制备工艺对多孔钛的微观结构和压缩性能的影响

采用粉末冶金法制备出孔隙度为2%~50%(开孔率>60%),孔径为5~50μm,抗压强度为0.2~1.8 GPa,杨氏模量>6.58 GPa的多孔钛.利用金相显微镜和扫描电镜观察多孔钛的显微组织;采用定量金相法测定孔隙尺寸与分布;根据液体静力平衡法测定孔隙度,最后测定其压缩性能.实验结果表明:成型压力增大,孔隙尺寸和孔隙度减小,但孔隙形状未发生显著变化;随着烧结温度的增加与时间的延长,多孔钛的孔隙尺寸和孔隙度都随之减小,孔隙逐渐趋于球形;多孔钛的杨氏模量和压缩强度随孔隙度的增大不断降低.     

磷元素对Al-Mg2Si合金显微组织的影响

研究了P元素的加入对Al-Mg2Si合金组织的影响．结果表明：在常规铸造条件下，Al-Mg2Si合金中初晶Mg2Si为粗大的多角形块状．经过P元素变质后合金中的初晶Mg2Si得到明显细化，并成为分布较均匀的块状或球团状，当加入的P元素量为0．5％时，初晶Mg2Si最细小、圆整．其实质是P元素与Mg元素形成的Mg3(PO4)2化合物充当了Mg2Si的形核核心。     

高碳钢和合金工具钢B—Cr—Ti共渗的试验研究

本文对高碳钢和合金工具钢进行了 B-Cr-Ti 共渗的试验研究.用金相显微分析、电子探针微区分析和 X 射线衍射分析方法对5种钢的 B-Cr-Ti 渗层进行了化学成分、相结构及显微组织分析.同时对 B-Cr-Ti渗层的性能进行了研究.B-Cr-Ti 共渗与 B-Ti 共渗相比较,B-Cr-Ti 渗层具有高的硬度、耐磨性和耐蚀性,可应用于刀具和模具.     

热循环对Fe—23Mn和Fe—28Mn—4Si合金马氏体相变和组织结构的影响

Ｆｅ－２３Ｍｎ合金和Ｆｅ－２８Ｍｎ－４Ｓｉ合金的马氏体相变在热循环中行为截然相反，Ｆｅ－２３Ｍｎ合金奥氏体经热循环后产生稳定化，随着热循环次数增加，ε马氏体数量减少直至消失，得到单相奥氏体组织，但质变循环稳定化的奥氏体在室温时效过程中发生等温γ→ε相变，Ｆｅ－２８Ｍｎ－４Ｓｉ合金奥氏体经热循环不产生稳定化。ε马氏体数量不是减少，而是明显增多，Ｆｅ－２８Ｍｎ－４Ｓｉ合金γ→ε相变具有组织遗传特征，而     

铁电铁弹材料的自然构形(I)——本构假设和单晶行为

铁电铁弹材料常在极化态下工作，其性能受材料的微结构直接影响。铁电材料在自极化过程中自变形和自极化方向的不唯一性，以及多晶材料中存在各种不同方向晶界的不可避免性，使得其自极化稳定构形具有极其复杂的结构。根据铁电铁弹材料单晶特性，提出在自极化过程中该材料能量密度是变形梯度和电位移向量的非凸函数。并且从能量角度出发，导出铁电铁弹材料的自极化稳定构形所应满足的必要条件     

电动汽车锂离子电池碳负极扩散应力与微观结构失效机理研究

扩散应力易引起电极体积变化、电极颗粒破裂和脱落,导致电极材料失效,从而引起锂离子电池容量的衰减。为探究不同材料厚度和放电倍率下的扩散应力规律以及扩散应力与微观结构破坏间的关联性,采用试验与仿真相结合的方法进行相关研究。首先,制备3种不同厚度(25、36、48 μm)的石墨负极,与三元正极组装成纽扣全电池;其次,以相同充电倍率(0.2C)、不同放电倍率(1C、2C、5C)在25℃下进行循环测试,为模型验证及微观测试提供样本;随后,根据电化学及扩散力学原理建立电化学-力耦合模型,并通过不同倍率放电工况对模型进行验证;进一步,利用控制变量法,基于所建模型研究不同材料厚度与放电倍率下扩散应力的规律;最后,基于电镜扫描和X射线衍射测试,对循环后的负极形貌及微观结构进行表征,结合模型仿真研究扩散应力与负极微观结构的破坏关联性。研究结果表明:随着放电倍率增大或材料厚度减小,扩散应力增大、负极损坏程度加深,可根据拉伸屈服强度将扩散应力与微观结构变化关系分为2个阶段;进一步,引入剥落指数定量描述微观结构失效,发现剥落指数与扩散应力之间存在幂函数关系。研究结果可为揭示扩散应力与容量损失之间的关联性提供思路。     

铝合金表面状态对搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

研究了铝合金表面状态对搅拌摩擦焊焊接接头组织和性能的影响。试验结果表明:试板表面油污的存在使得焊接接头强度下降为母材的60%左右,同时显著降低接头的塑性;试板表面的氧化膜和油污还会造成焊核区及焊缝前进侧的残余间混结合线缺陷。对焊接接头拉伸断口进行扫描电镜观察发现:拉伸试样的断口中存在油污和A l2O3的聚集物,这些聚集物会成为拉伸时的裂纹源。断口和力学性能综合分析表明:铝合金表面的油污和氧化膜都会降低搅拌摩擦焊接头的强度和塑性。     

聚合物改性水泥砂浆试验研究

为研究聚合物改性水泥砂浆（PMA）的改性机理,对PMA的抗折抗压强度、微观形貌与结构进行了试验分析。试验结果表明：随着聚合物掺量的增加,PMA所需的前期标准养护天数减少;PMA的抗折强度较普通砂浆有大幅度提高且压折比降低;且由于聚合物具有成膜和填充效应,PMA内部趋向于一种连续密实的空间网架结构。     

基于图像处理探究SBS在沥青中溶胀面积的发育进程

为了更直观便捷地研究SBS聚合物与基质沥青反应进程,制备了两种SBS改性沥青的分散、剪切、发育等7个状态共14组荧光显微镜样品。以放大100倍和400倍荧光显微镜图像为研究对象,分别借助两个图像处理软件计算SBS溶胀面积比,即SBS改性剂在沥青中溶胀联结形成的荧光共轭点状、蠕虫状、网格状等发亮结构的面积占该图像面积的比例,分析SBS溶胀面积比与改性沥青发育进程以及稳定性的关系,并借助离析软化点差值指标验证发育进程中SBS溶胀面积比与改性沥青稳定性的关系。结果表明:随发育时间延长,SBS溶胀面积比先增大后减小,其超过一定比例后基质沥青与SBS形成网状互穿结构,稳定性大幅增加,SBS溶胀面积比超过51.87%时离析软化点差值都满足相关规范要求,从微观角度进一步揭示改性机理,为快速评判SBS改性沥青是否存在离析风险提供一种新思路。     

基于材料基因组方法的沥青混合料基因特性综述及展望

基于数据驱动的材料基因组方法是未来材料研发的趋势，尤其对于具有复杂材料组成、显著结构随机性和材料分布不均匀性的沥青混合料具有重要的指导意义。为推动沥青混合料基因组方法的应用，综述了影响沥青混合料性能的材料基因组体系及与使用性能的关联。首先，总结了目前材料基因组方法在材料工程领域的应用；然后，介绍了沥青混合料基本材料特征基因，主要包括沥青组分、沥青微观结构、集料矿物组成和集料形貌特征，并分析主要特征基因与材料性能之间的联系；进而，介绍了沥青混合料细观结构特征基因，包括空隙分布、集料分布和集料接触关系，总结了细观尺度上的研究方法及特征基因与沥青混合料性能的联系；最后，展望表征沥青混合料性能的代表性材料基因组体系、基因组数据库、共享平台及数据挖掘方法。