杜子良
,
陈少平
,
王彦坤
,
樊文浩
,
孟庆森
,
杨江锋
,
崔教林
稀有金属材料与工程
利用溶液法混合粉体并通过电场激活压力辅助烧结(FAPAS)方法制备了不同硅纳米线含量的Mg2Si基复合热电材料,研究了硅纳米线的掺入及含量对基体材料热电性能的影响.结果表明:硅纳米线掺入后材料电导率大幅降低,塞贝克系数基本不变,热导率小幅降低.随着硅纳米线掺量增加,材料电导率降低,塞贝克系数稍有提高,热导率有升高趋势.硅纳米线掺量为0.1at％的样品在800 K时ZT值达到最高值0.5.
关键词:
热电性能
,
SiNWs
,
Mg2Si
,
纳米复合
,
SPB
王彦坤
,
陈少平
,
樊文浩
,
张华
,
孟庆森
,
杨江峰
,
崔教林
稀有金属材料与工程
在微波作用下利用MgH2、纳米Si粉、Sn粉和Bi粉进行固相反应,结合电场激活压力辅助合成法(FAPAS)制备了高纯Bi掺杂的Mg2Si1-xSnx(0.4≤x≤0.6)基固溶体热电材料,并对其微观结构和熟电性能进行了表征.结果表明,MgH2替代传统原料Mg粉显著降低了圃相反应温度且防止了M8的挥发和氧化,同时微波快速低温加热有效抑制晶粒长大,可获得平均晶粒尺寸为200 nm的高纯产物.在300～750 K的温度区间对样品热电性能进行测试.结果表明,细小的片层固溶体组织和Bi的掺杂有效降低了样品热导率,同时改善了其电性能,在600 K时,含1.5％Bi(原子分数)的Mg2Si0.4Sn0.6热电材料具有最大ZT值0.91.
关键词:
微波
,
MgH2
,
Mg2Si1-xSnx
,
热电材料
孟庆森
,
陈少平
,
刘奋军
,
杜正良
稀有金属材料与工程
采用电场激活固相连接工艺(FADB)实现了AZ31B镁合金与铝粉的固相扩散,观察研究了界面处扩散溶解层的微观形貌和相组成以及界面处元素交互扩散分布情况,测试了扩散溶解层的表面硬度和耐腐蚀性,探讨电场对AZ31B/Al固相扩散的影响.研究结果表明,在FADB条件下,AZ31B/Al结合界面处形成的扩散溶解层由均匀共晶层-溶解过渡层和胞晶区构成;外加电场通过降低界面处生成物的激活能,促进了Mg-Al间的扩散反应,所形成的锯齿状结构有利于提高界面连接强度;试样表面的平均硬度及耐腐蚀性能均高于镁合金母材.
关键词:
AZ31B
,
铝
,
电场
,
扩散溶解
,
共晶层
李柏松
,
陈超
,
王丽七
,
张楠
,
孟庆森
金属功能材料
用Mg粉和Si粉通过电场激活加压辅助法(Field-activated and Pressure-assisted Synthesis,FAPAS),在1073 K、50 MPa条件下快速实现了Mg2Si块体热电材料的一步法合成与致密化;合成过程反应物反应完全,产物的XRD曲线的Mg2Si峰型尖锐,占产物含量的99.5%.合成样品的Seebeck系数、电导率、功率因子分别在562K、773 K、600 K时达到最大值.分别为445μVK-1、54.4 Scm-1、4.35 W/craK2.通过对比多种方法合成的Mg2Si热电材料的热电性能发现,FAPASA样品的功率因子比其它方法具有明显的优势.
关键词:
热电材料
,
Mg2Si
,
电场激活压力辅助合成
,
热电效应
董凤
,
陈少平
,
胡利方
,
樊文浩
,
孟庆森
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.02.006
采用电场激活扩散连接技术(FADB)实现了AZ31B/Cu的扩散连接.利用SEM、EDS和TEM分析了扩散溶解层的显微组织、相组成和界面元素分布.采用万能试验机对连接界面的抗剪切性能进行了测试.结果表明:AZ31B与Cu通过固相扩散形成了良好的冶金结合界面,扩散温度低于475℃时扩散溶解层由MgCu2、Mg2Cu和MgCuAl组成,此时接头的薄弱环节为Mg2Cu.扩散温度为500℃时扩散溶解层由Mg2Cu、(α-Mg+ Mg2Cu)共晶组织和MgCuAl组成,共晶组织的形成导致接头的抗剪强度进一步降低,并成为新的薄弱环节.当扩散温度为450℃,保温时间为30min时,界面的抗剪强度随保温时间的延长先增大后减小,最大可达40.23MPa.
关键词:
扩散连接
,
电场
,
扩散溶解
,
AZ31B/Cu
张丽娜
,
喻萍
,
周彤
,
米运卿
,
孟庆森
,
薛锦
中国有色金属学报
研究了钠硼硅酸玻璃与铝的阳极焊工艺, 分析了工艺参数对焊接过程的影响, 指出减小或消除由于两者热膨胀系数不匹配而产生的影响是焊接的关键, 焊合率及焊接电流受焊接温度与电压的影响. 同时对其结合机理进行了进一步的探讨, 发现玻璃与铝在阳极焊过程中形成以硅, 铝, 氧, 钠, 锌复合物为主的过渡层.
关键词:
钠硼硅酸玻璃
,
铝
,
工艺参数
,
结合机理
焦媛媛
,
樊文浩
,
陈少平
,
鲍亮亮
,
孟庆森
稀有金属
采用MgH2代替单质Mg粉与Sn粉进行固相反应制备Mg2Sn基热电材料,有效地避免了Mg单质的挥发和氧化.在300～750 K的温度区间内对其热电性能进行了测试、分析,并与文献中报道的Mg2Sn热电性能进行了对比.结果表明,所有试样在整个测温区间均显示出n型掺杂,并且随着温度的升高,呈现逐渐向p型转变的变化趋势.掺杂Y后Mg2Sn试样的Seebeck系数有所提高,综合电性能比文献报道提高了40％,并且在350 K时获得最大的ZT值(0.033),是文献报道的Mg2Sn的ZT值(0.013)的近3倍.
关键词:
MgH2
,
电场激活压力辅助合成(FAPAS)
,
Mg2Sn
,
热电材料
陈少平
,
董凤
,
孟庆森
,
樊文浩
稀有金属材料与工程
采用MA-FAPAS工艺,借助中间层TiAl的燃烧反应放热,原位合成了梯度金属陶瓷(TiC)pNi和金属间化合物TiAl,并同步完成了(TiC)pNi/TiAl/Ti的扩散连接,研究了在外加温度场、电场和应力场耦合作用下连接结构的形成机制.利用FE-SEM、TEM和XRD等手段对各层及连接界面的微观结构和相组成,以及电场作用下各连接界面元素扩散特征进行分析；采用显微硬度压痕法对连接界面的韧性进行分析；采用剪切法、冷淬法和有限元法对界面结合强度和残余应力分布进行分析计算.结果表明,各燃烧层均发生充分反应并形成了良好的冶金结合,连接界面处存在强烈的元素交互扩散；连接界面具有较强的抗剥离和抗剪切强度,(TiC)pNi/TiAl界面为接头的薄弱环节.
关键词:
梯度材料
,
原位合成
,
金属陶瓷
,
扩散连接
,
力学性能
程慧玲
,
孟庆森
,
胡利方
,
陈少平
,
雷煜
稀有金属材料与工程
采用FAPAS烧结工艺原位合成了AlMgB14-TiB2复合材料,并分别同步实现了与金属Nb和Mo的扩散连接.利用XRD、SEM和EDS等手段对连接界面扩散层的相组成、微观形貌和元素分布特征进行了分析;探讨了在电场、温度场、压力场多物理场耦合条件下的扩散层形成机制及扩散连接过程.结果表明,A1MgB14-30％(质量分数)TiB2复合材料与金属Nb和Mo可以实现同步合成和扩散连接,形成宽170～180 μm的均匀致密的扩散连接层;TiB2在烧结过程中富集于连接界面,并与金属反应生成金属间化合物;硼元素在浓度梯度作用下的连续扩散和金属间化合物的形成是扩散连接的主要机制.
关键词:
FAPAS
,
AlMgB14-TiB2
,
金属
,
连接
,
界面
刘奋军
,
杜正良
,
陈少平
,
孟庆森
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2009.05.006
应用电场激活扩散连接技术(FADB)进行AZ31B与铝的固相连接,研究电场条件下结合界面快速形成的微观结构及其力学性能.采用OM、SEM、EDS及XRD等分析扩散溶解层的微观组织、成分分布和剪切断口形貌及相组成,并利用显微硬度计和微机控制电子万能试验机对接头界面扩散区显微硬度和接头抗剪强度进行分析.研究结果表明,激活电流降低扩散界面金属化合物生成的激活能,促进Mg-Al间的扩散反应,形成的梯度扩散溶解层对提高接头抗剪切强度有显著影响.在温度为450 ℃,时间为50 min,电流密度为80 A/cm2时,过渡层宽度达120μm,接头抗剪强度最大值35 MPa.
关键词:
AZ31B
,
铝
,
固相扩散
,
电场激活
,
力学性能
