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原始成分组成对Ti(C,N)基金属陶瓷烧结性能的影响

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粉末冶金技术 2012年第2期30卷 83-88,97页

作者：张大勇石增敏天津瑞克曼德科技发展有限公司天津300050 三峡大学机械与材料学院湖北宜昌443002

采用真空烧结工艺制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了原始成分组成对材料烧结特性和力学性能的影响规律。结果表明:保持Mo/(Mo+Ni)为定值,随着硬质相成分的增加,烧结体抗弯强度降低,硬度增加;硬质相成分TiN含量超过一定阈值时,烧结体疏松... 详细信息

采用真空烧结工艺制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了原始成分组成对材料烧结特性和力学性能的影响规律。结果表明:保持Mo/(Mo+Ni)为定值,随着硬质相成分的增加,烧结体抗弯强度降低,硬度增加;硬质相成分TiN含量超过一定阈值时,烧结体疏松导致硬度和抗弯强度同时大幅下降;TiN含量保持定值,硬质相成分含量增加,烧结体硬度增加,抗弯强度下降;粘结相成分用Co部分替代Ni,随Co含量的增加,烧结体硬度略有升高的基础上抗弯强度升高。

关键词： Ti(C,N)基金属陶瓷真空烧结成分组成力学性能

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多元不对称粒子的制备及性质研究

多元不对称粒子的制备及性质研究

作者：石增敏吉林大学

学位级别：硕士

近年来，无论在工业上还是学术领域中，不对称粒子都得到了巨大的关注。它们凭借其独特的性质，可以被广泛的用于许多领域。例如表面活性剂、化学及生物传感器、电子纸显示材料、药物传递、可控释放系统。有许多简单的方法，可以被用于... 详细信息

近年来，无论在工业上还是学术领域中，不对称粒子都得到了巨大的关注。它们凭借其独特的性质，可以被广泛的用于许多领域。例如表面活性剂、化学及生物传感器、电子纸显示材料、药物传递、可控释放系统。有许多简单的方法，可以被用于不对称微粒的制备。例如微接触印刷、相分离法、固定化法和基于微流体法。在本文中，我们通过聚合物（PS）掩蔽，结合反应性离子刻蚀及物理可控沉积和化学沉积反应，制备修饰区域可控的多元不对称微粒。在第二章中，我们利用聚合物（PS）掩蔽法，结合物理可控沉积和化学沉积反应，制备了多区域不对称粒子。首先，通过两种方法处理二氧化硅微球表面，得到疏水的二氧化硅微球。运用气液界面法，在聚合物（PS）膜上形成单层密堆积二氧化硅微球阵列。接着，利用自身重力热压，二氧化硅微球部分陷入到PS膜中，得到部分掩蔽的二氧化硅微球阵列。这里通过调整PS膜层的厚度，来控制二氧化硅微球掩蔽区域的大小。发生银镜反应后，银纳米粒子仅在二氧化硅裸露的部位生长，实现了修饰区域的可控。其中银纳米粒子在微球上的分布密度及银纳米粒子颗粒的大小可以通过调整银氨溶液的浓度和银镜反应的温度来控制。最后利用物理的可控沉积，在银纳米粒子/二氧化硅不对称粒子阵列上沉积金属。得到金/银纳米粒子/二氧化硅多元不对称粒子及镍/银纳米粒子/二氧化硅多元不对称粒子。由于粗糙的金半球壳及银纳米粒子具有特定的光学性质，故金/银纳米粒子/二氧化硅多元不对称粒子有潜力用于传感器等许多领域。镍/银纳米粒子/二氧化硅多元不对称粒子，通过磁性表征，发现保持了镍的磁性。结合镍的磁性及银纳米粒子特定的光学性质，镍/银纳米粒子/二氧化硅多元不对称粒子有潜力用于磁控方向性催化和远程操纵对特定区域的灭菌及分离等。在第三章中，我们结合使用聚合物掩蔽、各向异性等离子体刻蚀和物理可控沉积及化学沉积反应，制备了多嵌段多元不对称粒子。首先，利用两种方法处理二氧化硅微球表面，得到疏水的二氧化硅微球。我们通过界面法，在平面基地上得到密堆积二氧化硅微球单层。接着，利用热处理和掩蔽/去掩蔽两种方法，得到修饰区域可控的金属/二氧化硅不对称粒子阵列。需要指出的是，通过调节PS膜的厚度和刻蚀聚合物的时间可以控制微球两极修饰区域的大小。两种方法对比，我们发现热处理更适合修饰区域较大时使用。而掩蔽/去掩蔽法更能精确地控制修饰区域的大小。将金属/二氧化硅不对称粒子阵列翻转后刻蚀，同样可以通过调整刻蚀时间来控制修饰区域的面积。这里，我们利用金属热蒸发沉积和化学沉积反应对二氧化硅微球的两极进行修饰，分别得到其中一极为金，另一极为金（镍、银纳米粒子）和一极为镍，另一极为银纳米粒子的多元不对称粒子。研究发现，镍修饰的多元不对称粒子都保持了镍的磁性。同时也发现，PS膜是一个很好的掩蔽物质。即使修饰过程发生在溶液中，PS膜也有很好的掩蔽效果。此外，在整个实验过程中所使用的材料成本都很低且容易获得，实验操作也简单易行，得到的不对称微粒具有多功能性（例如磁性，光学性质，以及作为构筑基元用于复杂结构）。

关键词：多元不对称部分掩蔽可控沉积二氧化硅微球

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Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的切削性能

中国有色金属学报 2006年第5期16卷 805-810页

作者：石增敏郑勇刘文俊袁泉三峡大学机械与材料学院宜昌443002 南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

利用真空烧结工艺和表面氮化处理工艺制备纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷可转位刀片和功能梯度可转位刀片,并对刀片的切削性能进行分析。结果表明:切削正火态45#钢、淬火态45#钢和奥氏体不锈钢时,与YT15、YG8、TN20相比,制备的刀具皆表现出... 详细信息

利用真空烧结工艺和表面氮化处理工艺制备纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷可转位刀片和功能梯度可转位刀片,并对刀片的切削性能进行分析。结果表明:切削正火态45#钢、淬火态45#钢和奥氏体不锈钢时,与YT15、YG8、TN20相比,制备的刀具皆表现出较优的切削性能和较高的耐磨性,表面经氮化处理后,刀具的表面硬度提高了HRA2.2,大幅度提高了刀具的抗热冲击性能。具有梯度结构的金属陶瓷刀片切削正火钢、铸铁和不锈钢时的切削性能比无梯度结构金属陶瓷刀片的切削性能优良,具有更高的耐磨性。

关键词： Ti(C,N)基金属陶瓷功能梯度可转位刀片切削性能耐磨性

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板条马氏体拉伸塑性行为的原位分析

金属学报 2021年第5期57卷 595-604页

作者：石增敏梁静宇李箭王毛球方子帆三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002 华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081

采用原位中子衍射分析技术测试了板条马氏体钢的拉伸塑性行为,采用Z-Rietveld和卷积多重全曲线拟合方法对衍射数据进行拟合分析。板条马氏体内的位错为刃、螺型位错的混合位错,并呈现随机分布特征。马氏体的加工硬化需要同时考虑位错密... 详细信息

采用原位中子衍射分析技术测试了板条马氏体钢的拉伸塑性行为,采用Z-Rietveld和卷积多重全曲线拟合方法对衍射数据进行拟合分析。板条马氏体内的位错为刃、螺型位错的混合位错,并呈现随机分布特征。马氏体的加工硬化需要同时考虑位错密度和位错类型2个因素的作用。随着拉伸应变量的增加,螺型位错数量减少,刃型位错数量增加,总位错密度增加。硬取向板条束内位错密度增加,呈现加工硬化特征;软取向板条束内位错密度降低,出现加工软化特征。外加应力在硬取向和软取向板条束内产生应力再分配,变形后在板条束内形成长程内应力。

关键词：超高强度钢板条马氏体塑性变形位错密度原位中子衍射

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氮化处理金属陶瓷刀具的磨损形态和机理

功能材料 2007年第A10期38卷 3941-3944页

作者：石增敏郑勇游敏丰平刘文俊三峡大学机械与材料学院湖北宜昌443002 南京航空航天大学材料与科学技术学院江苏南京210016

利用真空烧结工艺和表面氮化处理工艺，制备了纳米复合Ti（C，N）基金属陶瓷可转位刀片和功能梯度Ti（C，N）基金属陶瓷可转位刀片，详细研究了氮化处理对自制金属陶瓷刀具磨损形态和机理的影响,结果表明：自制刀片氮化处理前后的磨损... 详细信息

利用真空烧结工艺和表面氮化处理工艺，制备了纳米复合Ti（C，N）基金属陶瓷可转位刀片和功能梯度Ti（C，N）基金属陶瓷可转位刀片，详细研究了氮化处理对自制金属陶瓷刀具磨损形态和机理的影响,结果表明：自制刀片氮化处理前后的磨损形态有较大不同，显示了氮化处理后，刀片表面硬度的提高和表面层合金元素的变化，使得刀片的磨损机理和切削性能发生较大变化。氮化处理刀片切削正火态45^#钢、铸铁和奥氏体不锈钢时表现出较优的耐磨性。

关键词：金属陶瓷功能梯度可转位刀片磨损形态

热成形配分工艺对超高强钢组织和力学性能的影响

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钢铁研究学报 2015年第4期27卷 63-68页

作者：余香芸石增敏池波蒲健李箭华中科技大学材料科学与工程学院湖北武汉430074 三峡大学材料与化工学院湖北宜昌443002

用热冲压模具研究了超高强度钢30CrMnSi2Nb热冲压配分工艺,测试了两步法淬火和配分处理工艺对超高强度钢的组织演变和强塑性能的影响规律。利用光学电镜(OM)、扫描电镜(SEM)进行了微观组织观察,用X射线衍射仪(XRD)研究了残余奥氏体含量... 详细信息

用热冲压模具研究了超高强度钢30CrMnSi2Nb热冲压配分工艺,测试了两步法淬火和配分处理工艺对超高强度钢的组织演变和强塑性能的影响规律。利用光学电镜(OM)、扫描电镜(SEM)进行了微观组织观察,用X射线衍射仪(XRD)研究了残余奥氏体含量的变化规律。结果表明:热成形配分工艺可明显提高钢的塑性和强塑积;配分过程中,碳配分和均匀化在几十秒内可完成;残余奥氏体含量是决定淬火马氏体钢塑性的主要控制因素。证实了热冲压淬火和配分工艺是一种可获得超高强度兼具高塑性汽车钢板的新型热成形处理工艺。

关键词：碳配分热冲压强塑积力学性能残余奥氏体

固溶处理对Fe-Cr-Ni-Al合金组织转变及元素扩散的影响

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金属热处理 2022年第5期47卷 98-104页

作者：周起云石增敏谢镐戴雷三峡大学材料与化工学院湖北宜昌443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

利用OM、SEM等方法研究Fe-Cr-Ni-Al合金在固溶处理过程中元素的扩散以及相转变,同时针对不同降温速率的DSC数据建立了有关γ相转变的JMAK模型。结果表明,吸铸成形Fe-Cr-Ni-Al合金的室温组织基体为γ相+δ铁素体相;经过1150℃固溶处理,... 详细信息

利用OM、SEM等方法研究Fe-Cr-Ni-Al合金在固溶处理过程中元素的扩散以及相转变,同时针对不同降温速率的DSC数据建立了有关γ相转变的JMAK模型。结果表明,吸铸成形Fe-Cr-Ni-Al合金的室温组织基体为γ相+δ铁素体相;经过1150℃固溶处理,合金中γ相含量增高,δ铁素体相含量下降。在升温阶段发生了δ→γ的相转变,而在保温阶段发生了γ→δ的相转变;通过固溶处理,δ铁素体相、γ相分别演变成更为明显的富Cr相和富Ni相,不同分布位置的σ相之间Cr和Ni元素差异增大,与其所在的基体的成分偏析逐渐变小;通过奥氏体相转变的JMAK模型可知,冷却速度增大时,γ相转变的起始温度变低,同时转变的温度区间增大,反应所引起的能量变化也增大。

关键词： Fe-Cr-Ni-Al合金固溶处理元素扩散相转变 JMAK模型

22SiMn2TiB钢淬火与回火过程中的组织演变

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钢铁研究学报 2016年第2期28卷 45-50页

作者：王蒲石增敏张允题殷德政丰平三峡大学材料与化工学院湖北宜昌443000

以超高强度钢22SiMn2TiB为对象,研究了在淬火、回火和配分状态下组织的演变规律。采用光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射技术(XRD)研究了不同处理状态下组织的演变规律。实验表明,回火或配分温度低于320℃,板条马氏体组织... 详细信息

以超高强度钢22SiMn2TiB为对象,研究了在淬火、回火和配分状态下组织的演变规律。采用光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射技术(XRD)研究了不同处理状态下组织的演变规律。实验表明,回火或配分温度低于320℃,板条马氏体组织形貌没有明显变化,且不随回火和配分时间的变化而变化;在此温度以上进行配分,不论配分时间的长短,组织皆转变为回火组织。表明320℃为该钢材的临界回火、配分温度。随着回火温度的升高,位错密度下降;且320℃以下温度回火或配分,马氏体衍射峰的半峰宽FWHM只是略有减少,表明虽然板条马氏体的组织形貌没有明显变化,但板条内的位错密度和内应力降低。

关键词：淬火回火配分板条马氏体位错密度显微组织

Hf含量对Ti_(49-X)Ni_(44)Cu_(6)Y_(1)Hf_(X)形状记忆合金的组织与超弹性的影响

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材料导报 2023年第9期37卷 154-159页

作者：赵光伟李达陈健方东黄才华石增敏叶永盛三峡大学石墨增材制造技术与装备湖北省工程研究中心湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

Ti-Ni-Cu基形状记忆合金具有相变滞后小、可回复应变大、热稳定性好等优良性能。本工作采用非自耗真空电弧熔炼制备了Ti_(49-X)Ni_(44)Cu_(6)Y_(1)Hf_(X)(X=0,2,6,10)形状记忆合金,并研究了Hf含量对其组织、相变行为与超弹性等的影响。... 详细信息

Ti-Ni-Cu基形状记忆合金具有相变滞后小、可回复应变大、热稳定性好等优良性能。本工作采用非自耗真空电弧熔炼制备了Ti_(49-X)Ni_(44)Cu_(6)Y_(1)Hf_(X)(X=0,2,6,10)形状记忆合金,并研究了Hf含量对其组织、相变行为与超弹性等的影响。结果表明,合金在室温下的主要组织为B2奥氏体与少量化合物相,加载与卸载过程中发生了B2B19′马氏体相变。随Hf含量增加,Ti_(49-X)Ni_(44)Cu_(6)Y_(1)Hf_(X)合金的马氏体相变温度降低,合金的压缩强度和断裂应变均有所降低,应力诱发马氏体的临界应力增加。在压缩应变为3%~11%的应力递增压缩循环过程中,合金出现加工硬化现象,并且可回复应力随着预应力的增加而增加。Hf含量为10%的合金在压缩应变为11%时具有最大的可回复应变7.9%,其中超弹性应变为5.2%。在压缩应变固定为7%的循环压缩过程中,10%Hf的样品循环稳定性较好,可以完全回复。

关键词：形状记忆合金 Ti-Ni-Cu-Y-Hf合金马氏体相变超弹性