主要原因是固溶的Mg原子形成散射源,阻碍电子在晶格内的运动,减小了电子和声子的平均自由程.当Mg添加量达到2.0％时,Mg与Al和Cu元素发生冶金反应生成Al2MgCu相,以鱼骨状共晶组织(α-Al+Al2MgCu)形式分布于晶界处,增加合金中第二相的体积分数,进一步恶化合金的导电导热性能.而合金的力学性能下降主要由于存在(α-Al+Al8CeCu4)和(α-Al+Al2MgCu)两种共晶组织,增加相界面处微裂纹萌生的位点.综上所述,添加1.0％Mg元素可获得兼具高强度和高导热的Al-Cu-Ce共晶合金.

    Al-Cu-Ce合金Mg元素导电导热性能力学性能

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    双金属氧化物掺杂对CDPF老化性能的影响

    张允华郑森楼狄明房亮...
    1391-1400页
    查看更多>>摘要：基于XRD、XPS、H2-TPR等理化特性表征方法与催化剂活性评价方法,研究了掺杂不同双金属氧化物催化型柴油机颗粒捕集器(CDPF)样品水热老化状态下的理化特性与催化活性.结果表明:掺杂Ce-Zr双金属氧化物的CDPF样品物相结构和晶胞参数稳定性较好,掺杂Zr-Fe双金属氧化物的CDPF样品能较好地抑制老化后载体表面贵金属分散度的降低程度.掺杂Fe-Ce和Zr-Fe的CDPF样品在高温老化过程中分散的金属氧化物会再次发生固溶而形成较多的固溶体,带来更多氧空位.经历高温水热老化后,CDPF样品的还原峰均不同程度地向高温方向迁移,其中掺杂Fe-Ce的CDPF样品还原峰迁移幅度较低,掺杂Ce-Zr的CDPF样品还原峰迁移幅度较大.掺杂Fe-Ce和Zr-Fe的CDPF样品老化后对CO的氧化活性较高,劣化程度较小,并且保持较好的NO催化选择性.掺杂Ce-Zr的CDPF样品老化后对C3H8氧化活性略有下降.

    双金属氧化物催化型柴油机颗粒捕集器理化特性催化活性老化性能

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