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氩气气氛保护下采用气压烧结技术制备掺杂Y2O3的17Ni/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极,在电解温度(960℃)下,对材料进行抗高温氧化性能研究.采用SEM分析材料及氧化产物的各物相分布情况、氧化形貌,并利用XRD进行成分分析.结果表明,金属陶瓷阳极的氧化动力曲线均大致符合抛物线规律;掺杂适量的Y2 O3对金属相的分散有一定作用,并能有效抑制烧结试样及氧化物的孔洞生成,从而显著改善该金属陶瓷的抗高温氧化性能,其中,当Y2 O3掺杂量为0.5％时,材料抗高温氧化性能最好,30 h后单位面积氧化增重量仅为10.6591 mg/cm2.

关键词: 高温氧化 , 金属陶瓷 , 稀土氧化物 , 17Ni/(NiFe2O4-10NiO)

烧结工艺对NiFe2O4陶瓷纯度和相对密度的影响

林启权 , 黄伟 , 董文正 , 朱远志 , 姜滔

机械工程材料

采用粉末冶金固相烧结法合成了NiFe2O4陶瓷,研究了烧结温度和保温时间对其纯度和相对密度的影响.结果表明:随着烧结温度的升高和保温时间的延长,NiFe2O4的纯度增大;在1 100 ℃保温2h即可合成纯度较高的NiFe2O4陶瓷;提高烧结温度和延长保温时间均有利于NiFe2O4陶瓷的致密化;在1 200℃保温2h是制备NiFe2O4陶瓷的较佳工艺.

关键词: NiFe2O4陶瓷 , 烧结温度 , 保温时间 , 纯度 , 相对密度

Ce对Zr-Cu-Al-Ni非晶合金热稳定性及耐腐蚀性的影响

林启权 , 吉淼 , 董文正 , 杨辅

兵器材料科学与工程

为研究Ce对非晶合金热稳定性和耐腐蚀性的影响,采用铜模吸铸法制备(Zr55Al10Ni5Cu30) 100-xCe(x=0,l,2,3,4)非晶合金.用差示扫描量热仪(DSC)、电化学工作站分析样品热力学性能和电化学腐蚀行为,用扫描电子显微镜(SEM)观察样品腐蚀后的形貌.DSC曲线表明,随着Ce添加量增加,非晶合金的玻璃转变温度Tg和初始晶化温度Tx都降低,但Yg下降得比Tx慢,导致过冷液相区△Tx(△Tx=Tx-Tg)从73 ℃降到49℃.极化曲线反映,适当添加Ce能提高非晶合金腐蚀电位,即增强其耐腐蚀性,且Ce最优添加量为1％.样品腐蚀后的SEM图显示,适当添加Ce的非晶合金,表层膜存留更多,即腐蚀程度更低.因此,添加Ce会降低Zr-Cu-Al-Ni非晶合金的热稳定性,而适当添加Ce能提高该非晶合金的耐蚀性.

关键词: Zr基非晶合金 , Ce , 热稳定性 , 极化曲线 , 耐腐蚀性

TiO2和WO3复合掺杂金属陶瓷的致密化及抗高温氧化性?

林启权 , 阳菲 , 董文正 , 毛波

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.22.028

采用真空烧结技术制备 TiO2和 WO3复合掺杂17Ni/(NiFe2 O4-10NiO)金属陶瓷试样,研究 TiO2和WO3复合掺杂剂对试样物相组成、显微组织、烧结致密化和抗高温氧化性的影响。结果表明：TiO2和 WO3复合掺杂后无新相生成,而是固溶到 NiFe2 O4晶格中,产生晶格畸变和空位,使致密度提高；TiO2和 WO3复合掺杂有利于17Ni/(NiFe2 O4-10NiO)金属陶瓷形成更加致密的具有氧化保护性的致密层,阻碍金属 Ni向外迁移,提高试样的抗高温氧化性,其中TiO2和 WO3复合掺杂量为2%(比例为3∶1)和3%(比例为1∶3)时,试样的抗高温氧化性最好,其氧化30 h后的氧化层厚度大约为80μm,比未掺杂试样降低了38.46%。

关键词: NiFe2O4 , 基金属陶瓷 , TiO2 , WO3 , 致密度 , 抗高温氧化性

基于数值模拟的大型复杂灰铁铸件工艺设计

林启权 , 邓志儒 , 董文正 , 周巧英

材料科学与工艺 doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160510

为防止某大型复杂铸件产生缩孔缺陷并降低铸造成本，采用数值模拟方法对其铸造工艺参数进行定量化设计．应用ProCAST软件对铸件进行凝固分析，通过提取凝固结果中的各参数（温度场、固相温度的密度、焓变化等）对模数进行求解，定量得到铸件的高模数分布区域，而后通过分析模数分布区域并结合均衡凝固理论设计了冒口、冷铁与浇注系统，运用ProCAST软件对铸件的充型及凝固过程进行模拟．研究表明：该大型铸件应采用底注式浇注系统为宜，对铸件中部与底部模数达到2．5 cm的热节处采用冷铁和铬铁矿砂处理热节，对铸件顶部模数达到2．5 cm的部位采用飞边冒口进行补缩；提取凝固模拟结果中热节处的平均模数和金属液体积，即可对冒口尺寸进行定量化设计；通过观察模拟结果中浇口杯金属液水平高度的变化，可得出浇注系统进行液态补缩的时段．

关键词: 均衡凝固理论 , 数值模拟 , 模数 , 复杂灰铸铁件 , 工艺设计

二硫化钼与二硫化钨填充改性聚四氟乙烯的摩擦学性能

林启权 , 毛波 , 董文正 , 阳菲

高分子材料科学与工程 doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.11.011

采用粉末冶金的方法制备了二硫化钼(MoS2)、二硫化钨(WS2)单独和复合填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,对比分析了改性后复合材料的摩擦学性能;采用扫描电镜观察复合材料的磨损表面形貌,超景深显微镜观察对偶钢球上转移膜的表面形态,并分析了其磨损机理.结果表明,MoS2和WS2均能改善复合材料的摩擦稳定性和耐磨性,MoS2和WS2分别在质量分数10％、25％时改善效果达到最优,且低于20％时MoS2改性效果优于WS2,高于20％则相反;复合填充时耐磨性改善效果最优.添加不同种类的固体润滑剂,PTFE复合材料表现出不同的磨损表面形态,呈现不同的磨损机理.

关键词: 二硫化钼 , 二硫化钨 , 聚四氟乙烯 , 磨损机理 , 摩擦学性能

基于FEM-Archard模型的高强钢冲压成形粘模行为评估

董文正 , 林启权 , 王志刚

材料科学与工艺 doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150307

为探明高强钢冲压成形过程中的粘模机理，利用数值模拟与工艺试验相结合的方法系统评估了其宏观粘模行为。以高强钢SPFC590为研究对象，采用方盒拉深成形工艺，基于FEM?Archard磨损模型研究了弯曲－拉深复合变形模式下界面压力与滑移距离对粘模行为的影响规律。研究结果表明，方盒拉深过程中模具的宏观粘模行为主要集中在界面压力较大的拉深圆角与弯曲直边相接处附近，并随着拉深次数的增加（即滑移距离的增大），粘模量不断增大且不断向拉深方向扩展。同时，基于FEM?Archard磨损模型得到的粘模评估结果与方盒拉深试验结果相一致。

关键词: 高强度钢板 , 拉深-弯曲变形 , 粘模行为 , 界面压力 , 滑移距离