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烧结温度和保温时间对黏结剂喷射增材制造AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金显微组织和性能的影响

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中国有色金属学报 2024年第4期34卷 1201-1214页

作者：王启航李静静胡时东袁嘉明蔡道生魏青松华中科技大学材料成形与模具技术国家重点试验室武汉430074 武汉易制科技有限公司武汉430074

AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金具有断裂强度高、抗疲劳强度高等优点。本研究使用黏结剂喷射增材制造技术(Binder jetting additive manufacturing,BJAM)制备该合金,通过调节烧结温度(1290℃~1350℃)和保温时间(1~5 h)探究烧结工艺对该... 详细信息

AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金具有断裂强度高、抗疲劳强度高等优点。本研究使用黏结剂喷射增材制造技术(Binder jetting additive manufacturing,BJAM)制备该合金,通过调节烧结温度(1290℃~1350℃)和保温时间(1~5 h)探究烧结工艺对该合金的显微组织及拉伸性能的影响。结果表明:烧结温度和保温时间通过影响孔隙率及晶粒大小直接影响高熵合金烧结件的性能;孔隙率的下降与晶粒长大同时发生,两因素耦合影响烧结件的力学性能。1350℃保温3 h样品的伸长率达7.09%、致密度达92.5%,1350℃保温1 h样品的屈服强度和断裂强度分别达到600.19 MPa和1021.32 MPa。

关键词：黏结剂喷射共晶高熵合金烧结工艺显微组织拉伸性能

轻烧温度及球磨工艺对盐湖Mg(OH)_(2)制备镁砂烧结行为影响

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硅酸盐学报 2024年第9期52卷 3003-3011页

作者：徐义彪李亚伟鄢文周芬武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司武汉430082

以盐湖氢氧化镁为原料,经650、750、850℃和950℃保温1 h轻烧,随后将轻烧MgO团聚体球磨(0.5、1.0、3.0、5.0、12.0、24.0 h)破碎,压制成型后于1600℃保温3 h制备了烧结镁砂,探讨了轻烧温度及球磨时间对镁砂显微结构及烧结性能的影响。... 详细信息

以盐湖氢氧化镁为原料,经650、750、850℃和950℃保温1 h轻烧,随后将轻烧MgO团聚体球磨(0.5、1.0、3.0、5.0、12.0、24.0 h)破碎,压制成型后于1600℃保温3 h制备了烧结镁砂,探讨了轻烧温度及球磨时间对镁砂显微结构及烧结性能的影响。结果表明:随轻烧温度由650℃升高到850℃,轻烧MgO团聚体内微晶平均尺寸由138 nm增加至180 nm,尽管微晶活性降低,但残余氢氧化镁减少,镁砂致密性呈增大趋势。轻烧温度升高至950℃,MgO微晶平均尺寸迅速增加至320 nm,活性大幅降低,镁砂晶粒尺寸及致密性显著降低。球磨工艺可以有效破坏轻烧MgO团聚体,其平均尺寸球磨0.5 h后由55.90μm迅速降至2.69μm,并随研磨时间增加至12 h逐渐降至1.72μm,但进一步增加球磨时间团聚体尺寸基本不变。MgO团聚体的破坏减少了生坯中大气孔,提高了晶粒接触程度及传质速率,促进了晶粒长大及样品致密化。850℃制备的轻烧MgO球磨12 h压制的生坯,经1600℃保温3 h烧结,可制备平均晶粒30.4μm,体积密度达3.42 g/cm3的致密镁砂。

关键词：盐湖氢氧化镁烧结镁砂轻烧温度晶粒尺寸致密化

激光表面织构技术调控材料摩擦学性能的研究进展

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表面技术 2024年第9期53卷 85-101,157页

作者：李文轩段海涛李国政詹胜鹏章武林马利欣贾丹武汉材料保护研究所有限公司特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030 湖北隆中实验室湖北襄阳441000

表面织构是提高工程材料摩擦学性能有效的表面改性方法之一。近年来多种表面织构技术已被应用于提高材料表面减摩耐磨性能,而在众多表面织构化技术中,激光表面织构技术由于具有加工速度快、生产效率高、可控性好等优点而被广泛应用。综... 详细信息

表面织构是提高工程材料摩擦学性能有效的表面改性方法之一。近年来多种表面织构技术已被应用于提高材料表面减摩耐磨性能,而在众多表面织构化技术中,激光表面织构技术由于具有加工速度快、生产效率高、可控性好等优点而被广泛应用。综述了激光表面织构的最新进展及应用,讨论了目前激光表面织构技术存在的问题及解决方法,总结了3种不同加工原理下的激光处理方法存在的问题,包括形状参数难控制、精度较差及灵活性较低等,并介绍了液相辅助加工技术在激光表面织构技术中的应用,同时分析了不同工艺参数包括密度、形状及深度等对材料摩擦学性能的影响。综述了激光表面织构技术复合涂层技术的研究现状,其中激光表面织构与非金属或金属涂层复合,包括氧化石墨烯填充PTFE涂层复合激光表面织构、复合热丝化学气相沉积增强激光表面织构、复合电液雾化增强激光表面织构及复合激光熔覆技术增强激光表面织构。总结了激光表面织构技术结合不同润滑技术对材料摩擦学性能的影响。最后展望了激光表面织构在各个领域的未来发展方向。

关键词：激光加工表面织构摩擦性能涂层复合工艺参数

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仿生结构生色技术及其在纺织领域应用的研究进展

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纺织学报 2024年第8期45卷 241-249页

作者：史芷丞张玉于鸿马桂玲陈凤翔徐卫林武汉纺织大学纺织新材料及先进加工技术国家重点实验室湖北武汉430200 北京中纺海天新材料技术有限公司北京100026

针对传统印染行业高能耗、高污染的问题,急需革新染色技术,开发具有更加高效、节能和环保的染色新方法。结构色因其色彩饱和度高、色彩长期稳定且对环境友好而受到了越来越多的关注,并取得了极大进展,尤其是在纺织印染领域。首先分析了... 详细信息

针对传统印染行业高能耗、高污染的问题,急需革新染色技术,开发具有更加高效、节能和环保的染色新方法。结构色因其色彩饱和度高、色彩长期稳定且对环境友好而受到了越来越多的关注,并取得了极大进展,尤其是在纺织印染领域。首先分析了结构色的形成原理,系统总结了结构色材料的制备新技术,包括刮涂法/喷涂法、垂直沉积法、重力沉降法、浸渍提拉法、层层自组装法、电泳沉积法、静电纺丝法、磁控溅射法、原子层沉积法等,并比较了各种技术的优劣。在此基础上,进一步探讨了结构色在纺织领域中的多维应用,指出了结构色所面临的挑战,并从仿生自然发展新型结构色材料、提高结构色色彩丰富度及力学稳定性、突破结构色规模化制备技术、完善结构色产品生态等4个方面展望了结构色的未来发展方向,以期推动结构色跨越式发展,助力“碳达峰,碳中和”国家战略。

关键词：结构色光子晶体结构色纤维染色新技术结构生色方法

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天然粘土矿物材料在质子交换膜中的应用进展

复合材料学报 2024年第3期41卷 1166-1178页

作者：王贝凌志伟周依琳付旭东张荣胡圣飞李骁刘清亭湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室武汉430068 湖北工业大学材料与化学工程学院武汉430068 武汉众宇动力系统科技有限公司武汉430079

质子交换膜(PEM)作为聚合物电解质燃料电池关键部件直接影响着电池性能,拓宽其运行温度和湿度范围有利于简化燃料电池水、热管理设计,从而促进电池小型化和降低成本。近些年来,开发天然粘土/聚合物复合膜已成为提升传统PEM性能和拓宽其... 详细信息

质子交换膜(PEM)作为聚合物电解质燃料电池关键部件直接影响着电池性能,拓宽其运行温度和湿度范围有利于简化燃料电池水、热管理设计,从而促进电池小型化和降低成本。近些年来,开发天然粘土/聚合物复合膜已成为提升传统PEM性能和拓宽其应用温、湿度范围的重要途径之一。天然粘土矿物多为含水层状硅酸盐化合物,特殊的孔、层结构和纳米尺度赋予其较大的比表面积和表面效应,其表面和层间富含的羟基在提高复合膜机械强度的同时固定了传质介质,从而在复合膜中构建新的质子传导通道用以提高膜的性能。从纳米微观多个维度综述了不同类别粘土矿物的结构与性能,以及其在质子交换膜中的研究进展,对天然粘土矿物复合质子交换膜的研究进行了总结与展望。

关键词：天然粘土矿物质子交换膜复合膜纳米尺度燃料电池

风力发电机叶片覆冰机理及防除冰技术研究进展

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表面技术 2024年第12期53卷 50-65页

作者：郭时毅安江峰吴军郑鹏华中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司武汉430030 湖北武汉大气淡水环境材料腐蚀国家野外科学观测研究站武汉430030 新疆尉犁大气环境材料腐蚀国家野外科学观测研究站新疆尉犁841500

在“双碳”政策下,绿色能源在能源体系中的占比越来越大。风力发电以其原料来源广、污染少、发电量大等优点成为国家重点发展的方向之一。随着风力发电的快速发展,风力发电机覆冰问题愈发凸显。为了解决这一问题,研究人员基于生物仿生... 详细信息

在“双碳”政策下,绿色能源在能源体系中的占比越来越大。风力发电以其原料来源广、污染少、发电量大等优点成为国家重点发展的方向之一。随着风力发电的快速发展,风力发电机覆冰问题愈发凸显。为了解决这一问题,研究人员基于生物仿生学开发了具有优异防除冰性能的超疏水涂层,并广泛应用。目前,防止风机结冰最常用和最直接的方法是主动加热技术。综述了风力发电机覆冰的基本理论,介绍了覆冰产生的原因及危害,将覆冰抽象为过冷水滴在下降过程中撞击风力发电机叶片并黏附在叶片上,与叶片表面发生复杂热交换后凝结成冰的模型。概述了目前国内外常用的风力发电机防除冰方法,分析了不同被动和主动防除冰技术的优缺点。通过研究工程应用案例发现,单一的被动或主动防除冰技术存在防除冰能力有限、能耗高、效率低等问题,将不同的防除冰技术组合使用、互相补充,更能满足多样化实践需求,成为目前研究的热点和重点。在优化当前防除冰技术的基础上,采用组合防除冰技术具有良好的发展前景。

关键词：风力发电机叶片覆冰机理防除冰组合策略

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薄壁H65黄铜管高频感应焊接接头组织和力学性能

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材料导报 2024年第14期38卷 182-187页

作者：蔡琰周雷叶枫张炎雨谢志雄董仕节谈芬芳解剑英湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室武汉430068 湖北隆中实验室湖北襄阳441000 武汉轻工大学机械工程学院武汉430023 武汉市博钛新材料科技有限公司武汉430058

对薄壁H65黄铜高频感应焊接后的焊接接头微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,利用高频感应焊接技术焊接H65黄铜管,获得了表面成型良好的焊接接头,实现了高质量焊接。焊接接头熔合区和热影响区均呈上下宽,中间窄的腰鼓状,焊接接头... 详细信息

对薄壁H65黄铜高频感应焊接后的焊接接头微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,利用高频感应焊接技术焊接H65黄铜管,获得了表面成型良好的焊接接头,实现了高质量焊接。焊接接头熔合区和热影响区均呈上下宽,中间窄的腰鼓状,焊接接头宽度约为173μm,其中熔合区宽约15μm,由大量细小的等轴状晶粒和少量条状晶粒组成,熔合区和热影响区的晶粒较母材得到细化。焊接接头抗拉强度为400 MPa,达到母材抗拉强度的97.6%,这是由于在拉伸变形过程中,晶粒的细化阻碍位错变形,且各晶粒间的位向差使位错相互交割,提高了焊接接头的强度,焊接接头断裂发生在热影响区,为韧性断裂,这是焊接过程中挤压辊的加工硬化与焊后退火软化共同作用影响热影响区力学性能所致。焊接接头显微硬度呈现“ʌ”形分布,熔合区平均硬度值为145HV,热影响区137HV,母材129HV,熔合区硬度较母材提高了16%,焊接时产生的加工硬化使熔合区强度得到提升。

关键词： H65黄铜高频焊微观组织力学性能

CCSA和Q235B钢在长江淡水环境中腐蚀行为研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年第3期44卷 735-744页

作者：张照易周学杰陈昊吴军陈志飈陈志坚中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司武汉430030 湖北武汉大气淡水环境材料腐蚀国家野外科学观测研究站武汉430030 中国船级社武汉规范研究所武汉430030

利用形貌分析、腐蚀失重、X射线衍射仪(XRD)、电化学方法开展对CCSA和Q235B两种船用钢板材料在长江淡水环境中不同区域(大气区、水线区、水下区)暴露0.5、1、2、3、4和7 a腐蚀行为的研究。结果表明,两种碳钢在长江淡水环境发生明显腐蚀... 详细信息

利用形貌分析、腐蚀失重、X射线衍射仪(XRD)、电化学方法开展对CCSA和Q235B两种船用钢板材料在长江淡水环境中不同区域(大气区、水线区、水下区)暴露0.5、1、2、3、4和7 a腐蚀行为的研究。结果表明,两种碳钢在长江淡水环境发生明显腐蚀,且腐蚀形貌十分相似,腐蚀发展均遵循幂函数规律;在大气区、水线区和水下区,第7 a CCSA的腐蚀率分别为8、77和40μm·a^(-1),Q235B的腐蚀率分别为9、80和41μm·a^(-1),在水线区腐蚀最为严重。腐蚀产物成分中除泥沙外,主要包含α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4)/γ-Fe_(2)O_(3)。综合电化学分析结果,CCSA较Q235B具有更好的耐蚀性,长江淡水环境不同区域对碳钢腐蚀快慢程度由大到小排序为:水线区>水下区>大气区。

关键词： CCSA Q235B 长江淡水环境腐蚀

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微弧氧化着色膜层制备技术研究进展

表面技术 2024年第14期53卷 45-55页

作者：郭俊灏张德忠赵涛陈文选郭涌中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司武汉430030 上海友卓化工科技有限公司上海201800 深圳市原诚精细化工开发有限公司广东深圳518100

铝、镁、钛等合金材料常被用作3C机身结构件,尤其是制作笔记本电脑和手机的外壳时,不仅要求表面硬度高、耐磨性好,还要求其外观华丽精致,微弧氧化着色膜也因此成为研究热点。概述了微弧氧化着色膜的着色原理、着色方法,包括改变电解液... 详细信息

铝、镁、钛等合金材料常被用作3C机身结构件,尤其是制作笔记本电脑和手机的外壳时,不仅要求表面硬度高、耐磨性好,还要求其外观华丽精致,微弧氧化着色膜也因此成为研究热点。概述了微弧氧化着色膜的着色原理、着色方法,包括改变电解液组成、改变合金组成等,基于目前采用最多的添加过渡金属盐的方法对着色的颜色种类如黑色、棕色、蓝色、绿色等进行了重点论述,分析了微弧氧化膜的着色原因及显色物质成分,并在此过程中探讨了可能会对膜层颜色产生影响的工艺参数,揭示了微弧氧化着色膜层存在的光泽度低、色彩暗淡无光等问题。为解决微弧氧化着色膜装饰性较差的问题,使其更好地应用于电子产品,其未来的发展方向将是:(1)深入研究微弧氧化着色机理;(2)改善微弧氧化电解液体系;(3)探索工艺参数影响,以提高着色膜的装饰性;(4)拓展微弧氧化膜的颜色种类,从而满足更多场景的应用需求。

关键词：微弧氧化着色膜着色剂着色机理轻合金