材料开发与应用

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本刊定位于“成为船舶及海洋工程材料技术交流平台，加强材料界学术交流，促进船舶行业和海洋工程领域技术创新和产业发展”。主要刊载各类金属材料、高分子聚合物材料、无机非金属材料、复合材料以及腐蚀与防护、失效分析、测试评价等技术相关的高水平论文。

主编：廖志谦

执行主编：马玉璞

副主编：全识俊

主管：中国船舶集团有限公司

主办：洛阳船舶材料研究所; 中国造船工程学会船舶材料学术委员会

编辑出版：《材料开发与应用》杂志社

ISSN 1003-1545

CN 41-1149/TB

2008年第23卷第2期

栏目

材料研究
腐蚀与防护
综述

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材料研究

低合金钢烧结硬化性能研究

彭元东, 易健宏, 梁超平, 李丽娅, 吴海明, 王乐

2008, 23(2): 1-4. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.001

[摘要](6) [PDF 1090KB](0)

摘要:
研究了4种成分的低合金钢材料烧结硬化性能。结果表明,添加Mo、Mn、Cr等合金元素的烧结低合金钢抗拉强度、硬度明显提高,合金强化效果显著。采用烧结硬化工艺,低合金钢都获得了比常规烧结更好的力学性能。其中硬化能力倍数高的4^#材料效果最佳,硬度达到HRC35.4,强度为540.74 MPa,接近常规热处理的性能。金相分析表明,烧结硬化组织主要是马氏体,此外有少量残留奥氏体、铁素体、珠光体。

射频磁控溅射法制备HfSiON高k薄膜的结构特性

冯丽萍, 刘正堂

2008, 23(2): 5-7,17. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.002

[摘要](5) [PDF 521KB](0)

摘要:
在室温下,采用射频磁控溅射法在p型Si(111)衬底上制备了HfSiON高k栅介质薄膜。用X射线光电子能谱(XPS)分析了HfSiON薄膜的成分,用掠入射X射线衍射(XRD)检测了薄膜的结构,用高分辨率扫描电子显微镜(HRSEM)、原子力显微镜(AFM)观察了薄膜断面和表面形貌。XRD谱显示,HfSiON薄膜经900℃高温退火处理后仍为非晶态。HRSEM断面和AFM形貌像显示所制备的薄膜具有非常平整的表面,表明薄膜具有优良的热稳定性。电学测试表明,HfSiON薄膜具有较好的介电特性,其介电常数较高为18.9,漏电流密度较低在+1.5V为2.5×10^-7A/cm²。这些特性表明HfSiON薄膜是一种很有希望替代SiO₂的新型高k栅介质材料,同时也表明射频磁控溅射法是一种制备HfSiON新型高k栅介质薄膜的有效方法。

材料状态对NiTi形状记忆合金相变行为的影响

邓潮玉, 高岩, 李浩, 曾美琴, 袁斌, 朱敏

2008, 23(2): 8-13. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.003

[摘要](8) [PDF 948KB](0)

摘要:
用金相显微镜观察了冷加工和固溶状态的显微组织形貌,用示差热量扫描法（DSC）系统研究了冷加工、固溶和时效处理对近等原子比的NiTi形状记忆合金的相变温度的影响。试验结果表明,冷加工态NiTi合金组织形态呈纤维状,固溶处理后组织形态呈等轴状。冷加工带来的大量变形缺陷抑制了热弹性马氏体的相变;冷加工态NiTi合金直接进行时效发生了P→M相变;经固溶处理后再进行时效则发生了P→R→M相变。NiTi合金在不同的热处理条件下发生了不同类型的热弹性马氏体相变。分析认为,应力、位错密度及析出相对NiTi合金热弹性马氏体的相变行为有重要的影响。

微波烧结Al₂O₃/SiC纳米复合陶瓷的研究

王霞, 潘成松, 陈玉祥

2008, 23(2): 14-17. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.004

[摘要](6) [PDF 688KB](0)

摘要:
以分析纯Al(NO₃)₃·9H₂O·NH₃.H₂O和50 nm的SiC粉体为原料,采用溶胶-凝胶法制备干凝胶,经热处理合成Al₂O₃/SiC纳米复合粉体。利用微波烧结制备Al₂O₃/SiC纳米复合陶瓷,并与常规烧结比较,分析了两种烧结方法对制备试样的力学性能影响。结果表明,与常规烧结相比,微波烧结可以提高Al₂O₃/SiC纳米复合陶瓷的强度和韧性,改善材料的显微结构,促进致密化和晶粒生长。

无粘结剂天然鳞片石墨电极的结构与力学性能

蔡世军, 高荣杰, 王菁

2008, 23(2): 18-21. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.005

[摘要](4) [PDF 956KB](0)

摘要:
以天然鳞片石墨为原料采用无粘结剂冷压成型方式制备得到了天然鳞片石墨块状样品, 研究了经预压块状样品在等静压后的结构特征以及鳞片石墨取向对力学性能的影响。结果表明, 预压块状样品等静压后, 在不同方向收缩率发生了变化, 在Z轴约为10%~11%, 在X、Y轴约为7%~8%。等静压后与等静压前相比, 样品变得更加密实, 抗折强度提高。天然鳞片石墨在块状样品中的取向是随着径向位置而变化的, 块状样品的抗折强度与成型时鳞片石墨的取向有关。文章中还对天然鳞片石墨块状样品的微观结构和抗折强度之间的关系。进行了定性分析。

A1-Si过共晶合金拉伸断裂过程的研究

苏辉, 吕柏林

2008, 23(2): 22-23,26. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.006

[摘要](4) [PDF 753KB](0)

摘要:
以铸造Al-Si过共晶合金为研究对象,采用现场金相显微镜对Al-Si过共晶合金的断裂过程进行观察,探讨了两相合金的断裂机理。试验发现:Al-Si过共晶合金的断裂首先发生在先析Si相的凹角处,随着外力的增加,裂纹向先析Si相内部进行扩展,达到相界处时改变方向,沿着Al-Si两相的相界进行扩展。分析认为:Al-Si两相合金中,相界的结合强度最弱,裂纹的扩展是择弱进行的。

宽温度、大功率微波铁氧体材料研究

洪向东, 许启明

2008, 23(2): 24-26. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.007

[摘要](10) [PDF 355KB](0)

摘要:
宽温度稳定性、大功率一直是微波铁氧体材料研究的重点。本文利用氧化物工艺,通过Gd³⁺、Sn⁴⁺离子对YIG的取代,制成了饱和磁化强度为943Gs、在-40℃~100℃范围内具有良好的温度稳定性的大功率YGdCaSnIG微波石榴石铁氧体。

RTM成型工艺对复合材料制品性能的影响

闫刚, 樊晓斌, 张笑梅, 赵丹, 赵大为

2008, 23(2): 27-30,39. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.008

[摘要](5) [PDF 614KB](0)

摘要:
RTM(树脂传递模塑的简称)成型工艺是一种将树脂注入闭合模具中浸润增强材料的复合材料成型工艺。工艺参数对复合材料制品性能有很大的影响。本文对注射压力、注射温度、真空辅助、注胶口和排气口的位置、纤维含量和结构等工艺参数对复合材料制品性能的影响进行了概述。

N990/聚ε-己内酯复合材料的PTC效应

魏中军, 韩健, 王炳喜

2008, 23(2): 31-34,47. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.009

[摘要](11) [PDF 663KB](0)

摘要:
以辛酸亚锡为引发剂开环聚合制备了聚己内酯(PCL),用GPC、DSC、XRD和FT-IR进行表征。将PCL与N990用炭黑以溶剂法复合制备了PTC复合材料,研究其微观结构、体积膨胀和电性能。结果表明:PCL的数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)以及分子量分布宽度(Mn/Mw)分别为24175、38666和1.60,熔点为62℃,结晶度为42.48%。复合材料的渗流阈值为35%,PTC强度都大于2个数量级。N990炭黑在复合材料中分布较均匀,主要以聚集体的形式存在。复合材料的电阻率对数值-体积膨胀率曲线表明,体积膨胀只是复合材料PTC效应的一个重要因素。

电化学可控合成纳米二氧化锰的初步研究

毕磊, 宋春华, 文慧, 杨丹, 邱国红, 冯雄汉, 刘名茗, 谭文峰, 刘凡

2008, 23(2): 35-39. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.010

[摘要](5) [PDF 1358KB](0)

摘要:
运用循环伏安法研究了不同条件下锰离子在金属钛基底上的电化学行为,结合X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对电解产物表征,探讨了温度、电压、硫酸浓度对电解产物的组分、形貌和颗粒尺寸的影响,结果表明硫酸浓度较温度对电沉积二氧化锰氧化电流起峰电位的影响更为显著,改变反应条件可控制纳米MnO₂晶体结构、形貌和颗粒大小。

纳米铜作润滑油添加剂的研究

夏会芳, 徐建生, 周红星

2008, 23(2): 40-41,60. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.011

[摘要](6) [PDF 279KB](0)

摘要:
介绍了纳米铜添加剂的制备方法,用四球试验、抗腐蚀试验、抗乳化性试验以及液相锈蚀试验分别考察了其对润滑油的抗磨减摩及抗腐蚀抗乳化抗锈蚀的影响。结果表明,在液压油HL68中添加纳米铜添加剂后,在钢-钢摩擦副之间表现出来良好的抗极压性能和抗磨性能,具有良好的抗腐蚀性能和抗锈蚀性能。

Al₂O₃陶瓷爆炸喷涂涂层性能分析

王强, 徐艳, 刘莹, 蒋飞伟

2008, 23(2): 42-44. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.012

[摘要](9) [PDF 308KB](0)

摘要:
使用爆炸喷涂法制备了Al₂O₃陶瓷涂层,以自熔性NiAl合金粉末作为底层,基体为45钢。涂层的XRD图谱分析表明,爆炸喷涂的Al₂O₃陶瓷涂层结构以α-Al₂O₃及γ-Al₂O₃为主,说明在爆炸喷涂中存在相变过程;使用国标JB/T7509-94铁试剂方法进行测定,Al₂O₃陶瓷涂层孔隙率为0.019个/mm²,爆炸喷涂的Al₂O₃陶瓷涂层结构致密;滑动磨损试验说明,爆炸喷涂Al₂O₃陶瓷涂层提高了钢基体的耐磨损性能,适用于耐磨涂层。

腐蚀与防护

船舶燃油管重防腐蚀粉末涂料

马青华, 付大海, 李平

2008, 23(2): 45-47. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.013

[摘要](10) [PDF 285KB](0)

摘要:
在分析船舶燃油管防护涂层要求的基础上,提出了重防腐蚀环氧粉末涂料研制方法,考察了重防腐蚀环氧粉末涂料的基料配比对其性能的影响,从而研制出强度、耐盐水性能、耐高低温性能均优异的重防腐蚀环氧粉末涂料。

冷喷涂NiCoCrAlY高温合金防护涂层性能研究

王静, 李相波, 王佳

2008, 23(2): 48-51. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.014

[摘要](4) [PDF 1495KB](0)

摘要:
在600℃、2.3 MPa压力和氦气环境下用冷喷涂技术制备了NiCoCrAlY涂层。在600℃下对涂层进行了热处理,用扫描电镜(带能谱仪)、显微硬度测试仪分析了热处理前后涂层微观形貌及显微硬度。结果表明,用冷喷涂技术可以制备出结构致密的NiCoCrAlY涂层,热处理后的涂层变得更加致密,显微硬度有了明显的提高。

综述

Fe-Mn-Si基合金形状记忆效应的研究进展

王河廷, 王再友, 沈以赴

2008, 23(2): 53-56,71. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.015

[摘要](4) [PDF 560KB](0)

摘要:
概述了Si、Mn、Ni、Cr等化学成分以及时效处理和预变形等一些工艺因素对Fe-Mn-Si基形状记忆合金形状记忆效应的影响。对此类合金的形状记忆效应作用机理及其发展状况进行了概括总结,并提出了未来进一步的研究方向。

双相不锈钢研究进展

张豪, 董飞, 陈继志

2008, 23(2): 57-60. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.016

[摘要](7) [PDF 352KB](0)

摘要:
从新钢种开发和工程应用中可靠性预测两方面,综述了国内外铁素体+奥氏体双相不锈钢近年来研究的进展情况,并对双相不锈钢未来的研究方向作了初步探讨。

聚异丙基丙烯酰胺凝胶及其在生物医学工程中的应用

陈小平, 李娜, 陈惠明

2008, 23(2): 61-66. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.017

[摘要](5) [PDF 501KB](0)

摘要:
聚N-异丙基丙烯酰胺具有良好的温敏性能,原子转移自由基聚合(ATRP)技术是合成结构规整性聚合物的有效途径。本文综述了采用ATRP技术合成聚N-异丙基丙烯酰胺的研究进展,并介绍了快速响应PNI-PAM水凝胶的合成方法,以及PNIPAM温敏性凝胶在药物释放、酶的固定、生化物质分离和医用生物高分子材料等方面的应用现状。

电磁屏蔽技术及材料应用研究新动向

王晓辉, 唐露新, 李运智, 唐劲天

2008, 23(2): 67-71. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.018

[摘要](7) [PDF 431KB](0)

摘要:
从材料角度剖析屏蔽理论,介绍了从电场屏蔽、磁场屏蔽到电磁场屏蔽的原理以及新型屏蔽材料的研究进展,总结了一些常用屏蔽材料和新型屏蔽材料的特性。

电子封接用微晶玻璃的研究进展

隋普辉, 陆雷, 武相萍, 吴国芳

2008, 23(2): 72-76. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.02.019

[摘要](7) [PDF 451KB](0)

摘要:
综述了微晶玻璃的各项优异性能,微晶玻璃与金属封接的基本理论要求。介绍了微晶玻璃与可伐合金（Kovar）封接的国内外研究现状,同时介绍了微晶玻璃在计算机芯片和固体氧化物燃料电池（SOFC）封接包装领域中的应用。

脆性陶瓷材料的增韧方法及其应用现状

张光磊, 邢朋飞, 高辉, 吕臣敬, 周云昭