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热处理对Mg-12Y-1Al合金组织及性能的影响

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材料工程 2024年第3期52卷 129-136页

作者：聂敬敬潘玥袁杏夏先朝孙京丽李扬欣应韬肖旅上海航天精密机械研究所上海201600 上海交通大学上海200240

采用光学显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜等研究固溶处理、时效处理后Mg-12Y-1Al合金的显微组织,利用拉伸实验分析热处理前后合金在室温及高温200℃下的力学性能,使用电化学方法测试热处理前后合金的耐腐蚀性能。结果表明:Mg-12Y-1Al合... 详细信息

采用光学显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜等研究固溶处理、时效处理后Mg-12Y-1Al合金的显微组织,利用拉伸实验分析热处理前后合金在室温及高温200℃下的力学性能,使用电化学方法测试热处理前后合金的耐腐蚀性能。结果表明:Mg-12Y-1Al合金的铸态组织由α-Mg基体、Mg_(24)Y_(5)相和Al_(2)Y相组成。Mg-12Y-1Al具有优异的高温热稳定性,在520℃×16 h(T4)固溶处理后,晶粒没有长大,产生新的长周期有序堆垛相(LPSO);225℃×30 h(T6)时效处理对组织的影响不大。与室温下的性能相比,T4态合金在200℃下的极限抗拉强度没有降低,而伸长率由室温的1.3%提高至12.5%。此外,Mg-12Y-1Al合金经固溶及时效处理后耐腐蚀性能得到提升,腐蚀电流密度由铸态的2.799×10^(-5)A/cm^(2)降低至1.551×10^(-5)A/cm^(2)。

关键词： Mg-12Y-1Al合金热处理显微组织力学性能腐蚀行为

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镁合金超疏水磷酸盐化学转化涂层的制备与耐蚀性能

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表面技术 2024年第16期53卷 116页

作者：夏先朝聂敬敬李逸蔡微波孙京丽袁勇张利嵩王晓雪董泽华上海航天精密机械研究所上海201600 华中科技大学化学与化工学院武汉430074 上海航天技术研究院上海201109 北京航天长征飞行器研究所北京100076

目的研究超疏水改性处理对磷酸盐化学转化涂层耐蚀性的影响,利用PA和Ce3+的螯合作用及低表面能物质的修饰提升涂层的防护性能。方法将仿生超疏水技术和化学转化技术相结合,对传统的磷酸盐化学转化膜进行后处理改性,在镁合金基体上制备... 详细信息

目的研究超疏水改性处理对磷酸盐化学转化涂层耐蚀性的影响,利用PA和Ce3+的螯合作用及低表面能物质的修饰提升涂层的防护性能。方法将仿生超疏水技术和化学转化技术相结合,对传统的磷酸盐化学转化膜进行后处理改性,在镁合金基体上制备了具有超疏水效应的磷酸盐化学转化膜。通过扫描电子显微镜、红外光谱、接触角测试、电化学测试等方法研究改性后涂层的微观形貌、润湿性和耐蚀性。结果SEM结果显示,经过后处理改性后,磷酸盐化学转化膜(PCC)表面的缺陷被有效封堵,膜层致密性显著提高。接触角测试结果表明,改性后膜层的静态水接触角高达156.5°,滚动角低至5°,呈现出优异的超疏水性能。电化学测试结果显示,后处理改性后的超疏水膜层的防护性能显著提高;相较于PCC膜层,超疏水膜层的腐蚀电流密度降低了1个数量级,低频阻抗模值则提高了1个数量级,并且经过12 d浸泡后其低频阻抗模值仍然高于104Ω·cm^(2)。中性盐雾测试结果表明,改性后涂层的耐盐雾性能大幅提升,耐盐雾超过100h。结论该涂层展现出了优异的憎水性能和良好的自清洁性能,能够为基体提供高效且持久的腐蚀防护。

关键词：镁合金耐蚀性表面防护化学转化超疏水涂层

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选区激光熔化Ti6Al4V合金的各向异性

材料研究学报 2022年第3期36卷 231-240页

作者：刁威杜磊汪彦博周海涛孙京丽上海航天精密机械研究所上海201600

采用金相分析和拉伸测试等方法,分析了激光熔化成形Ti6Al4V试样在不同沉积高度、不同方向截面的组织和性能。结果表明,平行于沉积方向的截面其组织类似柱状晶,具有较弱的织构特征;垂直于沉积方向的截面其组织为块状结构,具有较强的织构... 详细信息

采用金相分析和拉伸测试等方法,分析了激光熔化成形Ti6Al4V试样在不同沉积高度、不同方向截面的组织和性能。结果表明,平行于沉积方向的截面其组织类似柱状晶,具有较弱的织构特征;垂直于沉积方向的截面其组织为块状结构,具有较强的织构特征。选区激光熔化成形Ti6Al4V合金在沉积高度方向上的力学性能受柱状晶尺寸的影响,随着沉积高度的增大其抗拉强度和屈服强度先降低后升高而延伸率先提高后降低。织构和熔合不良等缺陷,使试样垂直于沉积方向上的强度和塑性都比平行于沉积方向的试样高。

关键词：金属材料各向异性 Ti6Al4V合金选区激光熔化

高Nb-TiAl合金的高温变形行为及其板材的性能

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材料研究学报 2022年第6期36卷 471-480页

作者：周海涛侯湘武汪彦博肖旅袁勇孙京丽上海航天精密机械研究所上海201600

对高Nb-TiAl合金进行多步热压缩,研究其高温变形行为及其板材的性能。结果表明,热压缩变形后高Nb-TiAl合金的组织中等轴γ晶粒和α晶粒的增多、层片晶团的体积分数和尺寸降低,使其变形能力提高。根据这些结果确定了最优轧制工艺为应变... 详细信息

对高Nb-TiAl合金进行多步热压缩,研究其高温变形行为及其板材的性能。结果表明,热压缩变形后高Nb-TiAl合金的组织中等轴γ晶粒和α晶粒的增多、层片晶团的体积分数和尺寸降低,使其变形能力提高。根据这些结果确定了最优轧制工艺为应变速率低于0.5 s^(-1)、道次变形量前期应不高于25%、变形温度高于1150℃。选用上述工艺对其其进行5道次大变形量轧制,制备出表面质量良好、无缺陷的高Nb-TiAl合金板材,其尺寸为600 mm×85 mm×3 mm。这种板材具有双态组织,平均晶粒尺寸小于5μm,其室温屈服强度、抗拉强度和塑性分别为948 MPa、1084 MPa和0.94%,800℃下抗拉强度为758 MPa。

关键词：材料合成与加工工艺高Nb-TiAl合金高温变形行为板材显微组织力学性能

2195-2219异种铝合金焊接接头的微观组织和性能

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材料研究学报 2023年第2期37卷 152-160页

作者：聂敬敬龚政轩孙京丽杨斯达夏先朝徐爱杰上海航天精密机械研究所上海201600

用钨极氩弧焊(TIG)和变极性等离子弧焊(VPPA)对2195与2219异种铝合金进行平板对接焊,研究了不同焊接方法和在有无保护气氛条件下焊接接头的显微组织和性能。结果表明,在用TIG和VPPA工艺焊接的接头区域都没有出现宏观热裂纹,能量密度高... 详细信息

用钨极氩弧焊(TIG)和变极性等离子弧焊(VPPA)对2195与2219异种铝合金进行平板对接焊,研究了不同焊接方法和在有无保护气氛条件下焊接接头的显微组织和性能。结果表明,在用TIG和VPPA工艺焊接的接头区域都没有出现宏观热裂纹,能量密度高、焊接快和热输入量小的VPPA工艺使焊缝区域较窄;异种铝合金焊缝接头熔合线附近的主要析出相为θ相,在焊缝区域有α-Al与θ相组成的共晶组织;在TIG工艺和有气氛保护的VPPA工艺的焊接接头区域没有出现局部软化现象,焊缝区域的硬度与2219侧母材相同。TIG工艺的焊接接头,其抗拉强度更高。

关键词：金属材料铝合金 2195 2219 焊接接头微观组织力学性能

选区激光熔化TC4合金高温力学性能及腐蚀行为研究

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稀有金属材料与工程 2023年第6期52卷 2126-2133页

作者：聂敬敬马平义孙京丽柯林达康靓夏先朝袁勇上海航天精密机械研究所上海201600

采用选区激光熔化技术(selectivelasermelting,SLM)制备了TC4合金,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能材料试验机以及电化学测试等技术研究其热处理后的组织、高温力学性能及腐蚀行为,并与铸造TC4合金做了对比。结果表... 详细信息

采用选区激光熔化技术(selectivelasermelting,SLM)制备了TC4合金,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能材料试验机以及电化学测试等技术研究其热处理后的组织、高温力学性能及腐蚀行为,并与铸造TC4合金做了对比。结果表明,SLM与铸造TC4合金物相组成相同,SLM TC4合金组织主要为片层状(α+β)相,平均晶粒面积约为2μm^(2),而铸造TC4合金表现出典型的魏氏组织,平均晶粒面积约为276μm^(2)。相对于铸造TC4合金,SLM TC4合金的室温及高温力学性能均较优异,且表面形成的钝化膜保护性能更好,腐蚀速率更低。

关键词：选区激光熔化 TC4合金组织力学性能腐蚀行为

半导体光催化材料掺杂改性中电荷补偿机制的理论研究

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半导体光催化材料掺杂改性中电荷补偿机制的理论研究

作者：孙京丽山东大学

学位级别：硕士

近年来,量化理论和数值算法的飞速发展,以及人类对物质不同层次的结构和动态过程理解的深入,使得基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法成为凝聚态物理、量子化学及材料科学中的常规研究手段。本论文基于密度泛函理论,针对半导体光催... 详细信息

近年来,量化理论和数值算法的飞速发展,以及人类对物质不同层次的结构和动态过程理解的深入,使得基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法成为凝聚态物理、量子化学及材料科学中的常规研究手段。本论文基于密度泛函理论,针对半导体光催化技术发展中的实际问题,以掺杂元素在半导体中的电荷补偿为核心思想,以拓展半导体光催化材料的光响应范围和提高光电流密度为目标,从微观角度入手,通过对掺杂元素在半导体的掺杂形式的探索及不同掺杂形式对能带结构影响的分析,揭示掺杂改善半导体光催化活性中的电荷补偿机制,进一步设计具有电荷补偿效应的元素共掺杂的半导体光催化材料,以实现更高效的可见光催化活性,为实验合成提供理论指导。主要研究内容及结果如下：第一章介绍了半导体光催化材料的研究意义及其发展历程,并对电荷补偿效应研究现状进行了概述。在此基础上,对本论文的内容作了简要介绍。第二章主要介绍了密度泛函理论的发展,从最初的局域密度近似、广义梯度近似到现在的杂化泛函和相互作用修正,多种泛函形式的相继出现促进了密度泛函理论越来越精确的计算。在此基础上,简要介绍了本论文使用的计算软件包。从第三章开始,以非金属-非金属共掺杂和非金属-金属共掺杂的研究路线,通过对掺杂半导体几何结构和能带结构的分析,探讨了不同掺杂对半导体光催化性能的变化,揭示了不同的共掺杂形式中的电荷补偿机制。在第三章中,我们研究了N掺杂CsTaWO6增强可见光催化活性的微观机理。主要分析了氮和氢(NHs)、两个氮(2Ns)及两个氮和氧缺陷(2Ns+Vo)这三种掺杂形式对光催化活性的影响。计算结果表明,对于NHs掺杂,N和H形成了很强的共价键,H作为施主提供一个电子给N,H-N形成“施主-受主对”电荷补偿形式。在2Ns掺杂中,晶格中形成N-N团簇结构,N-Nπ*键轨道充当最高占有轨道,两个N杂质引进的单电子通过N-N成键配对,形成了N-N电荷自补偿形式。对于2Ns+Vo掺杂,两个N的单电子与来自氧缺陷的两个电子配对,由N单掺杂引起的二重态N2-变为无磁性的单重态N3-,N-Vo-N形成了“受主-施主-受主对”的电荷补偿形式。以上三种电荷补偿形式的形成是半导体可见光催化活性得到提高的主要原因。本章的工作很好地阐释了N掺杂CsTaWO6提高可见光催化性能的微观机制。第四章则主要研究了非金属与金属离子共掺杂Ti02对其光催化性能影响的微观机理,内容包括W/2N共掺杂TiO2锐钛矿相(101)和金红石相(110)表面及La/F共掺杂TiO2锐钛矿相(101)表面。通过对这两种掺杂形式几何结构和电子结构的分析,计算结果表明：(1)在TiO2锐钛矿相(101)面与金红石相(110)面中,N的掺杂引起N2p杂质态出现在带隙间,缺少一个电子的N充当受主,需要施主提供一个电子来保持体系的电荷平衡;在W的掺杂中,W5d态在导带底处,允当施主能级;对于W/N掺杂,形成了N2p与W5d轨道的杂化态,并且杂化态在价带顶处。W5d态的存在降低了N2p态能级,使N杂质态更接近价带,从而增强了N2p和O2p态的杂化,消除了由单一的N掺杂引起的带隙态,W的掺入补偿了N的单电子，初步体现了电荷补偿效应：在W/2N共掺杂中,两个N分别从W捕获到一个电子,形成N-W-N(受主-施主-受主)电荷补偿形式,相比以上掺杂,显示了更高的催化活性。(2)在TiO2锐钛矿相(101)面中,F掺杂引起价带顶向更低能量迁移,费米能级上移至导带底,引起了施主能级的出现;在La的掺杂中,由于La比Ti少电子,La的掺入引起受主能级出现在价带顶：La/F共掺杂引起La和F之间发生电子转移,La-F形成“受主-施主对”,以达到电荷补偿,使体系保持电荷平衡。第五章对本论文进行了总结,归纳了创新点，并对今后拟开展的研究工作进行了展望。

关键词：第一性原理半导体光催化剂电荷补偿共掺杂可见光吸收

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三种常用不锈钢的耐局部腐蚀性能

材料研究学报 2017年第9期31卷 666-670,665,671页

作者：孙京丽邹丹金晶李莉刘海英上海航天设备制造总厂上海200245 上海航天精密机械研究所上海201600

研究了微量元素含量不同的1Cr18Ni9Ti、304、316L三种奥氏体不锈钢的耐局部腐蚀性能,包括晶间腐蚀、点蚀和应力腐蚀。结果表明,Ti元素的添加和较低的含C量都能改善抗晶间腐蚀性能;Cr和N含量最高的固溶态304不锈钢最耐点蚀;Ni含量最高的... 详细信息

研究了微量元素含量不同的1Cr18Ni9Ti、304、316L三种奥氏体不锈钢的耐局部腐蚀性能,包括晶间腐蚀、点蚀和应力腐蚀。结果表明,Ti元素的添加和较低的含C量都能改善抗晶间腐蚀性能;Cr和N含量最高的固溶态304不锈钢最耐点蚀;Ni含量最高的固溶态316L在42%沸腾氯化镁溶液中抗应力腐蚀性能最优。

关键词：材料失效与保护局部腐蚀动电位法硫酸.硫酸铜腐蚀法慢应变速率法微量元素

晶粒尺寸对304奥氏体不锈钢组织演变和性能的影响

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材料研究学报 2020年第3期34卷 231-240页

作者：孙京丽周海涛陈莉吴宏刘维丽姚斐徐玉棱上海航天精密机械研究所上海201600

研究了初始织构相近而晶粒尺寸不同的304奥氏体不锈钢在后续10%压缩变形和热处理过程中微观组织、力学和耐蚀性的变化。结果表明,具有相似织构而晶粒尺寸不同的样品变形热处理后其织构不同,粗晶在变形中织构的变化更大;织构相近时抗拉... 详细信息

研究了初始织构相近而晶粒尺寸不同的304奥氏体不锈钢在后续10%压缩变形和热处理过程中微观组织、力学和耐蚀性的变化。结果表明,具有相似织构而晶粒尺寸不同的样品变形热处理后其织构不同,粗晶在变形中织构的变化更大;织构相近时抗拉强度对晶粒尺寸的依赖较大;织构不同时,织构对硬度和抗拉强度的影响大于晶粒尺寸和微应变的影响;变形热处理后普通大角度晶界和晶内微应变的增大降低了试样的耐腐蚀性能;初始晶粒尺寸较小的试样在变形热处理后出现四种密排面平行于外表面的织构,其耐点蚀的性能更优。

关键词：金属材料微观组织电子背散射衍射技术晶粒尺寸晶界工程