张聪
,
张伟彬
,
彭英彪
,
陈伟民
,
周鹏
,
陈利
,
张利军
,
刘树红
,
杜勇
,
王社权
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.01.01
硬质合金是由难熔金属化合物和粘结相通过粉末冶金工艺制成的材料，它具有硬度高、耐磨、强度和韧性好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。介绍了包含 C-Co-Cr-W-Ta-Ti-Nb-N 等元素的硬质合金热力学和动力学数据库。简述了热力学数据库中的热力学模型和优化计算，并以 C-Cr-Ta 三元系为例介绍了热力学优化计算的方法和步骤。所建立的硬质合金动力学数据库包含液相和 fcc 相不同元素的原子迁移参数。利用修正的 Sutherland 方程对液相的原子迁移参数进行了评估，而 fcc 相原子迁移参数是基于对实验测定数据和文献数据的评估获得的。利用建立的硬质合金热力学和动力学数据库，可以计算多元系的相平衡、获取不同相的热力学性质和溶解度信息、模拟合金中元素和相的分布等。该数据库可用于设计合金成分和烧结温度、预测元素含量及烧结气氛等对梯度硬质合金形成的影响、优化合金烧结工艺等。最后指出相图热力学和扩散动力学数据库及热物性数据库结合相场、有限元方法，定量描述硬质合金结构－性能的关系是今后的发展趋势。
关键词:
硬质合金
,
热力学
,
动力学
,
数据库
,
计算模拟
,
应用
张利军
,
肇研
,
罗云烽
,
段跃新
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.02.007
通过对CCF300/QY8911复合材料试样进行循环吸湿-脱湿处理,绘制吸湿和脱湿曲线并用Fick第二定律进行拟合,采用层间剪切强度(ILSS)表征不同湿热条件对纤维/树脂界面性能的影响,再通过SEM观察试样剖面和侧面的微观形貌.结果表明:CCF300/QY8911复合材料的吸湿和脱湿行为符合Fick第二定律,试样水浸(水温71℃)14天后达到饱和吸湿率；水对CCF300/QY8911复合材料纤维/树脂界面的破坏分为可逆和不可逆,脱湿处理会消除可逆破坏,使干态ILSS有所回复；湿热循环次数增加会进一步引起纤维/树脂界面产生不可逆破坏,使CCF300/QY8911复合材料ILSS降低,但吸湿是引起这种复合材料ILSS性能下降的主要因素.
关键词:
湿热循环
,
复合材料
,
界面性能
,
炭纤维
曹东甲
,
塔娜
,
杜勇
,
张利军
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.01.05
材料制备过程中微结构演变的定量描述是材料设计的核心。近年来基于精准热力学和扩散动力学数据库的相场模拟是对微结构演变进行定量描述一种行之有效的方法。作为航空发动机和燃气涡轮叶片等高温零部件的主要用材，高性能镍基高温合金制备工艺的优化及设计一直是各国材料学者研究的热点和难点。首先概述了相场方法及其最新研究进展，以及相场法与 CALPHAD （CALculation of PHAse Diagram）数据库耦合技术的发展，随后详细介绍了国内外有关镍基高温合金凝固、固溶及时效过程微结构演变定量相场模拟的报道，以及当前用于建立镍基高温合金微结构与力学性能关系的可行方法。之后给出了两个基于定量相场模拟对镍基高温合金固溶及时效热处理机制进行优化及设计的实例，进一步证明了相场模拟在高性能镍基高温合金设计中的重要作用。最后，指出了对镍基高温合金制备过程微结构演变进行定量相场模拟以及后续工艺优化和设计中存在的主要问题及发展趋势。
关键词:
镍基高温合金
,
微结构
,
相场模拟
,
CALPHAD
,
热处理机制
,
材料设计
张利军
,
徐崇泉
,
赵力
,
韩喜江
功能材料
首次采用沉淀转化法制备出球形纳米β-Ni(OH)2,认为反应转化pH值与体系中表面活性剂浓度是纳米颗粒形貌和尺寸的主要影响因素.通过粉末微电板研究了纳米材料的循环伏安特性及质子扩散性能;将实验中所制得的两种不同形状的纳米级Ni(OH)2以8%质量分数)比例与微米级球形Ni(OH)2混合制得复合电板,进行充放电实验及不同荷电状态下的电化学阻抗实验.结果表明:球形纳米Ni(OH)2具有优越的循环伏安特性,较强的质子扩散能力;球形纳米Ni(OH)2较片状纳米Ni(OH)2更有利于提高电极容量,降低电化学反应电阻.
关键词:
沉淀转化法
,
球形纳米Ni(OH)2
,
粉末微电极
,
电化学阻抗
刘娣
,
张利军
,
米磊
,
郭凯
,
薛祥义
钛工业进展
TiAl合金密度小、高温性能优异，自20世纪50年代以来已发展到第三代。介绍了TiAl合金的性能特点、发展历程，真空感应熔炼、真空自耗电弧熔炼、等离子冷床炉熔炼等熔炼TiAl合金方法的优缺点，以及国内外TiAl合金的制备情况；提出TiAl合金熔炼过程中存在的问题主要是宏观与微观偏析，应从原料加入方式、原料纯度及熔炼工艺等方面进行改进；此外，对TiAl合金在航空航天、汽车工业等领域的应用现状进行了概括，指出TiAl合金近期的研究重点是大尺寸铸锭的均匀化控制。
关键词:
TiAl合金
,
熔炼方法
,
偏析
,
工程化应用
李兴刚
,
张利军
,
胡润芝
,
钱蕴
,
王兴斌
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.03.016
采用模压工艺将耐高温阻燃硅橡胶和隔热填料RMX压制成胶结片材,其密度为0.56 g/em3,比热容为1.371 J/(g·K),热导率为80 mW/(m· K),拉伸强度为1.87 MPa,断裂伸长率为25％.在高焓低热流风洞考核环境下,厚度为1 mm隔热材料试件界面平均温度为70.7℃,试片表观完整、无龟裂.
关键词:
复合材料壳体
,
高焓低热流
,
外隔热材料
钱蕴
,
张利军
,
李兴刚
,
胡润芝
,
寇朝辉
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.03.019
介绍了一种新型发动机用外防热材料,该防热材料在短时间高热流的条件下,通过电弧风洞试验考核,试样的背壁温度可降低至144℃,相较于无涂层试样,背温的降温幅度高于300℃.0.5 mm厚涂层与0.8mm厚涂层相比,试样背温并无明显优势.且室温固化涂层比高温固化涂层试样背壁温度低30℃,均低于234℃,均满足设计指标要求的背壁温度低于350℃的使用需求.
关键词:
防热材料
,
烧蚀
,
风洞
马壮
,
张利军
,
于晓东
,
王扬卫
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.03.002
采用Si粉混合Si3N4粉反应烧结工艺方法制备Si3N4多孔陶瓷,研究了烧结助剂Y2O3对Si3N4多孔陶瓷的相组成、微观结构、显气孔率和强度的影响,结果表明:在高纯N2气氛,1350℃保温12h条件下,添加5% Y2O3(质量分数)的Si与Si3N4混合粉中粉体颗粒界面位置形成微晶中间相,使硅粉完全氮化并全部生成Si3N4,新生成的的Si3N4有效桥联原料中颗粒,使得多孔陶瓷在显气孔率略降的同时抗折强度由无烧结助剂时的28.1MPa提高到45.2 MPa.
关键词:
反应烧结
,
多孔陶瓷
,
烧结助剂
,
Y2O3
张利军
,
田军强
,
常辉
,
薛祥义
,
张丰收
中国材料进展
β21S（名义成分Ti-15 Mo-3Al-2．7Nb-0．2Si）钛合金是Timet公司针对美国航空航天飞机计划NASP对抗氧化金属及复合材料基体的需求而研制的一种亚稳定β型钛合金，该合金具有优异的冷热加工性能、深的淬透性、抗蠕变性能、高的抗氧化性能和良好的抗腐蚀性能，可用于制作有温度要求的飞机结构件或发动机部件紧固件和液压管材、钣金件等，已经用于制造波音777飞机发动机舱导风罩等部件。β21S合金作为一种典型的亚稳定的β型钛合金，通过适当的工岂热处理后，可获得1300MPa以上超高抗拉强度及不小于6％的延伸率，为了全面了解并掌握高强热处理工艺处理后的β21S钛合金性能，我们对β21S钛合金进行了全面性能试验研究。
关键词:
β21S钛合金
,
热处理
,
显微组织
,
性能
