- 2015年第45卷第3期文章目次
>综述
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2015, 45(3).
摘要:
综述了ZrB2 及其复合陶瓷的高温氧化行为,认为ZrB2 陶瓷是一种优异的高温结构材料,其氧化失效是由于氧化产物B2O3 保护层挥发失效而导致的;二元陶瓷ZrB2 -SiC 由于SiC 的加入,高温抗氧化性能大大提高,并对其在不同温度下的氧化物结构进行了阐述。在此基础上提出了进一步提高ZrB2 -SiC 陶瓷抗氧化性能和服役温度的方法,并以添加TaC 和LaB6 形成三元复相陶瓷为例进行了说明。 >计算材料学
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2015, 45(3).
摘要:
从模量的基本理论出发,推导了碳纤维类石墨微晶模量与其结构参数所存在的函数关系。结果表明:碳纤维微晶模量受形状因子和取向角的协同影响:随着形状因子的增大,碳纤维微晶模量先快速上升后缓慢下降,而随着取向角的减小,微晶模量增加。利用X 射线衍射的方法,测定了碳纤维的取向角和形状因子,进而得到碳纤维的计算模量,与实测的碳纤维模量基本接近,验证了模量理论分析的适用性。 -
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摘要:
为了准确描述酚醛树脂热解时相互重叠的反应过程,进行了5 种线性升温速率下的酚醛树脂热分析试验,提出一种高斯分峰方法。该方法通过分析酚醛树脂的微分热重(DTG)曲线以及不同温度下热分解产物的种类和含量,将酚醛树脂热解划分为四个反应过程。分峰结果与试验结果吻合较好,对后续准确求解酚醛树脂各个反应过程热分解动力学参数有重要意义。 -
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摘要:
为获取元器件焊点的热疲劳状态信息,采用了焊点剪切力测试方法和非线性最小二乘数据拟合法。以1210 片式电阻器件无铅焊点为研究对象,开展了剪切力-热疲劳状态试验研究工作。依据0、300、600、900、1200、1 500 个周期温度冲击下的焊点剪切力试验数据,采用非线性最小二乘的Gauss-Newton 法,并利用Matlab 编程的手段获取了剪切力数据的拟合曲线。以“剪切力值下降30%”的失效标准划定失效界线,利用拟合曲线推算出焊点失效时的循环周期数为1 439.04。试验证明焊点剪切力能够反映出焊点的热疲劳状态,该方法可用于焊点的疲劳状态监测、估计,满足对于焊点疲劳状态的监测需要,同样适用于其他类型焊点的疲劳状态估计。 >新材料新工艺
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摘要:
利用先驱体聚合物浸渍-裂解(PIP)技术制备SiBN 纤维增强氮化物陶瓷基复合材料,对SiBN 纤维、聚硅硼氮烷有机先驱体裂解以及SiBN 纤维增强氮化物陶瓷基复合材料性能进行了分析。研究表明:聚硅硼氮烷先驱体在氨气气氛下裂解得到的陶瓷产物碳含量较低,其裂解产物介电常数在3. 0 左右,介电损耗小于0. 01;SiBN 纤维中C 和O 元素含量均较高,碳的存在对材料介电性能影响明显;制备的氮化物陶瓷基复合材料弯曲强度为88. 52 MPa,弹性模量为20. 03 GPa。 -
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摘要:
利用同步辐射X 射线小角散射(SAXS)研究了黏胶基碳纤维原丝裂解过程中微孔的变化。结果表明:裂解过程中微孔沿轴向的半径由3.88 nm 逐渐增大到7.04 nm,而垂直于轴向的半径则由3.86 nm 减小至3.15 nm。因而,孔形由椭圆逐渐演变成针形,且取向趋向于纤维轴方向。分形研究表明:垂直于轴向的微孔分形维数由2.40 增大到2.61,而沿轴向的微孔分形维数则在2.00 ~2.23 波动,说明随着裂解的进行,微孔结构逐渐趋于复杂化。微孔是影响纤维的力学性能主要因素,对纤维中的微孔结构的研究有着重要意义。 -
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摘要:
以异氰酸酯为固化剂固化环氧树脂,通过比较不同固化条件下固化物结构的差异,研究了异氰酸酯与环氧树脂的反应历程;改变异氰酸酯/ 环氧树脂体系的化学计量比(I/ E),采用FTIR/ ATR、DSC、DMTA 等研究了固化产物的结构与性能。结果表明,异氰酸酯与环氧树脂的固化历程随着温度的升高可分为三个阶段,第一阶段为异氰酸酯的三聚反应;第二阶段是一个复杂的过程,首先环氧树脂和异氰酸酯可反应生成噁唑烷酮结构,通过噁唑烷酮环扩链得到端异氰酸酯基低聚物,可继续发生三聚反应;第三阶段为异氰脲酸酯与残余的环氧基团反应生成噁唑烷酮结构,异氰脲酸酯六元环向噁唑烷酮五元环的转化是一个可逆的过程。不同的I/E 比例可得到结构不同的固化物,不同的结构导致固化物性能的差异:当(I/ E)= 1. 8 时,综合力学性能良好,异氰酸酯/ 环氧树脂/ 玻璃纤维复合材料的弯曲强度、弯曲模量、层剪强度分别为652. 53、33270. 63 和31． 66MPa,优于甲基四氢苯酐/ 环氧树脂/ 玻璃纤维复合材料力学性能;当I/ E=2. 0 时,固化物Tg 达到了305℃,明显优于传统的环氧树脂固化体系。 -
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摘要:
采用CVD 法制备了SiC 涂层包覆短碳纤维,并通过凝胶注模成型工艺制备了( SiC) Cf / Si3N4 复合陶瓷,探讨了烧结温度对复合陶瓷中(SiC)Cf 形貌的影响。同时研究了(SiC)Cf 的含量对复合陶瓷力学以及介电性能的影响,当(SiC)Cf 含量达到10wt%时,样品的抗弯强度比纯Si3N4 陶瓷降低了112 MPa,但断裂韧性显著提高,增加了11. 5 MPa·m1/2,介电常数实部和虚部达到最大,介电实部约为15 ~18,虚部约为6 ~8;反射衰减随(SiC)Cf 的含量和厚度的增加而向低频移动。 -
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摘要:
采用复合分散工艺将纳米TiO2 均匀分散于环氧树脂中,制备了环氧-纳米TiO2 树脂浇铸体,并采用湿法缠绕工艺制备了T700 碳纤维增强环氧复合材料(Cf / E)以及T700 碳纤维增强环氧-纳米TiO2(Cf / ETiO2)复合材料NOL 环与Φ150 mm 容器,研究了纳米TiO2 对环氧树脂浇铸体、复合材料NOL 环和Φ150 mm容器性能的影响。结果表明,纳米TiO2 的加入对环氧基体和Cf / E 复合材料均有不同程度的增强、增韧效果,其中环氧基体的拉伸强度提高了9. 2%,弯曲强度提高了9. 8%,冲击强度提高了52. 9%;Cf / E-TiO2 复合材料NOL 环层剪强度达到87. 7 MPa,提高了22. 3%;Φ150 mm 容器特性系数达到43. 4 km,纤维强度发挥率达到94. 3%,分别提高了9. 9%和3. 3 %。 -
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摘要:
根据真空辅助RTM 工艺性特点,确定粉体填料改性树脂基复合材料工艺方法。将粉体填料分散于乙酸乙酯溶液中,并添加分散剂、黏结剂,并确定粉体填料与分散剂的质量比为1 ∶0. 5,制备一种分散效果较好的粉体填料悬浮液,将粉体填料定量喷涂增强纤维,并观察粉体填料喷涂量与喷涂速度之间成正比例关系。观察改性纤维SEM 图,粉体填料能较好的黏附在增强纤维表面,且分布较均匀;改性后纤维由于粉体填料的涂覆效果,纤维丝断裂强力较无喷涂纤维丝下降10%,在一定条件下并不影响纤维增强复合材料性能。 -
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摘要:
根据完整复合材料修补模型进行分析与验证,在此基础上针对小型非对称脱胶建立了脱胶分析有限元模型,引入脱胶影响“当量距离” 的概念,分析了不同尺寸与位置的脱胶对于维修效果的影响。结果表明:脱胶直径较小时,裂纹强度对于脱胶位置的改变不敏感;当脱胶尺寸足够大时,在裂纹尖端附近存在一个脱胶敏感区域,在此区域内发生脱胶对于修补强度影响较大,而且该影响区域随着裂纹长度增加而增大。 -
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摘要:
对退火处理后的Ti-55531 钛合金α 片层宽度、β 晶粒尺寸、晶界α 相不连续度和针状α 相比例等特征进行了定量表征和统计分析,探讨了随着退火温度的升高, Ti-55531 钛合金显微组织及其力学性能的相关性。结果表明,在β 相区退火处理,退火温度的升高将引起晶内α 片粗化长大,平均β 晶粒尺寸从86 μm增大到210 μm,晶界不连续度降低,针状α 相的相比例先降低后升高。β 晶粒尺寸与延伸率、静韧度、裂纹形成功负相关,与裂纹扩展功正相关;晶界不连续度与静韧度正相关;针状α 相比例与屈服强度正相关。 -
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摘要:采用等离子脉冲烧结(SPS)进行了多孔铝块体材料的制备。结果表明采用该方法在350℃时可
以制备出结构与尺寸可控性好、粉体颗粒无明显长大、孔隙率(54. 07%) 较高的多孔金属铝块体材料。该制备
方法对于开孔性与颗粒连接性要求较高的多孔金属材料具有较高的技术优势。 -
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摘要:
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摘要:以内送粉和外送粉两种方式微弧等离子喷涂工艺制备了NiCrAlY/ Al2O3 复合涂层,分析了送粉
方式对涂层相组成、微观结构和介电性能的影响。结果表明:与外送粉相比,内送粉方式沉积的涂层具有较高
的沉积效率和较低的孔隙率。由于喷涂过程中α-Al2O3 颗粒完全熔融,内送粉喷涂所得到涂层主要为γ/ γ′和
γ-Al2O3 相,并且涂层结构致密,NiCrAlY 颗粒分布均匀。介电性能测试表明,以外送粉方式制备的涂层复介电
常数实部和虚部几乎不随频率发生变化。而以内送粉方式喷涂的涂层复介电常数实部和虚部随频率的增加而
降低,呈现明显的频散现象。 -
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摘要:建立了泡沫夹层结构斜坡过渡区域的三维(3D)有限元模型,进行了斜坡过渡区域的坡度角分析
优化。基于有限元分析软件MSC. Patran/ Nastran,建立了考虑斜坡过渡区面板铺层递减的泡沫夹层结构的有
限元模型,研究了结构在单轴压缩载荷作用下的力学行为,进一步讨论了坡度角对于夹层结构过渡区域结构强
度和稳定性的影响规律。研究结果表明,泡沫夹层结构坡度角在25° ~30°时能够达到提高结构承载能力及减
轻结构质量的双重目的。 >测试分析
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摘要:介绍了红外无损检测技术的检测原理和对粘接结构产品的试验应用。试验结果表明,红外无损
检测技术可以有效的对玻璃钢泡沫夹层、软木粘接、碳纤维蒙皮蜂窝夹层等粘接结构进行产品质量检测,具备
广阔的应用前景。 -
2015, 45(3).
摘要:为研究钛合金异种材料单搭自冲铆接头的力学性能,本文使用接头剖面直观检测法分析了四种
铆接接头的成形质量,先后对铜-钛合金接头(H62-TA1 接头) 和钛-铝合金接头(TA1-AA5052 接头) 进行准
静态力学性能测试,得到了两种接头的载荷-位移曲线。采用狄克逊准则剔除异常值,并通过变差系数法验证
了试验数据的可靠性。研究结果表明:H62-TA1 接头质量优于TA1-H62 接头,TA1-AA5052 接头质量优于
AA5052-TA1 接头;H62-TA1 接头强度(5 177. 8 N) 高于TA1-AA5052 接头(4 296. 9 N),H62-TA1 接头能量
吸收值(21. 9 J)大于TA1-AA5052 接头(10. 2 J); H62-TA1 接头失效模式为铆钉拉出失效,TA1-AA5052 接
头失效模式为下板拉断失效。 -
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摘要:某产品用2A12 铝合金锻坯在生产过程中发生开裂故障。本文对开裂锻坯进行了形貌观察与断
口分析,并对比研究了热处理后开裂锻坯、未热处理锻坯和原材料铝棒。结果表明:开裂锻坯上的开裂模式为
脆性开裂;开裂锻坯上的裂纹形成于热处理过程,形成原因应与锻造工艺控制不当导致锻坯在热处理过程中形
成的粗晶有关。 -
2015, 45(3).
摘要:利用自冲铆连接系统、材料试验机及扫描电子显微镜等设备来研究钛合金、铝锂合金及铝合金自
冲铆接头的力学性能与静态失效机理。结果表明:TA1 钛合金接头平均最大拉剪载荷(6 285. 0 N)在3 种接头
中最大,8090 铝锂合金接头(5 478. 3 N)次之,5052 铝合金接头(3 217. 7 N)最小;不同金属材料自冲铆接头的
静态失效模式有很大的区别,TA1 钛合金接头出现铆钉从沿晶断裂向韧性断裂转变的失效过程,8090 铝锂合
金接头出现材料被擦伤与解理断裂的失效过程,5052 铝合金接头仅出现材料被擦伤的失效过程。
