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Hf含量对湿化学法制备超细W-Y_(2)O_(3)复合材料显微组织与性能的影响

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中国有色金属学报 2024年第1期34卷 125-138页

作者：刘祯颜硕罗来马昝祥吴玉程合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009 合肥工业大学有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心合肥230009 合肥工业大学高性能铜合金材料及成形加工教育部工程研究中心合肥230009

本文在现有W-Y_(2)O_(3)材料基础上,引入微量Hf4+掺杂入Y_(2)O_(3),调节Y_(2)O_(3)与W晶粒之间的界面关系,从而改善W基材料的综合性能。通过改变Y与Hf元素的掺杂比例,获得纳米级W基复合粉体,在氢气气氛下常规烧结制备W-Y_(2)(Hf)O_(3)... 详细信息

本文在现有W-Y_(2)O_(3)材料基础上,引入微量Hf4+掺杂入Y_(2)O_(3),调节Y_(2)O_(3)与W晶粒之间的界面关系,从而改善W基材料的综合性能。通过改变Y与Hf元素的掺杂比例,获得纳米级W基复合粉体,在氢气气氛下常规烧结制备W-Y_(2)(Hf)O_(3)复合材料。采用SEM、TEM等表征手段对W-Y_(2)(Hf)O_(3)复合材料的性能进行表征分析,研究Y与Hf元素在材料中的作用规律。结果表明:掺杂Hf元素有利于后续氢气还原,在第二相掺杂量不变条件下,当Hf含量增加时,所获得的粉体粒径减小,W-3Y-7Hf的粒径约为100 nm,明显小于传统制备的W-Y_(2)O_(3)粉体。烧结后的块体晶粒尺寸细化,显微硬度和相对密度随之增大,成分为W-3Y-7Hf烧结块体显微硬度最高,为513.7HV_(0.2),致密度为97.6%。在钨基材料中同时添加Y与Hf元素会在钨晶粒的晶界与晶内处形成复合第二相氧化物Y_(2)Hf_(2)O_(7)颗粒,尺寸更小,弥散强化作用更强;其中,W-3Y-7Hf中第二相氧化物颗粒尺寸仅为200 nm左右,与钨晶界产生良好的界面结合关系,形成半共格界面。

关键词：纳米级钨基复合粉体湿化学法弥散强化复合第二相氧化物

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残余应力对柔性薄壁连接结构固有频率的影响

实验力学 2024年第2期39卷 149-157页

作者：高梁昝祥李艳邓华夏王宇龚兴龙中国科学技术大学近代力学系中国科学院材料力学行为与设计重点实验室安徽合肥230027 合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009

对于光束线系统中的精密部件而言,线切割加工过程往往会造成部件表面产生残余应力,从而使得精密部件的振动特性与设计预期产生偏差,影响电子束流的稳定性。本文通过对柔性薄壁连接试件固有频率的测量,结合数字图像相关方法和有损切割法... 详细信息

对于光束线系统中的精密部件而言,线切割加工过程往往会造成部件表面产生残余应力,从而使得精密部件的振动特性与设计预期产生偏差,影响电子束流的稳定性。本文通过对柔性薄壁连接试件固有频率的测量,结合数字图像相关方法和有损切割法对薄壁连接处残余应力进行分析,并结合有限元法分析了残余应力对柔性薄壁连接试件的固有频率影响,从而对光束线系统中柔性铰链部件的固有频率与设计值的偏差进行了探究,研究结果可为柔性薄壁连接部件振动特性设计提供依据。

关键词：残余应力柔性铰链固有频率

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第二相成分改性硬质合金的研究进展

稀有金属与硬质合金 2024年第3期52卷 76-83页

作者：杨宇朱晓勇昝祥罗来马刘家琴吴玉程合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心安徽合肥230009 高性能铜合金材料及成形加工教育部工程研究中心安徽合肥230009 合肥工业大学工业与装备技术研究院安徽合肥230009

系统地论述了第二相成分改性硬质合金的研究进展,介绍了在碳化钨(WC)基硬质合金中添加第二相元素或化合物成分改性硬质合金的作用机理、改性剂种类及力学性能,并分析总结了掺杂第二相对硬质合金力学性能的提升机制。不同种类和含量的添... 详细信息

系统地论述了第二相成分改性硬质合金的研究进展,介绍了在碳化钨(WC)基硬质合金中添加第二相元素或化合物成分改性硬质合金的作用机理、改性剂种类及力学性能,并分析总结了掺杂第二相对硬质合金力学性能的提升机制。不同种类和含量的添加剂成分改性硬质合金作用效果不同,分类对比了不同添加剂和制备方法对硬质合金力学性能的影响,结果表明硬质合金的综合力学性能主要与晶粒细化程度和显微界面结构有关,添加的第二相能够与WC基体形成一定的配位结构,有效抑制WC晶粒生长,从而使合金性能获得提升。最后总结了当前第二相成分改性硬质合金的发展瓶颈和仍待解决的问题。

关键词：硬质合金第二相改性显微结构力学性能

教学研究型实验室实践本科研究生双赢培养的途径

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中国现代教育装备 2024年第3期 53-55页

作者：舒霞罗来马昝祥刘爱军黄露露合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009

高校教学研究型实验室兼负教学和科研双重任务,是高校本科教学、科学研究和人才培养的重要基地。在新时代新征程上发展高质量高等教育,应充分发挥实验室育人优势。从实验课程建设和实验室管理模式入手,加强科研融入教学、支撑教学,构建... 详细信息

高校教学研究型实验室兼负教学和科研双重任务,是高校本科教学、科学研究和人才培养的重要基地。在新时代新征程上发展高质量高等教育,应充分发挥实验室育人优势。从实验课程建设和实验室管理模式入手,加强科研融入教学、支撑教学,构建实验室管理的助管和共管模式,促进研究生参与教学管理,提高本科实验教学和研究生培养质量,从而实现对本科生、研究生的双赢培养。

关键词：教育高质量教学研究实验室人才培养双赢

Hf含量对湿化学法制备超细W-YO复合材料显微组织与性能影响规律

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中国有色金属学报 2023年

作者：刘祯颜硕罗来马昝祥吴玉程合肥工业大学有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心合肥工业大学高性能铜合金材料及成形加工教育部工程研究中心合肥工业大学材料科学与工程学院

本文在现有W-Y2O3材料基础上，引入微量Hf4+掺杂进Y2O3，调节Y2O3与W晶粒之间的界面关系，从而改善W基材料的综合性能。通过改变Y与Hf元素的掺杂比例，获得纳米级W基复合粉体，在氢气气氛下常规烧结制备W-Y2(Hf)O3复合材料。通过SEM、TE... 详细信息

本文在现有W-Y2O3材料基础上，引入微量Hf4+掺杂进Y2O3，调节Y2O3与W晶粒之间的界面关系，从而改善W基材料的综合性能。通过改变Y与Hf元素的掺杂比例，获得纳米级W基复合粉体，在氢气气氛下常规烧结制备W-Y2(Hf)O3复合材料。通过SEM、TEM等表征手段对W-Y2(Hf)O3复合材料进行表征分析，研究Y与Hf元素在材料中的作用规律。研究结果发现掺杂Hf元素有利于后续氢气还原，在第二相掺杂量不变条件下，当Hf含量增加时，所获得的粉体粒径减小，W-3Y-7Hf粒径约为100nm，明显小于传统制备的W-Y2O3粉体。烧结后的块体晶粒尺寸细化，显微硬度和相对密度随之增大，成分为W-0.5%(30%Y+70%Hf)烧结块体显微硬度最高，为513.7 Hv0.2，致密度为97.6%。在钨基材料中同时添加Y与Hf元素会在钨晶粒的晶界与晶内处形成复合第二相氧化物Y2Hf2O7颗粒，尺寸更小，弥散强化作用更强；其中W-3Y-7Hf中第二相氧化物颗粒尺寸仅为200 nm左右，与钨晶界产生良好的界面结合关系，形成半共格界面。

关键词：纳米级钨基复合粉体湿化学法弥散强化复合第二相氧化物

面向等离子体材料用先进钨复合材料的改性研究进展与趋势

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粉末冶金技术 2023年第1期41卷 12-29页

作者：罗来马颜硕刘祯昝祥吴玉程合肥工业大学材料科学与工程学院合肥2300092 合肥工业大学有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心合肥2300093 合肥工业大学高性能铜合金材料及成形加工教育部工程研究中心合肥230009

核聚变能是解决未来社会能源危机的有效途径之一,但面向等离子体材料在聚变堆体中面临着来自等离子体严重的辐照和热冲击损伤。纯钨因其高热导率、良好的高温强度、低溅射和低蒸气压而被认为是最有希望的面向等离子体候选材料。纯钨在... 详细信息

核聚变能是解决未来社会能源危机的有效途径之一,但面向等离子体材料在聚变堆体中面临着来自等离子体严重的辐照和热冲击损伤。纯钨因其高热导率、良好的高温强度、低溅射和低蒸气压而被认为是最有希望的面向等离子体候选材料。纯钨在聚变堆工况条件下具有严重的脆性风险,因而对面向等离子体材料用先进钨材料的改性成为近年来的研究热点。钨基复合材料的改性方法主要包括合金化、第二相强化、纤维增韧和复合强化。本文综述了近年来国内外针对核聚变反应堆面向等离子体材料用钨基复合材料的改性方法及其性能,分析了钨基复合材料的改性机制,并展望了面向等离子体材料用钨基复合材料的发展方向。

关键词：聚变反应堆面向等离子体材料钨基复合材料改性方法性能

不同淬火加热温度对GCr15钢球显微组织及硬度的影响

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热加工工艺 2023年

作者：袁影钱坤昝祥郭金福王登峰合肥力和机械有限公司合肥工业大学材料科学与工程学院合肥工业大学智能制造技术研究院

对经冷墩光球后的GCr15钢球进行不同淬火加热温度的淬火实验，使用光学显微镜、SEM和激光共聚焦显微镜表征显微组织，X射线衍射和维氏硬度计分别表征残余奥氏体含量和硬度。结果表明，随着淬火加热温度的升高，片状马氏体组织逐渐粗大... 详细信息

对经冷墩光球后的GCr15钢球进行不同淬火加热温度的淬火实验，使用光学显微镜、SEM和激光共聚焦显微镜表征显微组织，X射线衍射和维氏硬度计分别表征残余奥氏体含量和硬度。结果表明，随着淬火加热温度的升高，片状马氏体组织逐渐粗大，未溶碳化物体积分数逐渐减少，碳化物粒径向中间尺寸（0.4～0.8μm）靠拢，原奥氏体晶粒尺寸及残余奥氏体体积分数逐渐增加，硬度现出先增加后下降趋势。

关键词： GCr15钢淬火加热温度未溶碳化物残余奥氏体硬度

低能高通量氦离子辐照下W_(28)Ta_(28)V_(28)Zr_(8)Sc_(8)高熵合金损伤行为研究

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稀有金属材料与工程 2023年第1期52卷 339-344页

作者：王亚锋陈志鸿徐云凤罗来马昝祥朱晓勇吴玉程合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009 有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心安徽合肥230009 教育部铜合金及成形加工工程研究中心安徽合肥230009

采用放电等离子烧结技术制备了W_(28)Ta_(28)V_(28)Zr_(8)Sc_(8)高熵合金,研究了高熵合金在低能量、高通量氦离子辐照下的损伤行为。结果表明,在相同He离子辐照参数下,高熵合金表现出比纯W更优异的抗辐照损伤性能。不同He离子能量条件下... 详细信息

采用放电等离子烧结技术制备了W_(28)Ta_(28)V_(28)Zr_(8)Sc_(8)高熵合金,研究了高熵合金在低能量、高通量氦离子辐照下的损伤行为。结果表明,在相同He离子辐照参数下,高熵合金表现出比纯W更优异的抗辐照损伤性能。不同He离子能量条件下,高熵合金中出现严重Fuzz结构时的He离子能量阈值远高于纯W。在相同辐照参数下,高熵合金有着明显小于纯W的Fuzz层厚度。W28Ta28V28Zr8Sc8高熵合金中不同相区在辐照后表现出不同的表面形貌特点,这与构成相区主要元素的He离子辐照行为有关。通过设计高熵合金的显微组织,可以获得优良的抗辐照材料。

关键词：高熵合金 He离子辐照 Fuzz结构 He离子能量

轧制加工对聚变装置用颗粒增强钨合金性能影响的研究进展

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中国有色金属学报 2022年第1期32卷 76-86页

作者：罗来马赵志豪姚刚昝祥朱晓勇程继贵吴玉程合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009 有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心合肥230009

钨(W)由于具有高熔点、高溅射阈值、良好的热导率,是最理想的聚变装置用候选材料。颗粒增强钨合金在轧制加工过程中产生的一系列组织与结构转变将对材料的性能产生一定的影响。本文综述了轧制加工对颗粒增强钨合金力学性能、热导率和抗... 详细信息

钨(W)由于具有高熔点、高溅射阈值、良好的热导率,是最理想的聚变装置用候选材料。颗粒增强钨合金在轧制加工过程中产生的一系列组织与结构转变将对材料的性能产生一定的影响。本文综述了轧制加工对颗粒增强钨合金力学性能、热导率和抗热冲击损伤性能的影响,并指出了热核聚变反应堆用钨材料的研究前景和发展方向。

关键词：面向等离子体材料颗粒增强钨合金轧制加工微结构