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6期

栏目

材料研究
材料工艺
腐蚀与防护
综述

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材料研究

钨铕杂多酸/聚丙烯酰胺材料的发光性能

林美娟, 王文, 林家和, 胡珍

2008, 23(6): 1-3,11. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.001

[摘要](9) [PDF 486KB](0)

摘要:
合成了钨铕杂多酸,并与丙烯酰胺单体通过水溶液聚合制备了钨铕杂多酸/聚丙烯酰胺薄膜材料(EuW₁₀/PAM)。红外光谱表明EuW₁₀/PAM聚合物膜中的钨铕杂多酸仍保持Keggin结构;荧光分析表明,EuW₁₀/PAM呈现典型的Eu³⁺离子的特征荧光,而且经过多氧金属簇的敏化,呈现强的荧光性能。

CuCl⁺注入α-Al₂O₃晶体退火后表面亚微米颗粒的形成情况研究

王春芬, 黄宁康, 张海峰, 张永辉

2008, 23(6): 4-6. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.002

[摘要](5) [PDF 458KB](0)

摘要:
CuCl⁺离子注入不同晶向的α-Al₂O₃晶体中,对在还原气氛下退火后的试样进行SEM表面观察。结果发现,不同注入条件和不同温度退火的不同晶向α-Al₂O₃晶体表面均形成弥散的亚微米颗粒。说明CuCl⁺离子注入α-Al₂O₃晶体产生的缺陷损伤在退火过程中,单个分散的带电色心缺陷与CuCl⁺离子形成的缺陷缔合体在恢复过程中发生了CuCl原子的偏聚,随着退火时间的增加,偏聚程度提高而形成颗粒,并逐渐长大形成亚微米颗粒。颗粒的大小和分布随注入条件以及退火温度不同而不同。

高塑性钛镍合金盘卷矫直丝材的研制

杨宏进, 杨华斌, 曹继敏, 杨晓康, 雷亚军, 熊全明

2008, 23(6): 7-8,20. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.003

[摘要](4) [PDF 380KB](0)

摘要:
研究了钛镍丝材退火制度、拉拔工艺、矫直工艺对丝材性能的影响。结果表明采用辊模大变形量温拉拔后退火再高温低张力矫直、抛光的工艺路线,可以满足自动律线机对盘卷矫直丝材高塑性的要求。

钛镍丝材切削性能改进

杨晓康, 杨宏进, 雷亚军, 曹继敏, 肖松涛, 杨华斌

2008, 23(6): 9-11. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.004

[摘要](4) [PDF 369KB](0)

摘要:
研究了生产工艺对形状记忆合金TiN i丝材切削性能的影响,结果表明:通过改变丝材的拉拔温度、矫直温度、矫直力等工艺参数,TiN i丝材的硬度及屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能均发生改变,从而使得丝材的切削性能得到明显改善。

Al₂O₃掺杂对Ce-ZrO₂陶瓷微观结构和性能的影响

刘志刚, 刘英才, 初蕾, 张宁, 丁莉莉, 荣鼎慧

2008, 23(6): 12-15. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.005

[摘要](5) [PDF 719KB](0)

摘要:
在m-ZrO₂中添加不同摩尔质量分数的亚微米Al₂O₃,真空热压烧结成复合陶瓷。通过X-射线衍射和扫描电镜以及能谱对复合陶瓷进行表征,并对材料的密度及力学性能进行了检测和分析。实验结果表明:Al₂O₃的加入提高了烧结密度,强化了材料的晶界,部分Al₂O₃颗粒嵌入到ZrO₂基体晶粒内,形成“晶内型”结构;复合材料中存在多种增韧机制。相对于无掺杂的ZrO₂,添加Al₂O₃后的材料硬度,抗弯强度和断裂韧性都有所提高。

锡镍合金柔性电磁屏蔽材料的研制

楚克静, 王炜

2008, 23(6): 16-20. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.006

[摘要](5) [PDF 708KB](0)

摘要:
在已镀铜的涤纶织物上电镀锡镍合金,得到了一种表面致密均匀的柔性电磁屏蔽材料,对制备工艺进行了初步研究与探讨。试验表明,焦磷酸钾150g/L,氯化铵5~10g/L,甘氨酸10g/L,温度25~30℃,电流密度0.67~1A·dm^-2时,得到的功能性纺织品色调高雅,光泽柔和,且具有良好的电磁屏蔽性能。锡镍合金镀层无致敏性,从而减少传统的镍镀层材料对人体的危害;减少镍的用量,降低了生产成本,具有明显的现实意义与广阔的应用前景。

夹层复合材料在潜艇声隐身结构中的应用及其相关技术研究

石勇, 刘宇, 刘鑫, 王志鹏

2008, 23(6): 21-25. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.007

[摘要](14) [PDF 800KB](0)

摘要:
本文对复合材料在潜艇声隐身结构中的应用情况进行了分析,对其材料、结构形式、作用效果等方面进行了详细阐述,提出了夹层吸声复合材料作为水下声隐身结构的发展趋势。然后利用数值计算的方法,对夹层复合材料的声学性能进行了分析,得到了夹层复合材料各层材料参数,如厚度、声特性阻抗和损耗等对声学性能的影响规律。最后,评估了典型局部结构壳板应用夹层复合材料后的力学性能和声隐身性能。结果表明,潜艇非耐压结构的壳板采用夹层复合材料可以满足结构的力学要求,与钢结构相比声隐身能力大大提高。

喷射成形Cu-3.2Ni-0.75Si合金的热处理

王东锋, 汪定江

2008, 23(6): 26-29,42. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.008

[摘要](10) [PDF 644KB](0)

摘要:
首先对比研究了传统铸造和喷射成形Cu-3.2Ni-0.75S i合金的热处理特点,然后重点分析了喷射成形合金“固溶+60%冷轧态”、“60%冷轧态”和“初始态”3种状态的时效特性,讨论了时效对显微硬度和导电率的影响。结果表明,时效前的冷轧可以促进析出并提高强化效果,而时效前的先期析出相在显微硬度峰值过后快速长大是造成显微硬度迅速下降的主要原因。结果还表明,“固溶+60%冷轧态”合金可以获得最高的峰值显微硬度(301Hv),“60%冷轧态”合金则可获得最高的导电率。

CuNiSiCr合金的耐腐蚀性能研究

孙景明, 朱治愿

2008, 23(6): 30-32,37. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.009

[摘要](6) [PDF 584KB](0)

摘要:
对CuNiSiCr合金在人工海水挂片实验,采用失重法计算其年腐蚀深度;通过电化学方法分别测量Cu-NiSiCr合金在酸性、中性、碱性溶液中的极化曲线及腐蚀电流,用扫描电子显微镜(SEM)观察合金的腐蚀产物形貌,用EDS和XRD分析合金的腐蚀产物。结果表明:CuNiSiCr合金在人工海水中发现合金腐蚀速度随时间延长而减缓,合金没有发生局部腐蚀,腐蚀速率为0.0111毫米/年,耐腐蚀等级为4级,属于耐蚀材料;CuNiSi-Cr合金在酸性溶液中耐蚀性能最好,腐蚀产物主要为CuCl₂。

800MPa级别钢熔敷金属热处理脆化机理研究

陈泳, 张京海, 李晓泉

2008, 23(6): 33-37. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.010

[摘要](9) [PDF 1059KB](0)

摘要:
用于制造船体结构的10Ni5CrMoV钢,为了消除焊接残余应力,在焊后需对其焊接接头进行热处理。试验采用纯氩气体保护焊接10Ni5CrMoV钢,焊后热处理后发现其熔敷金属-50℃冲击韧性大幅下降。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和俄歇电子能谱分析方法(AES)对熔敷金属热处理前后的组织和冲击断口进行分析,找出其冲击韧性下降的原因。试验结果表明:10Ni5CrMoV钢熔敷金属热处理后由于回复作用板条状组织变粗或消失,在晶界磷元素的偏聚和大量的碳化物在晶界析出导致其冲击韧性下降。

炼钢脱氧制度对碳锰钢坑孔腐蚀扩展的影响

李国明, 陈珊, 常万顺, 陈学群

2008, 23(6): 38-42. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.011

[摘要](7) [PDF 598KB](0)

摘要:
选用脱氧制度不同的碳锰钢,通过冶金分析考察了试验用钢的冶金特点、夹杂物及组织特征,分析了冶金工艺对组织及夹杂物类型的影响。通过挂片试验比较了不同脱氧制度钢的坑孔腐蚀速度,并结合闭塞腐蚀电池及特殊的金相分析方法,研究了脱氧制度对蚀坑扩展的影响及影响机理。结果表明,炼钢脱氧制度对锰铌钢的组织与夹杂物有重要影响,沸腾钢脱氧差,硫化物夹杂为土豆状Ⅰ类硫化物;镇静钢脱氧程度高,其硫化物夹杂为共晶态Ⅱ类硫化物,轧制后为条片状;半镇静钢的脱氧情况介于前二者之间,硫化物夹杂轧制后为短条状或长雪茄状。随着钢的脱氧程度下降,在同样外阴极极化条件下,其闭塞腐蚀电流减小。挂片结果表明,脱氧程度较差的半镇静锰铌钢的耐蚀性明显优于镇静锰铌钢,它们之间的局部腐蚀程度差异基本与室内闭塞腐蚀电池测试结果相同。

一种新型光致弯曲聚合物材料机械特性的研究

刘钊, 胡成云, 陈茂林, 李安虎, 俞燕蕾

2008, 23(6): 43-45. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.012

[摘要](5) [PDF 391KB](0)

摘要:
研究了一种新型高分子液晶弹性体在紫外光照射下的弯曲特性。分析了该材料简单梁结构在一定条件下的光致弯曲应力、应变及曲率并将光致效应等效为弯矩, 为该材料在微机械系统的应用奠定了初步的理论基础。

材料工艺

合成一维β-SiC纳米材料原料粉体的球磨工艺研究

李镇江, 万里冰, 孟阿兰, 高卫东

2008, 23(6): 46-49,60. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.013

[摘要](5) [PDF 503KB](0)

摘要:
采用高能球磨对合成一维β-SiC纳米材料的原料-Si粉和SiO₂粉分别进行处理。通过正交试验研究球磨转速、时间、球料比、级配比等因素对球磨后粉体粒径的影响规律,结果表明,Si粉的球磨优化工艺为转速300r/min、球磨时间4h、球料比5:1,级配比φ20 mm:φ10 mm:φ6mm:φ2mm=1:50:180:400;SiO₂粉的球磨优化工艺为转速350 r/min、球磨时间4.4 h、球料比15:1,级配比φ20mm:φ10mm:φ6mm:φ2mm=1:50:180:400。借助粒度分析仪及透射电子显微镜(TEM)对产物进行表征,发现经过球磨处理后的粉体粒度分布均匀,比表面积提高,可用以合成高质量的一维β-SiC纳米材料。

LC9铝合金常温硬质阳极氧化工艺和氧化膜显微组织的研究

王国阳, 陈派明, 王艳秋

2008, 23(6): 50-53. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.014

[摘要](6) [PDF 504KB](0)

摘要:
对LC9铝合金使用硫酸为主、有机酸为添加剂的混合酸溶液进行了硬质阳极氧化的工艺研究。讨论了电流密度、温度和硫酸浓度等工艺参数对氧化膜的厚度和显微硬度的影响规律, 确立了本试验的最佳工艺条件, 并分析了工艺参数对氧化膜的厚度和显微硬度的影响机理。此外, 利用金相显微镜和扫描电镜观察了氧化膜的组织结构, 结果表明:氧化膜均匀、致密, 界面较平直;氧化膜表面存在微裂纹和针孔, 这是由膜层脆性较大、偏聚的合金相以及氧化膜缺陷和夹杂的溶解等因素造成的。

321-Q370q复合板焊接冷裂纹敏感性试验研究

王小华, 辛宝, 撒世勇, 吴伦发

2008, 23(6): 54-57. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.015

[摘要](7) [PDF 501KB](0)

摘要:
Q370q钢是武汉钢铁公司和中铁大桥工程局共同研究开发的新型桥梁用钢。为了达到永久性防腐蚀的目的,采用爆炸焊接法制成321-Q370q复合板。本文研究了321-Q370q复合板焊接冷裂纹敏感性,试验结果表明:321-Q370q复合板具有优良的抗裂性能。

腐蚀与防护

可复涂聚氨酯涂料与旧涂层的配套性研究

陈凯锋, 孙祖信, 张东亚

2008, 23(6): 58-60. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.016

[摘要](7) [PDF 292KB](0)

摘要:
对725-BS43-91可复涂聚氨酯面漆与多种旧涂层配套性进行了试验研究,结果表明,该面漆无论与常规防锈底漆还是装饰性面漆,甚至是彩印板和镀锌板涂层均有优良的配套性,为工程应用提供了有力的实验依据。

混凝土设计参数对氯盐环境下钢筋锈蚀的影响研究

张贺, 俞海勇, 王琼, 邓咏梅

2008, 23(6): 61-65,75. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.017

[摘要](4) [PDF 1006KB](0)

摘要:
研究了混凝土设计参数包括水胶比、胶凝材料组成、保护层厚度和混凝土氯离子含量等对氯盐环境下混凝土中钢筋锈蚀的影响。通过模拟氯盐环境下混凝土中钢筋所处的锈蚀环境,并以一定的方法加速混凝土中钢筋的锈蚀,采用电化学测试手段(钢筋腐蚀电位和钢筋腐蚀电流密度)来评价各设计参数对钢筋锈蚀的影响。结果表明,水胶比越小、保护层厚度越大、混凝土氯离子含量越小、使用矿物掺合料能有效延缓钢筋开始锈蚀时间,并在不同程度上减小钢筋的锈蚀速率。试件在试验一段时间后被破损,将钢筋周围砂浆制样并进行SEM扫描电镜元素分析试验,进一步验证电化学测试方法的准确性及钢筋的锈蚀程度。

综述

金刚石膜技术研究开发进展——专利文献分析

相炳坤, 左敦稳, 黎向锋

2008, 23(6): 66-70. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.018

[摘要](8) [PDF 522KB](0)

摘要:
金刚石膜具有特别优异的性能,在高技术领域有着极为广泛的应用。本文采集1985年到2008年6月世界金刚石膜技术专利文献,并对其发展脉络和竞争格局进行定量和定性分析,揭示出国际上金刚石膜技术已处于较成熟阶段,工具级、热沉级金刚石膜产品已进入实用阶段,光学级和器件级金刚石膜技术尚未成熟;美国、日本技术实力占优势;德国、美国、日本市场被看好;不同应用领域竞争态势差异很大;通过引证分析得出了相关领域的核心的基础专利。

改性纳米TiO₂薄膜超亲水性的研究进展

黄伟欣, 黄洪

2008, 23(6): 71-75. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.019

[摘要](9) [PDF 396KB](0)

摘要:
纳米TiO₂超亲水薄膜是新型的功能性薄膜,在自洁、防雾和生物兼容性应用等方面起着重要的作用。由于普通的TiO₂薄膜禁带宽度较大,亲水性能不佳,使其实际应用受到极大的限制,改性是提高TiO₂薄膜超亲水性能的重要手段。因此,对TiO₂进行改性就成为该领域的关键课题之一。文中综述了纳米TiO₂薄膜的超亲水性机理,以及实现超亲水性表面的改性方法。

稀土在银基接触材料中的作用与应用

贾志华, 马光, 王轶, 郑晶

2008, 23(6): 76-81,84. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.020

[摘要](7) [PDF 500KB](0)

摘要:
介绍了稀土在银及银合金电接触材料中的作用、特点及影响效果,阐述了国内外稀土银合金电接触材料的应用情况,展望了稀土银合金的发展前景。

纳米稀土在摩托车尾气净化中的应用

刘志平, 胡社军, 黄慧民, 李昌明

2008, 23(6): 82-84. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2008.06.021

[摘要](3) [PDF 282KB](0)

摘要:
摩托车尾气排放污染问题日益突出, 摩托车尾气的净化控制具有十分重要的意义。催化净化是国内外普遍采用的尾气净化法。根据我国贵金属贫乏而稀土资源丰富的国情, 以及稀土纳米材料特有的性质和功能, 综述了纳米稀土催化技术在摩托车尾气净化中的应用及其发展前景。

聚氨酯IPN阻尼性能研究进展

李辉, 张用兵, 马玉璞