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电沉积镍钨合金多层膜耐蚀性能研究

电镀与精饰 2023年第1期45卷 1-7页

作者：陈汉斌夏江冰龚政黄钰林杭弢上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

为满足微电子器件在极端环境中的服役要求,提升镍基合金薄膜镀层在工业应用中的耐蚀性,采用电沉积的方法得到单层及多层镍钨合金薄膜,研究了多层镀层对镍钨镀层耐蚀性能的影响。结果表明:在相同镀层厚度条件下,采用多层镍钨合金沉积方... 详细信息

为满足微电子器件在极端环境中的服役要求,提升镍基合金薄膜镀层在工业应用中的耐蚀性,采用电沉积的方法得到单层及多层镍钨合金薄膜,研究了多层镀层对镍钨镀层耐蚀性能的影响。结果表明:在相同镀层厚度条件下,采用多层镍钨合金沉积方式能够提升镀层的耐蚀性能,为改善镀层耐蚀性能提供了一种方便而有效的途径。

关键词：镍钨合金耐蚀性能多层结构脉冲电沉积

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镁合金抗高温氧化机理研究进展

金属学报 2023年第3期59卷 371-386页

作者：沈朝王志鹏胡波李德江曾小勤丁文江上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心上海200240

本文简要回顾了国内外镁合金抗高温氧化机理的研究进展,归纳总结了纯Mg的高温氧化机理和镁合金高温氧化热力学与动力学及抗氧化机理,并探讨了先进表征技术在镁合金高温氧化研究中的潜在应用前景,最后展望了耐高温氧化镁合金的发展方向... 详细信息

本文简要回顾了国内外镁合金抗高温氧化机理的研究进展,归纳总结了纯Mg的高温氧化机理和镁合金高温氧化热力学与动力学及抗氧化机理,并探讨了先进表征技术在镁合金高温氧化研究中的潜在应用前景,最后展望了耐高温氧化镁合金的发展方向。主要观点如下:镁合金主要是通过形成具有一定厚度、连续且致密的氧化膜来抑制Mg蒸气向外扩散和O的内渗透;镁合金的高温氧化通常与第二相的热稳定性有密切关系;当微量合金元素不足以在表面生成相应氧化物时,可通过形成置换固溶体和反应性元素效应来提高保护作用;具有表面活性的元素会在合金表面富集并减小氧化物尺寸,从而增强氧化层;合金元素的选择性氧化与协同作用对镁合金的抗氧化性能至关重要;在镁合金中加入纳米或微型颗粒可通过减少特定的氧化区域来提高镁合金的高温抗氧化性。未来关于耐高温氧化镁合金的研究可基于以下方面继续深入:应用先进表征技术精准揭示镁合金抗氧化的机理和本质;建立合金元素与氧化膜晶粒尺寸和力学性能的内在关联;设计合理的多合金元素成分体系。

关键词：镁合金高温氧化抗氧化机理氧化膜先进表征技术

原位TiB颗粒增强7075铝基复合材料在较宽应力状态范围内的韧性断裂研究(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2022年

作者：王涵章海明崔振山陈哲陈东上海交通大学材料科学与工程学院

通过力学试验、微观表征和数值模拟，研究了原位TiB颗粒增强7075铝基复合材料在不同应力状态下的断裂行为。设计了四种拉伸试样、一种剪切试样和一种压缩试样，并对这六组试样进行了力学实验。通过原位应变测试和有限元模拟研究了六组...

通过力学试验、微观表征和数值模拟，研究了原位TiB颗粒增强7075铝基复合材料在不同应力状态下的断裂行为。设计了四种拉伸试样、一种剪切试样和一种压缩试样，并对这六组试样进行了力学实验。通过原位应变测试和有限元模拟研究了六组试样在变形过程中的应变分布。对六组试样的断口进行微观表征，分析其在不同应力状态下的损伤演化机制。研究发现：该材料的主要断裂机制为界面脱粘和颗粒断裂，材料表现为高应力三轴度下的拉伸断裂和低应力三轴度下的剪切断裂。在拉伸断裂条件下，形核空洞的体积在最大主应力的作用下而增大；在剪切断裂条件下，空洞的形状在最大剪应力作用下变化明显，而体积变化不明显。基于实验揭示的断裂机理，提出了一种考虑最大主应力和最大剪应力的原位自生铝基复合材料韧性断裂准则，该准则可以预测该材料在不同应力状态下的断裂曲面。通过与改进的Mohr-Coulomb (MMC)模型、Lou-Yoon-Huh 模型、Hu 模型和Mu 模型的对比研究，表明新模型可更准确地预测铝基复合材料的韧性断裂行为。

关键词：

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钛合金及其扩散焊疲劳特性研究进展

金属学报 2022年第4期58卷 473-485页

作者：李细锋李天乐安大勇吴会平陈劼实陈军上海交通大学材料科学与工程学院塑性成形技术与装备研究院上海200030

本文主要对钛合金及其扩散焊疲劳特性研究进展进行了综述,总结了钛合金及其焊接后疲劳裂纹萌生和扩展的规律。概述了钛合金的化学成分和分类,以及常用焊接方法,重点介绍扩散焊的特点和优势。描述了循环载荷作用下滑移带形成和位错的运... 详细信息

本文主要对钛合金及其扩散焊疲劳特性研究进展进行了综述,总结了钛合金及其焊接后疲劳裂纹萌生和扩展的规律。概述了钛合金的化学成分和分类,以及常用焊接方法,重点介绍扩散焊的特点和优势。描述了循环载荷作用下滑移带形成和位错的运动现象,阐明疲劳裂纹萌生的机制。钛合金微观组织的选择是优化力学性能的常见方法,现有研究表明,制备层合结构是降低钛合金疲劳裂纹扩展速率的一种重要调控手段。不合适的焊接工艺参数会导致接头缺陷的形成,后续热处理能够降低接头缺陷,并提高焊接构件的疲劳寿命和疲劳强度。最后,简述了扩散焊制备多层和异种钛合金层合结构来实现构件高损伤容限的可行性。

关键词：钛合金扩散焊层合结构疲劳裂纹萌生裂纹扩展

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Mg-Li合金的腐蚀机理与表面防护

中国有色金属学报 2022年第1期32卷 1-14页

作者：彭翔吴国华刘文才徐仕豪刘宏杰上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程中心上海200240

Mg-Li合金作为目前最轻的金属结构材料,在航空航天、军事、电子产业等领域具有良好的发展前景。但较差的耐蚀性严重制约了Mg-Li合金的广泛应用,因此研究其腐蚀机理和表面防护极为重要。基于国内外的研究进展,综述了Mg-Li合金的腐蚀机理... 详细信息

Mg-Li合金作为目前最轻的金属结构材料,在航空航天、军事、电子产业等领域具有良好的发展前景。但较差的耐蚀性严重制约了Mg-Li合金的广泛应用,因此研究其腐蚀机理和表面防护极为重要。基于国内外的研究进展,综述了Mg-Li合金的腐蚀机理,系统总结了Mg-Li合金的表面防护方法,包括电镀、化学镀、化学转化、阳极氧化、涂层涂覆及其他表面防护方法。建议深入研究各种表面处理方法对Mg-Li合金的防护机理,通过涂层的复合化、自愈化、疏水化来提高涂层对Mg-Li合金的防腐效果。

关键词： Mg-Li合金腐蚀机理化学镀化学转化阳极氧化

MgO和MgAl2O4与纯Al间的界面结构特性及其形核作用

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中国有色金属学报 2017年第8期27卷 1535-1541页

作者：张迪王璐夏明许李建国上海交通大学材料科学与工程学院

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等手段研究AlMg合金中常见氧化物MgO与MgAlO的异质形核作用。结果表明:高温下Al熔体与MgO、MgAlO发生化学反应,在接触界面处生成AlO;其中Al/MgO为多步反应,MgAlO是其反应的中间产物。反应层AlO阻隔液... 详细信息

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等手段研究AlMg合金中常见氧化物MgO与MgAlO的异质形核作用。结果表明:高温下Al熔体与MgO、MgAlO发生化学反应,在接触界面处生成AlO;其中Al/MgO为多步反应,MgAlO是其反应的中间产物。反应层AlO阻隔液态Al与MgO、MgAlO基底的直接接触,在一定程度上抑制MgO和MgAlO对Al的形核作用。Al/MgO、Al/MgAlO界面反应腐蚀原MgO与MgAlO的外露晶面,使新生的AlO晶粒呈离散化生长。Al/AlO、Al/MgO和Al/MgAlO形核界面的透射分析结果表明,无论是新生相AlO或原MgO与MgAlO,均可作为异质相基底触发Al的异质形核过程,但具有不同的形核潜力。

关键词： AlMg 氧化物形核界面反应

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C同时提高马氏体钢强度和塑性的原理和机制

金属学报 2017年第1期53卷 1-9页

作者：戎咏华陈乃录上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

自从淬火-配分-回火(Q-P-T)工艺被提出以来,本课题组在低C至中C含量的范围内实现了通过增加C含量的同时增强Q-P-T马氏体钢的强度和塑性。最近本课题组致力于将C含量扩大到高C范围。在多次尝试失败的基础上,提出了反相变诱发塑性(anti-TR... 详细信息

自从淬火-配分-回火(Q-P-T)工艺被提出以来,本课题组在低C至中C含量的范围内实现了通过增加C含量的同时增强Q-P-T马氏体钢的强度和塑性。最近本课题组致力于将C含量扩大到高C范围。在多次尝试失败的基础上,提出了反相变诱发塑性(anti-TRIP)效应的设计理念,并在该理念指导下进行高碳低合金马氏体钢的成分和工艺设计,使高碳Q-P-T马氏体的强度和塑性均高于中碳Q-P-T马氏体钢,实现了通过C同时增强钢的强度和塑性。本文主要论述anti-TRIP效应提出的背景、高碳Q-P-T马氏体钢成分和工艺的设计及其微观组织、高碳Q-P-T马氏体钢的高强-塑性机制,最后分析Q-P-T工艺使C同时提高马氏体钢的强度和塑性的原理。

关键词：淬火-配分-回火(Q—P-T)工艺 C含量强度塑性反相变诱发塑性(anti-TRIP)效应

Co^(2+)掺杂提升镍铁氢氧化物的析氧电催化稳定性

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微纳电子技术 2022年第4期59卷 312-321页

作者：刘喜春宋钫上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

在电解水制氢领域,镍铁氢氧化物(NiFe LDH)是当前活性最优异的析氧电催化剂,然而催化活性快速衰减制约了其在该领域的应用。发现并探索了Co^(2+)掺杂对NiFe LDH稳定性的增强效果。在恒电流和循环伏安测试过程中,NiFe(Co) LDH表现出良好... 详细信息

在电解水制氢领域,镍铁氢氧化物(NiFe LDH)是当前活性最优异的析氧电催化剂,然而催化活性快速衰减制约了其在该领域的应用。发现并探索了Co^(2+)掺杂对NiFe LDH稳定性的增强效果。在恒电流和循环伏安测试过程中,NiFe(Co) LDH表现出良好的稳定性,而NiFe LDH在2 h的恒电流测试(8 mA·cm^(-2))过程中电势衰减50 mV,在100圈循环伏安测试后电势衰减45 mV。进一步,在商业碱水电解池测试条件下(80℃和质量分数30%KOH),NiFe(Co) LDH在12 h恒电流测试过程中电势仅衰减5 mV,而NiFe LDH电势下降超过40 mV。电化学分析以及电化学石英晶体微天平测试结果表明,NiFe(Co) LDH稳定性的提升归因于Co^(2+)的掺杂抑制了催化反应过程中Fe^(2+)的析出,稳定了微观形貌。分析了NiFe LDH稳定性衰减的原因,为改善析氧电催化剂的稳定性提供了途径,推动了NiFe LDH材料在商业碱水电解池的应用。

关键词：电催化析氧反应层状金属氢氧化物碱水电解池(AWE) 稳定性

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如何实现固态材料变形制冷?

上海交通大学学报 2021年第S01期55卷 95-96页

作者：肖飞金学军上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

固态弹热制冷通过固-固相变潜热的交替吸收和释放实现制冷,具有能效高、温变较大和无制冷剂等特点,是非气-液压缩制冷首选技术.本文概述弹热效应的制冷机理及测量方法,归纳总结镍钛基、铜基、铁基和哈斯勒型形状记忆合金体系作为弹热制... 详细信息

固态弹热制冷通过固-固相变潜热的交替吸收和释放实现制冷,具有能效高、温变较大和无制冷剂等特点,是非气-液压缩制冷首选技术.本文概述弹热效应的制冷机理及测量方法,归纳总结镍钛基、铜基、铁基和哈斯勒型形状记忆合金体系作为弹热制冷材料的研究现状、潜力和现尚存问题,并对形状记忆合金弹热制冷材料的应用前景进行展望,以期为固态弹热制冷技术的推广应用提供参考.

关键词：固态弹热效应形状记忆合金马氏体相变