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

2014年第29卷第2期

栏目

强度与失效专栏
橡塑材料与制品研制专题
材料研究
综述

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强度与失效专栏

船体钢止裂温度与无塑性转变温度相关性分析

宫旭辉, 薛钢, 徐科, 王任甫

2014, 29(2): 1-4. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.001

[摘要](8) [PDF 239KB](0)

摘要:
基于AH36、EH36和FH500三种船体钢的梯度温度场型双重拉伸试验和落锤试验结果,对止裂温度和无塑性转变温度的相关性进行了分析。结果表明,三种船体钢止裂温度与无塑性转变温度之间存在一定的对应关系,反映了两种试验方法之间存在一定的相关性。

橡塑材料与制品研制专题

橡胶密封膜用单层布的研制

褚夫强, 徐明会, 黄承

2014, 29(2): 5-10. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.003

[摘要](4) [PDF 267KB](0)

摘要:
以橡胶密封膜用单层布的骨架粘接性、胶料耐油性以及胶布经、纬向力学强度等指标为主要考察依据,对单层布的胶料主体材质、粘合体系、硫化体系以及骨架材料进行了对比选择。结果表明,胶料主体材料选用NBR/PVC=70/30,粘合体系选用白炭黑,硫化体系选用高促低硫体系并配合表面进行RFL浸胶处理的纬向加强型NN250帆布,胶布的骨架粘和性、胶料耐油性综合性最优,同时胶布经、纬向力学强度完全满足3.5 kN/3 cm以上的要求,可以作为石化密封膜胶布使用。

一种橡胶隔振器的研制方法

魏松, 徐明会, 黄承

2014, 29(2): 11-16. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.004

[摘要](5) [PDF 433KB](0)

摘要:
在有限元分析技术的基础上,结合橡胶隔振器的刚度计算,利用橡胶硬度与材料力学常数C10和C01的关系,提出了一种橡胶隔振器的设计开发方法并给出应用实例,该方法可由刚度逆向推出橡胶材料硬度,提高橡胶隔振器开发效率。

丁腈橡胶/聚氯乙烯共混材料与尼龙骨架粘接性能研究

黄承, 徐明会, 褚夫强

2014, 29(2): 17-21. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.006

[摘要](3) [PDF 237KB](0)

摘要:
丁腈橡胶/聚氯乙烯共混材料兼具了丁腈橡胶的耐油性和聚氯乙烯的耐臭氧、耐候性,因此在橡胶工业中得到广泛应用。但长期以来,受聚氯乙烯填料影响,丁腈橡胶/聚氯乙烯共混材料与骨架的粘接性能不甚理想,这限制了其在胶布制品中的进一步应用。本文研究了相关配合体系对粘接性能的影响效果。实验表明,通过配方优化设计,利用橡胶工业常见原材料也能获得粘接性能优异的共混胶。

阻尼加强筋板架减振性能试验研究

尹绪超, 褚夫强, 渠鸿飞

2014, 29(2): 22-26. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.007

[摘要](5) [PDF 294KB](0)

摘要:
基于试验模态分析,考察船用加强筋板架模型在不同敷设位置,全部进行约束阻尼等处理方式对系统动态特性的影响。试验结果表明:(1)板架表面进行约束阻尼处理后,在不同测点位置,结构表面振动均有不同程度的衰减;(2)阻尼减振作用与激励源传播距离有关,在激励点位置,阻尼减振效果不佳;(3)阻尼减振效果与激励方式、阻尼敷设位置均有一定关系,局部阻尼处理在特定情况下可达到与全部阻尼处理相当的减振效果。

基座阻尼处理减振性能研究

赵树磊, 林新志

2014, 29(2): 27-31. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.008

[摘要](8) [PDF 353KB](0)

摘要:
本文采用有限元软件对某型基座阻尼处理前后的振动特性进行模拟计算,计算得到基座阻尼处理前后的特征频率和模态阻尼,采用振动测试系统对有限元计算结果与试验结果进行比对,测量值和计算值吻合度较好,所采用的计算方法可以用来预估阻尼材料的减振效果。

材料研究

连铸连轧10CrNiCu钢板厚度方向元素分布特征分析

徐嘉隆, 彭冀湘, 杨澍, 薛钢

2014, 29(2): 32-36. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.009

[摘要](4) [PDF 467KB](0)

摘要:
采用激光原位分析技术,研究了连铸连轧10CrNiCu钢板中各元素在板厚方向的分布,结果表明:C在钢板下表面含量高,上表面含量低;P、S偏析微区弥散分布;Mn、Ni、Cr、Si基本沿板厚中心对称分布,为中心正偏析,Cu的分布最均匀。元素的偏析度基本与原子半径大小成反比关系,C的偏析度最大,P、S、Si偏析度居中,Mn、Cr、Ni、Cu的偏析度较小。

道间温度对10CrNi5MoV钢气体保护焊接头力学性能的影响

王宪, 杜义, 张京海, 薛钢

2014, 29(2): 37-41. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.011

[摘要](7) [PDF 622KB](0)

摘要:
通过屈服强度和冲击韧性测试、组织分析,研究了两种焊接热输入条件下道间温度对10CrNi5MoV钢气体保护焊接头力学性能的影响。结果表明,随着道间温度从40℃提高到300℃,焊接热输入为8 kJ/cm和18 kJ/cm的焊缝金属屈服强度分别从868 MPa和855 MPa单调下降至728 MPa和693 MPa,-50℃冲击韧性分别从70 J和69 J升高至117 J和72 J(道间温度分别为200℃和100℃),然后降低至67 J和43 J;焊缝金属的组织差异是不同道间温度下焊接接头力学性能不同的原因。随着道间温度从40℃提高到300℃,焊缝金属中马氏体组织逐渐消失,粒状贝氏体组织逐渐增多,针状铁素体组织比例先增加再减少,含量最高时的道间温度与冲击韧性峰值水平相一致。

热处理工艺及冷变形对CuNiSiCr合金组织与性能的影响

迟永强, 谢春生

2014, 29(2): 42-46. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.012

[摘要](6) [PDF 455KB](0)

摘要:
研究了引线框架用CuNiSiCr合金不同热处理工艺及冷变形量对组织与性能的影响,研究表明,新型CuNiSiCr合金在930℃保温1 h进行固溶处理,然后进行30%的冷变形,随后在510℃下进行2.5 h的时效处理,合金的硬度与导电性能达到较好的配合,能满足引线框架的技术性能要求。

厚铝合金-薄不锈钢复合板爆炸焊接工艺研究

崔卫超, 辛宝, 徐宇皓, 王宾宾

2014, 29(2): 47-49. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.013

[摘要](8) [PDF 296KB](0)

摘要:
研究了6061铝合金(厚度为28 mm)-304L薄不锈钢(厚度为4 mm)复合板的爆炸焊接工艺。结果表明,以薄不锈钢为基层,纯铝为过渡层,分别以12 mm和16 mm厚的铝合金为复层进行3次爆炸焊接,可得到性能合格的厚铝合金-薄不锈钢复合板。

层合板连接结构挤压强度测试方法的研究

刘长喜, 周振功, 张博明, 王晓宏, 白光辉

2014, 29(2): 50-54. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.014

[摘要](4) [PDF 325KB](0)

摘要:
利用单钉单剪层合板连接结构挤压性能测试方法和单钉双剪层合板连接结构挤压性能测试方法 (ASTM D 5961A/B),对T700/5429开孔层合板螺栓连接结构的挤压性能进行试验研究,分析不同测试方法对开孔层合板连接结构挤压性能的影响。研究表明:两种试验方法中层合板连接构件均在连接孔处出现有效的挤压破坏形式,但单剪连接试验的稳定性差,影响因素较多,试验数据的离散性较大,且测得的连接结构的极限挤压强度和偏移挤压强度均低于双剪试验的结果。因此,双剪试验方法更适合用于复合材料层合板连接结构设计中挤压许用值的测量。

Ti/BDD电极和Ti/IrO₂-RuO₂电极降解苯酚的对比研究

李彩然, 张胜涛, 刘峰, 马力, 李相波, 闫永贵

2014, 29(2): 55-60. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.015

[摘要](2) [PDF 376KB](0)

摘要:
研究了两种以Ti为基体,气相法沉积硼掺杂金刚石薄膜(BDD)电极和热分解方法着附IrO₂-RuO₂涂层电极对工业难降解污染物——苯酚的降解能力。采用循环伏安法,探讨了两种电极的电化学性能。结果表明,以亚甲基蓝作为氧化物的捕获剂,在相同的实验条件下,DSA电极产生氧化物(ClO^-)的速度大于BDD电极产生等量氧化物(·OH)的速度。用两种Ti基电极分别降解苯酚溶液48h,BDD电极对苯酚的降解率几乎达到100%,而IrO₂-RuO₂涂层电极仅为35.6%。苯酚溶液的COD去除率在IrO₂-RuO₂涂层电极下仅为27.8%,在BDD电极下达到95.3%,且反应产物不易积累。因此,Ti基BDD电极在含芳香类化合物的污水处理方面有较高的应用价值和广阔的推广前景。

花状纳米金和球形纳米金的催化活性对比研究

李林梅, 罗颖, 李敏, 宋太发

2014, 29(2): 61-65. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.016

[摘要](16) [PDF 393KB](0)

摘要:
以花状纳米金(AuNFs)或球形纳米金(AuNPs)为催化剂,硼氢化钠为供氢体,在不同温度下以对硝基苯酚为模板发生还原反应。结果表明,该催化反应温度与时间呈负相关。50℃时,AuNFs所需反应时间为7min,37℃时所需时间为15 min,20℃时所需时间为45 min。该反应为准一级动力学反应。AuNFs的E_a值37.97 kJ/mol,比AuNPs的E_a值51.51 kJ/mol小,说明花状纳米金比球形纳米金具有更高的催化活性。

锐钛矿型TiO₂纳米线的水热法制备及其光电性能的研究

王艳慧, 李澄, 王加余, 尹成勇, 郑顺丽, 李敏, 胡玮, 杜梦萍, 王绮, 刘星辰

2014, 29(2): 66-71. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.017

[摘要](8) [PDF 466KB](0)

摘要:
利用水热技术制备了锐钛型的TiO₂纳米线(TNWs),研究了不同的水热反应时间,水热反应温度以及所用碱的浓度对所制备的纳米线的形貌的影响。采用XRD技术和SEM技术对纳米线的成分及其形貌进行了表征。将TNWs与TiO₂(P25)混合分散于水和乙醇的混合溶剂中,制得均匀稳定的浆体,涂敷于不锈钢基体表面,进行光电化学性能的测试,结果表明,当TNWs的掺杂量为5%(w)时,薄膜的光电性能最优。

高效复合类发泡剂的制备及其性能研究

耿飞, 李浩然, 高培伟, 雷团结, 钱元弟, 解建光, 傅大放

2014, 29(2): 72-77. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.018

[摘要](2) [PDF 339KB](0)

摘要:
泡沫混凝土具有容重轻、自立性强及防渗性好等特点,是一种新型港口码头挡土墙回填材料,其中发泡剂的研制对泡沫混凝土的性能起着至关重要的作用。本文制备的发泡剂是以浓度为0.8%的α-烯基磺酸钠溶液为发泡剂母液,选取稳泡物质A、B、C和D对母液进行稳泡改性,并对泡沫性能进行分析研究。该发泡剂制备的泡沫表面光泽细腻,稳定性较好,其中发泡倍数为46.7倍,1 h沉降距为1.2 mm,1 h泌水量为15.7ml,将该发泡剂应用于挡土墙回填用泡沫混凝土,产品表现出了较好的力学性能和抗渗性能。

悬臂弯曲加载表面裂纹长度与施力点位移的相关性研究

张亚军

2014, 29(2): 78-81. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.019

[摘要](5) [PDF 288KB](0)

摘要:
在悬臂弯曲加载方式下,采用五件带缺口光滑板状试样,通过循环载荷控制模式,研究了表面裂纹长度2c与试样施力点位移的相关性,结果表明:表面裂纹长度与施力点位移的谷值无相关性,但与施力点位移的峰值D_P具有明显的相关性,即在表面裂纹扩展初期,D_P几乎不发生变化,但随着表面裂纹的进一步扩展,D_P开始增加,在表面裂纹扩展的后期,D_P显著增加;在表面裂纹扩展的中后期,2c与D_P满足递增多项式关系。根据2c与D_P的函数关系,可为实现复杂环境条件下表面裂纹长度的自动化测量提供依据。

船舶管道外壁用耐高温防锈漆的研制

庄海燕, 陈翔, 任润桃

2014, 29(2): 82-86. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.020

[摘要](7) [PDF 375KB](0)

摘要:
本文介绍了一种可用于船舶管道外壁的不同色系的耐600℃高温有机硅耐高温防腐涂料的研制,性能测试结果表明其具有良好的耐热性、力学性能、理化性能和耐海洋环境性能。

综述

饮用水深度净化材料研究进展

陈超, 何勇, 陈鹏, 陈勇

2014, 29(2): 87-94. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2014.02.021

[摘要](6) [PDF 393KB](0)

摘要:
饮用水深度净化材料为提高饮用水的卫生安全质量发挥了重要作用。本文对近几年国内外常用的饮用水深度净化材料的研究现状进行了综述,并指出了在实际应用过程中存在的一些问题和未来主要研究方向。

碳化硅密封材料的性能及应用