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

2007年第22卷第4期

栏目

材料研究
材料工艺
分析与测试
综述

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材料研究

微量元素Cr、Zr对铜合金性能的影响

訾进蕾, 张雅妮, 郑茂盛, 朱杰武

2007, 22(4): 1-3. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.001

[摘要](53) [PDF 399KB](4)

摘要:
分析了纯铜及合金Cu-Cr、Cu-Zr、Cu-Cr-Zr的力学性能、导电性能和耐蚀性能,研究了微量元素Cr、Zr的添加对纯铜性能的影响。结果表明,微量元素Cr、Zr的添加可显著提高纯铜的强度,强化方式为析出强化;时效过程中析出的弥散相从一定程度上阻碍了电子的运动,使合金的导电性能降低;在中性盐雾环境中,纯铜及合金的失重速度随时间延长呈上升趋势,微量Cr的添加可以提高纯铜的耐蚀性能,而微量Zr的添加则使纯铜的耐蚀性有降低的趋势。

热氧化温度对Ru_0.15Ir_0.15Ti_0.7/Ti电极性能的影响

王玲利, 彭乔

2007, 22(4): 4-6. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.002

[摘要](13) [PDF 574KB](1)

摘要:
应用刷涂-热氧化法,在不同热氧化温度(分别为400℃、440℃、470℃)下制备Ru、Ir、Ti三元金属氧化物电极。通过电化学性能、强化寿命以及电极形貌分析得出:440℃热氧化温度下制备的Ru_0.15Ir_0.15Ti_0.7/Ti电极析氯电位低、催化活性强、强化寿命长;且该温度下的反应电阻也最小。

内氧化法制备Al₂O₃弥散强化铜合金及其组织与性能

岳灿甫, 王永朝, 郭海霞, 雷竹芳, 陈会东

2007, 22(4): 7-10. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.003

[摘要](23) [PDF 664KB](0)

摘要:
采用内氧化法用雾化铜铝合金粉制备出了铝含量(质量分数)分别为0.15%、0.25%、0.35%的3种氧化铝弥散强化铜合金。研究了Al₂O₃弥散强化铜合金的组织与性能。结果表明,弥散铜合金的晶粒细小,晶粒大小在0.2~1μm之间;内氧化工艺生成的细小氧化铝质点在晶粒内部呈弥散分布,其平均直径小于20 nm。0.35%Al含量的弥散强化铜合金抗拉强度为600 MPa,电导率为83%IACS,满足了CuCrZr电阻焊电极的要求,可以作为CuCrZr电阻焊电极的替代材料。

高能喷丸表层纳米化对纯钛旋转弯曲疲劳性能的影响

温爱玲, 王生武, 杨军勇, 任瑞铭

2007, 22(4): 11-14. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.004

[摘要](14) [PDF 679KB](0)

摘要:
采用高能喷丸方法使工业纯钛疲劳试样的表层实现纳米化,并进行了疲劳试验。结果表明,高能喷丸后其表层组织发生严重塑性变形并实现组织纳米化,是提高弯曲疲劳寿命的主要原因。扫描电子显微镜分析发现,疲劳裂纹源的位置主要呈现为表层和次表层两种情况。在相同应力水平下,疲劳裂纹源在次表层时疲劳寿命较长,而疲劳裂纹源在表面时疲劳寿命很短,相应的疲劳试样的表面损伤也比较严重。

溶液浓度对镁合金微弧氧化电解液失效的影响

刘惠, 宋红年

2007, 22(4): 15-17. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.005

[摘要](15) [PDF 339KB](0)

摘要:
使用自制微弧氧化设备,在硅酸盐体系电解液中对镁合金进行微弧氧化试验。制备出了致密、光滑的陶瓷层。采用正交试验法研究了镁合金微弧氧化处理所用硅酸盐体系电解液中,SiO₃^2-浓度、F^-浓度和OH^-浓度对电解液失效前最大处理面积的影响。研究表明:各离子浓度对镁合金微弧氧化最大处理面积有较大影响,影响程度按照大小次序排列分别是:OH^-浓度＞F^-浓度＞SiO₃^2-浓度;最佳的电解液组成方案应该是OH^-:7 g/L;F^-:8 g/L;SiO₃^2-:15 g/L。

硅烷偶联剂KH550对NR硫化胶热氧老化性能的影响

张兴刚, 张用兵, 郭万涛, 马玉璞

2007, 22(4): 18-21. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.006

[摘要](36) [PDF 483KB](0)

摘要:
研究了硅烷偶联剂KH550对NR硫化胶老化过程中的交联密度和力学性能的影响。结果表明,加入KH550可以减缓交联密度和损耗因子tanδ的变化,有效抑制NR硫化胶的热氧老化,同等老化条件下物理力学性能要好于无KH550填充的NR硫化胶。随着KH550用量的增大,上述硫化胶性能变化的趋势增强。

环氧树脂/填料功能梯度材料的微波固化及其水声性能研究

鲁先孝, 马玉璞, 林新志

2007, 22(4): 22-26. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.007

[摘要](25) [PDF 670KB](1)

摘要:
以环氧树脂和蛭石粉为原料,采用微波固化制备了环氧树脂/蛭石粉水声功能梯度材料,研究了微波固化对试样的玻璃化转变温度、动态力学性能的影响,并着重对功能梯度材料的水下吸声性能进行了研究。研究表明,用微波固化制备功能梯度材料是可行的,微波固化对固化试样的玻璃化转变温度、动态力学性能影响不大,但能明显提高试样在低频区域的吸声性能。

聚苯酯填充聚四氟乙烯复合材料力学性能和摩擦学性能的研究

谢刚, 蔡立芳, 黄承亚

2007, 22(4): 27-29. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.008

[摘要](18) [PDF 510KB](0)

摘要:
考察了不同含量聚苯酯对聚四氟乙烯复合材料力学性能和摩擦学性能的影响。结果发现,聚苯酯的加入降低了复合材料拉伸强度和弯曲强度,但提高了材料的硬度。同时,填料有效地改善了聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能,当聚苯酯含量(质量分数)为27%时,磨损体积仅为纯PTFE的1.5%。

金属抗磨修复材料对45钢摩擦副表面改性的影响

徐建国, 谢传林, 杜占斌

2007, 22(4): 30-33. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.009

[摘要](17) [PDF 649KB](0)

摘要:
用XRD分析了添加羟基硅酸镁金属抗磨修复材料的成分,比较了45钢-45钢摩擦副在50CC机油及其与修复材料共同润滑下摩擦系数的变化规律,并测试了摩擦副质量随时间的变化趋势以及改性层的显微硬度。结果表明,修复材料中的主要成分Mg₃Si₂O₅(OH)₄是形成摩擦副表面改性层的主要物质;在50CC机油中加入不同含量的修复材料后摩擦系数均明显降低,且当修复材料含量为10%(φ)时,摩擦系数达到最小值0.0487,较仅用机油润滑时降低了61.04%;15 h后,上、下摩擦副质量均随时间的延长而增加;表面改性层的显微硬度均值达404.96Hv,较基体硬度提高了2倍。

材料工艺

水热法制备掺杂镝BaTiO₃粉体及介电性能的研究

何英, 王平, 杨庚蔚, 黄倩

2007, 22(4): 34-37. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.010

[摘要](17) [PDF 568KB](0)

摘要:
以BaCl₂.2H₂O、TiCl₄和DyCl₃为原料,采用水热法制备掺镝BaTiO₃的纳米粉体,并高温烧结得到瓷体。利用DTA、XRD、SEM等测试手段,分析了掺镝对钛酸钡粉体及陶瓷电性能的影响。研究表明,镝固溶到了钛酸钡的晶格中并取代钡位或钛位。镝的掺杂有助于获得细晶高致密的陶瓷,当ω(DyCl₃)为0.6%时,致密度最高,常温下相对介电常数高达4700,击穿场强达到3.3 kV/mm。

白钙沸石的制备及其对Cs⁺、Sr²⁺离子的吸附性能

赖振宇, 陈倛, 刘敏

2007, 22(4): 38-40. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.011

[摘要](14) [PDF 384KB](1)

摘要:
通过水热合成法, 制备了白钙沸石, 同时研究了合成矿物对于Cs⁺和Sr²⁺的离子吸附性能。研究表明, 采用氧化钙、氧化硅、氧化铁、氧化镁和氧化铝作为原料, 适当配比, 在240℃、保温7天水热反应条件下, 可制得白钙沸石以及掺杂白钙沸石。白钙沸石对Sr²⁺的吸附性能优于对Cs⁺的吸附性能。掺杂一定量的Mg²⁺、Al³⁺或Fe³⁺可以改善白钙沸石的吸附性能。

不同配比及其后处理方式对纳米TiO₂粒径的影响

李慧, 陈勇, 冯裕钊

2007, 22(4): 41-43. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.012

[摘要](22) [PDF 375KB](0)

摘要:
利用超声溶胶-凝胶法制备纳米TiO₂粉体,讨论了反应过程中不同配比、醇洗次数、干燥方式、煅烧方式对颗粒粒径的影响,用DSC-TG、XRD等仪器对其热性质、晶型结构进行表征,用谢乐公式计算粒子的平均粒径。结果表明,钛酸丁酯∶水∶无水乙醇∶冰醋酸的摩尔比为1∶3∶10∶1,pH值为2,超声醇洗3次,红外干燥,先升温至250℃保温1 h再加热至600℃恒温2 h得到的纳米TiO₂的粒径最小。

分析与测试

0Cr17Ni4Cu4Nb钢锻件延迟断裂失效分析

方栋, 陈继志, 袁亚民, 王嘉敏

2007, 22(4): 44-46. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.013

[摘要](15) [PDF 582KB](0)

摘要:
通过化学分析、力学性能检测、表面残余应力检测、金相检验和断口分析的方法, 分析了0Cr17Ni4Cu4Nb钢锻件开裂的原因, 结果显示, 该锻件的开裂是由于回火不足引起的应力腐蚀开裂。

综述

高压真空断路器用触头材料发展概况

李晓燕, 王顺兴, 田保红

2007, 22(4): 47-52. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.04.014

[摘要](27) [PDF 651KB](1)

摘要:
简要介绍了高压真空断路器对触头材料的基本性能要求,总结了现阶段常用的银基和铜基触头材料的优良性能及其分类和发展概况。最后对触头材料的几种先进制备工艺作了简要介绍,并展望了触头材料的发展趋势。