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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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    氧含量对纯钛动态变形行为的影响

    王博雅骆雨萌刘睿宋晓云...
    1517-1522页
    查看更多>>摘要：通过准原位EBSD和SEM观察研究了纯钛、Ti-0.2％O和Ti-0.4％O(质量分数)多晶体在高应变速率下的变形行为.结果表明:在5％应变的动态压缩变形下,纯钛中的孪生行为非常活跃,多数晶粒内的孪生系被激活,且半数晶粒中出现多种孪生变体;而滑移迹线分析表明,仅有50％的晶粒内开动了滑移系.随着氧含量的增加,孪生晶粒比例及孪晶面积占比均呈下降趋势,同时发生多滑移与交滑移.XRD分析表明,溶质氧原子导致晶格畸变,提高了α-Ti的c/a,有利于位错滑移.活跃的位错滑移行为抑制了孪晶的形成,并且氧原子钉扎位错也会阻碍孪晶界的扩展,导致孪生行为不再活跃.此外,氧含量每增加0.2％(质量分数),纯钛的动态屈服强度就能增加约390 MPa.这种固溶强化现象主要源于晶格畸变,也受到被钉扎位错及多滑移和交滑移产生的割阶影响.

    纯钛氧含量变形机制准原位高应变速率

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    Ni改性GNSs对SnAgCuRE/Cu钎焊接头热老化特性的影响

    王悔改张柯柯王冰莹王要利...
    1523-1535页
    查看更多>>摘要：以Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni无铅钎料合金为研究对象,基于石墨烯纳米片(GNS)独特的结构、优异的物理性能和力学性能,以其为复合钎料的增强相,开展基于Ni改性GNSs(Ni-GNSs)增强SnAgCuRE系复合钎料/Cu的钎焊和钎焊接头热老化试验,探讨Ni-GNSs对复合钎料组织及钎焊接头热老化失效断裂机制的影响.结果表明:Ni-GNSs的加入,抑制了复合钎料的线膨胀,产生晶格畸变,导致位错产生,金属间化合物(IMC)颗粒分布在位错线附近,与位错发生交互作用,阻碍位错运动,强化复合钎料,进而强化复合钎料接头.随着热老化时间延长,钎焊接头界面IMC层厚度增加,剪切强度降低;其中,添加0.05％(质量分数)GNSs的复合钎料接头剪切强度降幅最小,为8.9％,且热老化384 h后,其剪切强度仍高于Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu合金接头热老化前的剪切强度.Ni-GNSs的加入,使复合钎料钎焊接头界面IMC的生长系数明显降低,有效缓解了复合钎料/Cu钎焊接头热老化过程中力学性能的降低,进而改变复合钎料/Cu钎焊接头的热老化失效断裂机制,最终影响接头的可靠性.Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头的断裂位置由热老化前的钎缝区向钎缝/界面IMC移动,变为韧脆混合断裂;而添加0.05％(质量分数)GNSs复合钎料接头的断裂位置均在钎缝区,为韧性断裂,钎焊接头可靠性较高.

    Ni-GNSs/SnAgCuRE系复合钎料界面IMC钎焊接头热老化组织与性能

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    水热法制备C3N4/CuGaO2复合物及其气敏性能

    王春水吴海燕焦成储向峰...
    1536-1542页
    查看更多>>摘要：采用简单水热法合成了一系列C3N4/CuGaO2复合材料.采用XRD、SEM、TEM和XPS对制备的样品进行了表征.研究了一系列C3N4/CuGaO2复合材料的气敏性能.结果表明,基于C3N4/CuGaO2-0.3复合材料(C3N4与CuGaO2的摩尔比为0.3:1)的气体传感器对甲苯的传感性能优于CuGaO2传感器.相比较于CuGaO2传感器的工作温度(140 ℃),C3N4/CuGaO2-0.3复合材料传感器的最佳工作温度仅为25 ℃,对100 μL/L甲苯气体的响应达到28,检出限低至0.01 μL/L.对100 μL/L甲苯气体的响应时间和恢复时间分别为114.2和27.4 s.此外,用于检测甲苯的C3N4/CuGaO2-0.3复合材料传感器还具有优异的长期稳定性、良好的重复性和优异的抗湿性能.

    C3N4CuGaO1气体传感器甲苯

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    等离子区域熔炼提纯金属Y过程中的杂质迁移规律

    徐明磊卢文礼张小伟陈德宏...
    1543-1548页
    查看更多>>摘要：利用等离子体区域熔炼提纯金属钇,获得了区熔提纯过程中Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等杂质的迁移规律.计算结果表明,金属钇中Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等常见杂质的平衡分配系数分别是0.2173、0.2201、0.5065、0.1586、0.1742和0.8576.由于上述杂质平衡分配系数小于1,杂质在液相中的溶解度大于固相溶解度,所以从理论上可判断出Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等杂质将随着熔区移动富集在金属钇锭的尾端,也就是最后凝固区.实验结果证明了该理论预判的准确性.此外,探究了区熔次数与杂质迁移的内在联系,结果表明:随着区熔次数由5次增加至10次,杂质在金属钇锭尾端富集程度增加,即去除率升高.10次区熔后,Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等杂质的去除率分别为45.71％、61.54％、33.98％、64.15％、52.14％和46.28％.由于上述杂质饱和蒸气压与金属钇接近,所以很难通过常规方法予以去除.等离子体区域熔炼提纯金属钇的研究为制备高纯钇提供了一种新方向.

    迁移规律等离子体区域熔炼分配系数钇去除效率

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    稀土改性Fe-Al层表面A12O3薄膜的物相分布

    尹琦袁晓明张建通冯凡...
    1549-1554页
    查看更多>>摘要：在760 ℃下采用稀土改性包埋渗铝以及原位氧化方法制备Fe-Al/A12O3复合涂层,研究了渗铝层和氧化膜的微观组织和相分布.结果表明,稀土改性渗铝层可分为3层:外层渗铝层、过渡层和内扩散层.渗铝层主要由FeAl相和Fe3Al相组成.FeAl相主要集中在渗铝层的外层,为A12O3氧化膜的选择性氧化提供了有利条件.氧化膜表面呈a-Al2O3脊状结构.此外,表面氧化铈的存在是由于氧化初期Ce向外扩散且与O2的优先反应.氧化膜可分为2层,即纯a-Al2O3层和主要由a-Fe(Al)和Al、Fe、Ce的混合氧化物组成的过渡层.

    稀土改性渗铝层氧化膜物相分布

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    Mn微合金化对Ti-Al-Mo-Zr-Fe-B合金组织演变和力学性能的影响

    何苗霞燕迟董月成常辉...
    1555-1565页
    查看更多>>摘要：通过OM、EBSD和TEM等研究了Mn微合金化对新型近αTi-Al-Mo-Zr-Fe-B合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:添加0.5％(质量分数)的Mn元素可以将合金的铸态微观组织从3.28 μm细化到2.65 μm,使其抗拉伸强度从882 MPa提高到966 MPa,但延伸率从7.8％下降到5.1％.锻造后的2种合金的晶粒尺寸趋于一致,微观组织趋于等轴化且Mn微合金化后的组织更加均匀.锻造后,Ti-Al-Mo-Zr-Fe-B合金的抗拉伸强度和延伸率增加到966 MPa和16.4％,而含有0.5％(质量分数)Mn元素的合金具有更高的抗拉伸强度,达到了 1079MPa,同时延伸率达到了 15.8％.结论表明,强度的提高可以归因于Mn元素的固溶强化效应,同时Mn微合金化处理使合金中的Al元素富集于α相,有利于提高合金的强度和塑性.

    Mn微合金化近α钛合金组织演变力学性能

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    熔盐电脱氧工艺制备纳米级(VNbTaZrHf)C高熵碳化物及其析氢反应的催化性能

    杨宇陈庚李慧梁精龙...
    1566-1573页
    查看更多>>摘要：通过在1173 K的CaCl2中对金属氧化物和石墨进行电脱氧,制备了具有面心立方结构的纳米级(VNbTaZrHf)C高熵碳化物(HEC)粉末.适当的温度条件有利于抑制HEC颗粒的原位烧结生长.在1 mol/LKOH溶液中进行了电化学性能测试,探索(VNbTaZrHf)C HEC的催化性能.通过极化曲线、Tafel斜率、电化学阻抗谱和双层电容值CV测试评估了(VNbTaZrHf)CHEC的催化析氢反应(HER)性能.结果表明,(VNbTaZrHf)CHEC的双层电容值为40.6mF/cm2.双层电容值越大,表明电化学活性表面积越大.由于(VNbTaZrHf)C HEC的高熵效应和纳米级结构,它表现出优异的催化HER性能,并为通过熔盐电脱氧制备HECs提供了新方法.

    高熵碳化物熔盐电脱氧催化性能

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    Ar/N2-Ar共溅射Ti掺杂对Ta2O5涂层光学和力学性能的影响

    晁瑞蔡海潮李航吕文雪...
    1574-1581页
    查看更多>>摘要：为了探索Ar/N2-Ar共溅射Ti掺杂对Ta2O5涂层光学性能和力学性能的影响,采用射频和直流磁控共溅射技术在玻璃基底表面制备了Ta2O5、N2-Ta2O5、Ti-Ta2O5和N2-Ti-Ta2O5涂层.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)表征了Ta2O5、N2-Ta2O5、Ti-Ta2O5和N2-Ti-Ta2O5涂层的微观结构和表面形貌;通过紫外可见分光光度计测试了涂层的光学参数;采用纳米压痕仪测试了涂层的硬度和杨氏模量.XRD测试结果表明,Ta2O5、N2-Ta2O5、Ti-Ta2O5和N2-Ti-Ta2O5涂层主要以Ta2O5为主体的非晶相结构组成.SEM和AFM结果显示,沉积在玻璃基底上的涂层未出现大面积空隙,溅射粒子在基底表面均匀堆积生长,并且涂层沉积厚度基本一致,厚度误差在5％以内.分别引入N2和Ti及N2-Ti共掺杂,均可降低Ta2O5涂层的粗糙度.光学测试结果表明,分别引入N2和Ti元素,可以提高Ta2O5涂层的平均透射率至81％以上,而N2-Ti共掺杂制备的N2-Ti-Ta2O5涂层平均透射率降低.力学测试结果显示,与Ta2O5涂层对比,N2-Ta2O5和N2-Ti-Ta2O5涂层的硬度显著增大,Ti-Ta2O5涂层硬度基本一致.弹性指数(H/E)和塑性指数(H3/E2)表明,N2-Ta2O5涂层和N2-Ti-Ta2O5涂层具备更好的断裂韧性和抗塑性变形能力.在玻璃表面制备Ta2O5掺杂N2和Ti元素的涂层,可以实现以N2-Ta2O5涂层和N2-Ti-Ta2O5涂层为代表的、同时具备优异光学性能和力学性能的多功能涂层.

    磁控溅射N2-Ti-Ta2O5涂层光学性能力学性能

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    复杂盒形件拉深气胀精确热成形工艺

    乔旭东陈明和谢兰生
    1582-1591页
    查看更多>>摘要：针对复杂盒形零件一次拉深成形不足的问题,提出了一种拉深气胀复合精确热成形工艺,其成形零件的外形及壁厚均满足设计要求.以TC2钛合金复杂盒形件为研究对象,研究了 TC2钛合金在550～800 ℃和0.001～0.1 s-1条件下的高温成形性能.设计了一套可一次性完成拉深、气胀的模具.基于有限元仿真模拟软件PAM-STAMP对零件成形过程进行模拟,获得了优化工艺参数并进行实验验证.结果表明:PAM-STAMP仿真软件可以预测零件拉深和气胀缺陷,优化了工艺参数和模具形状并进行实验验证.实验在800℃、气体压力2.5 MPa条件下获得了壁厚、侧边高度均符合设计要求的零件,验证了该拉深气胀复合工艺的可行性.

    TC2钛合金高温流变性能复合工艺数值模拟

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    爆炸焊接N6/45#复合板的数值模拟与实验分析

    张文斌杨海娟刘翠荣李岩...
    1592-1600页
    查看更多>>摘要：为降低使用成本,充分发挥镍材优异的耐腐蚀性能优势,选用厚度1mm的纯镍N6作为复板、3 mm厚的中碳钢45#作为基板进行爆炸焊接试验.通过爆炸焊接窗口计算出了各动态参数,采用金相光学显微镜和扫描电镜对界面结合形貌和元素进行分析,通过拉剪试验测试复合板力学性能,并借助AUTODYN模拟了爆炸焊接过程.结果表明,爆炸点附近存在边界效应,沿着爆炸焊接方向结合界面由平直状转变为稳定的波状界面,界面附近元素扩散层厚度为20 μm,波状的扩散层增大了结合面积,有利于冶金结合,复合板剪切强度达到325.5 MPa.数值模拟结果表明,界面形貌与试验得到的界面形貌具有一致性.模拟结果表明特征点的速度和塑性变形程度与实验结果基本吻合.

    爆炸焊接N6/45#复合板焊接窗口数值模拟

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