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新型Al_2O_(3)-CaO-ZnO玻璃制备与Er^(3+)∶2.7 μm中红外发光性能

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发光学报 2024年第5期45卷 727-735页

作者：刘银万杰肖永宝禹德朝重庆科技大学冶金与材料工程学院重庆401331 华南理工大学物理与光电学院发光材料与器件国家重点实验室广东省光纤激光材料与应用技术重点实验室广东广州510640 重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

3 μm波段的中红外光纤激光器在生物医疗、环境监测和军事等领域具有重要的应用前景,在国内外受到了广泛的关注和研究。低声子能量、高效稳定的中红外玻璃作为光纤激光器的核心工作介质,是实现3 μm波段中红外激光的重要基础。本文采用... 详细信息

3 μm波段的中红外光纤激光器在生物医疗、环境监测和军事等领域具有重要的应用前景,在国内外受到了广泛的关注和研究。低声子能量、高效稳定的中红外玻璃作为光纤激光器的核心工作介质,是实现3 μm波段中红外激光的重要基础。本文采用熔融-淬冷法制备了掺Er^(3+)新型Al_2O_(3)-CaO-ZnO玻璃,通过热分析、拉曼光谱、透射光谱以及光致发光光谱等对玻璃的热力学、结构、透过波长范围和中红外发光性能进行了表征。结果表明,Al_(2)O_(3)-CaO-ZnO玻璃具有较高的玻璃化转变温度(~750℃)、较低的声子能量(~780 cm^(-1))以及较宽的透过波长范围(0.5~5 μm);在980 nm激光激发下,在掺Er^(3+)玻璃中观察到了明显的2.7 μm(Er^(3+)∶^(4)I_(11/2)→^(4)I_(13/2))波段荧光发射。研究结果表明Al_(2)O_(3)-CaO-ZnO体系玻璃是一种优良的中红外激光基质材料。

关键词：铝酸盐玻璃 Er^(3+)掺杂 2.7μm发光中红外发光

Ca_(3)TiFe_(2)O_(8)的高温热容和冶金性能研究

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钢铁钒钛 2024年第3期45卷 141-146页

作者：曾俊杰李刚陈炼薛钰霄吕学伟重庆大学材料科学与工程学院钒钛冶金及新材料重庆市重点实验室重庆400044 中冶赛迪信息技术(重庆)有限公司重庆400041 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司钒钛资源综合利用国家重点实验室四川攀枝花617000

烧结矿的质量很大程度上取决于其粘结相的特性。为促进钒钛磁铁矿资源在烧结领域的高效利用,对含TiO_(2)的钙铁氧体体系进行了研究。在含钛铁矿烧结矿中发现了Ca_(3)TiFe_(2)O_(8)(CTF)的存在,后经由固态反应成功制备出了CTF,并通过Dro... 详细信息

烧结矿的质量很大程度上取决于其粘结相的特性。为促进钒钛磁铁矿资源在烧结领域的高效利用,对含TiO_(2)的钙铁氧体体系进行了研究。在含钛铁矿烧结矿中发现了Ca_(3)TiFe_(2)O_(8)(CTF)的存在,后经由固态反应成功制备出了CTF,并通过Drop法测定了CTF的高温热容,得到了其高温热容量的拟合函数。同时,还对其冶金性能(熔化性能和还原行为)进行了检测分析。结果表明,CTF的软化温度、熔化温度和流动温度分别为1 418、1 461℃和1 480℃。非等温还原结果表明,CTF被一步还原成Fe、CaO和CaO·TiO_(2),当温度达到1 150℃时,CTF还原完成。

关键词：烧结钒钛磁铁矿 Ca_(3)TiFe_(2)O_(8) 高温热容冶金性能

TA15/YG8复合管扩散复合工艺设计及其施压阶段的有限元模拟

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精密成形工程 2024年第10期16卷 147-155页

作者：胥政何维均田宇禾李俊杰袁飞蒋斌重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 重庆大学高性能耐腐蚀合金重庆市重点实验室重庆400044

目的以制备钛合金/硬质合金叠层复合管为目标,基于钛合金和硬质合金的性能特点,解决使异种管材相互靠近的载荷难以直接施加的问题,设计开发钛合金/硬质合金复合管的扩散复合工艺。方法借鉴颗粒介质成形的基本原理,提出一种钛合金管-硬... 详细信息

目的以制备钛合金/硬质合金叠层复合管为目标,基于钛合金和硬质合金的性能特点,解决使异种管材相互靠近的载荷难以直接施加的问题,设计开发钛合金/硬质合金复合管的扩散复合工艺。方法借鉴颗粒介质成形的基本原理,提出一种钛合金管-硬质合金管扩散复合方法,并以TA15钛合金和YG8硬质合金为原材料,通过有限元模拟研究了管间间隙、固体颗粒的填充度、固体颗粒的尺寸和管坯长径比等工艺参数对扩散复合施压过程中TA15钛合金管/YG8硬质合金管界面上径向应力分布的影响。结果有限元模拟结果表明,本文设计提出的钛/硬质合金异质管制备工艺确实能将轴向压力转变为径向贴合力,并且可以通过调控下压量满足扩散复合的压力需求(最小径向应力大于10 MPa)。沿轴线方向,钛合金管与硬质合金管之间的径向应力呈不均匀分布,并且受到管间间隙、颗粒填充度、颗粒的尺寸、管坯长径比等参数的影响。管间装配精度越高、固体颗粒尺寸越小、固体颗粒的填充度越多,越有益于管坯之间的扩散复合。试验结果表明,TA15钛合金/YG8硬质合金复合管在不同部位皆实现了良好的冶金结合。结论设计开发了一种钛合金/硬质合金复合管扩散复合方法,制备出具有良好冶金结合界面的TA15钛合金/YG8硬质合金复合管。

关键词：双金属复合管钛合金扩散复合有限元模拟复合界面

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熔盐电解钛粉的粉末冶金性能研究

钢铁钒钛 2024年第5期45卷 35-42页

作者：邓斌穆天柱周翔幸袁铁锤中南大学粉末冶金研究院粉末冶金国家重点实验室攀钢集团研究院有限公司钒钛资源综合利用国家重点实验室

以电解钛粉为原料，采用模压-烧结的方法制备多孔钛，对电解钛粉的成型和烧结特性进行了研究，最后针对制备的多孔钛的力学性能、孔结构、孔径分布及透气率等性能进行了表征。结果表明：随压制压力的增加，具有二次颗粒特征的电解钛粉... 详细信息

以电解钛粉为原料，采用模压-烧结的方法制备多孔钛，对电解钛粉的成型和烧结特性进行了研究，最后针对制备的多孔钛的力学性能、孔结构、孔径分布及透气率等性能进行了表征。结果表明：随压制压力的增加，具有二次颗粒特征的电解钛粉颗粒间搭桥空间逐渐消失，可通过成型压力和烧结温度的调节获得不同孔隙率和力学强度的多孔钛。电解钛粉与氢化脱氢钛粉相比具有成型性能良好、更易发生烧结致密化、制件孔隙率高、透气率高、杨氏模量高等特点。使用粒径74～104μm的电解钛粉在70～110 MPa成型、1 110℃烧结后的多孔钛，杨氏模量与人体松质骨接近，透气率和最大孔径满足烧结金属过滤元件（GBT6887-2019）TG035、TG020要求，在人体松质骨植入件以及过滤材料领域有应用前景。

关键词：多孔钛电解钛粉模压成型烧结力学性能

纳米改性Al-Zn-Mg-Cu合金电弧熔丝增材成形工艺及组织和性能

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焊接学报 2024年第8期45卷 110-120页

作者：田瑞江哲刘俊刘伟清池元清张永康广东省科学院中乌焊接研究所广东省材料连接与先进制造重点实验室广州510650 广东工业大学机电工程学院广州510006 重庆科技大学冶金与材料工程学院重庆401331

采用电弧熔丝增材制造技术(WAAM)对纳米改性Al-Zn-Mg-Cu合金进行成形试验,分析了焊接电流、焊接速度、沉积路径、层间等待时间对成形性能的影响.结果表明,在焊接电流190 A、焊接速度350 mm/min、往复沉积、层间等待时间为90 s时合金具... 详细信息

采用电弧熔丝增材制造技术(WAAM)对纳米改性Al-Zn-Mg-Cu合金进行成形试验,分析了焊接电流、焊接速度、沉积路径、层间等待时间对成形性能的影响.结果表明,在焊接电流190 A、焊接速度350 mm/min、往复沉积、层间等待时间为90 s时合金具有良好的成形性能.对制备的直壁墙体进行了沉积后热处理,对不同状态合金的组织和性能进行了研究.沉积态及热处理态合金显微组织均具有优异的各向同性,由细小的、无明显取向的等轴晶组成.T6处理显著提高了沉积态合金的硬度及力学性能,T6处理后平均硬度为178.3 HV,较沉积态提升61%,沿横向抗拉强度(Rm)、屈服强度(R_(eL))与断后伸长率(A)分别为469.7(±5.1)MPa,366.3(±1.4)MPa与6.4(±0.4)%,沿纵向抗拉强度(Rm)、屈服强度(R_(eL))与断后伸长率(A)分别为454.3(±18.8)MPa,364.7(±16.7)MPa与5.9(±0.5)%,具有良好的力学性能各向同性.

关键词：电弧熔丝增材制造纳米改性 Al-Zn-Mg-Cu合金成形性能组织和性能

相变温度和奥氏体化温度对一种含Nb高碳钢相变动力学和组织的影响

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钢铁钒钛 2024年第4期45卷 143-149页

作者：周明星池亦骋刘敬韬李征乾刘思华张代琛苏雪田俊羽武汉科技大学耐火材料与冶金国家重点实验室

为了优化一种含Nb高碳钢的热处理工艺，采用热膨胀法、OM、SEM、EBSD、硬度仪等研究了加热温度和相变温度对珠光体相变动力学和组织性能的影响。结果表明：升高加热温度将减慢珠光体相变动力学。原因：(1)奥氏体晶粒增大导致珠光体形核... 详细信息

为了优化一种含Nb高碳钢的热处理工艺，采用热膨胀法、OM、SEM、EBSD、硬度仪等研究了加热温度和相变温度对珠光体相变动力学和组织性能的影响。结果表明：升高加热温度将减慢珠光体相变动力学。原因：(1)奥氏体晶粒增大导致珠光体形核点数量降低；(2)奥氏体中固溶Nb含量增多，其对C扩散系数的减慢程度增强，从而降低珠光体长大速率。相变温度由625℃降低至575℃时，珠光体相变动力学同样减慢。此外，相变温度由625℃降低至575℃时，珠光体形核方式发生了变化，由主要在晶隅和晶棱处形核转变为主要在晶面和晶棱处形核。降低相变温度可以细化珠光体片层间距，提高珠光体钢的硬度，珠光体团簇尺寸同样随相变温度和加热温度的降低而显著细化。在试验所研究的三个工艺中，900℃加热+575℃相变工艺具有最高的硬度和最细的团簇尺寸。因此，为了获得最佳的强韧性匹配，建议降低加热温度和相变温度。

关键词：高碳钢珠光体 Nb 加热温度相变动力学显微组织

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镁合金增材制造技术研究与展望

粉末冶金工业 2024年第4期 1-16页

作者：李坤黄焕杰朱亮吉辰廖若冰蒋斌潘复生高端装备机械传动全国重点实验室重庆大学机械与运载工程学院高性能结构增材制造重庆市重点实验室重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心

镁合金是最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度、比刚度高、阻尼减震性能好、生物降解性良好等优点。传统的镁合金制造方式（铸造、挤压等）难以一步制备复杂的几何形状，铸造镁合金因冷却速率较低常常导致晶粒粗大，力学性能较差，... 详细信息

镁合金是最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度、比刚度高、阻尼减震性能好、生物降解性良好等优点。传统的镁合金制造方式（铸造、挤压等）难以一步制备复杂的几何形状，铸造镁合金因冷却速率较低常常导致晶粒粗大，力学性能较差，挤压镁合金在成形过程中极易产生氧化夹杂等缺陷。相比之下，增材制造技术拥有快速一体化成形的优点，已逐步应用于镁合金的生产制造。目前，镁合金的增材制造技术主要包括：激光粉末床熔融技术(LPBF)、电弧熔丝增材制造技术(WAAM)、搅拌摩擦沉积技术(AFSD)以及粉末床粘合剂喷射技术(BJ)。本文首先综述了镁合金增材制造现状，针对以上4种增材制造技术分析了其成形原理、特性及成形合金特点。讨论了4种增材制造镁合金的研究现状及现存问题，总结了镁合金增材制造技术的优缺点，希望可以推动镁合金增材制造技术的研究进展。

关键词：镁合金增材制造激光粉末床熔融电弧熔丝增材制造搅拌摩擦沉积技术粉末床粘合剂喷射

熔盐电脱氧工艺制备纳米级(VNbTaZrHf)C高熵碳化物及其析氢反应的催化性能

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稀有金属材料与工程 2024年第6期53卷 1566-1573页

作者：杨宇陈庚李慧梁精龙扈玫珑胡蒙均华北理工大学综合测试分析中心河北唐山063009 华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 重庆工业职业技术学院机械工程学院材料成型及模具技术重点实验室重庆401120

通过在1173 K的CaCl_(2)中对金属氧化物和石墨进行电脱氧,制备了具有面心立方结构的纳米级(VNbTaZrHf)C高熵碳化物(HEC)粉末。适当的温度条件有利于抑制HEC颗粒的原位烧结生长。在1 mol/L KOH溶液中进行了电化学性能测试,探索(VNbTaZrHf... 详细信息

通过在1173 K的CaCl_(2)中对金属氧化物和石墨进行电脱氧,制备了具有面心立方结构的纳米级(VNbTaZrHf)C高熵碳化物(HEC)粉末。适当的温度条件有利于抑制HEC颗粒的原位烧结生长。在1 mol/L KOH溶液中进行了电化学性能测试,探索(VNbTaZrHf)C HEC的催化性能。通过极化曲线、Tafel斜率、电化学阻抗谱和双层电容值CV测试评估了(VNbTaZrHf)C HEC的催化析氢反应(HER)性能。结果表明,(VNbTaZrHf)C HEC的双层电容值为40.6 m F/cm^(2)。双层电容值越大,表明电化学活性表面积越大。由于(VNbTaZrHf)C HEC的高熵效应和纳米级结构,它表现出优异的催化HER性能,并为通过熔盐电脱氧制备HECs提供了新方法。

关键词：高熵碳化物熔盐电脱氧催化性能

银含量对快速热冲击下Sn−xAg−0.5Cu焊点显微组织和力学性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第6期34卷 1922-1935页

作者：彭晨王善林吴鸣尹立孟陈玉华叶科江陈维政张体明谢吉林南昌航空大学江西省航空构件成形与连接重点实验室南昌330036 江西省智能产业技术创新研究院南昌330200 重庆科技学院冶金与材料工程学院重庆401331

使用高频感应加热设备研究Ag含量对快速热冲击下Sn−xAg−0.5Cu焊点的显微组织和剪切强度的影响。结果表明,Ag含量的增加使焊点表面更致密光滑,减少焊点内部长条状Cu6Sn5金属间化合物(IMC)的产生,从而提高焊点的抗氧化性。Ag能够加快焊点... 详细信息

使用高频感应加热设备研究Ag含量对快速热冲击下Sn−xAg−0.5Cu焊点的显微组织和剪切强度的影响。结果表明,Ag含量的增加使焊点表面更致密光滑,减少焊点内部长条状Cu6Sn5金属间化合物(IMC)的产生,从而提高焊点的抗氧化性。Ag能够加快焊点界面IMC层的生长速度,Cu6Sn5层的生长速度由体扩散和晶界扩散共同决定,Cu3Sn层的生长速度由体扩散和界面反应共同决定。在快速热冲击环境下,焊点的断裂模式从韧性断裂转变为脆性断裂,而高Ag含量使得焊点的断裂模式转变时间更短,降低焊点的抗热疲劳性能。

关键词： Ag含量快速热冲击 Sn−Ag−Cu 焊点生长动力学断裂模式