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超重力场下Al-Li-Mg-Zn-Cu多组元合金的梯度结构（英文）

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Science China Materials 2019年第5期62卷 736-744页

作者：李蕊轩王哲郭占成 Peter K.Liaw 张涛李扬德张勇 State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials University of Science and Technology Beijing Beijing Key Laboratory for Magneto-Photoelectrical Composite and Interface Science University of Science and Technology Beijing State Key Laboratory of Advanced Metallurgy University of Science and Technology Beijing Department of Materials Science and Engineering The University of Tennessee Dongguan EON Institute for Advanced Materials

研究梯度材料的组织结构及其性能可以加速开发具有优异性能的新成分材料.本文提出一种新方法来制备梯度多组元合金Al-Li-Mg-Zn-Cu——超重力法(即离心).通过实验条件的优化和系统的表征,我们发现超重力处理后出现了梯度组织结构和硬度值... 详细信息

研究梯度材料的组织结构及其性能可以加速开发具有优异性能的新成分材料.本文提出一种新方法来制备梯度多组元合金Al-Li-Mg-Zn-Cu——超重力法(即离心).通过实验条件的优化和系统的表征,我们发现超重力处理后出现了梯度组织结构和硬度值.沿着超重力方向,合金的组织结构从大块金属间化合物转化为共晶结构,同时铝的氧化物也在离心中被打碎并沿着这一方向梯度分布.实验结果表示,通过短时间离心的超重力方法有望提升合金综合性能并加快高性能多组元合金的开发.

关键词：梯度结构超重力场多组元合金综合性能组织结构金属间化合物实验条件

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超重力场中水溶液的电化学反应特性

高等学校化学学报 2007年第9期28卷 1765-1767页

作者：邢海青郭占成王志王明涌中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室

The electrochemical behavior of Fe3+/Fe2+system and ferricyanide ion were investigated by cyclic voltammetry,linear sweep voltammetry,and chronoamperometry in the super gravity field.The results show that diffusion coefficient of ferricyanide ion increased in the super gravity field,and diffusion coefficient under gravity coefficient 125 is almost two times of that in the natural gravity field.The peaks of oxidation and the reduction of Fe3+/Fe2+ disappeared gradually with the increase of the gravity coefficients,and the limiting current densities appeared at 0.10 and 0.80 V(vs.SCE),with increasing super gravity coefficients.When G=30,the limiting current density is 0.100 A/cm2 at 0.10 V,while it is up to 0.196 A/cm2 under G=280.

关键词：超重力场离子扩散平衡电极电位电化学行为

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超重力场中界面土压力的测量

岩土力学 2007年第12期28卷 2671-2674页

作者：徐光明陈爱忠曾友金顾行文蔡正银南京水利科学研究院岩土工程研究所南京210024 溧阳市溧城力源电子设备厂江苏溧阳213300

测量诸如孔隙水压力、位移和载荷等物理量能够达到相当高的精度,但土压力的测量则困难得多。在吸取了国内外同行经验后,为离心模型试验设计研制了一种微型土压力盒,主要用于土与结构物界面土压力的测量。水压力、干砂压力和砂土压力三... 详细信息

测量诸如孔隙水压力、位移和载荷等物理量能够达到相当高的精度,但土压力的测量则困难得多。在吸取了国内外同行经验后,为离心模型试验设计研制了一种微型土压力盒,主要用于土与结构物界面土压力的测量。水压力、干砂压力和砂土压力三种标定结果表明,这种微型土压力盒的线性度良好;在研究地下连续墙的侧向土压力分布的离心模型试验中,根据这种微型土压力盒的测试结果,获得了合理的侧压力系数。

关键词：超重力场土压力微型土压力盒界面土压力

超重力场反应连接制备TiB2-TiC/1Cr18Ni9Ti和TiB2-TiC/Ti-6Al-4V梯度复合材料

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复合材料学报 2015年第6期32卷 1824-1834页

作者：尹德军赵忠民张龙宋义刚军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室石家庄050003

以1Cr18Ni9Ti、Ti-6Al-4V为金属基底,通过在B4C+Ti体系中引入CrO_3+Al铝热剂,调整反应体系绝热温度依次为3 193、3 282、3 290及3 473K,采用超重力场反应连接制备TiB_2-TiC/1Cr18Ni9Ti和TiB_2-TiC/Ti-6Al-4V梯度复合材料,发现随着反应绝热温度升高,陶瓷/金属界面区厚度不仅因金属熔深增加而增大,并且残存于界面上的Al_2O_3夹杂也随之增多。分别对B4C+Al体系与CrO_3+Al铝热剂进行配制、球磨活化、压制成坯并依次填料入坩埚后,发现残存于界面上的Al_2O_3夹杂完全消除,同时发现在TiB_2-TiC/1Cr18Ni9Ti界面上生成三维网络陶瓷/金属梯度复合结构,而在TiB_2-TiC/Ti-6Al-4V界面上形成跨尺度多层次梯度复合结构。

关键词：梯度复合材料超重力场反应连接缺陷控制界面结构

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超重力场与微波场集成制备纳米氧化锆

人工晶体学报 2014年第1期43卷 79-86页

作者：刘思维周继承廖立民刘瑞星湘潭大学化工学院湘潭411105

以氧氯化锆为原料,氨水做沉淀剂,在螺旋通道型旋转床中通过超重力场共沉淀反应制备纳米氧化锆前驱体,防团聚处理后的前驱体在微波场中程序升温至600℃煅烧2 h得到最终产品。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等方法考察了锆离子浓度、... 详细信息

以氧氯化锆为原料,氨水做沉淀剂,在螺旋通道型旋转床中通过超重力场共沉淀反应制备纳米氧化锆前驱体,防团聚处理后的前驱体在微波场中程序升温至600℃煅烧2 h得到最终产品。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等方法考察了锆离子浓度、超重力水平、不同煅烧方式、微波煅烧温度对粉体粒径、分散性和晶型的影响。结果表明:采用超重力场与微波场集成工艺制备得到结晶度高,粒径均匀,团聚少且平均粒径为8.77 nm的四方相氧化锆(t-ZrO2)粉体。

关键词：超重力场共沉淀微波场纳米氧化锆

超重力场下AlCl_3-BMIC离子液体电沉积铝的电化学

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中国有色金属学报 2013年第8期23卷 2316-2322页

作者：尹小梅徐联宾陈建峰北京化工大学教育部超重力工程研究中心北京100029 北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室北京100029

超重力条件下,温度75℃,以摩尔比为2:1的AlCl3-BMIC离子液体为电解液,在铝电极上采用循环伏安法研究铝的电沉积过程,在不锈钢电极上进行铝的恒电流电沉积实验,并研究超重力环境对铝镀层表面形貌和晶体结构的影响。采用扫描电子显微镜(S... 详细信息

超重力条件下,温度75℃,以摩尔比为2:1的AlCl3-BMIC离子液体为电解液,在铝电极上采用循环伏安法研究铝的电沉积过程,在不锈钢电极上进行铝的恒电流电沉积实验,并研究超重力环境对铝镀层表面形貌和晶体结构的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分别对铝镀层形貌和晶体结构进行研究。循环伏安实验结果表明,常重力和超重力环境下铝电沉积过程均为扩散控制的准可逆过程,且超重力系数(G)对于电沉积过程中铝离子的扩散系数没有影响;超重力场通过强化电解液中的对流过程而强化电沉积过程。SEM结果表明,超重力场能够细化晶粒、避免枝晶产生,获得附着性良好的镀层。XRD分析表明,铝镀层晶面择优取向为(111)面,并随着G的增大,(111)晶面优势加强。

关键词： Al层离子液体超重力场电沉积循环伏安

超重力场反应熔铸合成TiB_2基复相陶瓷刀具材料

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中国有色金属学报 2015年第12期25卷 3439-3444页

作者：潘传增张靖张龙军械工程学院先进材料研究所石家庄050003

通过超重力场反应熔铸合成TiB_2基复相陶瓷刀具材料,研究材料的物相组成、组织结构及力学性能,探讨材料中典型组织的形成过程。结果表明:反应产物由TiB_2与TiC两相构成,尺寸约为2μm的TiB_2柱状晶构成陶瓷基体,TiC晶粒不规则地分布于Ti... 详细信息

通过超重力场反应熔铸合成TiB_2基复相陶瓷刀具材料,研究材料的物相组成、组织结构及力学性能,探讨材料中典型组织的形成过程。结果表明:反应产物由TiB_2与TiC两相构成,尺寸约为2μm的TiB_2柱状晶构成陶瓷基体,TiC晶粒不规则地分布于TiB_2晶粒之间,二者结合紧密,呈现出典型的凝固组织特征。所得反应产物的相对密度为93.2%,维氏显微硬度值为21.4 GPa,抗弯强度为258 MPa,断裂韧性为4.6 MPa·m^(0.5)。分析认为超重力场促进Ti-B-C中间熔体的生成,是合成TiB_2基复相陶瓷的关键。

关键词： TiB2 超重力场反应熔铸刀具

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超重力场电沉积NiW合金及其耐碱腐蚀性能

物理化学学报 2010年第12期26卷 3163-3168页

作者：王明涌王志郭占成中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 北京科技大学循环与生态冶金教育部重点实验室北京100083

在超重力条件下电沉积NiW合金镀层,考察了超重力对NiW合金电沉积过程(各元素分电流、W含量和槽电压等)的影响规律;并利用扫描电子显微镜(SEM)、Tafel技术和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了电沉积NiW合金镀层的表面形貌和在NaOH溶液中的抗... 详细信息

在超重力条件下电沉积NiW合金镀层,考察了超重力对NiW合金电沉积过程(各元素分电流、W含量和槽电压等)的影响规律;并利用扫描电子显微镜(SEM)、Tafel技术和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了电沉积NiW合金镀层的表面形貌和在NaOH溶液中的抗腐蚀性能,同时通过浸泡实验考察了镀层的稳定性.结果发现,与常重力条件电沉积的NiW合金相比,超重力场电沉积的NiW合金中W含量增加,镀层表面无微裂纹产生;在10%(w)NaOH溶液中镀层自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度减小,腐蚀电阻也由常重力(重力系数G=1)时的865Ω·cm2增大至超重力(G=256)时的2305Ω·cm2;在10%NaOH溶液中浸泡144h后,超重力场电沉积的NiW合金表面无破碎和起皮现象发生.超重力技术在NiW合金电沉积过程中的应用,使镀层的耐碱腐蚀性能得到改善.

关键词： NiW合金超重力场腐蚀裂纹电沉积

Sc、Zr含量对超重力场凝固Al-Ni-Co合金显微结构与力学性能的影响

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Sc、Zr含量对超重力场凝固Al-Ni-Co合金显微结构与力学性能的影响

作者：胡志奎武汉科技大学

学位级别：硕士

共晶Al-Ni合金因AlNi共晶结构提供了高达400℃的优异高温性能,可作为新型耐热铝合金。本文在共晶Al-Ni合金的基础上,通过添加适量Co元素以及在超重力场中凝固细化共晶AlNi纤维尺寸来强化Al-Ni基体,研究了添加Sc、Zr元素对超重力场凝固Al... 详细信息

共晶Al-Ni合金因AlNi共晶结构提供了高达400℃的优异高温性能,可作为新型耐热铝合金。本文在共晶Al-Ni合金的基础上,通过添加适量Co元素以及在超重力场中凝固细化共晶AlNi纤维尺寸来强化Al-Ni基体,研究了添加Sc、Zr元素对超重力场凝固Al-Ni-Co合金显微结构与力学性能的影响,直接时效后,研究了析出相对合金高温力学性能的影响。分别讨论了超重力凝固对显微组织的细化机理、Sc、Zr微合金化作用机理和析出相的形成机理、强化机理。研究发现超重力场凝固细化了共晶AlNi纤维尺寸,从约138 nm细化到116nm。Sc、Zr微合金化后,Al-Ni-Co合金的共晶团结构以及共晶AlNi相被细化,Sc的细化效果优于Zr,Sc含量为0.3 at.%时最优,AlNi相平均直径从约116 nm减小到约94 nm。直接时效后,微合金化合金析出AlZr、AlSc和Al(Sc,Zr)二次相。研究发现Zr的过量加入能形成一次相。Zr含量≥0.3 at.%时,Al-Ni-Co-Zr合金中生成针状富Zr相。Sc+Zr含量为0.3 at.%,Sc/Zr比≥1:2时,Al-Ni-Co-Sc-Zr合金会生成立方形Al(Sc,Zr)相,这些一次相分布于宏观试样边缘。超重力场凝固能抑制Al-Ni-Co-Sc合金中一次相的形成。研究发现Sc、Zr微合金化后,Al-Ni-Co合金硬度有所提升。Sc含量为0.3 at.%时,合金硬度最高,从约58 HV上升到约82 HV。直接时效后,微合金化合金硬度和高温力学性能显著提升,Sc含量为0.4 at.%时,合金高温力学性能最优,高温抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到约138.7 MPa、105.0 MPa和44.0%。Zr的加入降低了Sc元素昂贵的成本,Sc含量为0.15 at.%的Al-Ni-Co-Sc-Zr合金综合高温力学性能媲美Sc含量为0.4 at.%的Al-Ni-Co-Sc合金。超重力场凝固增加了合金形核率,细化了显微组织,超重力场凝固增加了Sc的固溶度,抑制了一次相的形成。Sc、Zr元素倾向溶解于共晶团边界α-Al基体中,细化了共晶团结构,其中Sc元素在凝固初期被排除在固液界面的前端,细化了AlNi相。直接时效后,因析出相的析出强化作用,提高了合金硬度和高温力学性能。

关键词：超重力场 Al-Ni-Co合金微合金化显微组织力学性能