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

2012年第27卷第2期

栏目

材料研究
综述

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材料研究

钢中MnS对BN析出行为的影响

尹士科, 阿荣, 谷野满

2012, 27(2): 1-4,8. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.001

[摘要](4) [PDF 774KB](0)

摘要:
采用α粒子径迹法和电子显微镜研究了含微量硼的低碳钢中MnS对BN析出行为的影响。结果表明,当加热温度低于1150℃时,BN多以球状的MnS为结晶核心在其周围析出,呈MnS+BN复合体形态;当加热温度超过1150℃时,未固溶的MnS大部分由球形变成多面体形,这种形状的MnS已失去BN结晶核心的作用。除了呈MnS+BN复合体存在的BN外,也有单体的BN,随着温度的提高和保温时间的延长,其尺寸变大,形貌各异。

高强度铁粉焊条抗腐蚀性试验研究

付学满, 丁永忠

2012, 27(2): 5-8. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.002

[摘要](3) [PDF 357KB](0)

摘要:
利用腐蚀电位测量和室内加速腐蚀试验方法,研究了一种高强度铁粉焊条熔敷金属的抗腐蚀性能。

Ti6321合金板材织构及力学性能研究

孙建刚, 胡伟民, 廖志谦, 王洋, 朱肖青

2012, 27(2): 9-13. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.003

[摘要](0) [PDF 763KB](0)

摘要:
应用EBSD技术研究了Ti6321合金板材的织构特征,并对其力学性能进行了实验分析。结果表明:退火态的Ti6321合金板材横向屈服强度和抗拉强度均略高于轧向的,但塑性和冲击韧性略低于轧向的。该24mm厚退火态Ti6321合金板材织构的主要组分为{0111}<2110>、{2120}<3412>和{2021}<3414>,织构是造成板材力学性能各向异性的主要原因。

TC4ELI合金的断裂韧性试验研究

张亚军, 吕逸帆

2012, 27(2): 14-17. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.004

[摘要](10) [PDF 302KB](0)

摘要:
本文加工一组共5件标准紧凑拉伸试样,通过载荷控制模式,对TC4ELI合金的平面应变断裂韧性进行了试验研究,结果表明:5件试样中,有3件获得了平面应变断裂韧性值,其余两件因不满足相关条件只获得了条件值。讨论了通过试验获得平面应变断裂韧性有效值的约束条件及其工程应用意义,为TC4ELI合金的实际应用提供依据。

X射线衍射谱分峰法在软磁智能合金NiMnGa磁场热处理双相分析中的应用研究

赵容兵

2012, 27(2): 18-23,27. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.005

[摘要](6) [PDF 381KB](0)

摘要:
通过X射线衍射分峰法来测定不同热处理工艺条件下有、无磁场的热处理对软磁智能合金NiMnGa马氏体生成量和母相残余量的影响,结果表明,磁场热处理促进了孪晶磁织构形成,同时磁场可促进马氏体相变,使残余母相量减少,马氏体量增多。

不同热处理方法对1J50合金软磁性能影响研究

张燕阳, 王德义, 詹晓梅, 谭常灵

2012, 27(2): 24-27. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.006

[摘要](4) [PDF 443KB](0)

摘要:
1J50软磁合金良好的磁性能主要是通过合适的热处理工艺方法得到的,用金相显微镜、XRD等对不同热处理工艺的1J50软磁合金的组织结构进行了分析,用MATS-2010SA软磁测试仪对1J50软磁合金的磁性能进行了检测。结果表明,不同热处理工艺方法得到的1J50软磁合金组织和性能存在比较明显的差异。氢气气氛热处理得到的合金软磁性能优异。

颗粒增强镁基复合材料细观力学场的数值模拟分析

郗雨林, 武创, 刘国元, 张新杰

2012, 27(2): 28-31. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.007

[摘要](1) [PDF 803KB](0)

摘要:
本文借助有限元数值模拟,研究了颗粒增强镁基复合材料的细观力学特征。结果表明,等效应力、应力球量、功耗、最大主应力和最大主应变存在明显的集中现象。尽管外力小于基体的屈服强度,但应力集中可使基体发生微区屈服。复合材料主要的失效形式为界面脱粘和基体开裂,同时,细观力学分析说明,增强体的强化作用主要来自于它对基体应力、应变状态的改变,而不是其本身对形变功的分担。

5A30铝合金弥散析出相研究

刘国元, 王月, 郗雨林, 岳灿甫

2012, 27(2): 32-34,39. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.008

[摘要](1) [PDF 961KB](0)

摘要:
本文系统研究了5A30铝合金的微观组织。结果表明,该合金显微组织中的弥散析出相并非通常认为的富Mg的β相,而是Al6Mn和Al4Mn两种富Mn相;真正的β相数量很小,其形态与富Mn相区别明显。

水淘洗法分离镍基高温合金粉末中陶瓷类夹杂物

穆松林, 王旭青, 罗学军, 王晓峰

2012, 27(2): 35-39. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.009

[摘要](2) [PDF 477KB](0)

摘要:
详细介绍了水淘洗方法分离固体颗粒的原理,从实践上建立了镍基高温合金粉末陶瓷类夹杂物的分级分离法,进行实验验证,并分析了水淘洗方法的可靠性。

不同烧结气氛制备AZO靶材的实验研究

张秀勤, 王政红, 薛建强

2012, 27(2): 40-43,58. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.010

[摘要](2) [PDF 660KB](0)

摘要:
采用机械混粉、造粒、模压和冷等静压(CIP)成型相结合的功能陶瓷制备工艺制备了AZO靶材,研究了空气、真空及惰性气氛对AZO靶材性能的影响。结果发现,氩气保护烧结法制备的AZO靶材不仅密度高,电阻率达10^-4Ω.cm量级,而且该方法还可明显抑制氧化锌的挥发,降低烧结温度,在1320℃的温度下便可制得相对密度为99%、晶粒度在4μm左右的靶材。

直流电弧法回收ITO废靶技术研究

张雪凤, 常鹏北, 彭晖, 刘冠鹏

2012, 27(2): 44-46. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.011

[摘要](4) [PDF 314KB](0)

摘要:
本文提出一种新型的ITO废靶回收技术,采用直流电弧法将ITO废靶气化制成纳米ITO粉末,实现废靶的回收。借助XRD(X射线衍射)和TEM(透射电子显微镜)等技术对粉末进行表征,发现经回收制备的ITO粉末为单一的立方In₂O₃结构,颗粒多以四方和类球形两种形貌存在,粒度尺寸在5-200nm范围内。

弯曲应变对Bi2223/Ag带材临界电流的影响

李利, 谢述锋, 王德义

2012, 27(2): 47-50. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.012

[摘要](2) [PDF 246KB](0)

摘要:
本文主要研究了Bi223/Ag带材的弯曲应力-应变特征及弯曲疲劳对其在77K自场下临界电流的影响。分析临界电流I_c降低的原因是应变和热循环引起的超导陶瓷芯内部的微裂纹。实验研究发现当带材的弯曲应变超过0.3%以后,I_c显著降低;当带材受到多次弯曲时,前四次弯曲会使I_c急剧降低,然后I_c降低非常缓慢。因此,在实际应用过程中,应使Bi223/Ag带材的弯曲应变不超过0.3%,且在Bi223/Ag带材的生产和使用过程中,均应尽量减少其弯曲的次数。

夹芯结构复合材料构件VARI工艺仿真计算与成型实验

魏俊伟, 郭万涛, 张用兵

2012, 27(2): 51-58. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.013

[摘要](6) [PDF 812KB](0)

摘要:
对于大尺寸夹芯结构或复杂形状夹芯结构复合材料的VARI工艺成型过程的模拟仿真计算,如果采用传统的建模方法,则建模困难,模拟仿真计算量大,效率不高。针对此问题,本文提出了一种简单方便的等效建模法。以矩形泡沫夹芯结构复合材料构件的铺层设计为基础,采用等效建模法建立了实体CAD模型和有限元网格模型,并利用PAM-RTM模拟软件对夹芯结构复合材料构件的VARI工艺成型过程进行了模拟仿真计算,结合工艺成型实验进行了实验验证,并对制品的密度、树脂含量和力学性能等进行了测试与表征。结果表明:由等效建模法仿真计算所得理论充模时间与实测充模时间基本一致,且仿真计算所得树脂流动前锋位置曲线与工艺成型实验测试值也比较吻合;VARI工艺成型对夹芯结构复合材料制品性能的分布均匀性有一定影响。

某型船舱底牺牲阳极材料优化研究

杨青松, 雷渡民, 谢晓君, 叶章基

2012, 27(2): 59-63. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.014

[摘要](2) [PDF 772KB](0)

摘要:
针对目前某型船舱底板保护用三元锌牺牲阳极在油污水环境下容易结壳失效,达不到电化学设计保护要求的现状,通过在油污水模拟环境中的电化学性能测试,优化筛选得到了适合该型船舱底油污水环境使用、效率高的新型铝合金牺牲阳极材料。

方舱复合叠层板高温力学性能研究

刘子龙, 赵征, 刘罡, 韩红雨

2012, 27(2): 64-68. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.015

[摘要](0) [PDF 549KB](0)

摘要:
对由双层3A21-H24δ1.5mm铝合金板与硬质聚氨酯泡沫通过高强度粘接剂粘接制成的方舱复合叠层板进行了日照试验条件下高温力学性能研究。采用有限元计算和应力应变测试进行了分析,结果显示,复合叠层板在96±8℃温度应力作用下,泡沫上方铝蒙皮的应力大约在110MPa以下,而且该处应力大于骨架上蒙皮的应力,泡沫的尺寸大小对于最高应力的变化几乎没有影响。可见,要解决方舱复合叠层板的高温鼓包问题,必须选择高温强度不小于3.82MPa的胶粘剂。

表层稀土掺杂PbO₂电极及对苯酚电催化氧化性能研究

张国雪, 王宝辉, 苑丹丹, 匡丽

2012, 27(2): 69-72. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.016

[摘要](4) [PDF 431KB](0)

摘要:
以钛电极为基体,用热分解法制备Sn-Sb中间层,电沉积方法制备稀土La掺杂PbO₂电极,优化了制备改性PbO₂电极的电沉积温度、电沉积时间及稀土掺杂量。以苯酚废水为目标有机物,借助于苯酚去除情况分析电极的电催化氧化能力;分析了电极结构与电催化特性之间的关系。采用SEM、EDX和XRD分析了制备电极的表面形貌、元素组成、晶体结构。实验结果表明:电沉积液温度50℃,电沉积2 h,稀土镧掺杂量4∶1的PbO₂电极降解苯酚电催化性能有明显改善,其去除率达到90.9%。

40Cr轧辊轴断裂原因分析

李雪峰, 王春芬

2012, 27(2): 73-76. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.017

[摘要](8) [PDF 1256KB](0)

摘要:
通过宏观分析、扫描电镜、光学显微镜等手段对轧辊轴的断裂进行了综合分析,结果表明以氢致裂纹为疲劳源,引发了轧辊轴的疲劳断裂。

考虑裂纹扩展的CTOD塑性分量计算

杨光, 薛钢, 王任甫, 宫旭辉

2012, 27(2): 77-79. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.018

[摘要](7) [PDF 204KB](0)

摘要:
针对现行CTOD测试标准中考虑裂纹扩展时的CTOD塑性分量（δ_p）计算式量纲不一致的问题,基于塑性铰链模型和三角形相似原理对δ_p计算式进行了推导,更正了现行标准中关于裂纹扩展后CTOD塑性分量计算式的错误,并对该错误产生的测试误差进行了分析。

船舶焊接工艺评定专家系统的研究与开发

邓欣, 吴松林

2012, 27(2): 80-83. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.019

[摘要](2) [PDF 232KB](0)

摘要:
焊接工艺评定是控制船舶焊接结构质量不可缺少的重要环节。本系统引入知识管理和专家推理,建立了基于网络环境的焊接工艺评定专家管理系统,实现了船舶焊接工艺评定过程中的数据和流程的全过程管理,对提升船舶焊接工艺评定的技术水平和推动企业的信息化建设都有着十分重要的意义。本文基于船舶焊接工艺评定专家管理系统的开发,论述了系统的总体设计、功能结构、工艺知识库的建立和专家推理等。

综述

舰艇用低磁钢的开发及应用

周鑫磊, 王世安, 王大伟

2012, 27(2): 84-88,93. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.020

[摘要](6) [PDF 317KB](0)

摘要:
本文从舰艇对低磁钢的需求背景出发,简要介绍了舰艇用低磁钢的概况,并较详细地阐述了国内外舰艇用低磁钢研制的历史沿革和技术发展的现况,还给出其在舰艇中的应用实例,最后就我国舰艇用低磁钢发展思路进行了探讨。

超导材料研制及其舰船和风电应用最新进展

陈宏, 谢述锋, 程德彬

2012, 27(2): 89-93. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.021

[摘要](5) [PDF 468KB](0)

摘要:
随着Ⅰ代及Ⅱ代高温超导材料的产业化,超导材料的应用形势也逐渐明朗起来。本文即从超导材料产业化最新动态入手,比较了Ⅰ代及Ⅱ代高温超导材料的优劣势,对两代超导材料的应用前景进行了分析,并详细介绍了超导在舰船及风电领域的应用动态,而上述领域被业界普遍认为是最有可能率先实现超导应用的两大领域。

超高分子量聚乙烯加工研究进展

余红伟, 李瑜, 魏徵, 王源升

2012, 27(2): 94-97. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.022

[摘要](4) [PDF 235KB](0)

摘要:
本文详细介绍了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的模压成型、挤出成型、注塑成型、凝胶纺丝等加工方法,并指出了各种方法的优缺点。

苯并噁嗪树脂杂化材料的研究进展

叶帅, 颜红侠, 昝广涛, 张菲菲, 王佩

2012, 27(2): 98-102,106. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.023

[摘要](2) [PDF 347KB](0)

摘要:
苯并噁嗪树脂具有良好热稳定性、阻燃性、分子可设计性、低吸水率、固化时无小分子释放等优良特性。然而,苯并噁嗪树脂仍存在耐热性及韧性不足的问题,需要对其改性。本文综述了近年来苯并噁嗪树脂杂化材料方面的研究进展,并展望了其应用前景。

影响陶瓷装甲抗弹性能的主要因素

张新杰

2012, 27(2): 103-106. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.024

[摘要](5) [PDF 238KB](1)

摘要:
根据陶瓷复合装甲的抗弹原理,综述了陶瓷材料性能、陶瓷面板的形状和尺寸、陶瓷装甲的结构形式等主要因素对陶瓷装甲抗弹性能的影响,通过对这些因素的提高和优化来提高装甲的抗弹性能。

碳纤维复合材料刹车片的发展及应用前景

李建利, 张元, 张新元

2012, 27(2): 107-111. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.025

[摘要](1) [PDF 261KB](0)

摘要:
本文介绍了刹车片材料发展的历程,基于密度低、制动性好等优越性的碳纤维复合材料刹车片的开发,以及碳纤维复合材料刹车片在汽车、列车、飞机产业的应用现状和应用前景。

阳离子有机高分子絮凝剂的研究进展

孙伟民, 张广成, 赵庆认, 李东东, 李沛沛, 刘柏辰, 张叠, 雷夏

2012, 27(2): 112-118. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.02.026

[摘要](8) [PDF 368KB](0)

摘要:
絮凝沉淀法是广泛使用的水处理技术之一,而絮凝剂是絮凝法水处理的核心技术。与无机絮凝剂相比,有机高分子絮凝剂具有用量少、成本低、毒性小等优点,因此它的开发应用越来越受关注。而阳离子有机高分子絮凝剂由于带有可离解的阳离子更适合于水处理应用。本文介绍了阳离子聚丙烯酰胺类、天然高分子改性类、烷基烯丙基卤化铵类和环氧氯丙烷与胺反应类等阳离子有机高分子絮凝剂的研究现状,并对其发展趋势作了简单的展望。

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