简介:基于轻质、高强和耐磨等诸多优势,铝基碳化硼复合材料已成为集结构/功能一体化的新型材料。本文采用粉末冶金及轧制方法,制备出厚度3.5mm、碳化硼质量分数为33%的B4C/Al复合材料板材,并对其疲劳性能和断裂机制进行分析。在1×107循环次数下,铝基碳化硼复合材料板材的疲劳强度达到110MPa。采用SEM对疲劳断口进行观察,结果表明B4C/Al复合材料疲劳断口可清楚的看到裂纹的萌生、扩展和失稳断裂的典型特征,但存在多种形式的疲劳启裂源。疲劳裂纹扩展路径取决于裂纹尖端塑性区的半径和B4C颗粒的间距大小,当增强颗粒的间距小于塑性区半径时,裂纹主要沿着颗粒的连接界面或断裂的碳化硼颗粒扩展,当增强颗粒的间距大于塑性区半径时,有利于裂纹尖端钝化,减缓裂纹的扩展和方向改变。
简介:采用粉末冶金快速热压法制备B4C/Al中子吸收材料,对其进行T6态热处理,通过对材料的密度、硬度与抗弯强度等性能的测试以及材料微观组织、物相组成和弯曲断口形貌的观察与分析,研究成形压力、热压压力与温度以及B4C颗粒含量的影响。结果表明,B4C/Al复合材料的物相组成为Al和B4C;B4C颗粒均匀地镶嵌在基体中,颗粒与基体结合紧密。材料密度随压制压力增加而增大,随B4C含量增加而降低,在热压压力和温度共同作用下,铝合金液充分填充压坯孔隙从而实现高致密。当B4C的质量分数为30%时,在150MPa预成形压力下压制、530℃/10MPa条件下热压后所得B4C/Al复合材料的相对密度最高,达到99.87%,断裂方式为韧性断裂。经T6态热处理后,硬度HB和抗弯强度均提高,分别达到123.49和394.117MPa,断裂方式转变为脆性断裂。
简介:通过电化学分析与测试,研究B4C体积分数分别为20%、30%、40%的B4C/Al基复合材料及其基体合金(6061铝合金)在不同浓度及不同温度的硫酸溶液中的腐蚀行为。由动态极化曲线和阻抗谱得到相应的电化学参数,并利用阻抗分析软件对该复合材料和基体合金腐蚀过程的等效电路进行模拟,分析腐蚀机理,通过Arrhenius方程计算腐蚀过程中B4C/Al基复合材料与6061铝合金的反应活化能,并分析两者的焓变与熵变,对腐蚀前后2种材料界面的微观结构进行观察。结果表明:B4C/Al基复合材料在硫酸溶液中的腐蚀速率随B4C颗粒含量增加而增大,基体铝合金在硫酸中的耐腐蚀性能高于B4C/Al基复合材料。B4C/Al基复合材料和基体铝合金在硫酸中的腐蚀速率都随硫酸溶液浓度增加而增大;当溶液温度升高时,二者的腐蚀速率都快速增加。B4C/Al基复合材料和Al基体合金在硫酸溶液中的腐蚀都表现为明显的点蚀。铝基体材料在硫酸溶液中的反应活化能大于B4C/Al基复合材料,计算所得活化焓与活化熵的值均表明复合材料的腐蚀反应比基体合金更容易进行,因而遭受腐蚀更严重。
简介:ItisfundamentallyimportanttounderstandtheinfluenceofstrainonthedensityofdeformationtwinsinTWIPsteelbecausetwinningisitsdominantdeformationmechanism.ThedeformationbehaviorofaFe-30Mn-4Si-3Al-0.097CsteelhasbeeninvestigatedbyX-raydiffraction(XRD),electronbackscatterdiffraction(EBSD)andtransmissionelectronmicroscopy(TEM)techniques.Samplewithanaveragegrainsizeof10μmwasdeformedincold-rollingwithareductionof10%,20%,30%,40%,50%,60%and70%,respectively.Themechanicalpropertiesofthecold-rolledsampleswerefurtherinvestigatedbytensiletests.Theyieldstrength(σy)andultimate-tensile-strength(σUTS)oftheas-preparedsampleis480MPaand850MPa,respectively.However,undercoldrollingdeformation,thetensilestrengthobviouslyincreaseswithanincreaseinrollingreduction.Thesamplewitharollingreductionof10%exhibitsσyof610MPaandσUTSof-1000MPa.Theyieldstrengthandtensilestrengtharefurtherenhancedupto1320MPaand1378MPaforthespecimenwitharollingreductionof70%,regardlessofthepoorductilityof6.7%.ThedeformationmicrostructureswerestudiedbyEBSDandTEMobservations.Itisfoundthat,withincreasingrollingreduction,theaveragedistancebetweendeformationtwinsdecreasesgraduallywhilethedensityofdeformationtwins(thelengthoftwinboundaryinunitarea)exhibitamaximumvalueat40%cold-rolling+tension.Carefullystatisticsanalysisrevealsgrainorientationiscloselyrelatedtothedeformationtwinsandtheunderlyingmechanismgoverningthetwinningisdiscussed.
简介:ThemicrostructuralchangesofFe83Si4B13amorphousmotheralloyduringtheheatingprocesswereinvestigatedbyLaserScanningConfocalMicroscopy(LSCM),andthephasetransformationwasdeterminedbytheThermo-Calccalculations.ThedifferencesinthemeltingpointsmeasuredbyDifferentialScanningCalorimetry(DSC)andLSCM,andthoseobtainedbyThermo-Calccalculationswerealsodiscussed.ItisfoundthatthemeltingpointsmeasuredbyDSCandLSCMarerelativelysimilar,whereastheonsetandendofthemeltingtemperaturescalculatedbyThermo-CalcsoftwarearehigherthanthosemeasuredbyDSCandobservedbyLSCM.
简介:YPO_4phosphorssingle-dopedwithSb~(3+)orGd~(3+)andco-dopedwithSb~(3+)andGd~(3+)werepreparedbyasolid-statereactionmethod.Thephasepurity,morphology,photoluminescenceexcitationandemissionpropertiesofthepreparedphosphorswereinvestigated.TheresultsshowedthatSb~(3+)couldsensitizeGd~(3+)intheco-dopedphosphorswhichmadethephosphorsexcitablebyshort-waveultraviolet(UV)atawavelengthbetween220and260nm.Under253.7nmexcitation,theco-dopedphosphorsY_(1–x–y)PO_4:Sb~(3+)x,Gd~(3+)yshowedstrongemissionofGd~(3+)atawavelengthof312nmwhoseintensitychangedwiththedopingconcentrationsofGd~(3+)andSb~(3+).TheoptimizedY_(0.77)PO_4:Sb~(3+)0.07,Gd~(3+)0.16phosphorshowedanintensitycomparabletocommercialLaPO_4:Cephosphor(UVB-315),makingitapotentialcandidateformercurylow-pressuredischargenarrow-bandUV-Bemittinglamps.
简介:分别以针刺编织预制体(2.5D)和三维编织预制体(3D)为增强体,采用化学气相沉积结合高温熔渗工艺制备2种不同预制体结构的C/C-SiC-ZrC复合材料。利用X射线衍射仪,扫描电镜和能谱分析仪等测试手段,对材料的微观结构进行分析,采用三点弯曲实验和压缩实验研究材料的力学性能,得出不同预制体对最终复合材料断裂性能的影响规律。结果表明:材料中的SiC与ZrC呈偏聚态分布,2.5D复合材料的弯曲强度和压缩强度高达147.38MPa,252.4MPa;与3D复合材料相比,2.5D复合材料强度分别提高了192%和90.7%。这主要是由于2.5D复合材料纤维含量少,孔隙多,反应后密度较高所致。
简介:以密度分别为0.92,1.10和1.46g/cm3的多孔C/C材料为坯体,采用熔融渗硅法获得密度分别为1.94,1.86和1.79g/cm3的C/C-SiC复合材料A、B和C。将C/C-SiC复合材料与40Cr钢配副进行滑动摩擦实验,研究其摩擦磨损行为。结果表明:随载荷增加,坯体密度为1.83g/cm3的材料B的摩擦因数较稳定,基本围绕0.60波动,波动幅度0.2。材料A的摩擦因数波动幅度为0.3,而材料C的摩擦因数呈直线下降,降幅最大达0.5。但随时间延长,在试验载荷下,材料A的摩擦因数稳定性最好,波动幅度为0.07。SEM形貌表明,低载荷下,C/C-SiC复合材料的陶瓷相磨屑易聚集在摩擦膜边缘,而高载荷下磨屑分布较均匀,但摩擦表面都较粗糙,未形成完整、致密的摩擦膜。
简介:ThereactionofNdCl3withlithiummethylnaphthalenein1:2moleratioinTHFgeneratesblackpowder.Thepowderreactswithcyclooctatetraene(COT)inTHFtoformthetitlecomplex.[Li(THF)4Nd(C8H8)2]·2THFcrystallizesinthemonoclinicspacegroupP2/cwithunit-celldimensionsa=1.7858(7)nm,h=1.3243(4)nm,c=1.8086(6)nm.β=106.52(4)°,V=4.10nm3andDc=1.268g/cm3forZ=4.F(000)=1660,R=0.0774,Rn=0.0733.Thecomplexconsistsofdiscreteion-pairandtwoTHFmoleculesadduct.Intheanion,theneodymiumatomiscoordinatedbytwoCOTrings.ThestructureofthecationshowsthatthelithiumatomisattachedwithTHFmoleculesonly.
简介:在中密度C/C复合材料基体上采用催化化学气相沉积方法生长碳化硅纳米线(SiCnw)及制备碳化硅纳米线/碳化硅(SiCnw/SiC)涂层,研究中密度C/C复合材料基体上加载催化剂后涂层沉积及其抗氧化性能,结果表明:中密度基体上催化制备SiCnw涂层,可改善沉积效率,同时可抑制裂纹扩展,明显改善SiC涂层在1200℃的氧化防护能力。另外,在1500℃的空气中氧化10h后,SiCnw/SiC涂层氧化质量损失率仅为1.34%,明显低于质量损失率为8.67%的单层SiC涂层。
简介:为了探索降低航空刹车用C/C复合材料成本、提高性能的有效方法,对国外炭/炭刹车材料的部分力学性能和热导率进行了测试,并利用金相显微镜对其坯体结构进行了观察分析,在此基础上,自制了一种针刺整体毡,进行CVD增密,并与炭布叠层坯体的结果对比.结果表明:国外航空刹车用C/C材料的层间剪切强度和垂直方向热导率比较高,坯体趋向于使用针剌毡;针刺整体毡由无纬布和网胎交替叠层,经针刺而成,这种结构具有孔隙分布均匀、气体扩散通道多、Z向纤维含量高的特点,为CVD增密创造了良好条件;自制针刺整体毡坯体经700hCVD增密,小样密度可达1.81g/cm3,大样密度达1.75g/cm3,且能继续增密,与炭布叠层坯体相比,采用针刺整体毡可显著缩短CVD周期.
简介:采用等离子喷涂技术,在C/C-Cu复合材料表面制备W涂层,采用氧乙炔焰进行烧蚀考核,通过金相显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪对烧蚀前后涂层的显微组织及相组成进行分析,并与没有W涂层的C/C-Cu复合材料进行对比。结果表明,熔蚀后有涂层的C/C-Cu复合材料质量损失仅0.9mg/s,无涂层C/C-Cu试样的质量损失为5.6mg/s。C/C-Cu复合材料表面W涂层较致密,与基体结合良好。烧蚀后C/C-Cu表面W涂层主要生成WO3和CuWO4,能谱分析(EDAX)表明有较多的Cu元素存在,但分布不均匀。W涂层在烧蚀后均较粗糙、疏松,存在孔洞和裂纹等缺陷,成为降低性能的重要因素。
简介:设计并制备了一种工作温度不大于1373K的C/C复合材料抗氧化复合涂层,其基本结构为浸溃过渡层,陶瓷相阻挡层/玻璃相封填层,涂覆有复合涂层的C/C复合材料试样在空气中于1173K下氧化10h的失重率仅为10.37%,氧化失重速率为5.67×10-5g/(cm2·min);1173K←→室温空气中急冷急热10h循环100次后,失重率为8.41%,涂层没有剥落,说明整个涂层具有良好的高温抗氧化性和抗热震性能,该种复合涂层可在中低温(不大于1373K)氧化性气氛中长时间工作,适合作C/C复合材料航空刹车副等部件的抗氧化涂层,能够大大提高C/C复合材料的使用寿命和性能。
简介:以炭纤维针刺整体毡为增强体,采用化学气相渗透(CVI)工艺制备出不同密度的炭/炭(C/C)多孔体,利用气压浸渍法将Cu合金渗入到C/C多孔体中制备C/C-Cu复合材料。在简支梁摆锤式冲击试验机上测试C/C-Cu复合材料的冲击性能,采用金相显微镜和扫描电镜观察材料的微观结构和断口形貌。结果表明:铜合金在C/C多孔体中分布均匀;C/C-Cu复合材料垂直方向的冲击韧性优于平行方向的冲击韧性;随C/C多孔体密度的增加,材料的冲击韧性先增加后降低。C/C多孔体密度适中(1.44g/cm3)时,C/C-Cu复合材料内炭纤维、热解炭、铜合金等组分协同作用,在平行和垂直2个方向的冲击韧性都达到最大值,分别为2.68J/cm2和4.45J/cm2,具有假塑性断裂行为的特征。