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中南大学学报（英文版）
中南大学学报（英文版）

黄伯云

月刊

2095-2899

zngdxb@mail.csu.edu.cn

0731-88879765

410083

湖南省长沙市中南大学内

中南大学学报（英文版）/Journal Journal of Central South UniversityCSCDCSTPCD北大核心EISCI
查看更多>>《Journal Central South University of Technology》（即《中南大学学报（英文版）》ISSN 1005-9784,CN43-1231/TD）是国家教育部主管、中南大学主办的以材料、选矿、冶金、化学化工、机电、信息、地质、采矿、土木等专业学科为主的科技期,1994年创刊,双月刊。自2007年第1期起与世界著名德国科技出版集团施普林格(Springer-Verlag)联合出版。本刊已被《科学引文索引》（SCI-E）；《EI Compendex》(即EI核心版)；《化学文摘》；《金属文摘》；《铝工业文摘》等知名检索刊物收录：
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    飞秒激光-化学混合制备多基底超疏水表面

    翁伟轩邓钦文杨鹏宇银恺...
    1-10页
    查看更多>>摘要：超疏水表面因具有多种功能和广泛的应用引起了人们极大的兴趣.目前制备超疏水表面的方法大多只适用于一种或几种特定的基底材料,具有依赖基底的缺点.本文提出了一种基于飞秒激光-化学混合加工制备与基底无关的超疏水表面的方法.通过飞秒激光直接写入技术在基底上构建出微/纳米结构,然后用硬脂酸改性.硬脂酸涂覆激光处理后的样品(LTx-SA,x表示不同的样品)表面具有优异的超疏水和自清洁性能.此外,值得注意的是,将基底从20℃加热到100℃,或清洗基板10次,或将基板暴露在空气中60 d后,LTx-SA表面仍然保持稳定的超疏水特性.这项工作为制备与基底无关的超疏水表面提供了一种有效而简单的策略.

    飞秒激光硬脂酸多基底超疏水表面

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    不同应力水平对2195-T34 Al-Li合金时效行为的影响机制研究

    陈非湛利华徐永谦刘春辉...
    11-24页
    查看更多>>摘要：研究了不同应力水平下2195-T34 Al-Li合金的时效特性变化.当应力低于材料的高温屈服强度(YS)时,低应力时效(LSA)和无应力时效(SFA)试样的屈服强度和延伸率(EL)相近.当应力超过材料的高温屈服强度时,试样的极限拉伸强度(UTS)和伸长率显著下降,表明应力的增加降低了材料的抗破坏性.透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)的观察结果表明:应力对材料时效性能的影响归因于内部析出物特征和晶界富铜析出物的共同作用.应力的增加促使铜原子在晶界发生偏析形成富铜析出物,同时促进了晶界无沉淀区(PFZ)的形成,而富铜析出物是脆性相,可作为损伤的起始位置,容易导致裂纹萌生和发展,降低材料的延展性.

    铝锂合金应力水平时效力学性能

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    固溶处理对7055铝合金微观组织和性能的影响

    赵辉程全士赵言康元...
    25-42页
    查看更多>>摘要：利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热法(DSC)、硬度和导电率检测、浸泡腐蚀实验研究了固溶参数和淬火冷却速率对7055铝合金微观组织和性能的影响.研究结果显示原始态合金中存在明显的粗大未溶相,其面积分数为23.8%.经过450℃/1 h单级固溶后粗大未溶相的面积分数降低至7.6%.经过450℃/1 h+475℃/1 h双级固溶,未溶相的面积分数进一步降低至4.3%,当第二级固溶温度升高至490℃时发生过烧.合金的硬度和导电率在固溶处理后均有所下降,之后经过160℃/6 h时效后显著上升.淬火冷却速率对合金脱溶和耐腐蚀性能具有重要影响,当冷却速率小于30℃/min时脱溶析出η相和S相,降低后续时效析出驱动力.合金的淬火敏感温度区间约为375～200℃,以不低于60℃/min的冷却速率经过此温度区间可以显著抑制脱溶析出.

    7055铝合金固溶脱溶微观组织耐腐蚀性能冷却速率

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    含夹层钛/铝爆炸焊接复合材料的界面特征及力学性能

    袁嘉欣邵飞白林越张宏伟...
    43-58页
    查看更多>>摘要：通过爆炸焊接技术制备了含夹层的TC1/AA1060/AA6061复合材料,并对界面形貌和界面元素分布进行了研究.通过电子背散射衍射方法研究界面晶粒分布,并通过数值模拟得到的界面温度来解释晶粒分布.通过力学性能试验得到复合材料的拉伸和剪切力学性能.界面微观组织结构和力学性能的测试结果表明:TC1/AA1060/AA6061复合材料具有较好的焊接质量.两个界面形貌与数值模拟结果一致,数值模拟得到的界面温度可以解释界面和涡旋区域的晶粒分布.元素在TC1/AA1060界面的扩散宽度为12.3 μm,未检测到金属间化合物.在两个涡流区只检测到Al和O元素.此外,还在界面附近不同区域进行了纳米压痕试验,TC1/AA1060界面的纳米硬度介于两侧材料之间,而AA1060/AA6061界面的纳米硬度小于两侧材料.

    爆炸焊接钛/铝复合材料夹层界面涡流区

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    Sm含量对挤压态Mg-6Al-2Sr合金组织及性能的影响

    刘洪旭李彩霞谢金龙李超...
    59-71页
    查看更多>>摘要：本文研究了不同Sm含量对挤压态Mg-6Al-2Sr合金的强化机理,采用金相实验、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对显微组织进行观察,并通过EBSD分析了Sm含量对合金显微组织的影响.本文主要是对不同Sm含量的Mg-6Al-2Sr铸态合金进行挤压实验.结果表明:随着Sm含量的增加,生成的Al2Sm相在挤压的作用下破碎,并且沿挤压方向在晶界处均匀弥散,阻碍晶粒长大;继续不断增加Sm,使得在晶界处Al2Sm相增多聚集,反而对合金力学性能产生不利影响;当Sm含量为1.5 wt%时,合金的平均晶粒尺寸最细小,其抗拉强度、屈服强度和伸长率达到297.9 MPa、257.8 MPa和21.3%,硬度达到HV78.9,较Sm含量为0 wt%的合金,抗拉强度提升了15.6%,屈服强度提升了34.6%,伸长率提升了34.8%.

    Mg-6Al-2Sr-xSm合金微观组织电子背散射衍射力学性能

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    水下激光填丝直接能量沉积法制备贫双相不锈钢2101的组织和织构演变

    蔡志海王凯朱加雷焦向东...
    72-83页
    查看更多>>摘要：贫双相不锈钢2101(LDX 2101)是一种可以替代304奥氏体不锈钢的低镍不锈钢材料,以良好的经济性、力学性能和耐腐蚀性而被广泛研究,在核电工程中具有广泛的应用前景.针对核电工程水下维修技术背景,利用光学显微镜和电子背散射衍射等方法,研究了水下环境激光填丝直接能量沉积工艺制备的贫双相不锈钢2101的微观组织和织构演变.结果表明,水下环境对熔池的快速冷却作用抑制了铁素体向奥氏体的转变进程.由于铁素体的表面能最低,大多数铁素体是沿着密排堆积的(111)α和(110)α平面沉积的,沉积结构呈现典型的立方结构和高斯结构.尽管奥氏体的织构不如穿过沉积层的铁素体的织构强,但结果表明,奥氏体相相对于铁素体相形成了更紧密的Kurdjumov-Sachs取向关系.激光填丝直接能量沉积工艺的循环再加热效应不仅改变了贫双相不锈钢2101的组织和织构,还影响了晶粒尺寸和特殊晶界的比例.提高沉积结构中∑3晶界的含量和分布均匀性,有利于增强沉积层的耐蚀性.

    贫双相不锈钢激光填丝直接能量沉积织构演化耐腐蚀性

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    原位合成核壳MC碳化物增强的M2高速钢

    陈楠陈龙伟滕浩李志友...
    84-100页
    查看更多>>摘要：采用高能湿球磨M2高速钢粉末和钒铁合金,通过真空烧结制备了原位合成核壳MC碳化物增强的M2高速钢.研究了球磨后复合粉末的相组成、形貌与成分分布,分析了烧结显微组织随温度的演变,以及测试了烧结样品热处理前后的力学性能.结果表明:球磨后的粉末完全细化成片状和团聚状,内部均匀分布着V元素.在1180℃下经过超固相液相烧结,改性的M2钢烧结体基本全致密化(～99.2%的相对密度).近球形MC碳化物和不规则形状M6C碳化物弥散分布在烧结高速钢的基体中,烧结液相的扩散与凝固促进MC碳化物形成了核壳结构.通过热处理,烧结合金的基体晶粒和碳化物都得到了细化,弯曲强度达到3580 MPa,硬度达到HRC58,抗划伤性能得到显著增强.

    高速钢碳化物显微组织力学性能微划痕

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    预制体结构对SiCf/SiC复合材料力学和热性能的影响

    王徐辉吴宗绪陈招科伍艳...
    101-113页
    查看更多>>摘要：本文采用化学气相渗透法制备了具有二维多层、三维角联锁机织和多轴三维编织三种预制体结构的SiCf/SiC复合材料.在综合分析纤维排列、SiC基体和孔隙分布的基础上,详细讨论了预制体结构对SiCf/SiC复合材料力学性能和热性能的影响.结果表明,复合材料的力学性能和热导率受纤维排列方式和复合材料密度的综合影响,而热膨胀系数主要受纤维排列方式的影响.此外,二维多层复合材料、三维角联锁机织复合材料和多轴三维编织复合材料的热导率可以分别用串联模型和平行模型来解释.多轴三维编织复合材料由于内部具有连续的可以作为热流快速通道的三维网状SiC基体层,因此具有较高的室温热导率.而随着温度的升高,SiC声子间的散射逐渐增强,SiC基体层在多轴三维编织复合材料中作为声子传播快速通道的作用逐渐减弱,热导率随温度降低的趋势更明显.

    预制体结构抗弯强度热导率热膨胀系数SiCf/SiC复合材料

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    基于石墨烯-碳化硅纳米线协同增韧的高硬度高韧性超细WC陶瓷

    沈学会徐楠苏豪何向平...
    114-126页
    查看更多>>摘要：石墨烯已被广泛应用于陶瓷材料的增韧,如何实现其在陶瓷材料基体的良好分散性是提高其增韧效率的瓶颈问题.本研究通过放电等离子烧结,制备了二维石墨烯(G)和一维碳化硅纳米线(SiCnw)协同增韧WC陶瓷材料;优化了烧结温度、保温时间及施加压力;重点研究了石墨烯和碳化硅纳米线在促进陶瓷材料致密化、微观结构演变及性能提升方面的协同作用.结果表明:采用60 MPa压强,在1900℃保温15 min,WC-0.15wt.%G-0.45wt.%SiCnw可获得最优力学性能,硬度、抗弯强度和韧性分别为25.6 GPa、1499 MPa和11.6 MPa·m1/2.主要增韧机理为:G/SiCnw裂纹偏转、桥联和拔出.本研究有助于高强韧陶瓷基复合材料的发展.

    WC陶瓷石墨烯碳化硅纳米线力学性能增韧机理

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    方铅矿与微细粒方解石在矿物浮选分离中的异相凝聚机理研究

    王瑞康蓝卓越封东霞赵清平...
    127-137页
    查看更多>>摘要：本研究发现微细粒方解石会影响方铅矿的浮选回收,试验研究表明在pH=9、丁基黄药用量为80 mg/L时方铅矿浮选效果最佳.但在此条件下,方铅矿与微细粒方解石的人工混合矿中,方铅矿的浮选受到了明显的抑制,浮选效果较差.针对这一现象分析并探究方铅矿与微细粒方解石之间的相互作用机理.通过浊度分析、扫描电子显微镜分析、能谱分析、ICP测量,XPS分析、Zeta电位测量等发现,方铅矿与微细粒方解石之间发生了异相凝聚.通过研究两者的相互作用机理发现,单一的方铅矿在试验所研究的pH范围内荷负电,未检测到其等电点,单一的方解石等电点pH约为8.5,当pH=9时单一的方解石与单一的方铅矿均荷负电,颗粒间表现的作用能为相互排斥,二者之间不会发生凝聚现象;但在方铅矿和方解石的人工混合矿中却发生了凝聚,其原因为矿浆中的方解石解离出一定数量的钙离子,钙离子通过水解作用生成羟基钙,羟基钙是导致异相凝聚的关键粒子,羟基钙荷正电,吸附在方铅矿的表面,从而改变方铅矿表面的Zeta电位,使得方解石和方铅矿表面电位相反,通过粒子之间的相互作用力使二者发生异相凝聚.这一新发现为浮选过程中脉石矿物的预抑制和科学的化学配比调整提供了参考.

    浮选方铅矿方解石表面电位异相凝聚

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