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Fe-Ni基合金设计中前过渡族元素对结构与性能的影响

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材料工程 2022年第9期50卷 32-42页

作者：陈小龙李文生娄明徐凯陈雷雷常可可兰州理工大学有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋新材料与应用技术重点实验室浙江宁波315201

铁镍(Fe-Ni)基合金具有优异的高温强度、良好的强韧匹配以及耐腐蚀、抗氧化等特性,在核能、航空、航天领域应用广泛。然而,随着现代工业的飞速发展,材料的服役环境愈发苛刻,传统Fe-Ni基合金无法满足未来重大工程的应用需求。添加合金化... 详细信息

铁镍(Fe-Ni)基合金具有优异的高温强度、良好的强韧匹配以及耐腐蚀、抗氧化等特性,在核能、航空、航天领域应用广泛。然而,随着现代工业的飞速发展,材料的服役环境愈发苛刻,传统Fe-Ni基合金无法满足未来重大工程的应用需求。添加合金化元素是优化Fe-Ni基合金使役性能的重要手段,已成为当下的研究热点之一。本文综述了前过渡族元素添加对Fe-Ni合金相结构及性能的影响。基于相图、相变的热力学基础理论,重点讨论前过渡族元素(RE,Ti,V,Cr,Zr,Nb,Mo,Hf,Ta,W等)添加对合金物相结构的影响,论述Fe-Ni基合金成分-结构-服役性能的关系,指出当前元素改性Fe-Ni基合金的研究工作偏向于多元合金协同作用于Fe-Ni基合金,缺乏添加单一元素的研究与相应的热、动力学的数据支撑。提出在明确单一元素添加对Fe-Ni基合金结构及性能作用规律的基础上,探索不同元素的作用机理,建立相应的热、动力学数据库,优化合金在氧化过程中的模拟与计算的解决方法。

关键词：前过渡族元素 Fe-Ni基合金相图结构性能

偏压对高速钢表面AlTiN涂层结构与性能的影响

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中国有色金属学报 2016年第12期26卷 2564-2572页

作者：牛瑞丽李金龙刘栓王永欣史文陈建敏中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室宁波315201 上海大学材料科学与工程学院上海200012

为了改善高速钢上AlTiN涂层的组织和力学性能,研究不同偏压下制备的多弧离子镀AlTiN薄膜对高速钢表面的力学性能、切削液环境下的摩擦学行为、弱碱环境下的电化学腐蚀性能的影响。采用SEM和XRD研究不同偏压下薄膜的表面及截面形貌和相... 详细信息

为了改善高速钢上AlTiN涂层的组织和力学性能,研究不同偏压下制备的多弧离子镀AlTiN薄膜对高速钢表面的力学性能、切削液环境下的摩擦学行为、弱碱环境下的电化学腐蚀性能的影响。采用SEM和XRD研究不同偏压下薄膜的表面及截面形貌和相组成变化,采用纳米压痕仪测试AlTiN涂层硬度,利用往复式摩擦试验机研究干摩擦和切削液两种摩擦环境下的涂层的摩擦学性能。采用电化学工作站测试系统对比研究涂层的耐蚀性能。结果表明:涂层的硬度和耐磨性随着偏压的增加而明显增大;当偏压为80 V时,AlTiN涂层结构致密,在干摩擦及切削液环境下都具有较好摩擦学性能;当偏压为20 V时,AlTiN涂层在弱碱环境下具有良好的耐腐蚀性能。

关键词： AlTiN涂层偏压摩擦性能耐腐蚀性能

半导体用大尺寸单晶金刚石衬底制备及加工研究现状

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人工晶体学报 2023年第10期52卷 1733-1744页

作者：刘俊杰关春龙易剑宋惠江南西村一仁河南工业大学材料科学与工程学院郑州450001 中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋材料及相关技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室宁波315201

单晶金刚石具有超宽的禁带宽度、低的介电常数、高的击穿电压、高的热导率、高的本征电子和空穴迁移率,以及优越的抗辐射性能,是目前已知的最有前景的宽禁带高温半导体材料,被誉为“终极半导体”。但单晶金刚石在半导体上的大规模应用... 详细信息

单晶金刚石具有超宽的禁带宽度、低的介电常数、高的击穿电压、高的热导率、高的本征电子和空穴迁移率,以及优越的抗辐射性能,是目前已知的最有前景的宽禁带高温半导体材料,被誉为“终极半导体”。但单晶金刚石在半导体上的大规模应用还有很多技术难题急需解决。本文聚焦大尺寸(英寸级)单晶金刚石衬底的化学气相沉积合成、剥离切片及研磨抛光技术,通过对近年来的相关文献进行整理,综述了相关方面的国内外研究现状。在此基础上,对未来单晶金刚石半导体材料的制备、剥离和研磨抛光进行了展望。

关键词：单晶金刚石大尺寸沉积剥离研磨抛光半导体

液-固两相流环境中环氧树脂抗冲蚀磨损研究进展

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中国材料进展 2019年第6期38卷 594-601页

作者：于晶晶赵文杰王德亮吴英豪薛群基中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室浙江宁波315201 中国科学技术大学纳米学院江苏苏州215123

冲蚀磨损不仅会造成经济损失,而且存在巨大的安全隐患。一种高效、经济的保护方法是在工件表面涂覆有机防护材料。环氧树脂具有优异的性能,作为抗冲蚀磨损材料的应用潜力很大,但是应用的高要求和苛刻的服役环境迫切需要对环氧树脂进行... 详细信息

冲蚀磨损不仅会造成经济损失,而且存在巨大的安全隐患。一种高效、经济的保护方法是在工件表面涂覆有机防护材料。环氧树脂具有优异的性能,作为抗冲蚀磨损材料的应用潜力很大,但是应用的高要求和苛刻的服役环境迫切需要对环氧树脂进行改性来提高其抗冲蚀性能。系统总结了利用有机化合物改性环氧树脂和填料改性环氧树脂复合材料抗流体冲蚀磨损的研究进展;讨论了有机物改性环氧树脂复合材料的冲蚀行为,重点分析了不同特性的填料(填料尺寸、含量以及种类)增强环氧树脂复合材料在不同的冲蚀工况条件(冲击速度、冲击角度)下所表现的冲蚀特性;通过对目前抗冲蚀机理的总结与分析,指出环氧树脂抗冲蚀研究现存的问题并展望其未来发展趋势。

关键词：环氧树脂复合材料冲蚀磨损有机物改性填料改性

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析出型高性能铜合金的研究进展和展望

兵器材料科学与工程 2022年第5期45卷 189-196页

作者：胡芳怡郑哲帅郑必长许赪宋振纶刘宝胜太原科技大学材料科学与工程学院山西太原030024 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江宁波315201 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江宁波315201 浙江省海洋材料与防护技术重点实验室浙江宁波315201

随电子通讯、新能源汽车等新型产业的快速发展,高性能铜合金的需求日益迫切。析出型铜合金可通过析出相的精确控制实现力学性能、导电性能及其他功能性能的提升,是高性能铜合金发展的主要研究方向之一。本文综述了析出型高性能铜合金的... 详细信息

随电子通讯、新能源汽车等新型产业的快速发展,高性能铜合金的需求日益迫切。析出型铜合金可通过析出相的精确控制实现力学性能、导电性能及其他功能性能的提升,是高性能铜合金发展的主要研究方向之一。本文综述了析出型高性能铜合金的最新研究进展,着重探讨了析出型高性能铜合金的设计和制备工艺的研究进展,同时从材料构效关系角度对其当前问题进行了讨论,对未来发展进行了展望。

关键词：铜合金析出相性能组织进展

溅射能量对WC/a-C：H薄膜结构与性能的影响

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中国有色金属学报 2018年第5期28卷 955-963页

作者：孙尚琪刘翔王永欣王立平薛群基昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室宁波315201

为探究溅射能量对WC/a-C:H薄膜结构与性能的影响,并讨论WC掺杂对a-C:H薄膜的影响。通过非平衡磁控溅射+等离子体增强化学气相沉积法(UBMS+PACVD),以WC靶作为溅射靶,C_2H_2为反应气体,通过调制溅射靶电流,在316不锈钢基体上制备WC/a-C:H... 详细信息

为探究溅射能量对WC/a-C:H薄膜结构与性能的影响,并讨论WC掺杂对a-C:H薄膜的影响。通过非平衡磁控溅射+等离子体增强化学气相沉积法(UBMS+PACVD),以WC靶作为溅射靶,C_2H_2为反应气体,通过调制溅射靶电流,在316不锈钢基体上制备WC/a-C:H系列薄膜。用场发射电镜、透射电镜、X射线衍射仪、XPS、拉曼光谱等对薄膜的微观结构和成分进行表征,用划痕仪、纳米硬度仪测试了薄膜的力学性能,用多功能摩擦机对薄膜的摩擦学性能进行分析。结果表明:WC主要以β-WC_(1-x)纳米晶的形式均匀分布在非晶碳中,随着溅射靶电流的上升,薄膜中W含量和膜基结合力呈上升趋势,在11A时上升至21.9%(摩尔分数)和18.6 N,而I_D/I_G比值和硬度逐渐降低至0.55和11 GPa。溅射靶电流为4 A时,WC/a-C:H薄膜表现出较好的磨损性能,摩擦因数低至0.15,磨损率为5.38×10^(-7) mm^3/(N?m)。

关键词：溅射靶电流 WC/a-C:H薄膜摩擦磨损

PVD CrN和CrSiN涂层在海水环境中的腐蚀和磨损行为（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2016年第1期26卷 175-184页

作者：单磊章杨荣王永欣李金龙蒋欣陈建敏中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室宁波315201 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省海洋材料与防护技术重点实验室宁波315201 浙江纺织服装职业学院机电分院宁波315211

为提升316L不锈钢在海水中的耐磨性,采用多弧离子镀在316L不锈钢上沉积CrN和CrSiN涂层。对涂层进行系统地表征,用浸泡试验和极化测试评价涂层的耐腐蚀性能,用球-盘摩擦方式测试涂层在海水环境中的摩擦学性能。结果表明,CrN涂层的衍射峰... 详细信息

为提升316L不锈钢在海水中的耐磨性,采用多弧离子镀在316L不锈钢上沉积CrN和CrSiN涂层。对涂层进行系统地表征,用浸泡试验和极化测试评价涂层的耐腐蚀性能,用球-盘摩擦方式测试涂层在海水环境中的摩擦学性能。结果表明,CrN涂层的衍射峰有很强的(111)和(200)取向,而CrSiN涂层的这两个峰相对较弱。CrSiN涂层的硬度比CrN涂层略高,且CrSiN涂层表现出更优越的耐蚀性。CrSiN在海水中的摩擦因数和磨损率相对CrN涂层均有所降低,表明掺杂元素Si有利于提高涂层在海水环境中的摩擦学性能。这两种涂层可有效提升316L不锈钢在海水中的耐磨性。

关键词： CrSiN涂层磨损腐蚀海水

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石墨烯基防腐涂层研究进展

表面技术 2019年第6期48卷 46-55页

作者：崔明君任思明王永刚蒲吉斌赵海超王立平宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211 中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室浙江宁波315201

自石墨烯发现以来,其优异的导电性、力学性能、热导性、光学性能等吸引了研究学者的广泛关注。此外,石墨烯稳定的sp^2杂化结构使其自身具有良好的化学惰性、抗氧化能力和抗渗透性,被认为是一种理想的防腐材料,在金属材料的防腐领域具有... 详细信息

自石墨烯发现以来,其优异的导电性、力学性能、热导性、光学性能等吸引了研究学者的广泛关注。此外,石墨烯稳定的sp^2杂化结构使其自身具有良好的化学惰性、抗氧化能力和抗渗透性,被认为是一种理想的防腐材料,在金属材料的防腐领域具有非常大的应用前景。基于此,综述了石墨烯防护薄膜和石墨烯/有机涂层在金属腐蚀防护领域的研究进展,并从分散角度阐述了石墨烯的功能化对有机涂层防腐性能的影响;同时归纳了石墨烯的高导电性对有机涂层防护性能的影响以及防护机理。最后展望了石墨烯薄膜和石墨烯有机涂层在金属腐蚀防护应用方面面临的一系列难题以及发展方向。

关键词：石墨烯薄膜腐蚀防护金属石墨烯/有机涂层导电性改性

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甲壳素酰化改性的研究进展

化工进展 2016年第7期35卷 2166-2172页

作者：施文涛陈鹏中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室宁波市高分子材料重点实验室浙江宁波315201

甲壳素作为一种来源广泛的生物质材料,具有良好的生物相容性和抑菌性,可用于药物缓释、伤口包覆、组织植入、生物分离、重金属吸附等高附加值领域,但强烈的氢键作用使其不熔难溶,需经改性以促进其加工和应用。本文简要回顾了甲壳素酰化... 详细信息

甲壳素作为一种来源广泛的生物质材料,具有良好的生物相容性和抑菌性,可用于药物缓释、伤口包覆、组织植入、生物分离、重金属吸附等高附加值领域,但强烈的氢键作用使其不熔难溶,需经改性以促进其加工和应用。本文简要回顾了甲壳素酰化改性的发展历程,重点介绍均相条件下甲壳素的各种酰化方法,如在甲磺酸、氯化锂/二甲基乙酰胺、离子液体、三氟乙酸酐中进行反应,以及在非均相条件下提高酰化效率的各种方法,如优选催化剂、结构活化等,比较了各种方法的优缺点,并简述了甲壳素酰化产物的性能特点和应用。目前甲壳素非均相酰化工艺较成熟,已实现工业化,但仍有一定的局限性和缺点。最后展望了均相和非均相酰化可能的改进方向。

关键词：甲壳素酰化均相非均相