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梯度层对铜基复合材料摩擦学性能的影响

中南大学学报（自然科学版） 2024年第8期55卷 3120-3128页

作者：陆均明李恒青张磊李卫刘洋赈暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院广东广州510632 暨南大学高性能金属耐磨材料技术国家地方联合工程研究中心广东广州510632 西北工业大学材料科学与工程学院陕西西安710072

采用粉末冶金方法制备均质石墨−铜复合材料(10%C/Cu,质量分数)和2层梯度石墨−铜复合材料(7%C/Cu-10%C/Cu),研究梯度层对石墨−铜复合材料物理性能和摩擦学性能的影响,并对其摩擦磨损机制进行分析。研究结果表明:梯度复合材料的致密度和... 详细信息

采用粉末冶金方法制备均质石墨−铜复合材料(10%C/Cu,质量分数)和2层梯度石墨−铜复合材料(7%C/Cu-10%C/Cu),研究梯度层对石墨−铜复合材料物理性能和摩擦学性能的影响,并对其摩擦磨损机制进行分析。研究结果表明:梯度复合材料的致密度和导电性相比于均质复合材料都得到了显著提升。在法向载荷为24、26和30 N时,梯度复合材料的磨损率相比于均质复合材料分别降低了8.24%、12.10%和11.30%;梯度材料和均质材料的平均摩擦因数和磨损率均随载荷的增加而升高;梯度复合材料的磨痕深度、宽度和材料挤出高度都比均质复合材料的小,且均随载荷的增加而增大。2种复合材料的磨损机制主要以磨粒磨损为主,氧化磨损和黏着磨损为辅。

关键词：粉末冶金梯度复合材料石墨-铜复合材料摩擦学性能磨损机制

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基于涂层改性炮管寿命的研究进展

中国腐蚀与防护学报 2024年第2期44卷 295-302页

作者：李硕李希超赵经香戴作强徐斌孙明月郑莉莉青岛大学机电工程学院、动力集成及储能系统工程技术中心、电动汽车智能化动力集成技术国家地方联合工程技术中心(青岛) 青岛266071 中国科学院金属研究所、沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016 中国科学院金属研究所、中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

随着武器装备的各项指标不断提升,火炮的发展受到身管寿命的限制,目前身管寿命的延长已成为重要研究方向。本文综述了身管内膛涂层改性技术的发展历程及最新研究进展,从火炮身管的失效机理出发,指出对火炮身管内膛表面进行改造的困难。... 详细信息

随着武器装备的各项指标不断提升,火炮的发展受到身管寿命的限制,目前身管寿命的延长已成为重要研究方向。本文综述了身管内膛涂层改性技术的发展历程及最新研究进展,从火炮身管的失效机理出发,指出对火炮身管内膛表面进行改造的困难。重点对Cr涂层、Ta涂层、新陶瓷涂层等一系列涂层的性能以及研究进展进行了阐述。分析对比各种涂层改性中的优缺点,旨为继续进行身管延寿技术的研究提供参考。

关键词：火炮身管寿命内堂表面改性 Cr 涂层 Ta涂层陶瓷涂层

激光粉床熔融Ti-6Al-4V热处理的研究现状:微观组织演变和耐腐蚀性能

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工程科学学报 2024年第8期46卷 1393-1402页

作者：朱金岭程军陈靓瑜江苏科技大学材料科学与工程学院镇江212100 国家模具质量监督检验中心昆山215300 西北有色金属研究院西安710016 佛山市(华南)新材料研究院佛山528200

针对激光粉床熔融Ti-6Al-4V热处理问题,对现有文献进行总结,讨论热处理对激光粉床熔融Ti-6Al-4V的组织和腐蚀行为的影响.围绕组织决定材料性能这一观点,通过扫描电子显微镜观察热处理前后激光粉床熔融Ti-6Al-4V微观组织变化,恒电位极化... 详细信息

针对激光粉床熔融Ti-6Al-4V热处理问题,对现有文献进行总结,讨论热处理对激光粉床熔融Ti-6Al-4V的组织和腐蚀行为的影响.围绕组织决定材料性能这一观点,通过扫描电子显微镜观察热处理前后激光粉床熔融Ti-6Al-4V微观组织变化,恒电位极化实验分析耐腐蚀性能的差异,将热处理前后激光粉床熔融Ti-6Al-4V的组织和耐腐蚀性能变化相联系,两者相互比较印证.结果发现,细针状α′马氏体相和残余应力是造成激光粉床熔融Ti-6Al-4V耐腐蚀性能变差的主要原因,适当的热处理可以促进细针状α′马氏体分解,增加体心立方β相,消除残余应力,改善激光粉床熔融Ti-6Al-4V的耐蚀性能.同时,过分的热处理会造成激光粉床熔融Ti-6Al-4V晶粒度的增加,影响钝化膜的稳定性.最后,总结现有结论,对激光粉床熔融Ti-6Al-4V热处理未来发展做出展望.

关键词：激光粉床熔融热处理钛合金微观组织耐蚀性能

硼掺杂金刚石薄膜电化学高级氧化处理对硝基苯酚研究

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工业水处理 2024年

作者：江晶崔兆伦张楚燕黄楠东北大学机械工程与自动化学院中国科学院金属研究所沈阳材料国家研究中心中国科学技术大学材料科学与工程学院

对硝基苯酚废水具有高化学需氧量（COD），生物危害性和难降解性等特点，采用传统方法难以高效去除。本文利用硼掺杂金刚石薄膜电极对其进行降解。考察了电流密度，流速和初始浓度对对硝基苯酚降解的影响，发现随着电流密度、流速增大... 详细信息

对硝基苯酚废水具有高化学需氧量（COD），生物危害性和难降解性等特点，采用传统方法难以高效去除。本文利用硼掺杂金刚石薄膜电极对其进行降解。考察了电流密度，流速和初始浓度对对硝基苯酚降解的影响，发现随着电流密度、流速增大，降解效率增加；而随着初始浓度增加，降解效率反而减小。利用甲醇和叔丁醇做猝灭剂验证羟基自由基（·OH）和硫酸根自由基的活性作用，证明添加猝灭剂后，去除率从99.5%下降至76.2%和56.2%。利用液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）检测了最优实验条件下不同初始浓度降解过程的中间产物，确定降解路径主要由·OH取代硝基并加成直至不稳定裂环。通过检测COD计算电流效率和耗能分析硼掺杂金刚石薄膜电极电化学高级氧化处理对硝基苯酚的经济性。

关键词：硼掺杂金刚石电化学水处理对硝基苯酚

低价锆氧化物Zr_(3)O的结构、热力学和弹性性质第一性原理研究

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第3期34卷 952-965页

作者：周虹伶陈莉君杨晓玲刘许旸孙超栾佰峰重庆大学材料科学与工程学院轻合金材料国际合作联合实验室沈阳材料科学国家研究中心重庆400044 重庆大学航空航天学院重庆400044 中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室成都610213 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

采用第一性原理系统地研究3种Zr_(3)O晶形(空间群分别为R3c(斜方六面体)、R32(斜方六面体)和P6322(六面体))的晶格动力学及其与温度相关的热力学和力学性质。计算得到的3种Zr_(3)O晶形的晶体结构参数与实验结果一致。此外,证明3种Zr_(3)... 详细信息

采用第一性原理系统地研究3种Zr_(3)O晶形(空间群分别为R3c(斜方六面体)、R32(斜方六面体)和P6322(六面体))的晶格动力学及其与温度相关的热力学和力学性质。计算得到的3种Zr_(3)O晶形的晶体结构参数与实验结果一致。此外,证明3种Zr_(3)O结构在动力学和热力学上均具有稳定性。获得了3种Zr_(3)O晶形在0~1500 K温度范围内的熵、焓、吉布斯自由能、比热容、热膨胀系数和弹性模量等性质。发现3种Zr_(3)O晶形在0K时的相对稳定性顺序为Zr_(3)O(R3c)>Zr_(3)O(R32)>Zr_(3)O(P6_(3)22);然而,在50 K时Zr_(3)O(R3c)转变成Zr_(3)O(R32),在540K时转变为Zr_(3)O(P6_(3)22)。相较于其他2种Zr_(3)O相,Zr_(3)O(R32)表现出更优越的力学性能。

关键词：第一性原理 Zr_(3)O 晶格动力学热力学性质弹性模量

钛合金表面Si改性铝化物涂层制备及其高温氧化行为

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材料研究学报 2024年

作者：刘国强冯长杰辛丽马天宇常皓潘钰璇朱圣龙沈阳航空航天大学材料科学与工程学院中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心东北大学材料科学与工程学院

用多弧离子镀技术在钛合金表面沉积不同Si含量的Al-Si涂层并对其进行真空扩散退火处理，研究了Si含量对这种涂层的显微结构和高温抗氧化性能的影响。结果表明，这种Si改性扩散铝化物涂层具有层状结构，主要由TiAl3、TiAl2和TiAl等Ti-Al... 详细信息

用多弧离子镀技术在钛合金表面沉积不同Si含量的Al-Si涂层并对其进行真空扩散退火处理，研究了Si含量对这种涂层的显微结构和高温抗氧化性能的影响。结果表明，这种Si改性扩散铝化物涂层具有层状结构，主要由TiAl3、TiAl2和TiAl等Ti-Al金属间化合物相以及Ti5Si3和Ti5Si4析出相组成，部分Si替位固溶在Ti Al3中生成了Ti(Al,Si)3。在650℃循环氧化后Si改性铝化物涂层表现出优良的抗高温氧化性能；在750℃循环氧化，随着涂层中Si含量的提高涂层的抗高温氧化性能随之提高。

关键词：金属材料 Si改性铝化物涂层钛合金高温氧化扩散

钛合金表面Ti-Al-Si扩散涂层的制备和显微结构

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中国腐蚀与防护学报 2024年

作者：刘国强冯长杰辛丽马天宇常皓潘钰璇朱圣龙中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳航空航天大学材料科学与工程学院东北大学材料科学与工程学院

采用离子镀的方法将Si含量不同的Al-Si合金涂层沉积在钛合金表面，然后在不同温度下进行真空退火处理，得到不同组成结构的扩散Ti-Al-（Si）涂层。结果表明，650℃真空退火，得到的扩散Ti-Al-（Si）涂层是以TiAl3相为主的单层涂层，Si... 详细信息

采用离子镀的方法将Si含量不同的Al-Si合金涂层沉积在钛合金表面，然后在不同温度下进行真空退火处理，得到不同组成结构的扩散Ti-Al-（Si）涂层。结果表明，650℃真空退火，得到的扩散Ti-Al-（Si）涂层是以TiAl3相为主的单层涂层，Si置换固溶于TiAl3形成Ti（Al,Si）3固溶体，当涂层中Si含量超过15%（原子分数），τ2相Ti-Al-Si三元化合物析出，与Ti（Al,Si）3固溶体构成多相单层涂层，上述单层涂层中都存在明显的贯穿裂纹。800℃和900℃真空退火，得到的扩散Ti-Al-（Si）涂层为多层结构；表层为TiAl3层，Si置换固溶于TiAl3层中，Si含量较高时，Ti-Si二元或（和）Ti-Al-Si三元化合物作为第二相析出，析出相的数量随退火温度升高递增；TiAl3层与钛合金基体之间为TiAl2、TiAl、Ti3Al、Ti5Si3和Ti5Si4中一个或多个构成的中间层。多层结构明显地抑制了扩散Ti-Al-Si涂层中贯穿裂纹的形成。

关键词： Si改性铝化物涂层钛合金真空退火扩散显微结构

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陶瓷材料表面织构减摩抗磨性能的研究进展

粉末冶金材料科学与工程 2024年

作者：张杰张巍沈阳工业大学材料科学与工程学院中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心

表面织构是陶瓷材料有效的减摩抗磨手段，能够减少陶瓷在滑动时的摩擦因数以及因磨损所带来的损耗。本文从陶瓷表面织构的制备、类型、几何参数以及摩擦学机理出发，对其进行综合评述。首先，对陶瓷材料表面织构主要的制备方法进行介绍... 详细信息

表面织构是陶瓷材料有效的减摩抗磨手段，能够减少陶瓷在滑动时的摩擦因数以及因磨损所带来的损耗。本文从陶瓷表面织构的制备、类型、几何参数以及摩擦学机理出发，对其进行综合评述。首先，对陶瓷材料表面织构主要的制备方法进行介绍(激光加工、反应离子刻蚀)。其次，讨论了表面织构的类型(凸体、凹坑、凹槽、仿生织构等)以及几何参数(宽度、深度、面积占比等)对陶瓷摩擦学性能的影响。随后，分别分析了表面织构在干滑动以及润滑情况下的摩擦学机理。在干滑动情况下，表面织构能够困住磨损碎屑以及降低陶瓷与对磨体的接触面积；在润滑情况下，表面织构能够改善陶瓷在滑动时的流体动压和润湿性，这均能使得陶瓷的摩擦学性能提升。最后，对陶瓷表面织构目前面临的难题以及未来的研究方向分别进行了总结与展望。

关键词：陶瓷材料表面织构摩擦磨损润滑

NaF对WE43镁合金在NaCl溶液中缓蚀机制(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：杨云天周钰昕卢小鹏马吉睿杨俊杰王福会东北大学沈阳材料科学国家研究中心暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院暨南大学韶关研究院

采用SEM、TEM、EPMA、XRD、XPS和电化学测试等测试方法，系统研究了NaF对WE43镁合金在3.5 wt.% NaCl溶液中微观形貌、成分和腐蚀性能的影响。结果表明，NaF是一种有效的WE43镁合金缓蚀剂。在中性pH的NaCl溶液中，当NaF浓度为40 mmol/L... 详细信息

采用SEM、TEM、EPMA、XRD、XPS和电化学测试等测试方法，系统研究了NaF对WE43镁合金在3.5 wt.% NaCl溶液中微观形貌、成分和腐蚀性能的影响。结果表明，NaF是一种有效的WE43镁合金缓蚀剂。在中性pH的NaCl溶液中，当NaF浓度为40 mmol/L时，抑制效率最高，为92.6%。缓蚀剂与溶解的Mg2+发生反应，形成并沉积双层致密且具有保护性的腐蚀产物，抑制了WE43合金的溶解。用FIB和TEM分析了该双层腐蚀膜层的微观结构和组成。腐蚀膜外层主要由NaMgF3、MgF2和MgO组成，内层主要由MgO和MgF2组成。

关键词：镁合金缓蚀剂腐蚀腐蚀膜层缓蚀机制