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

2009年第24卷第4期

栏目

材料研究
综述

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材料研究

高强度高效率超低氢铁粉焊条的研制

龙彪, 付学满, 丁永忠

2009, 24(4): 1-4. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.001

[摘要](6) [PDF 542KB](0)

摘要:
本文通过对焊芯合金含量和药皮组成物的分析,设计了一种高熔敷效率铁粉焊条配方。采用该配方试制的焊条,不仅具有良好的操作工艺性,而且熔敷金属扩散氢含量低,焊缝金属具有良好的强韧性匹配。

5083铝合金整体壁板耐腐蚀性能研究

刘国元, 王月

2009, 24(4): 5-7. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.002

[摘要](5) [PDF 516KB](0)

摘要:
铝合金整体壁板具有质量轻、耐腐蚀等特点,在国外已广泛应用在船舶建造上。本文研究了5083铝合金整体壁板的抗剥落腐蚀和应力腐蚀性能,对其耐腐蚀性能和机理进行了深入的探讨。结果表明,在铝合金整体壁板组织中β相沿加工方向成行,不连续分布,未在晶界上出现连续的β相网膜结构,因此整体壁板具有良好的耐腐蚀性能。

复合材料基座减振性能试验研究

赵树磊, 郭万涛, 吴医博

2009, 24(4): 8-13. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.003

[摘要](7) [PDF 1925KB](0)

摘要:
本文在对金属基座和复合材料基座进行振动传递特性对比试验的基础上,研究复合阻尼材料基座的减振效果。试验结果表明,采用复合材料基座后加速度振级落差达到4dB,具有良好的减振效果。

燃烧合成MgB₂超导材料

陈秀娟, 夏天东, 吴明亮, 赵文军, 王明景

2009, 24(4): 14-17. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.004

[摘要](4) [PDF 772KB](0)

摘要:
采用自蔓延及热爆两种燃烧模式合成了较纯的MgB₂金属间化合物。用XRD和SEM对Mg-B体系燃烧合成产物进行了研究,结果表明,压坯压力越大合成产物越致密,孔隙明显减少,产物更加均匀,但过大的压坯压力,降低了体系的燃烧温度,影响Mg、B间的反应程度;而对于细小的Mg粒,Mg-B间充分反应产生较高的燃烧温度,导致MgB₂分解出现MgB4,影响合成产物纯度。

FFC法制备海绵钛的TiO₂电极行为研究

汤胜博, 李珍, 彭晖, 邢鹏飞, 罗志涛

2009, 24(4): 18-20,25. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.005

[摘要](8) [PDF 501KB](0)

摘要:
本文采用分析纯TiO₂粉体、粘结剂及造孔剂制备了TiO₂电极。通过水煮法测定所制备电极的孔隙率,同时还分析了其物相组成。在此基础上,采用不同电极组装方式进行了电解实验,对电解后的产物进行了X射线衍射仪分析。研究结果表明,所研制的TiO₂电极孔隙率达到50%以上;烧结后的电极成份几乎都是金红石型TiO₂;在确定的电极组装方式下进行电解实验,能够获得较大的电解电流,而且电解产物含钛量达到98%(w)以上。

铸态Mg-6Al-1.5Ca合金高温蠕变行为研究

张帆, 于海生, 佟立丰

2009, 24(4): 21-25. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.006

[摘要](9) [PDF 798KB](1)

摘要:
采用光学显微镜(OM)、能谱分析(EDS)及X射线衍射(XRD)研究了铸态Mg-6Al-1.5Ca合金显微组织,并测试了合金的高温蠕变性能。结果表明:该合金由呈枝晶形貌的α-Mg基体和沿晶界分布的Al₂Ca共晶相组成;通过幂律蠕变方程得出在150~200℃/50~90MPa下合金蠕变变形机制为扩散控制的高温位错攀移和晶界滑移机制;蠕变断裂行为可以用Monkman-Gran经验公式来描述,175℃蠕变断裂特征为脆性穿晶断裂。

Incoloy825合金晶间腐蚀原因分析

杨俊峰, 范芳雄, 李墨, 白杨

2009, 24(4): 26-29. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.007

[摘要](8) [PDF 747KB](0)

摘要:
研究了两批次Incoloy825合金晶间腐蚀性能的差异,分析了合金的微观结构,结果表明,TiC在晶界的析出导致材料耐晶间腐蚀性能变差。为了保证材料的耐晶间腐蚀性能,热加工过程中应在TiC的析出温度范围内进行反复变形,使TiC弥散分布在奥氏体晶粒内部,以保证材料耐晶间腐蚀性。

射频等离子体球化Ti粉体的研究

古忠涛, 叶高英, 刘川东, 童洪辉

2009, 24(4): 30-34. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.008

[摘要](1) [PDF 1125KB](0)

摘要:
本文采用射频(RF)等离子法对颗粒形状不规则的Ti粉进行球化处理。研究了加料速率、物料分散方式、Ti粉颗粒大小等因素对球化率的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)观察相应试样的形貌。结果显示,射频等离子体法是制备具有良好流动性的球形钛粉的有效技术。

Al₂O₃掺杂8YSZ固体电解质的烧结及性能研究

周欣燕, 向蓝翔, 张振涛, 陈宗璋, 鲁盛会, 沙顺萍, 李云, 赵璐

2009, 24(4): 35-38. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.009

[摘要](6) [PDF 720KB](0)

摘要:
通过化学共沉淀法制备Al₂O₃掺杂的8YSZ固体电解质,并对其进行烧结和性能检测。试验结果表明,掺杂Al₂O₃有利于降低烧结温度,促使烧结体致密化。并且随着Al₂O₃掺杂量的增大,晶粒的电导逐渐降低。当Al₂O₃的加入量少于1.5%(w)时,并没有起到晶界电导改善的作用,反而使晶界性能恶化。

螺旋机生产D212焊条的研究

邓火生, 张婉云, 龙昌茂, 叶克力, 蒋成刚, 文铁生

2009, 24(4): 39-41,47. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.010

[摘要](5) [PDF 307KB](0)

摘要:
详细地介绍了采用螺旋机生产的D212焊条的研究技术路线、焊条配方设计及焊条各项性能试验结果等。试验表明,螺旋机生产的D212焊条熔敷金属理化性能达到国标要求,焊条焊接工艺性能良好,并与油压机生产的同类型D212焊条处于同一水平。同时螺旋机生产的D212焊条外在质量好,生产成本低。

SiO₂空心微球的制备与表征

王吉会, 董青

2009, 24(4): 42-47. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.011

[摘要](3) [PDF 1107KB](0)

摘要:
以自制的微米级碳酸钙颗粒为模板,正硅酸乙酯为硅源,通过溶胶-凝胶方法合成出CaCO₃/SiO₂核壳结构;随后通过高温煅烧、酸浸和干燥处理,制备出圆形度高、分散性好、结构完整的微米级SiO₂空心球。并利用SEM、XRD、FTIR、TG和压缩实验等方法对空心微球的形貌、结构和抗压强度进行了分析和测定。SiO₂空心微球的粒径为2~5μm,壳层厚度为0.42~0.85μm,比表面积为554.01m²/g,最可几孔径为1.7nm,抗压强度在20~30MPa之间。

铜锌改性活性炭的制备及对水中余氯的去除效果

邹萍, 隋贤栋, 黄肖容

2009, 24(4): 48-50. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.012

[摘要](3) [PDF 450KB](0)

摘要:
用电沉积铜锌的方法制得改性活性炭。对改性活性炭进行了表征,并研究了其去除水中余氯的情况。结果表明,铜锌均匀分布在活性炭中,改性后的活性炭,对水中余氯的去除率远高于原活性炭。

聚醚型聚氨酯橡胶硫化性能的研究

王志鹏

2009, 24(4): 51-54,58. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.013

[摘要](4) [PDF 719KB](0)

摘要:
研究了硫磺硫化体系和过氧化二异丙苯（DCP）硫化体系对聚醚型聚氨酯橡胶性能的影响。结果表明:硫磺硫化体系可以延长胶料的焦烧时间、正硫化时间,缩短最低扭矩,延长最高扭矩,提高胶料的阻尼性能;而DCP硫化体系可以显著降低胶料的压缩永久变形和扯断伸长率。

WEL-TEN 62CF钢冷裂性能分析

闫沛军, 张天会, 徐人平

2009, 24(4): 55-58. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.014

[摘要](7) [PDF 324KB](0)

摘要:
本文对WEL-TEN 62CF高强钢进行了碳当量和冷裂敏感系数分析计算、热影响区最高硬度试验、斜Y坡口焊接裂纹试验和十字接头焊接裂纹试验等一系列焊接试验。从冷裂倾向上分析62CF钢选用日铁L-62CF焊条,采用手工电弧焊时,焊接接头的冷裂敏感性,确定焊接时是否需要预热。通过冷裂敏感性试验,说明62CF高强钢即使在不预热的情况下,冷裂倾向都较小,但预热可降低焊接接头的硬度,有利于提高焊接接头的抗裂性能。

CMC-g-AM/SiO₂杂化高吸水性材料的合成

李云龙, 林松柏, 欧阳娜

2009, 24(4): 59-63,74. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.015

[摘要](5) [PDF 871KB](0)

摘要:
以羧甲基纤维素(CMC)和丙烯酰胺接枝共聚物为有机相,通过正硅酸乙酯(TEOS)引入SiO₂无机相,采用溶胶-凝胶法制得了CMC-g-AM/SiO₂杂化高吸水性材料。讨论了各影响因素对材料性能的影响,并通过傅立叶红外(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构进行表征。结果表明,本实验条件下可成功合成CMC-g-AM/SiO₂杂化高吸水性材料,其最优工艺为:AM与CMC配比为5:1,引发剂用量为1.0%,交联剂用量为0.06%,TEOS用量为10%,反应温度为60℃,得到的材料的最佳吸水倍率为1210g/g,最佳吸盐水倍率为105g/g,该反应单体转化率为82%。

气流磨粉磨超细矿渣粉的粉体性能和微观形貌研究

侯志远, 杨永民

2009, 24(4): 64-68. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.016

[摘要](6) [PDF 1030KB](0)

摘要:
煤炭、粉煤灰及矿渣是用于水泥生产的原料或混凝土的掺合料,而细度是影响粉体材料性能的因素之一。本文以矿渣为材料,利用JFC-5对撞式流态化床气流磨制备了超细矿渣粉,对超细矿渣粉的粉体性能和微观形貌进行了研究。研究表明,气流磨粉磨超细矿渣粉存在粉磨平衡,超细矿渣粉颗粒分布集中,分选机转速过大,得到的矿渣粉体出现团聚现象。

综述

环境友好型防污剂及海洋防污涂料的研究进展

刘超, 付玉彬, 郑纪勇

2009, 24(4): 69-74. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.017

[摘要](6) [PDF 509KB](0)

摘要:
本文概括了海洋生物的附着过程及其影响因素,介绍了环境友好型防污剂与海洋防污涂料的发展概况,并对未来环境友好型防污涂料的发展作了展望。

热喷涂技术在摩擦磨损领域应用研究

王强, 刘莹

2009, 24(4): 75-78,84. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.018

[摘要](11) [PDF 394KB](0)

摘要:
该文综述了热喷涂技术在摩擦磨损领域应用的研究现状及进展,主要论述了喷涂方法、喷涂工艺、喷涂材料、涂层结构、涂层处理及喷涂涂层的磨损机理等方面在摩擦磨损领域的研究与进展,通过上述几方面的讨论与分析,总结了热喷涂涂层在摩擦磨损领域具体的应用情况,分析和总结了热喷涂涂层在摩擦磨损领域应用失效的主要原因和形式,并提出了提高热喷涂技术在摩擦磨损领域应用能力的方法和措施。

氧化物/氧化物共晶复合陶瓷研究进展

杨权, 张龙, 赵忠民, 潘传增, 曲振生, 宋亚林

2009, 24(4): 79-84. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.019

[摘要](4) [PDF 457KB](0)

摘要:
介绍了国外定向凝固Al₂O₃基共晶复合陶瓷,分析了材料制备工艺、共晶显微组织与力学性能之间的关系,并简要分析了该材料的发展趋势。同时,结合超重力下燃烧合成制备大尺寸Al₂O₃/ZrO₂(Y₂O₃)共晶复合陶瓷研究,系统地介绍了在材料制备、材料成形与缺陷控制方面取得的研究成果,并进而指出该技术发展方向在于开发出三元共晶系材料,实现材料结构纳米化。

氢在钢中晶格间隙和氢陷阱之间的扩散模式

王征, 王禹华, 李连杰, 陈觉之

2009, 24(4): 85-89. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.04.020

[摘要](6) [PDF 376KB](0)

摘要:
氢在晶格间隙和陷阱点的扩散包括:氢在晶格间隙之间的扩散,氢从晶格间隙扩散到陷阱点,氢从陷阱点逃逸到晶格间隙的过程。本文运用气体在金属中的扩散理论,分析了氢在钢中晶格间隙和氢陷阱之间的扩散模式,以及通过扩散在两者之间建立的平衡状态。氢陷阱中氢浓度随时间的变化率等于晶格间隙的氢扩散到陷阱点引起的氢浓度变化率减去陷阱点中氢逃逸到晶格间隙引起的氢浓度变化率,其数学关系式符合McNabb和Foster建立的氢陷阱模型。氢在晶格间隙和陷阱点之间的平衡,实质是氢在晶格间隙的化学势μ_L和氢在陷阱点的化学势μ_T之间达到局部平衡,氢在陷阱中的占据分数很低的情况下(θ_T≤1),氢的有效扩散系数D_eff的表达式是与陷阱结合能E_B有关的温度函数。

碳钢酸性焊条再引弧现象探析