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

2013年第28卷第1期

栏目

特约论文
材料研究
综述

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特约论文

10CrNi3MoV钢激光-MAG复合热源焊接技术研究

王明林, 吴艳明, 张成杰, 王任甫

2013, 28(1): 1-5. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.001

[摘要](8) [PDF 915KB](0)

摘要:
研究了船用10CrNi3MoV钢激光-MAG复合焊接头组织和力学性能,并与常规MAG焊接头进行了对比。结果表明,采用激光-MAG复合焊接工艺进行10CrNi3MoV钢焊接是可行的;与常规MAG焊相比,激光-MAG复合焊接头显微硬度明显升高,焊缝中心冲击韧性有一定下降,但仍能满足技术指标要求。为进一步改善焊接接头的综合性能,提出通过焊接材料成分优化,来降低焊缝金属淬硬倾向,提高接头的韧性水平。

材料研究

高纤维素焊条电弧吹力的优化

聂建航, 姚润钢

2013, 28(1): 6-9. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.002

[摘要](5) [PDF 282KB](0)

摘要:
为对高纤维素型焊条的电弧吹力进行优化,采用均匀设计方法进行了药皮配方设计,用焊缝熔深反映电弧吹力的大小,建立了熔深与药皮组分之间的数学模型,并分析了各组分对电弧吹力的影响规律,通过计算得出性能优良的焊条配方。

全位置自保护药芯焊丝工艺性能分析

朱珍彪, 姚润钢

2013, 28(1): 10-14. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.003

[摘要](10) [PDF 337KB](0)

摘要:
自保护药芯焊丝多为高碱性渣系焊接材料,焊接工艺性较差。药芯组分对自保护药芯焊丝的全位置焊接性、电弧稳定性、飞溅性等工艺因素有重要影响。本文分析了Fe₂O₃、CaCO₃、Al-Mg、BaF₂及Fe粉等药芯组分对工艺性的影响。研究表明:Fe₂O₃、CaCO₃、Al-Mg、BaF₂及Fe粉的质量分数分别为9%~13%、8%~12%、10%~20%、5%~10%、40%~50%时,工艺性良好。此外,药芯组分的预处理、钢带的清洗以及填充率的控制等加工制造过程对工艺性也有重要的影响,要严格控制各个环节。

脉冲参数对高强奥氏体焊丝MIG焊接熔滴过渡的影响

张晓东, 霍光瑞

2013, 28(1): 15-19. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.004

[摘要](4) [PDF 581KB](0)

摘要:
采用高速摄像技术和汉诺威弧焊分析仪研究了脉冲频率、基值电流、脉宽比以及脉冲波形对H08Cr18Ni27Mo6奥氏体焊丝MIG焊接熔滴过渡的影响,结果表明,脉冲频率、基值电流与脉宽比对熔滴过渡影响较大,而脉冲波形影响较小,采用较高脉冲频率、较小的脉宽比并结合适当的基值电流能够获得理想的熔滴过渡形式。

利用超快冷开发低成本E36的实验研究

李鑫磊, 狄国标, 田鹏, 杨春卫, 沈开照, 王立坚

2013, 28(1): 20-25. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.005

[摘要](11) [PDF 843KB](0)

摘要:
本文采用不添加微合金元素的成分设计,利用超快冷（UFC）的大冷速的特点,最大限度地发挥控制冷却的作用,有效控制冷却过程,改善钢材的微观组织,获得良好的综合力学性能。为生产高强度TMCP交货E36船板提供一种低成本工艺路线。

厚板铝合金水火弯板工艺研究

郭小辉, 景宝全, 晏阳阳, 张建超, 徐希军

2013, 28(1): 26-28. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.006

[摘要](7) [PDF 464KB](0)

摘要:
研究了10 mm 5083铝合金水火弯板技术工艺,讨论了加热温度、加热区域、火焰行速、水火距离等参数对铝板晶粒度、腐蚀性能、力学性能的影响,并最终确定了合适的水火弯板(矫正)的工艺。

磁控气化回收SnO₂陶瓷电极的技术研究

张雪凤, 刘冠鹏, 郗雨林, 吴晓飞

2013, 28(1): 29-31. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.007

[摘要](6) [PDF 470KB](0)

摘要:
本文提出一种高效回收SnO₂陶瓷电极的技术,采用磁控气化回收的方法将SnO₂电极制成复合纳米粉末,实现废电极的回收再利用。借助BET(比表面积)、XRD(X射线衍射)和SEM(扫描电子显微镜)等技术对粉末进行表征,结果表明,所回收制备的SnO₂复合粉末颗粒形貌呈类球形,平均粒径dBET在100 nm左右。XRD结果表明,未经热处理的粉末晶粒结构为四方金红石型SnO₂结构,其中存在极少量SnO,经900℃热处理后,只存在单一四方金红石型SnO₂结构。

真空热压烧结制备Mo10/Cu-Al₂O₃复合材料及其载流磨损性能研究

陈卫

2013, 28(1): 32-35. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.008

[摘要](8) [PDF 696KB](0)

摘要:
在VDBF-250真空热压烧结炉中,采用真空热压烧结工艺制备了Mo10/Cu-Al₂O₃复合材料,观察显微组织,并测试性能。在HST100载流高速摩擦磨损试验机上研究了载流磨损机理。结果表明,该材料致密度为98.23%,组织较为致密;显微硬度为116 HV,导电率为41.33%IACS;Mo10/Cu-Al₂O₃复合材料的磨损形式为粘着磨损、磨粒磨损和电弧烧蚀磨损。

不锈钢纤维（SSF）和镍碳复合纤维（NCF）填充PC/ABS导电塑料性能影响分析

张贵恩, 张世麟, 王保国, 郑凯

2013, 28(1): 36-38. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.009

[摘要](3) [PDF 331KB](0)

摘要:
本文介绍了采用不锈钢纤维(SSF)和镍碳复合纤维(NCF)填充PC/ABS注塑成型新型轻质复合导电塑料,着重阐述了填充纤维后对复合材料的屏蔽效能、力学性能等的影响。

基于virtual.lab的粘弹性材料吸声性能计算研究

任伟伟, 李宏伟, 程伟, 赵树磊

2013, 28(1): 39-43. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.010

[摘要](9) [PDF 357KB](0)

摘要:
本文介绍了一种基于virtual.lab软件的粘弹性材料吸声性能计算方法。首先通过动态热机械仪(DMA)测量材料在不同温度下的低频动态力学性能,依据温频等效(WLF)原理拓展得到材料在宽频范围内的动态力学性能,进而计算出材料的声学参数。依据材料的声学参数便可由virtual.lab软件计算出材料的吸声性能。利用本方法计算了两种橡胶材料的吸声性能,与声管实测结果进行了对比,两者结果基本一致。

907A钢材在间浸海水环境中的极化行为研究

程德彬, 李相波, 许立坤

2013, 28(1): 44-48. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.011

[摘要](7) [PDF 564KB](0)

摘要:
本研究针对舰船主体材料907A钢所处的间浸海洋环境,在模拟20%间浸率工况下开展了6个周期干湿交替腐蚀条件下的阴极保护参数研究。通过对自然腐蚀和常规参数阴极保护两种状态下907A的动电位极化行为研究,确定了间浸条件下907A材料的腐蚀行为和阴极保护参数及其变化规律。研究结果表明,间浸工况比海水全浸腐蚀对结构材料具有更强的腐蚀性,间浸条件下907A材料的阴极保护电位应比传统的全浸状态下的阴极保护电位-0.85V_CSE低,为获得在间浸条件下的最佳保护效果,优化的阴极保护电位建议为-0.90V_CSE。

新型环保电气石材料应用于防污涂料中的可行性研究

王晶晶, 叶章基

2013, 28(1): 49-55. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.012

[摘要](9) [PDF 765KB](0)

摘要:
本文通过对电气石粉体的成分、粒度、负离子发射浓度等指标进行测试分析,结合浅海挂板试验以及实验室抗藤壶附着试验、抑菌试验等,对电气石材料在船舶防污涂料中的应用及其防污机理进行了可行性研究。研究结果表明:通过适当的改性手段,可将电气石矿物材料添加到防污涂料中,它在涂料中起到一定的防污作用。

纳米氧化铝粉体的绿色合成及其物相转变控制研究

沈丹阳, 黄翔, 甄冠胜, 王同昆, 杨黔江, 潘雪红, 甄强

2013, 28(1): 56-61. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.013

[摘要](2) [PDF 763KB](0)

摘要:
以氯化铝、碳酸钠为原料,采用直接沉淀法,并于500~1,200℃煅烧,制备纳米Al₂O₃粉体。然后用TiO₂、BaO对纳米Al₂O₃粉体掺杂,控制其物相转变过程。通过X射线衍射仪、差式扫描量热仪和透射电子显微镜分析纯净和掺杂后的纳米Al₂O₃的物相转变过程。结果表明,直接沉淀法所得水合Al₂O₃,经500℃煅烧后可转变为纳米活性Al₂O₃,粒径约为10 nm;纯净和掺杂Al₂O₃样品经1,200℃煅烧2 h后均为纳米粉体,其粒径为40~50 nm;在较高温度下,掺杂氧化钡对Al₂O₃的物相转变具有强烈抑制作用,粉体直至1,200℃仍未转变为结晶良好的α-Al₂O₃物相;而氧化钛则对其物相转变有显著促进作用,在1,000℃时粉体的主要物相即为α-Al₂O₃,1,100℃之后粉体已完全转变为α-Al₂O₃。

U形波纹管疲劳寿命有限元分析

陈友恒, 段玫

2013, 28(1): 62-66. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.014

[摘要](3) [PDF 535KB](0)

摘要:
运用ANSYS有限元软件对波纹管进行应力分析,得出波纹管应力集中位置,借助Fatigue tool模块,采用E-N方法进行疲劳寿命分析,得到波纹管的疲劳寿命分布。有限元分析结果与经验公式及试验结果的比较,得出有限元模拟结果比经验公式更加接近试验结果。最后指出了在进行波纹管疲劳寿命有限元分析过程中需要注意的问题。

高性能石墨材料注凝成型研究

黄翔, 戴金辉, 朱志斌, 吴平伟

2013, 28(1): 67-71. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.015

[摘要](3) [PDF 711KB](0)

摘要:
传统方法制备高性能炭素和石墨材料是一个高能耗的漫长过程。本文首次对高性能石墨材料进行注凝成型工艺研究,讨论了分散剂含量、pH值、有机单体含量、石墨固相含量等对石墨料浆粘度的影响;并对注凝成型石墨素坯样品进行抗弯强度、显微形貌分析。结果表明,注凝成型石墨素坯样品在微观结构、力学性能等方面均远优于传统模压成型方法制备之石墨素坯样品。

综述

钛合金螺母开裂原因分析

张海峰, 李雪峰, 张永辉

2013, 28(1): 72-75. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.016

[摘要](8) [PDF 1012KB](0)

摘要:
钛合金螺母在使用过程中发生了开裂,采用化学成分分析、金相分析、微观观察等方法对开裂螺母进行了分析。结果表明螺母的开裂是由于应力腐蚀造成的,并提出改进措施。

焊缝中夹杂物对针状铁素体形成的影响研究现状

刘健, 朱丙坤, 彭冀湘

2013, 28(1): 76-81. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.017

[摘要](7) [PDF 437KB](0)

摘要:
综述了近年来国内外在夹杂物对针状铁素体形成的影响方面的研究进展,重点探讨了夹杂物诱发针状铁素体形核的4种机理,以及焊缝中常见的一些夹杂物对针状铁素体形成的影响。分析指出了目前研究工作中的不足和发展的方向。

聚苯胺吸波材料的研究趋势及应用前景

史长明, 张教强, 季铁正, 易娜

2013, 28(1): 82-89. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.018

[摘要](10) [PDF 553KB](0)

摘要:
随着隐身与反隐身技术的发展,电磁波吸收材料是当前功能材料领域的研究热点之一。本文简要叙述了聚苯胺在在雷达波智能隐身、红外智能隐身、可见光智能隐身方面的应用情况,指出聚苯胺吸波材料在智能隐身领域的良好发展前景,及其作为智能隐身材料实用化应注意的问题。综述了近几年来国内外有关功能质子酸掺杂聚苯胺、聚苯胺/无机、聚苯胺/聚合物复合吸波材料的研究现状,并展望了其应用前景。

POSS在涂料领域的应用研究进展

张小国, 陈凯锋, 叶章基, 任润桃

2013, 28(1): 90-95. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.019

[摘要](3) [PDF 418KB](0)

摘要:
本文简要介绍了POSS及POSS在聚合物中的应用特点,并回顾了近年来国内外有关POSS改性丙烯酸树脂,聚氨酯树脂,环氧树脂以及POSS在涂料领域的应用研究现状,并对未来POSS在涂料领域的应用和研究进行了展望。

工业氧化钼实用生产技术及进展

何树荣

2013, 28(1): 96-101. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.020

[摘要](4) [PDF 402KB](0)

摘要:
本文扼要介绍了工业氧化钼实用生产技术和主要设备梗概,认为钼精矿诸焙烧工艺各存利弊,钼精矿焙烧工艺方案的制定及设计应与业主拥有的矿产资源、拟定的产品方案及生产规模、产品下游工艺的技术要求、环境保护政策和节能降耗等因素综合考虑。随着湿法工艺运行成本的降低和设备的安全性提高,氧压氧化法生产工业氧化钼的工艺将会在我国得到工业应用。

海绵钛的工艺技术现状及其发展趋势

李亚军, 张新彦

2013, 28(1): 102-107. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.021

[摘要](6) [PDF 385KB](0)

摘要:
本文论述了海绵钛的发展史、中国海绵钛的发展历程,重点详述国内外海绵钛的工艺技术现状,特别涉及生产海绵钛的三大工艺:氯化工艺、还原蒸馏工艺、镁电解工艺,最后简要预测了海绵钛的发展趋势。

压电陶瓷-聚合物复合阻尼材料各相间的相互作用及能耗机制研究进展

周成飞

2013, 28(1): 108-116. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.01.022

[摘要](1) [PDF 649KB](0)

摘要:
本文讨论了压电陶瓷-聚合物复合阻尼材料中各功能相之间的相互作用,并评述了聚合物基压电阻尼材料能量耗散机制的研究进展。

分子印迹传感器的研究进展

易娜, 张教强, 史长明, 殷雄飞