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在钨丝-镍的复合电铸过程中施加超声辅助,以改善复合电铸层的组织结构,提高其抗拉强度.电铸液组成和工艺条件为:氨基磺酸镍400 g/L,氯化镍15g/L,硼酸30g/L,pH=4.5,温度43℃,电流密度4A/dm2,超声波频率100 kHz,超声波功率120 W.研究了超声波辅助对钨丝-镍复合电铸层表面形貌、断口形貌、结晶取向、晶粒尺寸等微观结构及其抗拉强度的影响.结果表明:超声空化伴随的微射流和冲击波能够有效避免复合电铸层表面孔隙的形成,显著细化晶粒,减少内部空洞.超声波的应用改变了镍晶体的生长方式,显著提高了(200)面的择优程度.超声条件下获得的钨丝-镍复合电铸层具有更高的抗拉强度.当钨丝体积分数为50％时,超声辅助下所得复合电铸层的抗拉强度为1 502 MPa,比无超声条件下的复合电铸层高13.8％.

关键词: 镍 , 钨丝 , 复合镀层 , 电铸 , 超声波 , 微观结构 , 抗拉强度

电磁场作用下原位生成WC颗粒机理的研究

牛立斌 , 许云华 , 武宏 , 崔雅茹

材料科学与工艺

为了提高灰口铸铁的耐磨性,用施加电磁场的方法,在灰口铸铁熔体中原位合成了WC颗粒,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪研究了合成产物的物相、显微组织以及化学成分.实验结果表明:提高电磁频率有助于WC颗粒的原位合成,当电磁频率5 kHz、电流为15 A、作用时间为5 min时,可得到细小,且分散性较好的颗粒.主要是电磁场的存在,降低了钨丝的表面张力,使钨原子容易从表面脱附,同时提高了钨丝附近的Fe-W-C三元体系微小区域的混合熵,引起了生成WC颗粒的自由能降低,从而利于WC颗粒的合成.

关键词: 原位反应 , 钨丝 , WC , 反应机理

渗流温度对Wf/Zr-BMG复合材料显微组织和性能的影响

王志华 , 陈光 , 刘平 , 姜斐 , 张建

材料导报

研究了渗流温度对Wf/Zr-BMG复合材料的显微组织和力学性能的影响,结果表明,随渗流温度升高,一方面复合材料中钨丝的显微组织发生显著变化,由最初的连续纤维状转变为无序状;另一方面,复合材料中钨丝与基体的界面处产生10μm的扩散反应层.另外,随温度升高,复合材料的压缩强度降低.

关键词: 钨丝 , 块体金属玻璃 , 复合材料 , 渗流温度

钨丝微电极阵列的简易制备方法

姚源 , 李刚 , 张华 , 周洪波 , 孙晓娜 , 朱壮晖 , 隋晓红 , 赵建龙

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2009.01.004

本文提出了一种简易、低成本的钨丝微电极阵列制作工艺和方法.该方法采用MEMS工艺制作的玻璃模具实现钨丝阵列的精密有序排列,同时,在钨丝电极表面涂覆一层光敏性的聚酰亚胺作为绝缘层,结合"双面光刻"技术和电化学腐蚀技术实现电极位点大小和电极丝几何尺寸的精确控制.最后,通过注模、光刻制作SU-8固定座体完成钨丝微电极阵列的组装固定.整个制作工艺简单快速,且玻璃模具可重复使用,大大降低了制作成本.此外,本文还测试和评价了所制作微电极的表面形貌、电学性能以及生物相容性.

关键词: 微细加工 , 钨丝 , 微电极阵列 , 神经探针 , 双面光刻

钨丝增强铜基复合材料的动态力学性能及断裂特性

吴哲 , 武高辉 , 康鹏超 , 修子扬

稀有金属材料与工程

通过渗流铸造的方法制备出Wf/Cu82Al10Fe4Ni4复合材料,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)和扫描电镜(SEM)研究其动态压缩行为及断裂特性.结果表明:复合材料界面结合紧密,受冲击时体现出良好的界面结合强度；在应变率为2000 s-1下动态压缩材料发生部分塑性变形,局部表面出现裂纹；在应变率为3000 s-1下动态压缩材料的动态压缩强度达到2500MPa,材料内部出现钨丝劈裂、钨丝弯曲断裂以及基体合金断裂3种破坏模式.同时,在材料的断裂面上出现大量熔化带,分析认为熔化是随着应变率的提高而出现的,它改变了复合材料的断裂方式,加速了Wf/Cu82Al10Fe4Ni4复合材料的整体失效.

关键词: 钨丝 , 复合材料 , 霍普金森压杆(SHPB) , 动态压缩 , 断裂特性

钨丝-CVD钨复合材料制备及性能分析

马捷 , 李辉 , 魏建忠 , 王从曾

稀有金属材料与工程

采用自制实验装置,通过化学气相沉积钨过程中间断缠绕钨丝,得到钨丝-CVD钨复合材料.测试分析了材料的密度、成分及显微硬度;通过压溃试验计算出钨复合材料的压溃强度,通过拉伸试验和三点弯曲试验分别绘出拉伸和弯曲曲线.实验结果表明,化学反应温度控制在550℃,WF6和H2流量分别控制在2g/min和l L/min时,可得到没有孔洞的致密涂层.与相同工艺条件下不缠钨丝CVD钨样品相比,钨丝-CVD钨复合材料仍具有较高的纯度、致密度,显微硬度大致相同,而压溃强度、抗拉强度和抗弯强度大大提高.

关键词: 钨丝 , CVD钨 , 复合材料 , 力学性能

钨丝/锆基非晶复合材料长杆体弹芯穿甲实验研究

杜忠华 , 杜成鑫 , 朱正旺 , 夏龙祥

稀有金属

针对体积分数为80％的钨丝/Zr38Ti17Cu10.5C012Be22.5非晶复合材料长杆体弹芯,开展了在1300～1700 m/s撞击速度下侵彻30CrMnMo钢板的实验研究,并与普通钨合金弹芯进行了对比.研究发现,由这种材料制成的弹芯在高速侵彻时形成完全不同于钨合金和贫铀合金的侵彻特性,主要表现在:(1)在高速撞击条件下,钨丝/锆基非晶复合材料弹芯先后发生非晶气化、弹芯外侧钨丝屈曲和弯曲断裂、钨丝回流现象,使弹芯在侵彻过程中保持自锐,并且其侵彻能力高于普通93钨合金;(2)这种复合材料在高速侵彻过程中,由于非晶气化,一方面会造成钨丝的动态屈曲与劈裂、弹芯刚度降低、侵彻分叉,会使侵彻过程中靶板抗力不对称,产生弹道弯曲等现象,相对减弱自锐性效果;另一方面,非晶气化导致回流的钨丝在弹坑侧壁产生沟槽划痕,气化形成的高压气体作用在弹坑划痕沟槽处易形成贯穿性裂纹,利于二次杀伤.

关键词: 钨丝 , 锆基非晶复合材料 , 高速侵彻 , 自锐