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TA5钛合金万瓦光纤激光焊接工艺研究

稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 417-423页

作者：雷小伟刘甲余巍陈利阳马照伟符成学洛阳船舶材料研究所河南洛阳471000

采用10 mm TA5钛合金,开展了万瓦级光纤激光焊接工艺研究。焊接过程高速摄影表明,当激光功率达到3~4 kW时,羽辉严重,飞溅及烟尘增加明显;不同功率焊缝截面形貌试验表明,较低焊接功率时,焊缝截面呈“楔形”,当激光功率达到6 kW以上时焊... 详细信息

采用10 mm TA5钛合金,开展了万瓦级光纤激光焊接工艺研究。焊接过程高速摄影表明,当激光功率达到3~4 kW时,羽辉严重,飞溅及烟尘增加明显;不同功率焊缝截面形貌试验表明,较低焊接功率时,焊缝截面呈“楔形”,当激光功率达到6 kW以上时焊缝截面过渡为“漏斗形”。采用激光功率为10~11 k W,焊接速度为1100~1500 mm/min的工艺得到成型优良的“小孔型”焊接试板,焊缝变为具有较大深宽比的典型的高能束形貌,深宽比达到2:1,对焊缝进行射线和渗透检测,满足无损检测标准要求;对焊接接头进行力学性能和工艺性能测试,结果表明:焊接接头强度可达800 MPa,弯曲测试能够满足标准,断口韧窝明显,为韧性断裂;金相测试显示,焊缝区截面为“束腰”形貌,柱状晶区明显,各柱状晶区有明显的竞争生长模式。焊缝区主要为锯齿状α+点状β。硬度检测显示,焊缝区相比母材硬度略有升高,热影响区硬度最低,满足钛合金接头硬度要求。

关键词： TA5钛合金大功率激光焊焊缝截面形貌接头性能

Nb对锆合金LOCA淬火相变及力学性能影响的分子动力学研究

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稀有金属材料与工程 2024年第6期53卷 1654-1665页

作者：胡丽娟张鸿林王子璇强媛媛姚美意谢耀平上海大学材料研究所上海200072

失水事故(loss of coolant accident, LOCA)下锆合金中原β-Zr层的力学性能对核安全具有重大意义,Nb作为锆合金中重要的合金元素对其有重要影响。运用分子动力学方法研究了Zr-x Nb(x=0, 0.5, 1, 2.5,质量分数,%)合金在淬火过程中的相变... 详细信息

失水事故(loss of coolant accident, LOCA)下锆合金中原β-Zr层的力学性能对核安全具有重大意义,Nb作为锆合金中重要的合金元素对其有重要影响。运用分子动力学方法研究了Zr-x Nb(x=0, 0.5, 1, 2.5,质量分数,%)合金在淬火过程中的相变行为和淬火后的拉伸行为,分析了Nb对其力学性能的作用机制。结果表明,Nb淬火相变模拟过程产生了类似原β-Zr组织的层片状多晶,这种层片状多晶主要由fcc和hcp结构原子组成;多晶的bcc→fcc相变路径遵从Brain位相关系,bcc→hcp相变路径遵从P-S位相关系;在降温过程中,添加的Nb会通过增大锆合金hcp与bcc结构的自由能之差来增加β→α的相变阻力,从而稳定锆合金的β相;Zr、Zr-0.5Nb和Zr-1Nb合金模型中Nb促进了晶界处bcc相的生成,使得变形集中于晶界,导致晶界易发生断裂;而Zr-2.5Nb中,晶粒内部的Nb含量较高,易形成bcc相,从而协调变形,提高其塑性;此外Zr-2.5Nb中团簇呈弥散分布,这使得其整体强度得到提高。

关键词：锆合金分子动力学原β-Zr 淬火相变力学性能

环辛二烯氘代、开环易位聚合及其聚合物的固相催化加成

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高分子学报 2024年第6期55卷 738-749页

作者：杜杰刘孟王丽萍郭彪谭欣欣罗文华中国工程物理研究院材料研究所绵阳621907

氘(氚)代聚合物是一类很有前景的惯性约束聚变靶材料.为制备具有较多加氚位点的氘代聚合物,开展了环辛二烯的氘代及开环易位聚合实验研究.对1,5-环辛二烯反应过程中间产物组分进行分析,研究了其氘代反应机理.通过核磁共振波谱(1H-NMR、2... 详细信息

氘(氚)代聚合物是一类很有前景的惯性约束聚变靶材料.为制备具有较多加氚位点的氘代聚合物,开展了环辛二烯的氘代及开环易位聚合实验研究.对1,5-环辛二烯反应过程中间产物组分进行分析,研究了其氘代反应机理.通过核磁共振波谱(1H-NMR、2H-NMR、13C-NMR)分析,表明环辛二烯氘代后的副产物为氘代环辛烯.研究了温度、添加剂、反应时间对产物氘代率及副产物生成率的影响,获得了优化的反应条件,并制备了氘代率高达96%的氘代1,3-环辛二烯.开展了(氘代)1,3-环辛二烯的开环易位聚合实验,其中大量连续共轭双键的存在导致聚合物结晶使得其溶解性较差.在5 wt%的Pd/BaSO4与Grubbs二代催化剂的存在下,开展了聚1,3-环辛二烯、氘代1,3-环辛二烯与氘代环辛烯共聚物的固相催化加氘实验,均可加氘至接近饱和,在此过程中伴随着明显的氢同位素交换反应.发展了一种均相固相催化氢同位素加成的方法,有望实现在已成型的氘代聚合物靶丸上直接加氚,从而制备氘-氚代聚合物靶丸.

关键词：氘代机理氘代聚合物开环易位聚合固相催化氘化

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(Nd,Ce,La)-Fe-B快淬带研究进展

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稀有金属 2024年第1期48卷 105-117页

作者：贺有年郭朝晖靖征朱明刚钢铁研究总院功能材料研究所北京100081

Nd-Fe-B永磁体需求的持续增长极大地加速了Nd,Pr,Dy和Tb等关键稀土元素的消耗,不仅导致这些低丰度稀土元素的价格上涨,而且还造成高丰度稀土Ce和La的大量积压。为了均衡高效利用稀土资源Ce和La,近年来,世界各国围绕(Nd,Ce,La)-Fe-B基永... 详细信息

Nd-Fe-B永磁体需求的持续增长极大地加速了Nd,Pr,Dy和Tb等关键稀土元素的消耗,不仅导致这些低丰度稀土元素的价格上涨,而且还造成高丰度稀土Ce和La的大量积压。为了均衡高效利用稀土资源Ce和La,近年来,世界各国围绕(Nd,Ce,La)-Fe-B基永磁材料开展了大量研发工作,发现添加Ce,La或La-Ce的永磁体不仅可降低成本,而且在Ce含量20%~30%(原子分数)时或La及La-Ce含量约10%时,可能呈现出矫顽力反常增大,而在Ce和/或La含量低于50%时,磁体仍会具有令人满意的磁性能,显示出极为广阔的应用前景。目前,研究和开发高性价比的Ce,La或La-Ce掺杂(Nd,Ce,La)-Fe-B永磁材料已成为磁性材料热点之一。对Ce-Fe-B磁体的结构和本征磁性进行了介绍,然后对Ce-Fe-B快淬薄带的磁性、微观结构和相析出行为,(Nd,Ce)-Fe-B快淬带的矫顽力反常增大、元素偏析和相分离,以及La和La-Ce添加对(Nd,Ce,La)-Fe-B快淬带微观结构和磁性能等方面的最新研究进展进行了综述,最后对相关领域未来研究发展趋势进行了展望。

关键词： Ce-Fe-B (Nd,Ce,La)-Fe-B 熔体快淬带磁性能微结构

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微缺陷对铀材料腐蚀的影响研究现状

稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 572-580页

作者：董豪鹏蔡定洲苏斌刘柯钊中国工程物理研究院材料研究所四川绵阳621907

铀及铀合金是核工业中重要的结构和功能材料,其腐蚀状态对于材料的使役有效性有重要影响。材料学因素,包括组分、组织结构、内部和表面的缺陷状态等是影响铀材料耐蚀性能的内因。本文重点综述了铀材料中微缺陷对腐蚀的影响规律的研究现... 详细信息

铀及铀合金是核工业中重要的结构和功能材料,其腐蚀状态对于材料的使役有效性有重要影响。材料学因素,包括组分、组织结构、内部和表面的缺陷状态等是影响铀材料耐蚀性能的内因。本文重点综述了铀材料中微缺陷对腐蚀的影响规律的研究现状,从杂质元素、夹杂、显微组织、表面状态4个方面系统梳理了国内外公开报道的研究工作和取得的规律认识。在此基础上,简要的提出了改善和消除微缺陷以提升铀材料耐蚀性能的策略。

关键词：铀材料微缺陷腐蚀规律

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含能材料通道式制备技术的发展思考

含能材料 2024年第3期32卷 232-234页

作者：范桂娟张祯琦中国工程物理研究院化工材料研究所

通道式制备技术具有高效的混合和传递性能、反应空间小、模块化结构、并行放大,可有效提高反应过程安全性和过程的精准调控,实现连续安全生产等优点,其应用领域正在从精细化工、医药等逐渐拓展至含能材料领域,可有效解决传统间歇反应模... 详细信息

通道式制备技术具有高效的混合和传递性能、反应空间小、模块化结构、并行放大,可有效提高反应过程安全性和过程的精准调控,实现连续安全生产等优点,其应用领域正在从精细化工、医药等逐渐拓展至含能材料领域,可有效解决传统间歇反应模式中所存在的合成过程可控性差、效率低、危险性高、工程放大难等问题。目前,通道式制备技术已实现了多种含能材料的合成、结晶及包覆过程,从而开启了含能材料制备模式的革新时代。

关键词：含能材料通道式模块化结构间歇反应传递性能工程放大可控性反应空间

SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的研究进展

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材料导报 2024年第3期38卷 80-89页

作者：张倩玮陈意高崔红吴小军西安航天复合材料研究所西安710025

SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备工艺原理与单一陶瓷相改性C/C复合材料的工艺原理基本相同,但SiC-ZrC复相陶瓷具有耐高温、温域宽(1600~2500℃)、抗氧化、工艺适应性好等优点,在测试和应用中表现出优异的力学性能和抗烧蚀性... 详细信息

SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备工艺原理与单一陶瓷相改性C/C复合材料的工艺原理基本相同,但SiC-ZrC复相陶瓷具有耐高温、温域宽(1600~2500℃)、抗氧化、工艺适应性好等优点,在测试和应用中表现出优异的力学性能和抗烧蚀性能,能够有效填补目前高温段热防护材料的空缺,因此已经成为C/C复合材料基体掺杂改性的重要选择,在航天飞行器防热领域极具应用潜力。本文针对C/C-SiC-ZrC复合材料的发展潜力和应用空间,从制备工艺、结构特征以及性能特点三个方面综述了C/C-SiC-ZrC复合材料当前的研究进展,分析了制备工艺对复合材料微结构和性能的影响规律,提出了基于工程应用C/C-SiC-ZrC防热材料的发展建议。

关键词： C/C复合材料 SiC-ZrC复相陶瓷基体改性

多孔碳陶瓷化改进反应熔渗法制备陶瓷基复合材料研究进展

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无机材料学报 2024年第6期39卷 623-633页

作者：赵日达汤素芳中国科学院金属研究所前沿材料研究部沈阳110016

连续纤维增强陶瓷基复合材料具有高强韧、耐氧化的特性,现已成为航空航天领域重要的高温结构候选材料。反应熔渗法可实现陶瓷基复合材料的大规模、短周期和低成本制备,是目前最具有商业化前景的技术之一。然而,传统反应熔渗法制得陶瓷... 详细信息

连续纤维增强陶瓷基复合材料具有高强韧、耐氧化的特性,现已成为航空航天领域重要的高温结构候选材料。反应熔渗法可实现陶瓷基复合材料的大规模、短周期和低成本制备,是目前最具有商业化前景的技术之一。然而,传统反应熔渗法制得陶瓷基复合材料存在着基体碳残留、纤维刻蚀等问题,导致材料力学与氧化-烧蚀性能不佳。为突破传统碳基体陶瓷化程度低的局限性,相关研究人员采用碳基体孔结构构筑方法,通过多孔碳基体取代传统熔渗预制体中致密碳基体,以促进碳基体的陶瓷化转变及反应熔体的消耗,进而实现陶瓷基复合材料的性能优化。本综述介绍了采用多孔碳陶瓷化策略制备SiC陶瓷、SiC/SiC复合材料、C/SiC复合材料及超高温陶瓷基复合材料的相关研究进展,并且通过与传统反应熔渗法对比,验证了多孔碳陶瓷化策略的优势,同时总结了相关多孔碳基体制备方法的发展演变过程,最后针对先进陶瓷基复合材料的基础理论与工艺技术需求,对多孔碳陶瓷化改进反应熔渗法的未来发展方向进行了展望。

关键词：陶瓷基复合材料反应熔渗法多孔碳陶瓷化综述

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超材料在军用隐身中的应用研究

材料工程 2024年第2期52卷 112-121页

作者：周鹏飞朱洪立李明俊张成军王兴一潘士兵山东非金属材料研究所济南250031

随着探测手段的发展,智能化与高精化的军用隐身探测技术对隐身材料的性能提出了更高的要求,传统材料受限于本身的性能很难实现轻量、宽频、强吸收等隐身要求,而超材料由于其可以按人的意志设计、调整结构并获得相关性能,在隐身领域具有... 详细信息

随着探测手段的发展,智能化与高精化的军用隐身探测技术对隐身材料的性能提出了更高的要求,传统材料受限于本身的性能很难实现轻量、宽频、强吸收等隐身要求,而超材料由于其可以按人的意志设计、调整结构并获得相关性能,在隐身领域具有极强的发展潜力,因此超材料在军用隐身领域中的相关研究受到了极大关注。本文综述了超材料的发展、特殊性能及应用,着重讨论了雷达隐身超材料、红外隐身超材料、雷达/红外兼容隐身超材料以及激光/红外兼容隐身超材料的研究与发展,指出目前超材料在军用隐身方面的研究多数停留在实验阶段,难以适应复杂多变的实际环境,今后应将研究集中在低成本制备与应用、宽频多波段兼容以及高耐温、高耐蚀性与高户外稳定性等方面。

关键词：超材料雷达隐身红外隐身兼容隐身激光隐身