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真空吸渗技术制备生物可降解(HA+β-TCP)/Zn−3Sn相互连续复合材料的显微组织和性能

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2021年第10期31卷 3075-3086页

作者：颜廷亮王香范金龙聂其东哈尔滨工程大学超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

利用真空吸渗技术制备(HA+β-TCP)/Zn−3Sn相互连续复合材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪(XRD)、力学性能测试、电化学实验、浸泡实验和紫外分光光度计分别研究复合材料的显微组织、力学性能、腐蚀行为和溶血率。研究结果表明,Zn−3Sn合... 详细信息

利用真空吸渗技术制备(HA+β-TCP)/Zn−3Sn相互连续复合材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪(XRD)、力学性能测试、电化学实验、浸泡实验和紫外分光光度计分别研究复合材料的显微组织、力学性能、腐蚀行为和溶血率。研究结果表明,Zn−3Sn合金渗透到多孔HA+β-TCP骨架中形成致密的(HA+β-TCP)/Zn−3Sn相互连续复合材料,Zn−3Sn合金和HA+β-TCP骨架之间未出现反应层。复合材料的压缩强度约为Zn−3Sn合金块体的3/4。复合材料在模拟体液中的腐蚀速率略高于Zn−3Sn合金块体的,表面腐蚀产物主要是Zn(OH)2。复合材料的溶血率低于Zn−3Sn合金块体的,具有较好的血液相容性。

关键词： (HA+β-TCP)/Zn−3Sn相互连续复合材料显微组织力学性能腐蚀行为溶血率

双缺陷调控的Z型BiVO_(4-x)/g-C3N_(4-x)异质结的制备及其光催化全解水

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复合材料学报 2022年第10期39卷 4642-4651页

作者：杨玉蓉王佳慧马远驰邱敏闫国民刘宇飞黑河学院理学院黑河164300 哈尔滨工程大学超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

为了获得高效的全解水光催化体系,采用固相烧结法和水热法制备了双缺陷调控的Z型BiVO_(4-x)/g-C3N_(4-x)异质结,对异质结的微观结构和光电特性进行了表征,测试了BiVO_(4-x)/g-C3N_(4-x)异质结的光催化全解水制氢、氧的性能。结果表明:... 详细信息

为了获得高效的全解水光催化体系,采用固相烧结法和水热法制备了双缺陷调控的Z型BiVO_(4-x)/g-C3N_(4-x)异质结,对异质结的微观结构和光电特性进行了表征,测试了BiVO_(4-x)/g-C3N_(4-x)异质结的光催化全解水制氢、氧的性能。结果表明:丰富的氧空位和氮空位的引入、紧密连接的复合结构界面及直接Z型异质结的构筑,提高了材料对可见光的吸收,加快了光生电荷的分离和传输,从而导致材料具有高效的光催化活性。双缺陷调控的Z型BiVO_(4-x)/g-C_(3)N_(4-x)异质结具有优异的光催化活性和稳定性,在可见光照射下,不添加任何吸收剂析氢速率可达654μmol/(h·g),是g-CN前驱体的6.5倍,析氧速率可达302μmol/(h·g),经过20 h的长时间可见光照射,样品的光催化活性没有下降。

关键词：双缺陷 BiVO_(4) g-C_(3)N_(4) Z型异质结光催化全解水

稀土对等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响

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表面技术 2023年第6期52卷 61-69,79页

作者：方玉兰刘瑞良宋天宇刘爱东哈尔滨工程大学、材料科学与化学工程学院、超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

目的研究稀土对液相等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响。方法将稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O添加到电解液中,在17-4PH不锈钢表面制备有无稀土添加的液相等离子体电解渗碳层。通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线... 详细信息

目的研究稀土对液相等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响。方法将稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O添加到电解液中,在17-4PH不锈钢表面制备有无稀土添加的液相等离子体电解渗碳层。通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪分析渗层的表面形貌、截面组织和相结构,利用维氏硬度计、洛氏硬度计和摩擦磨损试验机评价渗层的硬度、塑韧性和耐磨性。结果渗碳层主要由碳化物、“膨胀”α相和少量铁氧化物组成,稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O均可以促进等离子体电解渗碳层表面碳化物的生成,且稀土CeCl_(3)·7H_(2)O可以有效抑制渗层表面铁氧化物的生成。添加稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O后,渗层表面多孔化合物层厚度由20μm分别减小至15μm和8μm,致密层+扩散层的厚度从20μm分别增加至46μm和45μm。添加稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O后,渗层的有效硬化层厚度可达70μm,是不加稀土时的3倍以上,截面硬度呈梯度分布。添加稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O后,渗层表面洛氏压痕附近的径向裂纹出现了明显的偏转。添加稀土LaCl_(3)·7H_(2)O可使摩擦前期摩擦因数显著降低至0.14,磨痕宽度减至534μm,主要发生氧化磨损、化合物层剥落和磨粒磨损,而添加稀土CeCl_(3)·7H_(2)O可使摩擦因数一直维持在0.21左右,磨痕宽度显著减少至226μm,主要发生轻微的磨粒磨损。结论稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O均可以改善渗层表面质量,提高等离子体电解渗碳层的耐磨性,且稀土CeCl_(3)·7H_(2)O的效果更显著。

关键词：不锈钢等离子体电解渗碳稀土组织结构耐磨性

稀土氧化物掺杂对YSZ热障涂层热物理性能影响的研究进展

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材料导报 2023年第24期37卷 104-109页

作者：刘电超金国井勇智崔秀芳房永超陈卓王薪贺哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

随着航空发动机和燃气轮机(简称“两机”)服役温度的升高,目前,在两机热端部件表面防护方面应用最为广泛的热障涂层(Thermal barrier coatings, TBCs)存在陶瓷层材料氧化钇稳定氧化锆(Yttria-stabilized zirconia, YSZ)在高温下会发生... 详细信息

随着航空发动机和燃气轮机(简称“两机”)服役温度的升高,目前,在两机热端部件表面防护方面应用最为广泛的热障涂层(Thermal barrier coatings, TBCs)存在陶瓷层材料氧化钇稳定氧化锆(Yttria-stabilized zirconia, YSZ)在高温下会发生相转变、热膨胀系数与金属基底不匹配以及烧结导致涂层的热导率升高等问题,严重影响TBCs的服役寿命。新一代TBCs陶瓷面层材料分为以下几类:(1)稀土氧化物稳定YSZ;(2)钙钛矿结构陶瓷材料;(3)稀土六铝酸盐或稀土钽酸盐;(4)烧绿石或萤石结构稀土锆酸盐。其中,稀土氧化物掺杂可有效降低YSZ热障涂层的热导率,提高其热膨胀系数、高温相稳定性及耐烧结性能,被认为是提高YSZ热障涂层高温稳定性的有效方法。基于此,本文重点阐述了单元或多元稀土氧化物掺杂YSZ热障涂层材料的研究进展,讨论了稀土氧化物掺杂对YSZ陶瓷面层高温相稳定性、热导率和热膨胀系数的影响机理。基于耦合作用机理为未来稀土氧化物掺杂YSZ热障涂层的研发提供一定的借鉴。

关键词：热障涂层掺杂机理热导率热膨胀系数相转变行为

放电等离子烧结制备高纯Ta_(2)AlC陶瓷及其高温氧化行为

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材料导报 2021年第12期35卷 12044-12048页

作者：胡聪应国兵刘璐孙铖文栋张建峰张晨王香王乘河海大学力学与材料学院南京211100 哈尔滨工程大学超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

以Ta粉、Al粉和炭黑粉为原料,利用自蔓延高温合成、无压烧结和放电等离子烧结组合工艺,成功制备了高纯Ta_(2)AlC块体陶瓷,研究了放电等离子烧结制备的Ta_(2)AlC块体的微观形貌与性能。制备的Ta_(2)AlC块体的硬度、弯曲强度和断裂韧性分... 详细信息

以Ta粉、Al粉和炭黑粉为原料,利用自蔓延高温合成、无压烧结和放电等离子烧结组合工艺,成功制备了高纯Ta_(2)AlC块体陶瓷,研究了放电等离子烧结制备的Ta_(2)AlC块体的微观形貌与性能。制备的Ta_(2)AlC块体的硬度、弯曲强度和断裂韧性分别为5.6 GPa、510 MPa和6.16 MPa·m^(1/2)。放电等离子烧结工艺升温速率快、烧结时间短、制备的陶瓷晶粒细小,细晶强化效果明显,使得块体陶瓷有明显的高硬度和强度。Ta_(2)AlC陶瓷在700~900℃空气中恒温氧化时,表现出线性氧化动力学特征,氧化层的主要成分从700℃的Ta_(2)O_(5)逐渐转变成800~900℃时的Ta_(2)O_(5)和AlTaO_(4)。

关键词： Ta_(2)AlC 放电等离子烧结力学性能氧化行为

Ce含量对Mg-Li-Al-Zn合金显微组织和拉伸性能的影响(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2012年第4期22卷 779-785页

作者：吴利斌刘旭贺巫瑞智崔崇亮张景怀张密林哈尔滨工程大学超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

制备了Mg-5Li-3Al-2Zn-xCe(x=0-2.5;质量分数,%)铸态合金,并将所得合金分别于300°C和370°C进行均匀化和固溶处理;研究固溶处理后合金显微组织和拉伸性能的变化。结果表明,合金中加入Ce后出现Al2Ce/Al3Ce析出相,此时合金主要由α-Mg、A... 详细信息

制备了Mg-5Li-3Al-2Zn-xCe(x=0-2.5;质量分数,%)铸态合金,并将所得合金分别于300°C和370°C进行均匀化和固溶处理;研究固溶处理后合金显微组织和拉伸性能的变化。结果表明,合金中加入Ce后出现Al2Ce/Al3Ce析出相,此时合金主要由α-Mg、Al2Ce、Al3Ce和AlLi相组成;固溶处理后合金中AlLi和Al-Ce析出相数量减少。析出相的数量与形态对合金的力学性能十分重要,含有1.0%Ce的合金获得了优良的拉伸性能。固溶处理后Mg-5Li-3Al-2Zn-0.5Ce合金的强度和伸长率都得到了大幅度的提高,这是因为合金在固溶处理后由于基体中的溶质原子增加而获得良好的固溶强化作用。

关键词：镁锂合金铈热处理固溶强化拉伸性能

5A06铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊T形接头组织与性能

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焊接学报 2022年第6期43卷 56-60,95,I0006页

作者：秦丰张春波周军乌彦全梁武巫瑞智哈尔滨焊接研究院有限公司黑龙江省先进摩擦焊接技术与装备重点实验室哈尔滨150028 哈尔滨工程大学超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

采用静止轴肩搅拌摩擦焊方法实现了10 mm厚5A06铝合金T形接头的焊接.通过低主轴转速匹配高焊接速度与高主轴转速匹配低焊接速度两组不同的焊接参数,结合拉伸试验、宏观与微观金相分析、电子背散射衍射(electron backscattered diffracti... 详细信息

采用静止轴肩搅拌摩擦焊方法实现了10 mm厚5A06铝合金T形接头的焊接.通过低主轴转速匹配高焊接速度与高主轴转速匹配低焊接速度两组不同的焊接参数,结合拉伸试验、宏观与微观金相分析、电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)分析与扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)断口分析,研究了热输入对焊接接头力学性能与组织的影响.结果表明,在两组焊接参数下均可获得无孔洞缺陷的全焊透T形接头,焊缝表面光滑平整,几乎无减薄发生;热输入不同会改变搅拌针与周围材料的摩擦形式,引起焊缝出现弱结合缺陷,并影响接头抗拉强度;在高主轴转速匹配低焊接速度时,焊缝中心重叠区顶部易产生弱结合缺陷,导致接头抗拉强度较低,为198 MPa,拉伸试样断裂在筋板.在低主轴转速匹配高焊接速度时,焊缝无缺陷存在,接头抗拉强度为287 MPa,拉伸试样断裂在底板.

关键词：搅拌摩擦焊静止轴肩 T形接头焊接缺陷

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铝导电材料的研究进展

材料科学与工艺 2014年第6期22卷 53-61页

作者：王天资巫瑞智张景怀刘滨哈尔滨工程大学超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

铝由于其具有质轻、导电性能良好等优点被广泛用于电线电缆行业中,并且由于其成本较低,成为取代铜导线的首选材料.本文综述了国内外铝导电材料的研究进展,分析了铝材导电的基本原理,提出了提高铝材导电能力的几种方法,并对铝导电材料的... 详细信息

铝由于其具有质轻、导电性能良好等优点被广泛用于电线电缆行业中,并且由于其成本较低,成为取代铜导线的首选材料.本文综述了国内外铝导电材料的研究进展,分析了铝材导电的基本原理,提出了提高铝材导电能力的几种方法,并对铝导电材料的发展进行了展望.

关键词：铝导电材料纯度合金化复合电导率

Ta_2AlC–Ta_4AlC_3复合材料放电等离子烧结制备与力学性能

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硅酸盐学报 2019年第1期47卷 104-108页

作者：马凤辰应国兵宿琳张晨骆鸿戴中华王香王乘河海大学力学与材料学院南京211100 超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨工程大学哈尔滨150001

以Ta粉、Al粉、TaC粉末为原料,针对摩尔比n(Ta):n(Al):n(TaC)=1:1.4:1的体系额外加入质量分数分别为10%、20%、30%的TaC粉末,利用放电等离子烧结(SPS)法原位合成Ta_2AlC陶瓷复合材料。结果表明:摩尔比为n(Ta):n(Al):n(TaC)=1:1.4:1的体系可以合成高纯度Ta_2AlC陶瓷,并随着TaC含量的增加,体系中Ta_4AlC_3不断增多,表明Ta_2AlC与TaC高温下发生反应转变成Ta_4AlC_3。SPS法可以制备出细晶Ta_2AlC–Ta_4AlC_3复合材料,Ta_4AlC_3含量的变化可以显著改变材料的力学性能,添加20%TaC制备的Ta_2AlC–Ta_4AlC_3复合材料力学性能最为突出,其弯曲强度、压缩强度、断裂韧性分别为753.84 MPa、1 029.55 MPa和7.65 MPa·m1/2,细晶强化和复合材料中同类的MAX第二相相互交叠强化是Ta_2AlC–Ta4Al C3复合材料具备高力学性能的主要原因。

关键词： Ta2AlC–Ta4AlC3复合材料放电等离子烧结物相组成力学性能