摘要: 為研發(fā)出更高固含量的鋁漿,將苯乙烯–馬來(lái)酸酐共聚物(SMA)引入到鋁漿中,多角度表征并分析了SMA對(duì)鋁漿性能的影響。流變性能測(cè)試和沉降實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:SMA分子通過(guò)吸附在鋁粉表面以提高鋁漿的分散性和穩(wěn)定性,添加量為0.6% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)效果最好。當(dāng)固含量為80%的鋁漿中含有SMA時(shí),漿料具有良好的印刷性,鋁柵線線寬約148.13 μm,線電阻率約1.3 × 10?5 Ω·cm。
摘要: 鋁合金零部件的加工精度直接關(guān)系到車(chē)體部件裝配質(zhì)量。為降低鋁合金車(chē)體工件在加工過(guò)程中的變形,從型材變形、焊接變形、撓度變形和加工條件引起的變形等方面對(duì)車(chē)體零部件的變形種類(lèi)和原因進(jìn)行了闡述。在此基礎(chǔ)上,提出了控制加工變形的工藝措施,即誤差補(bǔ)償、改善裝夾方式、試切法和合理設(shè)計(jì)切削參數(shù),并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際對(duì)變形控制方法進(jìn)行了應(yīng)用研究,結(jié)果表明本文所提出的控制方法可以有效地減小加工變形,為解決鋁合金零件加工變形問(wèn)題提供參考。
摘要: 在熱模擬試驗(yàn)機(jī)上對(duì)5083鋁合金進(jìn)行熱壓縮試驗(yàn),并利用有限元分析軟件DEFOM-3D研究了不同接觸摩擦系數(shù)0、0.2、0.4和0.6對(duì)5083鋁合金在熱壓縮試驗(yàn)中的試樣形態(tài)、載荷力、應(yīng)變速率以及應(yīng)變分布的影響規(guī)律。研究表明:接觸摩擦系數(shù)對(duì)載荷力基本沒(méi)有影響,但對(duì)應(yīng)變速率和應(yīng)變的分布影響顯著,隨著接觸摩擦系數(shù)的增加,變形不均勻性增大,應(yīng)變速率和應(yīng)變量從試樣兩端面到心部逐漸增大,且接觸摩擦系數(shù)越大,鼓肚現(xiàn)象越明顯。
摘要: 原鋁生產(chǎn)過(guò)程中和電解槽周期大修時(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量陽(yáng)極炭渣、鋁灰以及電解槽大修渣,因其中含有遠(yuǎn)超國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的可溶性氟化物與氰化物而被定義為危險(xiǎn)廢物。本文針對(duì)此數(shù)量龐大且持續(xù)快速增長(zhǎng)的危廢進(jìn)行了基礎(chǔ)理論研究與包括濕法火法在內(nèi)的處理技術(shù)現(xiàn)狀綜述。指出通過(guò)濕法處理此類(lèi)危險(xiǎn)固廢中存在的一系列問(wèn)題,并展望了鋁電解工業(yè)危廢的無(wú)害化處理及資源化利用方法,火法處理應(yīng)為未來(lái)危廢處理主導(dǎo)方向。
摘要: 本文主要研究平果地區(qū)上二疊統(tǒng)合山組下段沉積型鋁土礦礦床的礦石結(jié)構(gòu)、礦石構(gòu)造等地質(zhì)特征及其控礦因素。其中礦體主要為似層狀產(chǎn)出,礦物組成主要為一水硬鋁石、粘土礦物等,礦石結(jié)構(gòu)主要呈碎屑結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、細(xì)粒黃鐵礦結(jié)構(gòu)和自型–半自型特征,礦石構(gòu)造有豆?fàn)?、鮞狀、土狀或半土狀、砂屑狀和致密塊狀特征。含礦巖系主要的控礦因素有構(gòu)造控礦、基地巖類(lèi)控礦和古地形對(duì)礦體的分布控制。
摘要: 在過(guò)去二十年中,增材制造工藝已廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜形狀部件制造,其主要應(yīng)用領(lǐng)域之一是航空航天業(yè)。激光粉末床熔融技術(shù)成形鋁合金因其具有極高的強(qiáng)度–重量比以及出色的可加工性,在該領(lǐng)域廣泛使用。然而,增材制造工藝對(duì)高強(qiáng)鋁合金的適用性仍受到缺陷的限制。打印過(guò)程中鋁合金形成的缺陷主要有球化、氣孔、表面質(zhì)量差、裂紋、幾何變形等,這些缺陷嚴(yán)重影響了鋁合金組織結(jié)構(gòu)的均勻性與完整性,進(jìn)而影響其綜合力學(xué)性能。本文概括了粉末床熔融技術(shù)打印鋁合金過(guò)程中缺陷形成的原因及影響。
摘要: 以厚度為1.5mm的5A90鋁鋰合金為研究對(duì)象,開(kāi)展了鋁鋰合金攪拌摩擦搭接焊工藝研究,分析不同焊接速度對(duì)搭接接頭組織及硬度的影響。結(jié)果表明:當(dāng)轉(zhuǎn)速為1200 r/min,焊接速度為100 mm/min時(shí),焊接接頭組織致密,焊核區(qū)為細(xì)小均勻的等軸晶粒;熱機(jī)影響區(qū)出現(xiàn)彎曲或拉伸變形,熱影響區(qū)晶粒尺寸發(fā)生粗化。搭接接頭母材區(qū)的硬度最高,在熱機(jī)影響區(qū)和熱影響區(qū)硬度下降,在焊核區(qū)硬度上升。在焊核區(qū)與熱機(jī)影響區(qū)的交界處硬度會(huì)發(fā)生突變現(xiàn)象。
摘要: 導(dǎo)電鋁合金以其質(zhì)量輕,導(dǎo)電性能好,成本低等優(yōu)點(diǎn),成為了目前導(dǎo)電材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文制備了新型Al-0.5Zr-0.2RE-0.2B合金,討論了熱處理工藝參數(shù)對(duì)其力學(xué)性能的影響規(guī)律。研究表明:隨固溶溫度、固溶時(shí)間、時(shí)效溫度、時(shí)效時(shí)間的增加,合金的強(qiáng)度都隨之增加,并達(dá)到一個(gè)最大值。隨后,隨這些工藝參數(shù)的增加,材料性能反而降低。由此,得到了合金的最佳熱處理工藝為在440℃固溶12小時(shí),水淬后在205℃時(shí)效16小時(shí)。本文的研究為導(dǎo)電鋁合金的應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支持。
摘要: 以3005鋁合金為研究對(duì)象,研究了退火處理對(duì)3005鋁合金板材組織與性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:3005鋁合金在退火時(shí)發(fā)生軟化現(xiàn)象,隨著退火溫度的增加,抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度逐漸減小,而延伸率逐漸增加;而3005鋁合金經(jīng)冷軋變形后其顯微組織為纖維狀的條紋,經(jīng)過(guò)退火處理后,合金內(nèi)部發(fā)生回復(fù)與再結(jié)晶,再結(jié)晶開(kāi)始溫度為270℃。
利用Al-La2O3的原位反應(yīng)和粉末冶金工藝制備出(Al11La3+Al2O3)/Al復(fù)合材料。結(jié)果表明,高能球磨和高溫?zé)Y(jié)促進(jìn)了原位反應(yīng),使Al與La2O3充分反應(yīng)并制備出致密無(wú)缺陷的材料。對(duì)其微觀組織的分析表明,微米Al11La3和納米Al2O3顆粒均勻分散于基體之中。這種復(fù)合材料的室溫抗拉強(qiáng)度為328 MPa、延伸率為10.5%,350℃的高溫抗拉強(qiáng)度為119 MPa、延伸率為10.2%。與傳統(tǒng)Al-Cu-Mg-Ag和Al-Si-Cu-Mg耐熱鋁合金相比,本文的制備的(Al11La3+Al2O3)/Al復(fù)合材料其高溫抗拉強(qiáng)度提高了大約20%。這種材料的室溫強(qiáng)化機(jī)制源于Al11La3和Al2O3的位錯(cuò)強(qiáng)化和載荷傳遞強(qiáng)化,而高溫強(qiáng)化機(jī)制則源于Al2O3的晶界釘扎。
用電鍍Pt和氣相滲鋁方法在抗熱腐蝕鎳基單晶高溫合金DD413表面制備Pt-Al涂層并將其分別在850℃和1000℃長(zhǎng)時(shí)熱暴露,用掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、透射電子顯微鏡(TEM)和X射線衍射儀(XRD)等手段表征其基體/涂層間的互擴(kuò)散行為和近涂層基體界面的微觀組織,研究了長(zhǎng)時(shí)熱暴露對(duì)其微觀組織演化的影響。結(jié)果表明:隨著熱暴露時(shí)間的延長(zhǎng)互擴(kuò)散區(qū)(IDZ)內(nèi)的MC碳化物和σ-TCP相都發(fā)生不同程度的溶解,并在界面上析出M23C6碳化物。同時(shí),二次反應(yīng)區(qū)(SRZ)的尺寸及其內(nèi)的σ-TCP相的含量不斷提高。近涂層基體中的立方狀γ'相依次發(fā)生球化和相互聯(lián)接呈筏形轉(zhuǎn)變。熱暴露溫度越高上述組織退化過(guò)程越明顯,長(zhǎng)時(shí)熱暴露引起的組織退化與高溫下元素的擴(kuò)散密切相關(guān)。
對(duì)11 mm厚的7055-0.1Sc-T4鋁合金板材進(jìn)行攪拌摩擦焊接,研究了焊后熱處理對(duì)接頭的組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,熱處理前接頭的硬度分布呈“W”形,接頭前進(jìn)側(cè)和后退側(cè)都有一個(gè)最低硬度區(qū),強(qiáng)度系數(shù)為63.0%~73.8%,拉伸斷口位于后退側(cè)最低硬度區(qū)。焊后人工時(shí)效(120℃×24 h)熱處理使焊核的硬度提高,但是不改變接頭最低硬度區(qū)的硬度,對(duì)拉伸性能和斷裂行為的影響甚微。焊后的固溶(470℃×1.5 h+水淬)+人工時(shí)效(120℃×24 h)(T6)熱處理不改變低焊速接頭的晶粒組織,但是使高焊速接頭焊核區(qū)底部的晶粒異常長(zhǎng)大;T6熱處理使接頭各區(qū)域原有的沉淀相溶解,重新生成細(xì)小均勻的η'和η(MgZn2)沉淀相,使其硬度顯著提高;T6熱處理使接頭沿“S”線附近出現(xiàn)微小的孔洞、在拉伸過(guò)程中沿“S”線開(kāi)裂、其抗拉強(qiáng)度比焊接態(tài)大幅度提高,達(dá)到母材強(qiáng)度的87%,但是其塑性嚴(yán)重降低。
用真空熱壓法制備不同B4C顆粒尺寸(7 μm、14 μm、20 μm)的15%B4C/Al-6.5Zn-2.8Mg-1.7Cu復(fù)合材料,研究了增強(qiáng)顆粒尺寸對(duì)其微觀組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,在這三種復(fù)合材料中B4C顆粒均勻分布,B4C-Al界面反應(yīng)較為輕微,未見(jiàn)明顯的界面反應(yīng)產(chǎn)物。三種復(fù)合材料基體中沉淀相的尺寸基本相同(約為5.5 nm)。B4C顆粒的尺寸對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能有較大的影響。B4C顆粒尺寸為7 μm的復(fù)合材料性能最佳,屈服強(qiáng)度為648 MPa,抗拉強(qiáng)度為713 MPa,延伸率為3.3%。隨著顆粒尺寸的增大復(fù)合材料的強(qiáng)度和延伸率均降低。對(duì)三種復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)制和斷裂機(jī)制的分析結(jié)果表明:小尺寸B4C顆粒增強(qiáng)的復(fù)合材料強(qiáng)度較高,顆粒在變形過(guò)程中不易斷裂,因此其塑性較好。
使用不同粒徑的SiC和亞微米Al2O3添加劑制備重結(jié)晶燒結(jié)碳化硅并表征其物相組成、微觀形貌、孔徑分布和耐壓性能,研究了亞微米Al2O3對(duì)重結(jié)晶碳化硅的作用機(jī)制。結(jié)果表明,在亞微米Al2O3作用下,重結(jié)晶碳化硅的燒結(jié)過(guò)程可分為液相燒結(jié)和重結(jié)晶燒結(jié)兩個(gè)階段。在液相燒結(jié)過(guò)程中高活性的亞微米Al2O3促進(jìn)了液相的形成,使SiC的傳質(zhì)方式由擴(kuò)散傳質(zhì)演變?yōu)檎承粤鲃?dòng)傳質(zhì)。在重結(jié)晶燒結(jié)溫度SiC的傳質(zhì)以蒸發(fā)-凝聚為主,形成含鋁氣相并與SiC固溶促進(jìn)了6H-SiC向4H-SiC晶型的轉(zhuǎn)變。引入亞微米Al2O3后,重結(jié)晶碳化硅材料的孔徑分布由單峰分布轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾宸植?其中孔徑較小的特征峰對(duì)應(yīng)重結(jié)晶燒結(jié)形成,而較大孔徑的特征峰則來(lái)源于液相燒結(jié)的形成;同時(shí),隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)SiC晶粒生長(zhǎng)發(fā)育更為完全,由不規(guī)則顆粒狀轉(zhuǎn)變?yōu)檩^規(guī)則六方結(jié)構(gòu)。但是,體積密度的下降、SiC晶粒尺寸不均一以及材料孔徑的多峰分布使其耐壓強(qiáng)度降低。
對(duì)平均晶粒尺寸分別為10和20 μm的7B04鋁合金板材在530℃/3×10-4 s-1變形條件下開(kāi)展了不同變形量的超塑拉伸實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,隨著變形量的增大空洞形態(tài)的變化為:空洞形核→球形空洞彌散分布→非球形空洞沿拉伸方向伸長(zhǎng)→空洞沿拉伸方向聚合→大尺寸空洞的非拉伸方向聚合。在拉伸斷裂前的變形階段,合金組織中出現(xiàn)尺寸大于260 μm的聚合空洞。在空洞聚合的初期,沿拉伸方向的空洞聚合不會(huì)使材料斷裂。大尺寸空洞沿非拉伸方向聚合,是判斷材料失穩(wěn)的依據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算空洞長(zhǎng)大的公式并繪制了空洞的演變機(jī)理圖,包括空洞的形核、擴(kuò)散長(zhǎng)大、塑性長(zhǎng)大和聚合長(zhǎng)大的公式,據(jù)此可判斷空洞的形態(tài)和材料失穩(wěn)。根據(jù)組織演變建立了空洞擴(kuò)散、塑性長(zhǎng)大的物理模型,可用于計(jì)算超塑變形過(guò)程中空洞演變所需的能量耗散和繪制能量耗散圖。
在1060系鋁基體表面鍍鎳碳纖維作為增強(qiáng)體,進(jìn)行真空熱壓擴(kuò)散制備出碳纖維/鋁復(fù)層材料。研究了制備工藝參數(shù)(加熱溫度、保溫時(shí)間、壓力大小)和碳纖維體積分?jǐn)?shù)對(duì)碳纖維/鋁復(fù)層材料的微觀組織、界面結(jié)合、性能強(qiáng)度和斷口形貌的影響。結(jié)果表明:碳纖維與鋁基體界面結(jié)合良好,鍍鎳層與鋁基體在碳纖維附近反應(yīng)生成的Al3Ni阻止了鋁基體與碳纖維之間生成脆性相Al4C。隨著碳纖維體積分?jǐn)?shù)的提高,材料的抗彎強(qiáng)度先提高后降低。
用真空壓力浸滲法制備了新型三向正交碳纖維增強(qiáng)鋁基(CF/Al)復(fù)合材料,根據(jù)其內(nèi)部紗線截面形狀和機(jī)織結(jié)構(gòu)特征建立了考慮界面作用的細(xì)觀力學(xué)有限元模型,并將數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合研究了復(fù)合材料在經(jīng)向拉伸載荷作用下的漸進(jìn)損傷與斷裂力學(xué)行為。結(jié)果表明,鋁基復(fù)合材料拉伸彈性模量、極限強(qiáng)度與斷裂應(yīng)變的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,分別為120.7 GPa、771.75 MPa和0.83%。數(shù)值模擬的計(jì)算誤差分別為-3.21%、1.75%和-9.63%,宏觀應(yīng)力-應(yīng)變曲線的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)曲線吻合得較好。在經(jīng)向拉伸載荷作用下復(fù)合材料的基體合金與Z向紗之間的界面先發(fā)生失效,隨著拉伸應(yīng)變量的增大紗線交織處基體合金的損傷逐漸累積并先后發(fā)生Z紗和緯紗的局部開(kāi)裂失效,在拉伸變形后期基體合金的失效和經(jīng)紗斷裂最終使復(fù)合材料失去承載能力。鋁基復(fù)合材料的拉伸斷口呈現(xiàn)出經(jīng)紗軸向斷裂以及緯紗和Z向紗橫向開(kāi)裂的形貌,起主要承載作用的經(jīng)紗其軸向斷口較為平齊且纖維拔出長(zhǎng)度較短,復(fù)合材料經(jīng)向拉伸時(shí)表現(xiàn)出一定的脆性斷裂特征。
以海藻酸鈉為原料,采用液滴聚合法將其與Al(Ⅲ)離子交聯(lián)并引入甘氨酸和Fe3O4,制備出磁性氨基酸功能化海藻酸鋁凝膠聚合物(Gly/Al/SA@Fe3O4),使用掃描電鏡(SEM)、X射線能譜儀(EDS)、傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)、X射線衍射儀(XRD)和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)等手段對(duì)其表征,研究了這種凝膠聚合物對(duì)偶氮染料的吸附性能。結(jié)果表明,Gly/Al/SA@Fe3O4是一種表面具有花式褶皺結(jié)構(gòu)的三維網(wǎng)狀聚合物顆粒,其磁響應(yīng)能力良好。Gly/Al/SA@Fe3O4對(duì)水體中直接黑19(DB 19)和直接棕2(DB 2)染料的吸附性能超強(qiáng),吸附速率極高,吸附15 min和60 min達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的吸附量分別為2500和3126 mg/L。吸附過(guò)程可用擬二級(jí)速率方程描述,等溫吸附數(shù)據(jù)符合Langmuir模型。吸附劑與染料分子間的相互作用通過(guò)靜電吸附、氫鍵作用、配體交換和化學(xué)吸附協(xié)同實(shí)現(xiàn)。Gly/Al/SA@Fe3O4顆粒綠色環(huán)保,對(duì)高濃度偶氮染料廢水有超強(qiáng)的凈水性能,并可用磁場(chǎng)進(jìn)行快速固液分離。
使用MMS-200熱力模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)研究了工程用鑄態(tài)退火2024合金(?247 mm)在不同溫度下的變形行為,建立了熱變形的本構(gòu)方程和DMM(Dynamic material model)加工圖。分析了鑄錠退火態(tài)、等溫?cái)D壓及等溫?cái)D壓退火實(shí)驗(yàn)件的微觀組織和力學(xué)性能,結(jié)果表明:根據(jù)DMM加工圖確定的熱變形溫度395~450℃和應(yīng)變速率0.01~0.1 s-1工藝,可制備出組織明顯細(xì)化、力學(xué)性能優(yōu)異的大擠壓比2024鋁合金等溫?cái)D壓件。
包埋滲鋁法可在鋼基體表面制備出一層致密、堅(jiān)固、連續(xù)的Fe-Al滲層,以改善基體性能。本文在不同溫度和不同時(shí)間下對(duì)Q235低碳鋼進(jìn)行包埋滲鋁,形成Fe-Al滲層,采用X射線衍射、掃描電鏡及能譜分析等方法研究了滲鋁層的物相結(jié)構(gòu)、表面及截面形貌和成分,采用顯微硬度儀測(cè)量了截面硬度。結(jié)果表明,不同滲鋁溫度下獲得的滲鋁層,主要含有Fe2Al5和FeAl3兩相,且750℃得到的滲層存在較多Fe2Al5相;隨著滲鋁溫度升高,F(xiàn)e-Al滲層厚度增加,Al原子擴(kuò)散系數(shù)增大,但顯微硬度降低;不同滲鋁時(shí)間下制備的滲鋁層,物相仍以Fe2Al5和FeAl3為主,但隨著滲鋁時(shí)間延長(zhǎng),F(xiàn)eAl3含量減少,且Al原子擴(kuò)散系數(shù)變大,滲層顯微硬度略有降低。在進(jìn)一步分析Fe-Al滲層形成的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上,總結(jié)了滲鋁層形成的擴(kuò)散機(jī)制。
對(duì)厚度為3.5 mm的7046鋁合金擠壓板材進(jìn)行攪拌摩擦焊接并對(duì)焊接接頭進(jìn)行人工時(shí)效,研究了焊后時(shí)效對(duì)接頭力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,焊接接頭時(shí)效前的硬度分布大致呈“W”形,抗拉強(qiáng)度為406.5 MPa,焊接系數(shù)為0.8,拉伸時(shí)在后退側(cè)熱影響區(qū)與熱機(jī)影響區(qū)的過(guò)渡位置出現(xiàn)斷裂,此處的硬度值最低,斷裂面上有大量的韌窩;進(jìn)行120℃×24 h時(shí)效后,接頭的熱影響區(qū)、熱機(jī)影響區(qū)和焊核區(qū)的硬度都顯著提高,母材區(qū)的硬度變化不大,硬度分布大致呈“一”形,抗拉強(qiáng)度大幅度提高到490 MPa,焊接系數(shù)達(dá)到0.96,拉伸時(shí)在焊核區(qū)中心斷裂,斷裂面有大量的沿晶裂紋。時(shí)效后接頭區(qū)域的晶內(nèi)GPI區(qū)轉(zhuǎn)變成具有更好強(qiáng)化效果的η′亞穩(wěn)相,使接頭的硬度和強(qiáng)度提高;與其它區(qū)域相比,焊核區(qū)中晶界η相的分布更連續(xù),晶界處無(wú)沉淀析出帶的體積分?jǐn)?shù)更大,因此容易成為拉伸時(shí)的斷裂位置。
對(duì)6061鋁合金進(jìn)行常規(guī)空冷和強(qiáng)制水冷的攪拌摩擦加工(FSP)并研究其微觀組織和力學(xué)性能,結(jié)果表明:FSP 6061鋁合金的加工區(qū)均為細(xì)小等軸的超細(xì)晶組織,晶內(nèi)位錯(cuò)密度較低、高角晶界的比例均高于70%;采用強(qiáng)制水冷,可將FSP 6061鋁合金的平均晶粒尺寸細(xì)化到200 nm。FSP 6061鋁合金中的析出相主要為球狀或短棒狀,采用強(qiáng)制水冷使析出相的長(zhǎng)大受到明顯抑制并使部分固溶元素不能及時(shí)析出,使析出相的尺寸與間距明顯減小。與常規(guī)空冷相比,在強(qiáng)制水冷條件下FSP制備的6061鋁合金具有更高的細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化效果,其抗拉強(qiáng)度高達(dá)505 MPa,比峰時(shí)效態(tài)6061鋁合金母材提高了55%。
對(duì)6005A-T6鋁合金擠壓型材進(jìn)行焊速為1000 mm/min的攪拌摩擦高焊速焊接,研究了對(duì)接面機(jī)械打磨對(duì)接頭組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,與生產(chǎn)中常用的焊前打磨處理相比,盡管對(duì)接面未機(jī)械打磨的接頭焊核區(qū)的“S”線更明顯,但是兩種接頭的硬度分布和拉伸性能相當(dāng),拉伸時(shí)都在最低硬度區(qū)即熱影響區(qū)斷裂。高周疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,兩種接頭的疲勞性能也基本相當(dāng),疲勞強(qiáng)度分別為105 MPa和110 MPa;在高應(yīng)力幅下樣品斷裂于母材,在低應(yīng)力幅下斷裂于熱影響區(qū)且出現(xiàn)兩個(gè)裂紋源。兩種接頭的疲勞斷口有裂紋源區(qū)、擴(kuò)展區(qū)、最終斷裂區(qū),都呈現(xiàn)出典型疲勞斷口特征。研究結(jié)果表明,焊前是否進(jìn)行機(jī)械打磨對(duì)FSW接頭的靜態(tài)拉伸和動(dòng)態(tài)疲勞性能沒(méi)有明顯的影響。
制備不同鎂含量的Al-Mg-Ga-In-Sn合金并對(duì)其進(jìn)行固溶和時(shí)效熱處理,用XRD和SEM分析和觀察了顯微結(jié)構(gòu)和腐蝕表面,用AFM/SKPFM測(cè)量了合金不同晶界相與鋁晶粒間的電勢(shì)差,用排水法測(cè)量了在不同水溫下合金的鋁水反應(yīng)。結(jié)果表明,熱處理改變了合金低熔點(diǎn)界面相的種類(lèi)、形態(tài)以及合金晶粒內(nèi)Mg和Ga含量。熱處理態(tài)Mg含量低于4%的合金,其中有Mg2Sn、MgGa、MgGa2、MgIn界面相;在Mg含量為5%的熱處理態(tài)合金中出現(xiàn)了Mg5Ga2、Mg2Ga相。在時(shí)效態(tài)合金晶粒內(nèi)有MgGa相析出。與相同成分的鑄態(tài)合金相比,時(shí)效態(tài)合金中各晶界相與鋁基體間的電位差較大。熱處理態(tài)合金的產(chǎn)氫速率和產(chǎn)氫率,與合金的Mg含量有關(guān)。分析了熱處理使合金顯微結(jié)構(gòu)和晶界相與鋁基體間電位差變化的原因,并討論了熱處理對(duì)合金鋁水反應(yīng)的影響。
用Al-10Sr變質(zhì)劑和Al-5Ti-B細(xì)化劑處理A356鋁合金熔體,并結(jié)合擠壓鑄造和T6熱處理工藝,研究變質(zhì)細(xì)化與熱處理對(duì)A356鋁合金擠壓鑄造件的組織和性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,隨著Al-10Sr變質(zhì)劑加入量的增加,共晶Si的形貌由片狀和長(zhǎng)桿狀變?yōu)轭w粒狀和蠕蟲(chóng)狀,α-Al的晶粒尺寸先減少后增大。當(dāng)Al-10Sr的加入量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為0.3%時(shí),擠壓鑄造成形件的最優(yōu)抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為221.3 MPa、104.5 MPa和10.3%。Al-10Sr變質(zhì)能提高形核率、細(xì)化α-Al晶粒尺寸和改變共晶硅形貌,使鑄造件的力學(xué)性能提高。隨著A-5Ti-B的增加,晶粒尺寸先降后增,力學(xué)性能先增后降。Al-5Ti-B的加入量為0.6%時(shí),最優(yōu)抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為215.6 MPa、106.6 MPa和9.0%。T6熱處理(固溶540℃/4 h+時(shí)效190℃/4 h)使屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度顯著提高和延伸率降低。經(jīng)過(guò)0.6% 的Al-5Ti-B細(xì)化處理,T6處理擠壓鑄造件的最優(yōu)的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為297.5 MPa、239.3 MPa和8.0%。共晶硅的球化和細(xì)化、成形件成分的均勻化以及Mg2Si強(qiáng)化相在基體中彌散析出,是熱處理后構(gòu)件力學(xué)性能提高的主要原因。
將鈦粉、鋁粉、石墨粉和少量錫粉混合,用原位燒結(jié)技術(shù)宏量制備高純度前驅(qū)體材料Ti3AlC2,再以濃氫氟酸為刻蝕劑進(jìn)行選擇性刻蝕,改變刻蝕時(shí)間宏量制備出層間距可調(diào)節(jié)的層狀剝離Ti3C2。使用X射線衍射和場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡分別表征了Ti3AlC2和Ti3C2的結(jié)構(gòu)和層間距微觀形貌,并對(duì)用Ti3C2制成的電極進(jìn)行了電化學(xué)性能測(cè)試分析。結(jié)果表明,相比其它在相同條件下制備的電極其比容量大幅度提高,且具有良好的超級(jí)電容性能。
用超聲輔助聚丙烯酰胺凝膠法合成了MgAl2O4:Mg熒光粉。在MgAl2O4體系中引入的Mg金屬顆粒抑制了MgAl2O4相的形成,在900℃及以上的溫度燒結(jié)MgAl2O4:Mg干凝膠粉末,鎂顆粒氧化成MgO。Mg金屬顆粒的引入使MgAl2O4:Mg熒光粉的形貌由細(xì)小的納米顆粒變?yōu)榉奖忝嫘?;MgAl2O4:Mg熒光粉的顏色由在600℃燒結(jié)時(shí)的暗棕色變?yōu)樵?00℃燒結(jié)時(shí)的白色,在1000℃燒結(jié)時(shí)白色變暗。隨著燒結(jié)溫度的提高M(jìn)gAl2O4:Mg熒光粉的能帶先增大后略微減小。引入鎂顆粒使熒光光譜中位于395和425 nm的兩個(gè)熒光峰淬滅,在650、656和680 nm出現(xiàn)三個(gè)新的熒光發(fā)射峰,且隨著燒結(jié)溫度的提高發(fā)光強(qiáng)度減弱。金屬顆粒的表面等離子體共振導(dǎo)致MgAl2O4主晶格熒光淬滅,缺陷能級(jí)使MgAl2O4:Mg熒光粉產(chǎn)生了新的熒光發(fā)射峰。
采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)在硅(Si)襯底制備鋁/氮化鋁/氮化鎵(Al/AlN/GaN)多層薄膜,使用光學(xué)顯微鏡(OM)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線衍射(XRD)等手段表征AlN和GaN薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和晶體質(zhì)量,研究了TMAl流量對(duì)AlN薄膜和GaN薄膜的形核和生長(zhǎng)機(jī)制的影響。結(jié)果表明,預(yù)沉積Al層能促進(jìn)AlN的形核和生長(zhǎng),進(jìn)而提高GaN外延層的薄膜質(zhì)量。TMAl流量太低則預(yù)沉積Al層不充分,AlN緩沖層的質(zhì)量取決于由形核長(zhǎng)大的高結(jié)晶度AlN薄膜與在氣氛中團(tuán)聚長(zhǎng)大并沉積的低結(jié)晶度AlN薄膜之間的競(jìng)爭(zhēng),AlN薄膜的質(zhì)量隨著TMAl流量的升高而提高,GaN薄膜的質(zhì)量也隨之提高。TMAl流量太高則預(yù)沉積Al層過(guò)厚,AlN緩沖層的質(zhì)量取決于由形核長(zhǎng)大的高結(jié)晶度AlN薄膜與Al-Si回融蝕刻之間的競(jìng)爭(zhēng),AlN薄膜的質(zhì)量隨著TMAl流量的升高而降低,GaN薄膜的質(zhì)量也隨之降低。
用激冷鑄造法制備Al-5.5Mg-0.25Sc-0.04Ti合金,研究了在不同溫度退火后其硬度隨時(shí)間的變化,并用金相顯微鏡(OM)和透射電鏡(TEM)研究了這種合金中Al3(Scx,Ti1-x)第二相粒子的存在形式和形成機(jī)制。結(jié)果表明:用急冷鑄造法制備的Al-5.5Mg-0.25Sc-0.04Ti鑄態(tài)合金中Sc和Ti原子主要以固溶的形式存在于α(Al)基體中,在電鏡下很難觀察到這些粒子。鑄態(tài)合金在較低溫度(低于250℃)下退火時(shí)其硬度提高得比較慢,退火較長(zhǎng)時(shí)間才能出現(xiàn)硬度的峰值;而在比較高的溫度(高于350℃)退火硬度提高得非??欤芸斐霈F(xiàn)峰值。但是,硬度出現(xiàn)峰值后繼續(xù)退火則大幅度降低;在300℃退火硬度的熱穩(wěn)定性比較高。硬度的變化,與次生Al3(Scx,Ti1-x)粒子的析出密切相關(guān)。在較低溫度下次生Al3(Scx,Ti1-x)粒子的析出不充分且粒徑較小,對(duì)晶界、亞晶界和位錯(cuò)的釘扎作用較弱;而在過(guò)高的溫度下Al3(Scx,Ti1-x)粒子發(fā)生粗化,使合金的性能降低。
研究了6101鋁合金單股導(dǎo)線在-70℃到70℃溫度區(qū)間的拉伸性能。結(jié)果表明,6101鋁合金導(dǎo)線在-70℃低溫下具有較高的強(qiáng)度和較好的變形均勻性,但是隨著變形溫度的提高其屈服強(qiáng)度和強(qiáng)度極限都呈下降趨勢(shì)。與在-70℃的拉伸性能相比,在70℃合金的強(qiáng)度極限和屈服強(qiáng)度分別降低了10.9%和9.3%。對(duì)應(yīng)變硬化率和屈服強(qiáng)度與溫度的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),在拉伸變形過(guò)程中合金樣品的應(yīng)變硬化率隨著流變應(yīng)力的增大和溫度的升高呈下降趨勢(shì)。晶格摩擦阻力極大的影響了合金的屈服強(qiáng)度,對(duì)比不同溫度下6101合金的屈服強(qiáng)度增量的擬合計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得到了這種導(dǎo)線屈服強(qiáng)度增量與溫度的關(guān)系,據(jù)此可預(yù)測(cè)此類(lèi)導(dǎo)線在不同溫度下的服役可靠性。
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