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不同热处理态的304和321奥氏体不锈钢在氯化铵环境中的应力腐蚀行为对比研究

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表面技术 2018年第11期47卷 126-133页

作者：马宏驰吴伟周霄骋王亮北京科技大学新材料技术研究院北京100083

目的对比研究原始、固溶和敏化态的304和321奥氏体不锈钢在模拟加氢催化氯化铵环境中的应力腐蚀(SCC)行为及机理。方法将304和321奥氏体不锈钢经过热处理制备成固溶和敏化态试样,采用U形弯试样在模拟加氢催化氯化铵环境中浸泡的应力腐... 详细信息

目的对比研究原始、固溶和敏化态的304和321奥氏体不锈钢在模拟加氢催化氯化铵环境中的应力腐蚀(SCC)行为及机理。方法将304和321奥氏体不锈钢经过热处理制备成固溶和敏化态试样,采用U形弯试样在模拟加氢催化氯化铵环境中浸泡的应力腐蚀试验方法对其进行研究,通过观察U形弯弧顶的腐蚀形貌和开裂时间,并结合腐蚀及裂纹的SEM照片和电化学测试结果进行分析。结果原始和固溶状态304不锈钢U形弯试样在氯化铵溶液环境中开裂时间为25d左右,断口形貌分别为穿晶断口和沿晶断口;敏化态试样18 d后发生开裂,断口形貌为穿晶和沿晶的混合断口。原始和固溶态321不锈钢U形弯试样在该环境中经过39 d均无应力腐蚀裂纹;敏化试样经30 d后产生宏观开裂。电化学测试结果显示,不同热处理态的304不锈钢在氯化铵溶液中均具有明显的点蚀敏感性,321不锈钢在该环境中耐点蚀和应力腐蚀的能力优于304不锈钢。结论不同状态的304不锈钢在高温氯化铵环境中具有较强的应力腐蚀倾向,特别是敏化态试样;321不锈钢在该环境中的应力腐蚀敏感性相对较小,但敏化处理显著增加了其沿晶应力腐蚀倾向,而固溶态试样具有明显的沿晶腐蚀特征。

关键词：奥氏体不锈钢氯化铵应力腐蚀固溶处理敏化

自支撑CVD金刚石膜光学性能与热学性能相关性研究

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表面技术 2018年第4期47卷 11-16页

作者：贾鑫闫雄伯安康魏俊俊陈良贤刘金龙李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083

目的通过等离子体喷射制备不同质量CVD金刚石膜并研究其光学及热学性能,试图建立起两种性能的相互关联性。方法采用光学显微镜、X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和NETZSCH LFA467导热仪检测CVD金刚石膜的表面形貌、... 详细信息

目的通过等离子体喷射制备不同质量CVD金刚石膜并研究其光学及热学性能,试图建立起两种性能的相互关联性。方法采用光学显微镜、X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和NETZSCH LFA467导热仪检测CVD金刚石膜的表面形貌、晶粒尺寸、结构特征和红外光学性能、热学性能。结果金刚石自支撑膜的光学性能及热学性能密切相关,本质上取决于氮和非金刚石相的含量。当金刚石膜内氮质量分数大于0.009%时,氮含量是决定光学性能及热学性能的关键因素,且两者随着氮含量的增加呈线性衰减趋势;当氮质量分数小于0.009%时,氮的影响相对较小,晶粒尺寸成为影响金刚石膜热导率的主要因素,此时晶粒尺寸对金刚石膜红外透过率影响较小。此外,金刚石中C—H吸收与非金刚石相含量正相关,其对金刚石光学及热学性能影响规律与N杂质基本一致。结论 CVD金刚石膜的热导率和红外透过率随着金刚石膜的氮杂质含量和C—H吸收系数的降低而逐渐提高,当达到一定程度,红外透过率相对热导率的增加表现出滞后性。

关键词：等离子体喷射自支撑金刚石膜热学性能光学性能相互关系

镁基六铝酸镧喷涂粉末制备及其热处理工艺研究

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粉末冶金技术 2018年第5期36卷 370-376页

作者：何明涛孟惠民王宇超任鹏伟北京科技大学新材料技术研究院

采用固相反应法合成热障涂层用镁基六铝酸镧(LaMgAl11O19),通过离心喷雾干燥造粒制备LaMgAl11O19粉末,并对粉末进行热处理研究,将未热处理和热处理后的粉末通过等离子喷涂制备LaMgAl11O19涂层并在1100℃高温氧化1 h。通过场发射扫描电... 详细信息

采用固相反应法合成热障涂层用镁基六铝酸镧(LaMgAl11O19),通过离心喷雾干燥造粒制备LaMgAl11O19粉末,并对粉末进行热处理研究,将未热处理和热处理后的粉末通过等离子喷涂制备LaMgAl11O19涂层并在1100℃高温氧化1 h。通过场发射扫描电子显微镜、霍尔流量计、X射线衍射等方法对LaMgAl11O19粉末的微观形貌、流动性、松装密度、物相和涂层形貌进行了分析。结果表明:离心喷雾干燥造粒工艺获得了粒径均匀、流动性好的LaMgAl11O19球形粉末,但粉末颗粒内部结构疏松不致密;热处理能明显改善LaMgAl11O19球形粉末的流动性和致密度,并能有效的避免涂层分解、改善涂层成分、提高涂层的性能。本试验中的最佳热处理温度为1450℃,与未热处理粉末相比,经过1450℃热处理后粉末的流动性为12.1 s·50 g-1,流动时间缩短了19.9%,松装密度提高了83.4%;制备的涂层孔隙率更低,结构更为致密,有效的降低了喷涂过程中涂层非晶相的形成。

关键词： LaMgAl11O19 离心喷雾干燥热处理相对密度涂层

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增材制造NiTi合金研究进展

粉末冶金技术 2022年第2期40卷 159-171页

作者：徐汉权陈泽鑫路新陈刚曲选辉北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083

NiTi作为一种形状记忆合金,具有优异的形状记忆效应、超弹性、耐腐蚀性、生物相容性,在生物医用、航空航天、微机电等领域均有着广泛的应用。增材制造(additive manufacturing,AM)技术作为一种新兴的加工方式,能够提高NiTi合金加工效率... 详细信息

NiTi作为一种形状记忆合金,具有优异的形状记忆效应、超弹性、耐腐蚀性、生物相容性,在生物医用、航空航天、微机电等领域均有着广泛的应用。增材制造(additive manufacturing,AM)技术作为一种新兴的加工方式,能够提高NiTi合金加工效率,并扩展NiTi合金应用领域。本文介绍了近年来国内外增材制造NiTi合金的研究进展,主要包括增材制造加工过程中原料及工艺的选择,熔池、晶粒、析出物、缺陷等的组织特点,原料、工艺参数、热处理对增材制造NiTi合金力学性能、相变温度、形状记忆效应、超弹性、表面质量的影响。最后对增材制造NiTi合金的研究现状进行了总结,展望了未来的发展趋势。

关键词： NiTi合金形状记忆合金增材制造相变组织性能

应变速率对藕状多孔镁平行于气孔方向压缩变形行为与力学性能的影响

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中国有色金属学报 2016年第4期26卷 747-757页

作者：刘新华晏玉平谢建新北京科技大学新材料技术研究院北京100083

采用定向凝固法制备藕状多孔镁,采用GLEEBLE-1500材料模拟实验机和直撞式霍普金森压杆(SHPB)实验设备,在10^(-3)~1650 s^(-1)的应变速率范围内,沿平行于气孔方向进行压缩变形实验,研究应变速率对藕状多孔镁压缩变形行为和力学性能的影... 详细信息

采用定向凝固法制备藕状多孔镁,采用GLEEBLE-1500材料模拟实验机和直撞式霍普金森压杆(SHPB)实验设备,在10^(-3)~1650 s^(-1)的应变速率范围内,沿平行于气孔方向进行压缩变形实验,研究应变速率对藕状多孔镁压缩变形行为和力学性能的影响及影响机理。结果表明:藕状多孔镁沿平行于气孔方向的压缩变形过程主要包含线弹性变形阶段、局部坍塌变形阶段、低应力平台变形阶段和密实化阶段4个阶段,其中平台变形阶段较宽(应变在0.2~0.7之间)。平行于气孔方向压缩时,应变速率对藕状多孔镁的变形行为影响显著,在应变速率e&<60 s^(-1)条件下变形时,主要以孔壁首先发生局部剪切断裂,然后孔壁向孔隙内塌陷的方式变形,而在较高应变速率e&=450~1650 s^(-1)条件下变形时,主要以孔壁首先发生整体偏转,然后产生弯曲折断的方式变形;应变速率对藕状多孔镁的坍塌应力和平台应力有较明显的影响,其影响机制主要是由于不同应变速率时孔壁的变形方式发生变化,而受冲击波效应的影响不明显。

关键词：藕状多孔镁应变速率变形行为力学性能变形机制

三乙醇胺浓度对HA/TiO_2梯度复合涂层性能的影响

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硅酸盐学报 2016年第9期44卷 1365-1372页

作者：赵磊黄哲邵慧萍崔倩月张乐任向远北京科技大学新材料技术研究院北京100083

研究了不同三乙醇胺(TEA)浓度悬浮液对电泳沉积法制备的羟基磷灰石(HA)/Ti O_2梯度复合涂层性能的影响,并分析了悬浮液中TEA的分散机理。研究表明:当悬浮液中三乙醇胺(简称TEA)的体积浓度为30 m L/L时,悬浮液中HA/Ti O_2的平均粒径最小(... 详细信息

研究了不同三乙醇胺(TEA)浓度悬浮液对电泳沉积法制备的羟基磷灰石(HA)/Ti O_2梯度复合涂层性能的影响,并分析了悬浮液中TEA的分散机理。研究表明:当悬浮液中三乙醇胺(简称TEA)的体积浓度为30 m L/L时,悬浮液中HA/Ti O_2的平均粒径最小(24.47 nm),Zeta电位最高(67.7 m V),说明此时悬浮液的稳定性最高,HA/Ti O_2梯度复合涂层表面形貌均匀,而且没有团聚和裂纹出现,其厚度均匀,大约在25μm左右;涂层Ca与P的元素原子比为1.76,与人体骨中的钙磷比十分接近;涂层在模拟体液中浸泡1 h后,腐蚀电位最高(37.88 m V),腐蚀电流密度最小(0.21 m A/cm2),说明此时涂层的耐腐蚀性最好;当悬浮液中TEA浓度为30 m L/L时,涂层结合强度最高,拉伸法测得此时HA/Ti O_2梯度复合涂层的结合力达到8.85 MPa。

关键词：电泳沉积三乙醇胺双电层羟基磷灰石

应变速率对藕状多孔镁垂直于气孔方向压缩变形行为与力学性能的影响

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中国有色金属学报 2016年第12期26卷 2488-2498页

作者：刘新华晏玉平谢建新北京科技大学新材料技术研究院北京100083

利用定向凝固法制备藕状多孔镁,采用GLEEBLE^(-1)500型材料模拟实验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,在以1×10^(-3)~1650 s^(-1)的应变速率范围内沿垂直于气孔方向进行压缩实验,研究应变速率对藕状多孔镁压缩变形行为和力学性能的影... 详细信息

利用定向凝固法制备藕状多孔镁,采用GLEEBLE^(-1)500型材料模拟实验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,在以1×10^(-3)~1650 s^(-1)的应变速率范围内沿垂直于气孔方向进行压缩实验,研究应变速率对藕状多孔镁压缩变形行为和力学性能的影响。结果表明:当垂直于气孔方向压缩时,藕状多孔镁的应力-应变曲线分为应力线性增加的弹性阶段、应力缓慢增加的平台阶段和应力急剧增加的密实化阶段,应力随应变的增加持续增大,无应力峰值的出现。而当垂直于气孔方向压缩时,应变速率对藕状多孔镁的变形行为影响显著,在应变速率ε<60 s^(-1)条件下,主要变形方式为气孔先发生椭圆化变形,然后部分气孔的孔壁率先向气孔内发生弯月形塌陷并形成垂直于压缩方向的先变形带,随后变形带不断产生,从而逐步实现密实化;而较高应变速率(ε=450~1650 s^(-1))下的变形方式虽然气孔也是先后发生椭圆化、孔壁向气孔内的弯曲塌陷等变形并形成先变形带,但先变形带沿试样对角线方向率先形成,并随压缩进行不断向与对角线垂直的方向扩展。应变速率对藕状多孔镁的力学性能有较明显的影响,其影响机制主要是由于不同应变速率时气孔的变形方式发生了变化。

关键词：藕状多孔镁应变速率变形行为力学性能变形机制

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地铁杂散电流对管道牺牲阳极的影响及防护

石油学报 2016年第1期37卷 117-124页

作者：董亮姜子涛杜艳霞路民旭孟庆思北京科技大学新材料技术研究院北京100083

直流牵引的城市地铁系统随着铁轨绝缘性能下降会泄漏杂散电流,对附近埋地管道及其牺牲阳极阴极保护系统造成干扰,威胁管道及其阴极保护系统的安全运行。利用数值模拟技术实现该类干扰问题的计算求解,通过已有文献数据进行验证,同时根据... 详细信息

直流牵引的城市地铁系统随着铁轨绝缘性能下降会泄漏杂散电流,对附近埋地管道及其牺牲阳极阴极保护系统造成干扰,威胁管道及其阴极保护系统的安全运行。利用数值模拟技术实现该类干扰问题的计算求解,通过已有文献数据进行验证,同时根据实际案例计算分析了地铁杂散电流对埋地管道阴极保护水平及牺牲阳极输出的影响规律,针对获得的影响规律提出了相应的防护方法,并分析了其有效性,研究结果可为埋地管道地铁杂散电流干扰的防护设计提供参考。

关键词：地铁杂散电流埋地管道牺牲阳极影响规律防护方法

MPCVD金刚石薄膜微波功率和沉积压力匹配性研究

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人工晶体学报 2022年第5期51卷 910-919页

作者：张帅安康邵思武黄亚博杨志亮陈良贤魏俊俊刘金龙郑宇亭李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学顺德研究生院佛山528399

微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法制备的高质量金刚石在很多领域均有广泛应用前景。本研究采用9 kW微波功率,分别在13 kPa、14 kPa、15.5 kPa、17 kPa的腔室压力下进行薄膜沉积实验,发现在15.5 kPa、17 kPa的腔室压力下沉积的薄膜在... 详细信息

微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法制备的高质量金刚石在很多领域均有广泛应用前景。本研究采用9 kW微波功率,分别在13 kPa、14 kPa、15.5 kPa、17 kPa的腔室压力下进行薄膜沉积实验,发现在15.5 kPa、17 kPa的腔室压力下沉积的薄膜在中心区域出现异常生长情况,具体表现为中心存在明显的阶梯式凸起。为揭示薄膜中心出现异常沉积的原因,使用SEM和Raman分析薄膜表面形貌和质量,通过数值模拟进行沉积过程建模计算和分析功率密度和流场分布。结果表明在相同功率下,提高腔室压力,压缩等离子体,因平均自由程较短,扩散能力不足,将导致衬底中心区域比边缘区域更易密集生长,金刚石薄膜中心区域出现明显的阶梯。同时,薄膜整体的生长速率、均匀性、质量均会在超过压力极值后降低。

关键词：金刚石薄膜 MPCVD 沉积压力微波功率均匀性数值模拟