黄海友
,
宿彦京
,
高克玮
,
褚武扬
金属学报
通过在硅油中加恒电场实验, 研究了PZT--5H铁电陶瓷Vickers压痕裂纹的扩展行为，探讨了电场、残余应力以及介质间的耦合作用。结果表明,残余应力不足以使压痕裂纹在硅油中发生滞后扩展，只有外加恒电场E>0.2 kV/cm, 电场、残余应力和介质的耦合才能使压痕裂纹在经过一个孕育期tp后发生滞后扩展。由于有效应力强度因子随裂纹扩展而下降, 故压痕裂纹扩展10---30m后就将止裂. 压痕裂纹在硅油中滞后扩展的门槛电场强度EDP=0.2 kV/cm。如外加电场大于临界电场Ep=5.25 kV/cm，电场和残余应力的耦合可使压痕裂纹瞬时扩展；保持恒电场, 裂纹能继续扩展，然后止裂.如外加电场大于12.6 kV/cm，不需要残余应力协助, 电致裂纹也能在光滑试样上形核、长大、连接, 导致试样断裂。试样发生电致滞后断裂的门槛电场EDP=12.6 kV/cm, 发生瞬时断裂的临界电场EF=19.1 kV/cm。
关键词:
PZT--5H铁电陶瓷
,
indentation crack
,
coupling effect
刘锦平
,
刘雪峰
,
黄海友
,
谢建新
中国有色金属学报
将结晶器移出感应加热器,使连续定向凝固时固液界面控制在结晶器出口;结合传热边界条件,求解连续定向凝固熔体区、液/固界面、空冷区和水冷区的一维稳态温度场方程,得出线坯最大稳态拉坯速度随熔体温度、结晶器长度、冷却距离和冷却水流量的变化规律;并基于直径为6 mm的Cu-12%Al(质量分数)线材制备的工艺条件,对理论解进行实验验证和讨论.结果表明:Cu-12%Al线材的最大稳态拉坯速度随熔体温度升高而降低,且降低速率逐渐减小,其中在1 150～1 300 ℃范围内降低37.3%;最大稳态拉坯速度随结晶器长度增加而增加,且增加速率逐渐减小,其中在20～40 mm范围内增加28.5%;最大稳态拉坯速度随冷却距离增加而降低,且降低速率逐渐减小,其中在4～12 mm范围内降低68.8%;冷却水流量在100～400 L/h范围内最大稳态拉坯速度变化不明显.当固液界面前沿温度梯度小于2.02 ℃/mm时,实际拉坯速度无法达到理论最大稳态拉坯速度;当固液界面前沿温度梯度大于4.17 ℃/mm时,最大稳态拉坯速度实验值和理论值吻合较好.
关键词:
Cu-12％Al线材
,
拉坯速度
,
温度场
,
结晶器长度
,
温度梯度
黄海友
,
褚武扬
,
宿彦京
,
高克玮
,
乔利杰
金属学报
用Vickers硬度计作为加载装置, 研究了极化锆钛酸铅(PZT-5)铁电陶瓷压痕裂纹恒载荷下在室温空气和水中的扩展规律. 结果表明, 恒载荷下,压痕裂纹在空气和水中不断扩展, 120 h后趋于稳定, 从而就可获得裂纹扩展速率和裂纹止裂的门槛应力强度因子KISCC,它们均显示各向异性. 研究表明, 裂纹扩展速率和KISCC的各向异性与铁电陶瓷断裂韧性的各向异性有关, 即裂纹扩展速率随KIC的增加而降低,而KISCC随KIC的增加而升高. 平行极化方向裂纹的断裂韧性比垂直极化方向高, 即KcIC＜KaIC, 因此, 在空气或水中的应力腐蚀更敏感, 即KcISCC＜KaISCC,dc/dt＞da/dt；与在空气中相比, 在水中应力腐蚀更敏感, 即裂纹扩展速率更高、门槛值更低.
关键词:
PZT-5铁电陶瓷
,
air
,
water
黄海友
,
褚武扬
,
宿彦京
,
高克玮
,
乔利杰
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.09.012
用Vickers硬度计作为加载装置,研究了极化锆钛酸铅(PZT-5)铁电陶瓷压痕裂纹恒载荷下在室温空气和水中的扩展规律.结果表明,恒载荷下,压痕裂纹在空气和水中不断扩展,120 h后趋于稳定,从而就可获得裂纹扩展速率和裂纹止裂的门槛应力强度因子KISCC,它们均显示各向异性.研究表明,裂纹扩展速率和KISCC的各向异性与铁电陶瓷断裂韧性的各向异性有关,即裂纹扩展速率随KIC的增加而降低,而KISCC随KIC的增加而升高.平行极化方向裂纹的断裂韧性比垂直极化方向高,即KcIC＜KαIC,因此,在空气或水中的应力腐蚀更敏感,即KcISCC＜KαISCC,dc/dt＞da/dt;与在空气中相比,在水中应力腐蚀更敏感,即裂纹扩展速率更高、门槛值更低.
关键词:
PZT-5铁电陶瓷
,
空气
,
水
,
应力腐蚀
,
各向异性
黄海友
,
宿彦京
,
乔利杰
,
高克玮
,
褚武扬
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.01.008
通过在硅油中加恒电场实验,研究了PZT-5H铁电陶瓷Vickers压痕裂纹的扩展行为,探讨了电场、残余应力以及介质间的耦合作用.结果表明,残余应力不足以使压痕裂纹在硅油中发生滞后扩展,只有外加恒电场E＞0.2 kV/cm,电场、残余应力和介质的耦合才能使压痕裂纹在经过一个孕育期tp后发生滞后扩展.由于有效应力强度因子随裂纹扩展而下降,故压痕裂纹扩展10-30μm后就将止裂.压痕裂纹在硅油中滞后扩展的门槛电场强度EDP=0.2 kV/cm.如外加电场大于临界电场Ep=5.25 kV/cm,电场和残余应力的耦合可使压痕裂纹瞬时扩展;保持恒电场,裂纹能继续扩展,然后止裂.如外加电场大于12.6 kV/cm,不需要残余应力协助,电致裂纹也能在光滑试样上形核、长大、连接,导致试样断裂.试样发生电致滞后断裂的门槛电场EDF=12.6 kV/cm,发生瞬时断裂的临界电场EF=19.1 kV/cm.
关键词:
PZT-5H铁电陶瓷
,
压痕裂纹
,
耦合作用
,
滞后扩展
,
滞后断裂
黄海友
,
褚武扬
,
宿彦京
,
高克玮
,
李金许
,
乔利杰
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.09.020
研究了锆钛酸铅铁电陶瓷(PZT-5H)的氢致半导体化现象.结果表明,随试样中氢浓度的升高,漏电电流和载流子浓度升高,电阻率下降,颜色由黄变黑.即氢能使PZT-5H铁电陶瓷从绝缘体变成n型半导体.高于Curie点充氢时,能抑制PZT-5H从立方的顺电相向四方的铁电相的转变,室温下铁电性消失.但室温电解充氢并不抑制相变.高温除氢后试样的性能及颜色均恢复.
关键词:
PZT-5H铁电陶瓷
,
氢
,
氢致半导体化
,
氢致相变
甘春雷
,
刘雪峰
,
黄海友
,
谢建新
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00349
采用真空熔炼、Ar气保护下拉式连续定向凝固方法制备了BFe10-1-1合金管材,确定了可获得表面光洁合金管材的工艺参数范围,并对不同制备工艺下合金管材的组织和力学性能进行了研究.结果表明,当冷却水流量、冷却距离和冷却水温度保持不变(分别为900 L/h,8 mm,25℃)时,在熔体温度1250-1280℃和下拉速度0.15-0.45 mm/s的范围内,合理匹配工艺参数,制备了直径10 mm、壁厚1.7 mm,内外表面光洁的柱状晶组织BFe10-1-1合金管材.微观偏析分析表明:主要合金元素中Ni和Fe是负偏析元素,主要富集于枝晶干,而Mn是正偏析元素,主要富集于枝晶间.与普通铸造相比,连续定向凝固方法制备的BFe10-1-1合金管材的偏析程度获得较大改善.合金管材室温拉伸呈典型的韧性断裂,延伸率达到49%,具有优良的塑性变形性能.试样的抗拉强度为212 MPa,显著低于普通铸造合金,有利于合金管材的后续加工成形.
关键词:
BFe10-1-1合金
,
连续定向凝固
,
柱状晶
,
微观偏析
,
管材
黄海友
,
王伟丽
,
刘记立
,
谢建新
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2016.11.04
Cu基形状记忆合金以其良好的形状记忆性能、 优秀的导电导热性能、 相变温度可调范围宽以及价格低廉等诸多优点,成为具有重要发展前景的一类形状记忆合金.但普通多晶组织Cu基形状记忆合金在应用时存在塑性差、 易发生晶界开裂、 疲劳寿命短、 马氏体相变临界应力低等问题,严重制约了其应用范围,通过合理的组织设计可有效解决这些问题.综述了近年来高超弹性、高马氏体相变临界应力Cu基形状记忆合金组织设计方面的研究进展.研究发现,按照获得具有高相变应变的晶粒取向、 获得大的晶粒尺度、 获得平直的低能晶界等组织设计原则制备的竹节晶组织和柱状晶组织Cu基形状记忆合金的超弹性可达到7%以上.再经热处理析出贝氏体强化相后,可获得超弹性大于5%,马氏体相变临界应力大于650 MPa的优秀性能.
关键词:
综述
,
Cu基形状记忆合金
,
组织设计
,
超弹性
,
贝氏体
