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液相网络及相对密度对SiC_(p)/2024复合材料显微组织与力学性能的影响

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材料导报 2023年第14期37卷 154-159页

作者：李小龙王坦左孝青代彪周芸昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

为获得高力学性能的SiC_(p)/2024复合材料,本工作采用粉末冶金法制备了37%(体积分数)SiC_(p)/2024复合材料,研究了热压温度及二次热压对复合材料组织及力学性能的影响。结果表明:热压温度为530℃时,复合材料具有适中的液相含量(3.28%,... 详细信息

为获得高力学性能的SiC_(p)/2024复合材料,本工作采用粉末冶金法制备了37%(体积分数)SiC_(p)/2024复合材料,研究了热压温度及二次热压对复合材料组织及力学性能的影响。结果表明:热压温度为530℃时,复合材料具有适中的液相含量(3.28%,体积分数)及相对密度(99.21%),T6热处理态复合材料的力学性能达到了较高水平,抗拉强度和延伸率分别为480 MPa和0.216%;在此基础上,采用540℃二次热压进一步细化与分散了复合材料中的液相网络,其相对密度从一次热压的99.30%提高到了99.45%,二次热压T6热处理态复合材料的力学性能达到了最高水平,抗拉强度和延伸率分别为540 MPa和0.515%。分析表明,复合材料中适中、细小分散的液相网络及较高的相对密度是获得具有良好力学性能的SiC_(p)/2024复合材料的关键。

关键词： SiC_(p)/2024复合材料粉末热压液相网络相对密度力学性能

Al_(2)O_(3)/FeCrNi复合蜂窝载体材料的制备及性能

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材料导报 2022年第9期36卷 160-165页

作者：郭建新周芸汪天尧闫敬明郭路左孝青昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

为制备性能优良的Al_(2)O_(3)/FeCrNi复合蜂窝载体材料,通过混料-炼料-挤压成型法,以FeCrNi合金粉末、Fe_(2)O_(3)粉末、Al粉末为原料制备了整体蜂窝材料,并将该材料于氩气保护下在1200℃原位反应烧结2 h获得了Al_(2)O_(3)/FeCrNi复合... 详细信息

为制备性能优良的Al_(2)O_(3)/FeCrNi复合蜂窝载体材料,通过混料-炼料-挤压成型法,以FeCrNi合金粉末、Fe_(2)O_(3)粉末、Al粉末为原料制备了整体蜂窝材料,并将该材料于氩气保护下在1200℃原位反应烧结2 h获得了Al_(2)O_(3)/FeCrNi复合蜂窝载体材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、力学性能测试机对Al_(2)O_(3)/FeCrNi复合蜂窝载体材料的微观组织、相结构及力学性能进行分析。结果表明:经烧结后Al_(2)O_(3)/FeCrNi蜂窝基体组织为γ-Fe(NiCr),原位反应生成的Al_(2)O_(3)一部分以团聚的形态分布在基体晶粒间隙处,一部分以颗粒状弥散分布在基体中;当Al_(2)O_(3)的质量分数低于1.5%,Al_(2)O_(3)/FeCrNi复合蜂窝载体抗压强度能保持在30 MPa以上;但当Al_(2)O_(3)质量分数的超过1.5%,随着Al_(2)O_(3)含量的升高,蜂窝载体抗压强度快速下降;随着Al_(2)O_(3)质量分数的增加,Al_(2)O_(3)/FeCrNi复合蜂窝载体表面催化活性涂层负载率增大,表面附着性能提高;当Al_(2)O_(3)的质量分数为1.5%、烧结温度为1200℃时,Al_(2)O_(3)/FeCrNi复合蜂窝载体的抗压强度高达31.5 MPa,表面附着性强,与催化活性涂层结合牢固,综合性能优良。

关键词： FeCrNi合金氧化铝蜂窝载体原位反应粉末增塑挤压

304不锈钢纤维/ZL104铝合金复合泡沫的孔结构、力学、吸声性能及其机理

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材料研究学报 2023年第3期37卷 175-183页

作者：苗琪左孝青周芸王应武郭路王坦黄蓓昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 云南省科学技术院高新技术中心昆明650051

用渗流铸造法制备ZL104合金泡沫和304不锈钢纤维/ZL104合金复合泡沫,对比研究了两种泡沫的孔结构、力学和吸声性能及其机理。结果表明,调控盐(次盐)的作用使合金泡沫和复合泡沫的孔壁上出现次孔结构而生成多孔孔壁结构;纤维复合后的泡... 详细信息

用渗流铸造法制备ZL104合金泡沫和304不锈钢纤维/ZL104合金复合泡沫,对比研究了两种泡沫的孔结构、力学和吸声性能及其机理。结果表明,调控盐(次盐)的作用使合金泡沫和复合泡沫的孔壁上出现次孔结构而生成多孔孔壁结构;纤维复合后的泡沫以孔壁纤维、穿孔纤维和孔间纤维三种状态存在,与相同孔隙率的合金泡沫相比,复合泡沫的孔隙率为77%~86%、主孔径为0.35 mm、纤维直径为0.1 mm,具有更高的压缩性能和吸声性能。复合泡沫的压缩性能和吸声性能,都随着孔隙率和纤维含量的提高先提高后降低。孔隙率为82%的复合泡沫,纤维含量(体积分数)为5%时力学性能达到2.6 MPa,纤维含量为8%时其平均吸声系数(吸声性能)为0.893。有限元分析结果表明,复合泡沫受力时,孔壁纤维和穿孔纤维能传递和分散应力,并通过位移和偏转等方式消耗能量,使其强度提高;J-A模型分析结果表明,突出到孔隙中的纤维使复合泡沫的表面粗糙度和比表面积和声波在泡沫内的损耗增大,是其吸声性能较高的原因。

关键词：复合材料 304 不锈钢纤维/ZL104 复合泡沫渗流铸造吸声性能力学性能孔隙率

瓦楞形复层结构多孔铝过滤材料的制备、界面结构与性能

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功能材料 2022年第6期53卷 6137-6144页

作者：史金宏郭建新黄蓓左孝青周芸昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

为实现常高温(200~250℃)工业烟气中微细固态颗粒的过滤,采用粉末增塑温压、伪半固态热压方法,制备了瓦楞形复层结构多孔铝过滤材料,并对其界面结构、性能(力学、过滤、常高温抗氧化)进行了研究。结果表明,瓦楞形复层结构的过滤层、支... 详细信息

为实现常高温(200~250℃)工业烟气中微细固态颗粒的过滤,采用粉末增塑温压、伪半固态热压方法,制备了瓦楞形复层结构多孔铝过滤材料,并对其界面结构、性能(力学、过滤、常高温抗氧化)进行了研究。结果表明,瓦楞形复层结构的过滤层、支撑层孔径分别为20~25μm、40~45μm(A),以及1~10μm、19~48μm(B),孔隙率为50%~55%,层间微观形貌无明显分界,过滤层和支撑层实现了无缝连接,与胶合双层多孔铝平板相比,复层结构多孔铝平板屈服强度提高了31.58%。压差1.0~1.5 kPa时,两种瓦楞形复层结构多孔铝过滤材料的透气系数及过滤效率分别为(1.14~1.23)m^(3)/(h·kPa·m^(2))、86%,以及(0.95~1.13)m^(3)/(h·kPa·m^(2))、90%。瓦楞形复层结构多孔铝过滤材料250℃下的氧化速率为0.00735 mg/(cm^(2)·h),氧化64 h后氧化膜停止生长,生成的Al_(2)O_(3)增大了孔壁、孔径由20~25μm缩小到8~14μm,有利于进一步提升过滤效率与过滤精度。通过以上研究,获得了一种层间无缝连接、强度高、过滤性能与塑烧板相当、常高温抗氧化性能优良的瓦楞形复层结构多孔铝过滤材料。

关键词：微米孔径铝基过滤材料瓦楞形复层结构力学性能过滤性能抗氧化性能

氟盐反应温度、超声波对Al-5Ti-1B晶粒细化剂第二相及细化性能的影响

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功能材料 2022年第9期53卷 9181-9188页

作者：郭路刘志鸿左孝青黎平周芸闫敬明昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

采用氟盐反应法制备了Al-5Ti-1B细化剂,对氟盐反应温度及超声波对Al-Ti-B细化剂第二相及细化性能的影响进行了研究,结果表明:在760℃~820℃范围内,随温度升高,氟盐反应常数k增大,Ti、B元素收得率提高,第二相TiAl_(3)与TiB_(2)的平均尺... 详细信息

采用氟盐反应法制备了Al-5Ti-1B细化剂,对氟盐反应温度及超声波对Al-Ti-B细化剂第二相及细化性能的影响进行了研究,结果表明:在760℃~820℃范围内,随温度升高,氟盐反应常数k增大,Ti、B元素收得率提高,第二相TiAl_(3)与TiB_(2)的平均尺寸减小,反应温度800℃时分别为15及3μm,反应温度超过800℃后,氟盐反应自由能变化提高,第二相数量减少、尺寸增大。超声波的声流效应使铝熔体形成环流,可使氟盐反应更充分、第二相含量提高;同时,超声波的空化效应使第二相弥散化,并将TiAl_(3)及TiB_(2)的平均尺寸分别细化至10及1.23μm。在反应温度800℃、超声波3 min的条件下,得到具有最佳细化效果的Al-5Ti-B细化剂,可将工业纯铝的平均晶粒尺寸细化至102μm,较国产细化剂细化效果提高了15%,接近进口细化剂细化水平。

关键词： Al-Ti-B晶粒细化剂氟盐反应温度超声波第二相晶粒细化性能

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泡沫钢的制备、性能及应用研究进展

航空材料学报 2022年第4期42卷 16-27页

作者：梁继超张光成宋少威周芸左孝青昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

泡沫钢作为近年来开发的一种新型结构-功能材料,具有高比强度和比刚度、高比表面积、轻质、吸能减震、多孔过滤、电磁屏蔽、生物相容性等优点,在航空航天、汽车船舶、建筑工程、散热隔热、催化过滤、电磁屏蔽、生物医疗等领域呈现出广... 详细信息

泡沫钢作为近年来开发的一种新型结构-功能材料,具有高比强度和比刚度、高比表面积、轻质、吸能减震、多孔过滤、电磁屏蔽、生物相容性等优点,在航空航天、汽车船舶、建筑工程、散热隔热、催化过滤、电磁屏蔽、生物医疗等领域呈现出广阔的应用前景。本文综述了新型泡沫钢材料的研究发展现状;介绍了泡沫钢材料的现有制备工艺、结构、性能特征及应用领域,主要包括制备工艺的优缺点,不同工艺制得泡沫钢的孔结构特征,泡沫钢的力学性能(屈服强度、弹性模量、吸能值)、物理性能(散热隔热、吸声隔声、电磁屏蔽)、生物性能及应用情况;分析了泡沫钢存在的问题及限制其工业化开发应用的因素。总的来说,泡沫钢作为一种轻型高比强度结构材料和特殊性能的功能材料,未来需要建立工艺-结构-性能理论模型,优化制备工艺,实现规模化生产和应用。

关键词：泡沫钢制备工艺结构性能研究进展应用

高能球磨及热挤压对Al-Ti-B细化剂纳米TiB_(2)颗粒分散性与细化性能的影响

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材料科学与工艺 2023年第2期31卷 15-23页

作者：郭路闫敬明左孝青易健宏周芸苗琪昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

为获得高晶粒细化性能的Al-Ti-B细化剂,本文利用高能球磨法在微米Ti粉上负载纳米TiB_(2)颗粒制备了Ti/TiB_(2)粉末细化剂,并采用热挤压工艺制备了杆状Al-Ti-B细化剂,对比分析了两种细化剂的晶粒细化性能及机理。研究表明:高能球磨可将纳... 详细信息

为获得高晶粒细化性能的Al-Ti-B细化剂,本文利用高能球磨法在微米Ti粉上负载纳米TiB_(2)颗粒制备了Ti/TiB_(2)粉末细化剂,并采用热挤压工艺制备了杆状Al-Ti-B细化剂,对比分析了两种细化剂的晶粒细化性能及机理。研究表明:高能球磨可将纳米TiB_(2)颗粒均匀负载分散在微米Ti粉表面,使工业纯铝的平均晶粒尺寸细化至74.6μm;热挤压则使细化剂致密化,微米Ti粉及纳米TiB_(2)颗粒在铝基体中分布更加均匀,可将工业纯铝的平均晶粒尺寸进一步细化至58.4μm,获得最佳细化效果,并使细化剂的抗衰退性能提高。机理分析表明,随着细化剂中纳米TiB_(2)颗粒的分散性提高、团聚现象减缓,其在铝熔体中的沉降速度缓慢,对晶粒的形核促进作用、长大抑制作用更充分,是热挤压Al-Ti-B细化剂对工业纯铝有优异晶粒细化效果的关键。

关键词： Al-Ti-B细化剂高能球磨热挤压纳米TiB_(2)颗粒分散性晶粒细化

Mg_(65)Cu_(20)Zn_5Y_(10)多孔非晶的制备及性能

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功能材料 2011年第3期42卷 407-410页

作者：唐星左孝青尹志奇昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

为提高镁基非晶合金的塑性应变能力,采用水冷铜模浇铸-拔丝造孔法制备了Mg65Cu20Zn5Y10多孔非晶合金,对Mg65Cu20Zn5Y10多孔非晶合金的组织、热稳定性和压缩性能进行了研究。结果表明,采用多孔芯水冷铜模制备出了直径6mm、长24mm的Mg65Cu... 详细信息

为提高镁基非晶合金的塑性应变能力,采用水冷铜模浇铸-拔丝造孔法制备了Mg65Cu20Zn5Y10多孔非晶合金,对Mg65Cu20Zn5Y10多孔非晶合金的组织、热稳定性和压缩性能进行了研究。结果表明,采用多孔芯水冷铜模制备出了直径6mm、长24mm的Mg65Cu20Zn5Y10多孔非晶合金;与镁基非晶合金相比,孔结构对其热稳定性没有影响;Mg65Cu20Zn5Y10多孔非晶合金在低应力作用下的塑性应变可达40%;Mg65Cu20Zn5Y10多孔非晶合金的断裂形貌呈脉状花样,属韧性断裂。

关键词： Mg65Cu20Zn5Y10多孔非晶合金水冷铜模-拔丝法热稳定性压缩性能

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泡沫铝气泡长大动力学

中国有色金属学报 2006年第12期16卷 2040-2046页

作者：左孝青潘晓亮高芝昆明理工大学材料与冶金工程学院昆明650093

利用海岛模型导出金属流体中气泡长大的连续性方程、运动方程和扩散质量守恒方程,与气泡表面的质量守恒、西华特定律和理想气体状态方程构成气泡长大动力学方程组,在确定粘度、扩散系数和表面张力以及忽略部分惯性力的基础上,对动力学... 详细信息

利用海岛模型导出金属流体中气泡长大的连续性方程、运动方程和扩散质量守恒方程,与气泡表面的质量守恒、西华特定律和理想气体状态方程构成气泡长大动力学方程组,在确定粘度、扩散系数和表面张力以及忽略部分惯性力的基础上,对动力学方程组进行了求解,得到金属流体中气泡长大动力学方程,可用于描述泡沫铝气泡长大过程中时间、温度、第二相质量分数及压强各参数对气泡半径变化的影响,是金属流体中气泡演变过程动力学的首次理论描述。

关键词：泡沫铝海岛模型金属流体动力学气泡长大