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6期

栏目

材料研究
腐蚀与防护
失效分析
综述

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材料研究

Mn/Si值对高强钢埋弧焊熔敷金属韧性的影响

孔红雨

2007, 22(6): 1-4. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.001

[摘要](3) [PDF 870KB](0)

摘要:
通过对不同Mn/Si值熔敷金属的低温冲击试验、金相分析和TEM分析,研究了Mn/Si值对组织、夹杂物形态和低温韧性的影响。结果表明,随着Mn/Si值的变化,高强钢埋弧焊熔敷金属低温韧性也发生变化,当Mn/Si值处于4~8之间时,熔敷金属-50℃冲击值达到100 J,而Mn/Si值低于或高于此区间,则低温韧性均下降。

针状铁素体钢的组织类型及对性能的影响

郭振, 温永红, 胡水平, 武会宾, 潘洪波

2007, 22(6): 5-8. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.002

[摘要](4) [PDF 1067KB](0)

摘要:
透射电镜下针状铁素体组织典型形貌为非常细微的亚结构、高密度的位错,应用透射电镜(TEM)原位拉伸、扫描电镜(SEM)原位拉伸,对F40船体结构钢的塑性变形与裂纹扩展的动态过程进行了动态观察,同时对F40钢低温下冲击断口形貌进行了详细的研究,结果表明,针状铁素体组织具有良好的抗塑性变形及阻止裂纹扩展的性能。

5CrMnMo锚链推杆表面堆焊层组织与性能研究

胡得胜, 张华威, 谢春生

2007, 22(6): 9-11,16. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.003

[摘要](3) [PDF 788KB](0)

摘要:
对5CrMnMo锚链推杆表面堆焊层的组织和性能进行了研究,选用性能较母材优良的D322堆焊材料(GB EDRCrMoWV-A1)在失效的5CrMnMo锚链推杆表面堆焊,并对表面堆焊层显微组织、硬度、热稳定性以及耐磨损性能进行了研究。结果表明,D322堆焊材料在焊后350℃退火时得到均匀的针状马氏体;堆焊层硬度为HRC54⁵5,高于5CrMnMo锚链推杆使用状态硬度,且具有良好热稳定性;堆焊层耐磨性较5CrMnMo提高近一倍,有效地提高了锚链推杆的使用寿命。

形状记忆合金混杂复合材料层板的有限元分析与强度研究

于东, 张博明, 梁军, 戴福洪, 王晓宏

2007, 22(6): 12-16. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.004

[摘要](6) [PDF 490KB](0)

摘要:
形状记忆合金(SMA)与复合材料层板结合后,构成可驱动材料。形状记忆合金的非线性及其与复合材料层板的结合界面的力学性能对整体材料的性能影响较大。通过对埋入形状记忆合金驱动器的复合材料层板进行有限元模拟分析与试验研究,用有限元模拟分析的方法可以比较准确地模拟埋入形状记忆合金后复合材料的应力分布情况,结果表明,形状记忆合金的埋入不会对材料的强度产生较大影响。

SiO₂掺杂99BeO陶瓷的微观结构与性能

唐海燕, 钟朝位, 张树人, 李志刚, 薛超, 王海蓉, 田立宏, 储齐晓

2007, 22(6): 17-19. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.005

[摘要](1) [PDF 499KB](0)

摘要:
采用固相法制备99BeO陶瓷样品,系统研究了SiO₂掺杂对99BeO高导热陶瓷微观结构及性能的影响。研究发现,随着SiO₂含量的增加,99BeO陶瓷的抗折强度、密度、导热率以及电学性能均呈较明显的单峰分布。当SiO₂掺杂量为0.8%(w)时,可获得性能优良、结构致密的高导热陶瓷,其抗折强度为248 MPa,密度为2.957 g/cm³,导热率为303 W/(m.K)。

低温共烧氧化铝/玻璃复合基板材料的研究

徐洋, 钟朝位, 周晓华, 张树人

2007, 22(6): 20-23,44. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.006

[摘要](1) [PDF 701KB](0)

摘要:
以低软化点的钙硼硅酸盐玻璃和氧化铝粉末为原料,制备了氧化铝/玻璃低温共烧复合基板材料。所需的玻璃粉体采用溶胶-凝胶法制备。研究了烧结温度和氧化铝含量对复合材料的烧结特性、介电性能以及力学性能的影响。结果表明,当氧化铝质量分数为50%,复合材料经950℃、保温2 h烧结后,其ε_r=5.92,tanδ=5.7×10^-4,ρ=10¹²Ω.cm,抗弯强度σ=167.82 MPa,热膨胀系数α=4.86×10^-6/℃,可望作为低温共烧多层陶瓷基板材料应用。

CH₃COONa·3H₂O相变储能性能研究

徐建霞, 柯秀芳

2007, 22(6): 24-27. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.007

[摘要](2) [PDF 542KB](0)

摘要:
三水醋酸钠(CH₃COONa·3H₂O)由于潜热较高而常作为相变储能材料被众多学者研究;而其适宜的熔点,使其能适用于家用热水储能系统等。然而,三水合醋酸钠在相变过程中存在着严重的过冷和相分离的问题。本文以三水合醋酸钠作为相变基体材料,经研究、比较分别以羧甲基纤维素、明胶作为增稠剂,添加各种成核剂后的各体系的相变储能性能,从而得出羧甲基纤维素比明胶作为该体系的增稠剂的效果好得多,Na₂SiO₃·9H₂O、Na₂B₄O₇·10H₂O的成核效果较好。

高频脉冲电镀镍钴合金拉伸强度的研究

宫晓静, 许韵华, 杨玉国, 曹克宁, 赵宇

2007, 22(6): 28-30. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.008

[摘要](7) [PDF 441KB](0)

摘要:
研究了高频脉冲电镀Ni-Co复合镀层的拉伸力学性能、显微硬度及镀层表面的微观形貌。结果表明,随着频率的增加,沉积层表面更加致密、均匀,显微硬度增大,镀层的弹性模量及拉伸强度随脉冲频率增加而先增大后减小,并在80 kHz处取得最大值。

改性脂类分子自组装微管模板的制备及金属化

赵风梅, 付玉彬, 王海棠

2007, 22(6): 31-35. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.009

[摘要](2) [PDF 848KB](0)

摘要:
利用联乙炔基甘油磷脂酰乙二醇分子自组装制备了脂类微管,并以该脂类微管为模板,在其表面化学沉积制备了镀镍金属微管。SEM和TEM观察表明,自组装微管的生成率很高,脂类微管呈弯曲螺旋结构,具有很高的长径比,平均长度为380μm,平均直径为110 nm;金属微管表面相对致密,平均长度为120μm,平均直径为210 nm。XRD分析结果表明,镍镀层为非晶态结构。金属微管可用作载体包埋海洋防污剂或药物,控制它们的释放,可望用于新型功能材料的开发。

腐蚀与防护

国产B10合金耐海水冲刷腐蚀对比研究

张永强

2007, 22(6): 36-39. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.010

[摘要](3) [PDF 825KB](0)

摘要:
为了改善国产B10合金的耐海水冲刷腐蚀能力,对其进行了改性,并对改性B10合金的化学成分、金相组织、耐海水腐蚀性能和防海生物污损性能等与德国产B10合金的进行了对比研究。结果表明,改性B10合金的耐海水腐蚀性能与德国产B10合金相当。此外,还介绍了改性B10合金产品在舰船上的实际应用情况。

X65钢在高温高压CO₂酸性溶液中的腐蚀行为

周琦, 赵红顺, 常春雷, 张俊喜, 臧树俊

2007, 22(6): 40-44. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.011

[摘要](3) [PDF 852KB](0)

摘要:
利用高温高压釜,通过失重法、SEM、XRD以及电子探针微观结构分析等方法,研究了X65钢在四种不同高温条件下及1 MPa分压的饱和CO₂的NACE酸性溶液中的腐蚀行为。结果表明:(1)在所研究的温度范围内,X65钢在CO₂腐蚀介质中表现出高的腐蚀速率;随着温度的升高,腐蚀速率呈先下降再升高的趋势,90℃时最小;(2)表面生成了FeCO₃为主的腐蚀产物膜;(3)CO₂腐蚀的作用形成了钢表面点蚀、坑蚀、台地腐蚀特征;(4)Cl^-为点蚀的“激发剂”,并且在点蚀坑内富集,导致局部Cl^-浓度差不同,促进点蚀发生;(5)CO₂腐蚀是各种因素相互作用的结果。

矿物掺合料对水泥基材料耐海水侵蚀性能的影响研究

张贺, 曾祥, 邓恺, 施惠生

2007, 22(6): 45-49,53. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.012

[摘要](2) [PDF 438KB](0)

摘要:
加入适当矿物掺合料是使水泥基材料达到高性能的重要手段之一。本课题从工程应用的角度出发,以磨细矿渣和磨细矿渣-粉煤灰复合掺合料为研究对象,着重研究了矿物掺合料对水泥基材料耐海水侵蚀性能的影响。

失效分析

水翼船大王柱断裂原因分析

张海峰, 张永辉

2007, 22(6): 50-53. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.013

[摘要](7) [PDF 752KB](0)

摘要:
对水翼船断裂的大王柱进行了化学成分、力学性能、断口等分析,并结合其使用环境、受力情况及工作状况进行研究。结果表明,大王柱的断裂是由于采用低强度材料进行表面补焊所致,其不合理的尖角设计以及表面加工粗糙也是造成其断裂的原因。

气化炉泄漏原因分析

王春芬, 李雪峰

2007, 22(6): 54-56. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.014

[摘要](8) [PDF 689KB](0)

摘要:
针对某气化锅炉使用不到两年发生泄漏的情况,对泄漏部位进行了化学分析、金相检验、SEM等宏观和微观检验以及附着物X射线衍射、EDS分析。结果表明,泄漏主要是由于高温硫化物腐蚀造成的,并提出了改进建议。

综述

生物分子模板法制备低维金属纳米材料研究进展（Ⅰ）

付玉彬, 周庆勇, 宰学荣

2007, 22(6): 57-62. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2007.06.015

[摘要](5) [PDF 1102KB](0)

摘要:
概述了脂类、蛋白质、DNA等生物分子模板表面化学沉积制备低维金属纳米材料的最新研究进展。脂类、蛋白质和DNA分子可自组装形成不同的纳米结构,如纳米管和纳米线等。这些不同的纳米结构可作为模板,化学沉积制备不同的低维金属纳米材料。金属纳米管具有高强度、导电、导热、磁性,在电活性复合材料,药物和海洋防污剂的可控缓释等领域有重要的应用;金属—维纳米线具有特殊的量子效应,可用于纳米器件和纳米电路的开发。该研究可以帮助人们将生物学知识转变为材料学知识,该方法是分子自组装纳米材料和纳米结构走向工程应用的重要途径之一。

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