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微弧氧化及包埋渗铝法制备的复合涂层高温抗蚀性能

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材料工程 2018年第1期46卷 44-52页

作者：黄祖江蒋智秋董婉冰童庆李伟洲广西大学材料科学与工程学院南宁530004 广西生态型铝产业协同创新中心南宁530004

采用包埋渗铝技术在C103铌合金基体上制备Al/C103,通过微弧氧化(MAO)处理获得Al_2O_3陶瓷膜外层。利用X射线衍射仪(XRD)和配有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM),分析复合涂层高温腐蚀前后的成分和组织结构,并研究其高温氧化和热腐蚀行为与机... 详细信息

采用包埋渗铝技术在C103铌合金基体上制备Al/C103,通过微弧氧化(MAO)处理获得Al_2O_3陶瓷膜外层。利用X射线衍射仪(XRD)和配有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM),分析复合涂层高温腐蚀前后的成分和组织结构,并研究其高温氧化和热腐蚀行为与机理。结果表明:包埋渗铝处理的Al/C103经1000℃氧化10h后增重为6.98mg/cm^2,微弧氧化结合包埋渗铝制备的MAO/Al/C103增重为2.89mg/cm^2;氧化20h后,MAO/Al/C103增重为57.52mg/cm^2,高于Al/C103的28.08mg/cm^2。在900℃熔融混合盐(75%Na2SO4和25%NaCl,质量分数)中腐蚀50h后,Al/C103和MAO/Al/C103的增重分别为70.54,55.71mg/cm^2,表面生成了Al_2O_3和钙钛矿结构NaNbO3相;部分NaNbO3堵塞MAO微孔,阻碍熔盐向内扩散,MAO/Al/C103试样表现出较优的抗热腐蚀性。

关键词：微弧氧化包埋渗铝高温氧化热腐蚀铌合金

Er和Si对铝基储热合金导热系数及相变潜热的影响

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金属学报 2020年第11期56卷 1485-1494页

作者：朱伟强俞牧知唐旭陈孝阳许征兵曾建民广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室南宁530004 广西大学广西生态型铝产业协同创新中心南宁530004

为探究Er、Si对铝基储热合金导热系数和相变储热值的影响,制备了Si的质量分数分别为12%、14%、16%,上述Si含量条件下,Er的质量分数分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的合金。根据实验测得的比热容、热扩散系数和密度,通过计算得到合金的导... 详细信息

为探究Er、Si对铝基储热合金导热系数和相变储热值的影响,制备了Si的质量分数分别为12%、14%、16%,上述Si含量条件下,Er的质量分数分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的合金。根据实验测得的比热容、热扩散系数和密度,通过计算得到合金的导热系数,同时测量了合金的相变潜热,运用理论模型对合金的相变潜热进行计算,通过方差分析Er和Si含量对合金相变潜热的影响。分析结果表明,Er可以有效改善Al-Si合金中的初生Si形态,细化组织;Si含量为16%时,加入0.2%、0.6%Er的合金相变潜热分别为414.8和406.5 J/g。理论模型计算表明,考虑组元固-液相之间的比热容差对熵的贡献时,得到的合金相变潜热较未考虑的计算结果误差更小;对Al-12Si-x Er、Al-16Si-x Er相变潜热理论计算模型进行了修正,修正模型计算得到的合金相变潜热值和实测潜热值更为吻合。方差分析显示,在显著性水平p=0.05的条件下,Si含量对材料相变潜热有显著影响。

关键词： Er Si 铝基储热合金导热系数相变潜热

高速电弧喷涂FeAlCrTiC涂层组织结构及耐磨、耐腐蚀性能

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材料导报 2019年第16期33卷 2771-2776页

作者：周治文江旭东黄朴陈孝阳韦德满许征兵广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室南宁530004 广西大学广西生态型铝产业协同创新中心南宁530004

采用高速电弧喷涂技术,在45钢表面制备FeAlCrTiC耐磨耐腐蚀涂层。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪、洛氏硬度计、销盘式磨粒磨损试验机、万能试验机及电化学工作站对涂层的微观结构和性能进行研究和分析。结... 详细信息

采用高速电弧喷涂技术,在45钢表面制备FeAlCrTiC耐磨耐腐蚀涂层。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪、洛氏硬度计、销盘式磨粒磨损试验机、万能试验机及电化学工作站对涂层的微观结构和性能进行研究和分析。结果表明:高速电弧喷涂制备的FeAlCrTiC涂层具有典型的紧密层状堆叠结构,含有晶体相、氧化物和少量非晶体相;涂层内部的孔隙率低,平均值仅为5.36%;涂层与基体的主要结合方式为机械结合,结合强度高,达到了40.56 MPa;涂层表面的洛氏硬度为45.5HRC,涂层的相对耐磨性达到了1.776;涂层的自腐蚀电位相比基体提高了113.8 mV,耐腐蚀性能较好。

关键词：高速电弧喷涂 FeAlCrTiC 组织耐磨耐腐蚀

FeAlMoCrC和FeAlNiMoCrC涂层在700℃氧化行为研究

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稀有金属材料与工程 2020年第9期49卷 3225-3234页

作者：江旭东周治文许征兵陈孝阳韦德满曾建民广西有色金属及特色材料加工重点实验室广西南宁530004 广西生态型铝产业协同创新中心广西南宁530004

采用高速电弧喷涂技术,将2种自主研发的丝材喷射到45钢表面制备出FeAlMoCrC和FeAlNiMoCrC涂层,分析2种涂层的组织结构,研究2种涂层和基体在700℃下的循环氧化行为。结果表明:FeAlMoCrC涂层主要由FeAl、FeCr和Fe2AlV 3种金属间化合物和Al... 详细信息

采用高速电弧喷涂技术,将2种自主研发的丝材喷射到45钢表面制备出FeAlMoCrC和FeAlNiMoCrC涂层,分析2种涂层的组织结构,研究2种涂层和基体在700℃下的循环氧化行为。结果表明:FeAlMoCrC涂层主要由FeAl、FeCr和Fe2AlV 3种金属间化合物和Al2O3、Fe3O42种氧化物组成;FeAlNiMoCrC涂层主要由AlNi、AlCr2、FeNi3、Fe8Cr4种金属间化合物和Al2O3、Cr2O3和Fe3O43种氧化物组成。计算涂层的孔隙率,发现涂层内部孔隙率较低,均在10%以内。对所绘制的氧化增重曲线进行拟合分析后发现,FeAlNiMoCrC涂层的氧化速率常数较小,氧化指数大,氧化速率慢,抗氧化性能良好。结合物相和组织分析,可以认为涂层中低的孔隙率和氧化产物中生成连续且致密的Al2O3、Cr2O3、Fe3O4等氧化膜,是抗高温氧化性能提高的主要原因。

关键词：高速电弧喷涂 FeAlMoCrC和FeAlNiMoCrC涂层组织结构氧化行为

高温处理Al-Zn-In-Er合金低熔点共晶组织与电化学行为研究

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稀有金属 2020年第5期44卷 508-516页

作者：陈孝阳沈梓楠聂煌辉李孔德许征兵曾建民广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室广西南宁530004 广西生态型铝产业协同创新中心广西南宁530004

微合金化和热处理能有效提升合金的电化学性能。前期研究发现,高温处理后,Al-Zn-In-Er合金在基体中会析出球笼状低熔点共晶组织,有鉴于此,本文拟定了Al-Zn-In-Er合金640℃保温8 h的高温处理制度,分别以急冷和缓冷两种不同的冷却方式冷却... 详细信息

微合金化和热处理能有效提升合金的电化学性能。前期研究发现,高温处理后,Al-Zn-In-Er合金在基体中会析出球笼状低熔点共晶组织,有鉴于此,本文拟定了Al-Zn-In-Er合金640℃保温8 h的高温处理制度,分别以急冷和缓冷两种不同的冷却方式冷却,研究该合金中低熔点共晶的组织演变特点与合金电化学行为。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)、X射线衍射(XRD),研究了不同冷却方式下合金中球笼状组织及其组成。通过测试极化曲线、电化学阻抗谱,研究了合金在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的电化学行为。测试了合金在人造海水中的电流效率。结果表明,高温处理后在合金基体中析出的球笼状组织主要为Al3Er与铝锌固溶体形成的低熔点共晶组织;合金自腐蚀电流密度升高,急冷试样的自腐蚀电流密度可达46.31μA,缓冷试样为12.64μA;高温处理后电流效率降低;缓冷使合金组织和球笼状第二相分布更加均匀,工作电位更加稳定;合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀呈现典型的点蚀特征。

关键词： Al-Zn-In-Er合金高温处理微观组织电化学性能

稀土Y及热处理对6016铝合金组织与性能的影响

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材料导报 2022年第19期36卷 135-142页

作者：卢博李安敏饶宇汪林忠左天辰胡杨广西大学资源环境与材料学院南宁530004 广西生态型铝产业协同创新中心南宁530004 广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室南宁530004

为了提高6016铝合金的性能,通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)等实验方法,研究了稀土元素钇(Y)及其含量和热处理工艺对6016铝合金的组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着Y的添加... 详细信息

为了提高6016铝合金的性能,通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)等实验方法,研究了稀土元素钇(Y)及其含量和热处理工艺对6016铝合金的组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着Y的添加,6016铝合金的晶粒明显细化,并且细化的晶粒分布趋于均匀,当Y的添加量为0.35%(质量分数)时,合金的晶粒细化效果、强度、断后伸长率达到最佳值,而当过量添加Y时,在相同的热处理状态下,合金力学性能有所降低。Y元素主要以Al 3Y、AlFeSiY化合物的形式存在于晶界上,能够促使再结晶形核率的增加,有利于小角度界面向大角度界面发展,对合金回复再结晶过程有积极作用。6016铝合金具有良好的烤漆硬化性,添加0.35%Y元素的合金经模拟烤漆6 h后,抗拉强度达到320 MPa,屈服强度达到270 MPa,相比于其T4p态,抗拉强度提升68 MPa,屈服强度提升116 MPa。

关键词： 6016铝合金晶粒细化拉伸性能再结晶烤漆硬化效应

Er含量对均匀化退火前后Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr合金组织及力学性能的影响

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材料导报 2020年第18期34卷 18086-18092页

作者：丁俊赵艳君李志飞庞兴志唐鹏胡治流广西大学资源环境与材料学院南宁530004 广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室南宁530004 广西生态型铝产业协同创新中心南宁530004

本工作在5083铝合金Al-5Mg-0.5Mn中复合添加0.24%(质量分数)Zr和不同含量的Er制备了Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr-x Er合金,并对其进行320℃×20 h+450℃×20 h双级均匀化退火,研究不同Er含量与0.24%Zr复合添加对其组织及力学性能的影响规律以及... 详细信息

本工作在5083铝合金Al-5Mg-0.5Mn中复合添加0.24%(质量分数)Zr和不同含量的Er制备了Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr-x Er合金,并对其进行320℃×20 h+450℃×20 h双级均匀化退火,研究不同Er含量与0.24%Zr复合添加对其组织及力学性能的影响规律以及Al 3Er的演变过程,借助TEM和元素的面扫分析手段探讨了Er元素的分布特征。研究结果表明,当Er含量为0.42%时,均匀化退火前Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr-x Er合金的最大显微硬度、抗拉强度和延伸率分别为77.6HV、232.8 MPa和15.3%;经过320℃×20 h+450℃×20 h均匀化退火后,合金的显微硬度、抗拉强度和延伸率分别为86.1HV、262.4 MPa和13.3%。随着Er含量在0.068%~0.52%区间增大,合金中形成的(Al,Mg,Mn,Er,Zr)复合白色相不断增多,其尺寸也不断增大,从球状、小块状及长条状向粗大鱼骨状转变;经过320℃×20 h+450℃×20 h的均匀化退火后,上述白色相逐渐扩散溶解,粗大鱼骨状基本消失,转变成小球状及小长条状,弥散分布在合金中。均匀化退火前,Er、Mg元素经常“相伴偏聚”,Er主要以Al(Er x Mg 1-x)粗大复合相的形式存在;均匀化退火后,合金中析出了5~25 nm的Al 3Er粒子,其与基体形成了基本完全共格的关系,而10~30 nm的Al 3(Er,Zr)粒子则均匀分布于基体中,进一步提高了合金的强度。

关键词： Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr- x Er合金 Al 3Er相均匀化退火力学性能

基于分子动力学模拟技术的生物质油改性沥青微观性能研究

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材料导报 2022年第19期36卷 120-125页

作者：屈鑫丁鹤洋王超刘玉汪海年广西大学资源环境与材料学院南宁530004 广西生态型铝产业协同创新中心南宁530004 广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室南宁530004

为了进一步验证生物质油改性沥青在沥青路面中应用的可行性,将不同掺量的生物质油掺入沥青中,借助分子动力学技术及宏观试验研究了生物质油对沥青微观技术性能的影响及机理。引入内聚能密度和Hansen溶解度等微观评价指标,以动态模量-内... 详细信息

为了进一步验证生物质油改性沥青在沥青路面中应用的可行性,将不同掺量的生物质油掺入沥青中,借助分子动力学技术及宏观试验研究了生物质油对沥青微观技术性能的影响及机理。引入内聚能密度和Hansen溶解度等微观评价指标,以动态模量-内聚能密度关系验证沥青模型的合理性,进而研究包括微观杨氏模量、微观泊松比、微观黏度和溶解度参数在内的微观性能。研究表明,基于甘油三酯(TG)平均分子结构获得的生物质油改性沥青分子模型具有良好的可靠性;在微观尺度下,沥青材料的内聚能密度越大,沥青中各分子之间的黏结也越牢固,宏观上表现出更强的抗剪切变形能力;而掺量逐步增大的生物质油会使沥青模型的杨氏模量和泊松比有所降低,在一定载荷下,生物质油的掺入会使沥青变得更加柔和,其在水平方向的变形也会更小;同样,沥青模型的黏度也会随着生物质油掺量的增加而有所降低。另外,计算了SBS改性剂、生物质油及沥青的Hansen溶解度参数,结果证实了SBS与沥青的储存稳定性差的微观机理在于两者的Hansen溶解度参数相差较大,同时,相比于SBS改性剂,生物质油的Hansen溶解度参数与沥青更为接近。从微观机理上可以推断,生物质油改性沥青的储存稳定性优于SBS改性沥青。本工作探明了生物质油对沥青微观性质的影响,进一步拓展了研究沥青材料的科学方法,为生物质油改性沥青在道路施工中的存储和应用提供了理论基础。

关键词：路面工程道路材料生物质油力学性能分子动力学 Hansen溶解度参数

空心微珠/金属基复合泡沫制备方法与吸能性能的研究进展

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复合材料学报 2020年第6期37卷 1370-1382页

作者：潘利文饶德旺杨超杨倚旺王瑾胡治流广西大学资源环境与材料学院南宁530004 广西有色金属及特色材料加工重点实验室南宁530004 广西生态型铝产业协同创新中心南宁530004

金属基复合泡沫是由空心微珠和金属基体复合而成的一种新型结构功能多孔复合材料。它具有许多优异的性能,如轻质、高比强度、高比刚度、高吸能能力、隔热、吸声隔音及电磁屏蔽等,高吸能能力是金属基复合泡沫的突出特点,在防撞、减振、... 详细信息

金属基复合泡沫是由空心微珠和金属基体复合而成的一种新型结构功能多孔复合材料。它具有许多优异的性能,如轻质、高比强度、高比刚度、高吸能能力、隔热、吸声隔音及电磁屏蔽等,高吸能能力是金属基复合泡沫的突出特点,在防撞、减振、缓冲及防爆抗振的汽车、航空航天、军事装备及船舶等领域具有广阔的应用前景。本文对金属基复合泡沫的基体材料、空心微珠填充材料、影响金属基复合泡沫压缩吸能性能的因素及压缩吸能机制进行了概述,重点报道了金属基复合泡沫常用的制备工艺及近年来铝基、镁基、锌基及钢基复合泡沫吸能性能的研究进展,分析了当前研究中存在的一些问题,并对金属基复合泡沫的应用现状作了阐述,最后展望了金属基复合泡沫的研究发展趋势。

关键词：金属基复合泡沫制备方法吸能机制压缩性能吸能能力比吸能