李强
,
张峰峰
,
于景媛
,
周旭
,
孙旭东
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.14.013
主要研究了具有不同孔隙梯度分布的多孔Mg-Ca合金在横向和纵向压缩时孔洞的受力以及变形特征,分析了梯度多孔Mg-Ca合金在弯曲时裂纹扩展机理,并观察了孔隙梯度结构和烧结温度对梯度多孔Mg-Ca合金力学性能的影响.研究结果表明,梯度多孔Mg-Ca合金的力学性能优于均匀多孔材料,随着试样边缘和中心孔隙度差距的增加,试样的抗弯强度、抗压强度和弹性模量均增加,纵向压缩时样品抗压强度和弹性模量的增加优于横向压缩,这主要归因于孔隙的梯度分布导致受力时外加载荷的重新分配.随着烧结温度增加,梯度多孔Mg-Ca合金的力学性能增加,在620℃烧结2h时力学性能达到最佳.
关键词:
多孔Mg-Ca合金
,
梯度孔隙
,
压缩性能
,
弯曲性能
李强
,
穆柏春
,
于景媛
,
孙旭东
功能材料
通过在碳纤维表面原位生成莫来石保护层和对氨基苯甲酸表面处理来改性碳纤维,将改性碳纤维与羟基磷灰石(HA)复合,制备表面改性碳纤维增强HA复合材料.研究改性前后的碳纤维对复合材料抗弯强度的影响并分析增强机理.结果表明,随纤维含量的增加复合材料的抗弯强度先提高后下降,碳纤维含量为3％(体积分数)时复合材料的抗弯强度达到最大值.碳纤维、表面处理碳纤维、表面复合处理碳纤维增强HA材料的抗弯强度均随烧结温度的升高而提高,且整体提高幅度依次增大,当烧结温度达1150℃时,3种材料的抗弯强度达最大值,分别为55.13、100.95、112.17MPa.表面复合处理碳纤维增强HA材料的抗弯强度比基体提高最多为3.5倍.这主要归因于碳纤维表面通过原位反应形成莫来石3Al2O3·2SiO2保护层,同时经对氨基苯甲酸处理后碳纤维对HA有更好的亲和性和吸附性.
关键词:
表面改性
,
碳纤维
,
羟基磷灰石
,
强化
于景媛
,
孟秀娟
,
李强
,
张峰峰
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.18.014
采用粉末冶金技术制备了梯度HA/Mg复合材料.研究了HA含量、HA梯度分布情况以及烧结温度对复合材料孔隙度、烧结收缩率和弯曲性能的影响,观察烧结产物的显微组织,并对复合材料的耐腐蚀性能进行测试.研究结果表明:随着梯度HA/Mg复合材料中间层HA含量的增加,梯度HA/Mg复合材料的烧结收缩率降低,孔隙度升高,抗弯强度降低.随着烧结温度的升高,梯度HA/Mg复合材料的烧结收缩率增大,孔隙度降低,抗弯强度增加.耐腐蚀性分析表明,与纯Mg相比,梯度HA/Mg复合材料具有更好的耐腐蚀性能.随着中间层HA含量的增加,腐蚀速率降低,溶液的pH增加缓慢.
关键词:
梯度HA/Mg复合材料
,
弯曲性能
,
耐腐蚀性能
于景媛
,
王建中
,
李强
,
张峰峰
,
商剑
,
孙旭东
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.04.004
主要研究了Mn含量对梯度多孔 Mg-Mn合金显微组织、物相组成、抗压强度、显微硬度以及耐腐蚀性能的影响.研究结果表明随着Mn含量的增加,梯度多孔 Mg-Mn合金孔壁处晶粒烧结的致密化程度提高,晶粒细化,当Mn含量超过2％(质量分数)时,孔壁晶粒烧结的致密化程度略有降低.结合X射线衍射(XRD)仪和能谱(EDS)分析表明当Mn含量为2％时,梯度多孔Mg-Mn合金由单相α-Mg固溶体组成;当Mn含量为3％时,梯度多孔Mg-Mn合金由α-Mg和α-Mn两相组成.随着Mn含量的增加,梯度多孔Mg-Mn合金的抗压强度先增加而后降低,显微硬度持续增加;当Mn含量为2％时,烧结产物的抗压强度为34.1 MPa,显微硬度为HV48.5,分别比梯度多孔 Mg合金提高52.2％和36.2％.耐腐蚀性分析表明,添加Mn元素后梯度多孔Mg-Mn合金的腐蚀速率降低,这表明梯度多孔Mg-Mn合金的耐腐蚀性增加.当Mn含量为2％时,梯度多孔Ng-Mn合金试样的腐蚀速率最低,耐腐蚀性能最佳.
关键词:
梯度多孔Mg合金
,
Mn含量
,
显微组织
,
压缩性能
,
耐腐蚀性能
于景媛
,
李强
,
李春微
,
孙旭东
材料导报
以2种粒径分布不同的ZrO_2微粉为原料,利用离心成型技术制备孔梯度分布的ZrO_2多孔陶瓷.测量了ZrO_2颗粒在不同pH值下的Zeta电位,研究了离心加速度和浆料固相含量对ZrO_2颗粒分离现象的影响,观察了烧结产物的微观形貌、孔隙度以及孔径分布.研究结果表明,在pH=10时,ZrO_2颗粒的Zeta电位最高,浆料具有良好的分散性.在较低的固相含量和较高的离心加速度下,ZrO_2颗粒的分离现象明显,孔隙呈梯度分布.40%(体积分数)固含量ZrO_2浆料离心所得样品在1400℃烧结3h后,孔隙呈现良好的梯度分布,其底部孔隙度为24.6%,气孔尺寸在1～3μm之间;顶部孔隙度为15.2%,气孔尺寸大多在0.3μm以下.
关键词:
ZrO_2多孔陶瓷
,
气孔梯度分布
,
离心成型
于景媛
,
李强
,
李晓东
,
孙旭东
功能材料
将等直径的发泡聚苯乙烯(EPS)小球排列成有序的模板,通过在模板内离心成型制备孔径均匀的多孔氧化铝陶瓷.研究了多孔陶瓷孔结构的调整方法,分析了离心参数对孔壁生坯密度的影响,借助了TG-DTG曲线确定了焙烧工艺,用扫描电镜表征了最终产物的显微结构.结果表明,多孔陶瓷的孔结构可以通过改变小球的直径和所承受的附加载荷来调整.当氧化铝浆料的固相含量超过50%(体积分数),离心成型的物质分离现象被抑制,孔壁具有较高的生坯密度63.4%和烧结密度98.8%,当烧结产物的孔隙率从75.6%增加到83.2%,压缩强度由3.2MPa降到1.78MPa.
关键词:
离心
,
模板
,
固相含量
,
均匀孔径
于景媛
,
孟秀娟
,
李强
,
孙旭东
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.22.032
以造孔剂 PMMA、纳米 Al2 O3和 ZrO2颗粒为主要原料利用离心-凝胶注模成型工艺制备气孔和Al2 O3/ZrO2相组成均呈现梯度分布的多孔Al2 O3-ZrO2陶瓷。研究了 Al2 O3-ZrO2浆料的凝胶固化过程,分析了离心加速度和离心时间对生坯密度梯度的影响,观察了烧结产物的显微组织并对其力学性能进行测试。研究结果表明,引发剂含量对 Al2 O3-ZrO2浆料的凝胶固化过程影响不大。随着催化剂含量的增加,Al2 O3-ZrO2浆料的起始凝胶固化时间降低,整个凝胶固化反应过程缩短。随着离心加速度的增加和离心时间的延长,生坯顶部和底部的密度差异增加,梯度分离现象变得明显。当离心加速度为178.9g,离心5min后,制备的梯度多孔 Al2 O3-ZrO2陶瓷顶部的孔隙度为55.2%,中间为37.6%,底部为14.5%,孔隙和Al2 O3/ZrO2相呈现连续的梯度变化。烧结产物的抗压强度和断裂韧性分别为80.7MPa 和1.46MPa· m1/2。
关键词:
离心-凝胶注模
,
孔隙梯度
,
相组成梯度
,
多孔Al2 O3-ZrO2 陶瓷
李强
,
于景媛
,
穆柏春
,
孙旭东
人工晶体学报
先对碳纤维进行对氨基苯甲酸预处理,然后通过溶胶-凝胶技术在预处理后碳纤维表面涂覆HA涂层,随后利用粉末冶金技术制备改性碳纤维增强纳米HA复合材料.研究碳纤维的改性工艺,观察改性后碳纤维表面的微观形貌,测量小同碳纤维含量下复合材料的抗弯强度和断裂韧性.结果表明对氨基苯甲酸处理后碳纤维表面形成大量的纵向凹槽,表面粗糙度增加,将其在HA溶胶中提拉5次后可以在表面获得一层致密的、结合性能较好的膜层.烧结产物中HA过渡层可以很好地连接基体和碳纤维,提高纳米HA复合材料的力学性能,当碳纤维含量为3vol％时,溶胶-凝胶改性碳纤维/纳米HA复合材料的抗弯强度达到最大值84.6 MPa,是基体抗弯强度的3.45倍.当碳纤维含量为4vol％时,溶胶-凝胶改性碳纤维/纳米HA复合材料的断裂韧度达到最大值1.92 MPa·m1/2,是基体断裂韧度的2.43倍.
关键词:
HA复合材料
,
溶胶-凝胶
,
改性碳纤维
,
HA膜层
,
力学性能
李强
,
于景媛
,
穆柏春
,
孙旭东
,
孟秀娟
材料热处理学报
采用溶胶-凝胶技术在低温氧化处理后碳纤维表面涂覆HA涂层,获得复合改性碳纤维增强HA复合材料.研究并测试了碳纤维的改性工艺、改性后碳纤维表面的微观形貌以及不同碳纤维含量下复合材料的抗弯强度和断裂韧性.结果表明,在400℃氧化30 min的碳纤维表面具有较高的活性和较大的比表面积,在HA溶胶中提拉5次后碳纤维表面形成一层与基体结合性能较好的膜层.复合改性碳纤维可显著提高HA材料的力学性能,当碳纤维含量为3％时,复合改性碳纤维/HA复合材料的抗弯强度达到最大值79.8 MPa,比基体提高了3.2倍.当碳纤维含量为4％时,复合改性碳纤维/HA复合材料的断裂韧度达到最大值1.85 MPa· m1/2,比基体提高了2.3倍.
关键词:
HA复合材料
,
碳纤维
,
复合改性
,
力学性能
