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2005年全国材料科学与工程学术会议

召开年：2005
召开地：辽宁锦州
出版时间： 2005-09-26

主办单位：中国金属学会;中国核学会

会议文集：2005年全国材料科学与工程学术会议

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1.WNQ590高强桥梁钢耐蚀性的研究
- 张学永;郭爱民;杨善武;尚成嘉;王学敏;贺信莱;邹德辉
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：随着大型结构桥梁向全焊接结构和高参数方向发展,对钢板质量提出了更高的标准.特别是要在提高强度的同时要有优良的耐大气、耐海水腐蚀,武钢新发展的WNQ590组织为铁素体加贝氏体的WNQ590钢,合金成分设计是在原有的高强度低合金钢的基础上,大幅度地减少了钢中的碳含量(≤0.03﹪,wt),依靠细化晶粒强化,位错强化,以及Nb、Ti的复合强化,从而使这类钢表现出高强度、高韧性.已有文献指出,钢中Cu、P、Cr、Ni的适当加入可形成致密保护锈层显著降低大气腐蚀速率.近海大气中,由于Cl-的影响,传统的耐候钢表面不能形成保护性锈层,本文研究了WNQ590钢在模拟近海大气中的腐蚀行为。
2.高强度低合金钢加速腐蚀特性
- 赵运堂;尚成嘉;杨善武;贺信莱
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：通过干湿加速腐蚀试验和电化学试验,结合腐蚀产物分析,研究高强度低合金钢在较高浓度氯化钠环境下的腐蚀行为.研究发现,高强度低合金钢中加入少量的铬在高湿度高氯离子浓度的环境下,耐蚀性较差,而不加铬高强度低合金钢,耐蚀性相对较好.回火后,不含铬钢种耐蚀性明显变差,主要是高温回火后,合金元素大量析出,降低了合金元素促进致密锈层形成的作用。
3.CVD金刚石膜的磨耗比特性
- 罗廷礼;蔡云虹;张平伟;张瑞芹;崔文秀
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：CVD金刚石膜的磨耗比在E-Mj平面上是一块"鸭"状域,而不是一条水平带状域.其"鸭"状曲线随测试过程而定,且与试样的大小,制作过程,对磨压力、顺序和位点有关。
4.铝熔体的电脉冲孕育处理及其遗传性
- 王建中;齐锦刚;刘兴江;刘铁铮
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：研究了在液态条件下对纯铝熔体进行电脉冲孕育处理后其凝固组织的变化,同时通过对铝锭的多次重熔实验,探讨了其熔体结构的遗传性.结果表明:经脉冲电场处理后,试样晶粒明显细化,且具有较强的抗衰退性,力学性能亦有较大提升;基于该条件下熔体遗传规律的特异性,提出了一种按晶粒度度量的遗传判据.计算指出子一代遗传效应显著,其遗传信息保持率在80﹪以上;另一方面,遗传系数与脉冲电压直接相关,其遗传衰减规律符合In=1+e-am+β方程.差热分析实验揭示了脉冲电场下铝熔体的异构优化,一定程度上验证了遗传载体-团簇在子代间的传递。
5.Cu-Al-Ni合金的低频超弹阻尼特性及显微组织
- 陈庆福;巴宏波;田文彦
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：本文以Cu-13.6﹪Al-4﹪Ni(质量分数)多晶合金为研究对象,采用电脉冲处理+热挤压复合方法细化该合金,用Instron电子拉伸机研究其超弹性能和超弹阻尼性能,用彩色偏光分析合金相变及微观组织.结果表明,经过电脉冲处理的合金,在Af～Md温度区间,在较低的不同加载速率下,合金呈现稳定的超弹性能;而未经处理的合金试样拉伸时发生断裂.由于工程结构的振动主频率和响应频率通常低于1Hz,因此在这个范围内的超弹阻尼性能研究具有实际意义.在实验温度为100℃,应变振幅0.8﹪,振动频率分别为0.1Hz和0.25Hz下,经过脉冲处理的Cu-Al-Ni合金试样超弹阻尼稳定.经过数次循环后,超弹回线所包围的面积不变.阻尼机制主要为马氏体变体间和马氏体与母相间界面的移动来消耗外加能量。
6.镁合金化学转化膜的耐蚀性研究
- 张华云;李华伦;郭依娜
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：在KMnO4和Na3PO4组成的基础溶液中,添加缓蚀剂NaNO3,在AZ31合金上获得了转化膜,耐蚀性明显提高.用无毒植酸作为转化处理液,分析了四个工艺参数对AZ31合金成膜及耐蚀性的影响,SEM观察表明,植酸膜经3.5﹪的NaCl溶液浸蚀后有一定的自愈合能力.这两种方法获得的转化膜要比铬酸膜光滑、致密均匀.
7.气膜约束成形铝合金连续铸锭的研究
- 张国志;屈福;张雅静;武志权;刘辰皆
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：铸锭是铝合金加工的重要工艺过程之一,铸锭质量在很大程度上影响铝合金的加工过程和产品质量.随着铝合金材料及加工技术的不断发展,对铸锭的表面质量和内部质量要求越来越高,铸锭方法也不断改进.铝合金半连续铸造技术主要有:DC半连续铸造金属液在结晶器内形成初凝壳,达到一定强度,支撑液态金属溶池.随着凝固壳的冷却收缩,凝固壳与结晶器内壁分离,在结晶器外,受到二冷水的冷却,凝固壳加厚,直至全部凝固.一冷强度大,初凝壳薄而长,容易形成皮下偏析和冷隔等缺陷.低头组合式结晶器技术采用低头浇注工艺可以有效地解决传统DC连铸工艺中因结晶器有效冷却长度过长而产生的问题,生产的铸坯表面光滑,皮下反偏析层较传统DC连铸少.要求金属液位的波动在±2mm范围内,控制较难.本文研究，1.铝合金连续铸锭的发展，2.结晶器设计及数值模拟，3.拉坯实验及结果分析。
8.晶化处理工艺对Sm3(Fe0.80Co0.11V0.07Mn0.02)29/α-Fe纳米双相永磁合金磁性能的影响
- 杨伟;崔春翔;孙继兵;魏欣伟;吴瑞国;李林
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：对快淬非晶合金进行晶化退火处理是目前广泛采用的一种用于制备纳米晶材料的新方法.为了研究晶化处理对Sm3(Fe,Co,V,Mn)29/α-Fe纳米双相永磁材料磁性能的影响.利用三种晶化工艺对Sm3(Fe,Co,V,Mn)29合金快淬薄带进行晶化处理,并对其磁性能进行了测试.结果表明,在770℃、保温10min的晶化条件下快淬态Sm3(Fe0.80Co0.11V0.07Mn0.02)29合金能获得最佳的磁性能,其各参量值为:Br=3473.6Gs,Hci=1024.6Oe,(BH)m=625KGOe。
9.混合掺杂导电聚苯胺的结构与性能研究
- 朱小矿;杨善武;贺信莱
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：本文采用红外光谱、X射线衍射、透射电子显微术等手段结合电导率测量,研究以过硫酸铵((NH4)2S2O8)为氧化剂、十二烷基苯磺酸(DBSA)和冰醋酸(CH3COOH)为掺杂剂,通过乳液聚合法合成的聚苯胺的结构与性能.实验中发现:聚苯胺的电导率随合成时混合掺杂剂的摩尔浓度比率改变而发生明显变化,并在CH3COOH与DBSA时达到最大.同时伴随有红外光谱掺杂态特征峰峰位的相对变化,而晶化程度也随合成条件不同而呈现差异,性能最佳的聚苯胺微观形貌呈纤维状.结果表明:混合掺杂剂比率变化影响到聚苯胺掺杂态特征峰、聚苯胺链的排列有序度,而这些也是影响聚苯胺电导率的重要因素。
10.电化学诱导退火对不锈钢耐腐蚀性的影响
- 李志林;刘伟;齐军彩
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：亚稳奥氏体不锈钢在加工或使用中会出现马氏体,可能导致其耐腐蚀性应降低.回火可消除这些马氏体,但大量应用奥氏体不锈钢的化工和石油行业中的大装置难于加热到回火温度,且在回火时生成铬的碳化物会降低钢的耐腐蚀性.所以回火不适于用来提高含马氏体的奥氏体不锈钢的耐腐蚀性.2000年,G.T.Burstein等发现了电化学诱导退火现象(Electrochemicallyinducedannealing,EIA),即用正负极交变的直流电脉冲处理这些钢,其中的马氏体减少或消失,但钢仍保持马氏体的原始高硬度.许淳淳等发现马氏体含量少于10﹪时,奥氏体不锈钢的孔蚀敏感性一般比不含马氏体的不锈钢的孔蚀敏感性高.对石油化工行业中的服役或失效的大量奥氏体不锈钢零件的磁性测试表明其α'马氏体量都＜10﹪.所以,用EIA降低马氏体含量对工业设备的耐腐蚀性应是有利的.但这一推断必须有实验证明.本文即是这方面的实验结果。
11.电化学诱导退火过程中的氢扩散及其对性能的影响
- 李志林;刘伟;陈涛;曾致翚
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：2000年G.T.Burstein等亚稳在奥氏体不锈钢中发现正负交变的电脉冲可使其中的马氏体减少或消失,即电化学诱导退火(electrochemicallyinducedannealing,EIA).研究表明EIA处理可提高钢的耐腐蚀性.EIA不需高温加热,其相变层仅局限于表面,且处理后仍保持马氏体的高硬度,因此对提高奥氏体不锈钢耐腐蚀性有重要意义.对EIA的机理Burstein等提出:在电脉冲的阴极部分,水被电解还原出氢,氢原子进入金属产生的点阵应变导致相变.在脉冲电势的阳极部分,溶入金属基体的氢倾向于重新氧化并溶入电解液,由进入材料内部的氢导致的缺陷在重新氧化后会产生空位,使金属表面在一个很小的范围内发生松弛(弛豫),导致EIA现象.但上述假说没有任何实验证据.如果Burstein假说成立,必然在每一个循环都有一个钢中溶解氢的积累,这些氢是否会引起氢脆?在EIA处理后如果时效作用使氢脱除,是否会使奥氏体又变成马氏体或使硬度降低?按该假说氢是导致EIA的关键因素,那么氢扩散的动力学就控制了EIA相变的速度.本文通过实验确定了EIA过程中氢的存在,用显微硬度分布法确定了EIA过程中氢的扩散系数,并讨论了EIA处理过程中氢对性能的影响。
12.Al晶界中Ti杂质效应的第一原理计算
- 李平;邓胜华;吕广宏;张颖;王天民
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：本文用第一原理赝势方法计算和研究了掺杂Ti对Al∑9晶界的影响,所处理的超晶胞由4个[110]原子层组成,包含84个原子.超晶胞在晶界面上沿[-1-14]方向定义为3√2/2a0,沿[110]方向为√2a0,其中a0是Al的晶格常数.为了保持三维周期性,在[2-21]方向引入了两个对称的晶界,如图1所示.我们利用Troullier-Martins方案构造了Ti的赝势,根据Kerker混合方案,由共轭梯度法计算了电子基态密度.首先,我们计算了纯Al晶界的驰豫原子结构,然后把位于晶界的4个Al原子置换为Ti原子(如图1中用半填充球标出的原子位置),再进行驰豫计算,直到作用在每个原子上的Hellman-Feynman力均小于0.5eV/nm。
13.粘结层中的Y对热障涂层界面结合因子的影响
- 李志林;吴远启
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：热障涂层主要用于航空发动机高温工作部分的隔热,保护高温合金基体.热障涂层多为高温合金基底+粘结层+陶瓷隔热层的双层结构,粘结层为MCrAlY(M=Ni、Co、Ni+Co)合金.由于破坏一般在陶瓷层/粘结层界面发生,对粘结层的成分进行优化的关键是改善陶瓷层/粘结层界面的界面结合.刘志林等将余氏固体与分子经验电子理论(EET)与程氏改进的TFD理论结合,提出了合金中的异相界面的价电子结构计算方法和界面结合因子的概念,并且认为界面两侧的电子密度ρ(hkl)、ρ(uvw)越大,界面结合越强;电子密度差Δρmin越小,界面应力越小;使界面电子密度保持连续的原子状态组数σ越大,界面越稳定.李志林等将上述概念扩展到了涂层,计算了不同Al含量下的t-ZrO2/Ni-Al合金界面的界面结合因子,从界面结合因子推测的优化的Al含量与实际符合.本文研究了Y对热障涂层的陶瓷层/粘结层界面的界面结合因子的影响。
14.水堆MOX燃料性能分析程序的开发
- 何晓军;陈彭;张汝娴
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：将水堆MOX燃料的物性模型编入到现有法国CEA的METEOR1.5程序中,并用改进的程序分析了秦山核电厂装入MOX燃料元件在辐照工况下性能,其结果与相同功率历史下的二氧化铀燃料行为进行比较.结果表明,秦山核电厂装入的MOX燃料的性能与原来的UO2燃料的性能较为相似.改进后的程序可以用于水堆MOX燃料的行为分析。
15.镀镍Zr-4合金吸氢动力学研究
- 胡勇;杨洪广;何长水;向德光
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：Zr-4合金作为核燃料元件包壳材料和堆内结构材料,其吸氢致脆是一个令人关注的问题.因为局部氧化膜被破坏,大量吸氢,生成结构疏松的氢化物,在应力作用下会导致包壳破损.但锆合金本身具有很强的吸氢、储氢能力,是优良的储氢材料,只是由于表面氧化膜的存在,Zr-4吸氢极缓慢,吸氢量很小.本工作在Zr-4管表面镀镍,去除氧化膜对吸氢的影响,研究了Zr-4合金吸氢动力学,分析了吸氢的速率影响因素、机理、压力指数,讨论了吸氢破损问题。
16.管材隐性缺陷、冠脉支架激光加工与后处理缺陷和质量评价
- 陈庆福;江阴法尔胜佩尔新材料科技有限公司;王利明;田文彦;沙贵清;董何彦;王慧民;刘礼华
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：心血管介入治疗技术的快速发展对相关介入医疗器械的制造技术和支架材料提出了越来越严格的要求.绝大多数冠状动脉支架是用激光对不锈钢薄壁管材切割而成的,然后经过一系列的清洗、电解抛光(粗抛)、热处理、电解抛光(精抛)等过程,因此加工工艺过程的缺陷控制和质量评价极为重要.当前制造血管支架的发展趋势是采用强度更高但管壁更薄的材料诸如铬钴合金L605,开发和制造直径更小、撑柱(Strut)和桥筋(Bridge)宽度更窄的血管支架,因此对于管材的质量要求特别是内外表面质量的要求越来越高,评价标准愈来愈严格.几年前的产品质量评价标准现在已经不能完全适用.近来通过对生产血管支架一些公司的调查和大量生产经验的总结表明,对生产过程控制必须首先从原材料入手;管材来料的外观质量评价不能作为唯一的标准,还必须通过加工过程检查管材隐性缺陷.其次,各工艺环节的质量控制需要制定更为精确和统一的标准.本文从来料加工检验入手,分析冠脉支架加工各环节的缺陷和应对措施,提出激光切割和后处理支架的质量评价标准,供参考。
17.新型槽楔合金CuNiCrSi合金时效析出与时效相变动力曲线研究
- 谢春生;王冀恒
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：利用示差量热扫描仪研究了新型汽轮发电机转子槽楔合金CuNiCrSi合金加热过程中的相变过程.通过不同时效处理的合金导电率计算时效相变动力学可知:时效析出分两个温度段,在低温阶段,时效早期通过调幅方式形成溶质原子富集区,然后在溶质富集区发生失稳有序化,最后生成δ-Ni2Si相;而在高温阶段,合金可以不经过调幅过程而直接以形核长大方式析出δ-Ni2Si相.480℃时效的相变动力方程为f=1-exp(-0.07524t0.4182)。
18.稳恒磁场对含钙阻燃镁合金AZ91D力学性能和结晶取向的影响
- 杨院生;胡壮麒
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：大量的研究表面:镁合金熔炼时加入一定量的钙能有效阻止镁合金的燃烧,但是由于在晶界形成富钙的金属间化合物导致了力学性能的急剧下降.本文在实验中通过向AZ91D中加入3wt﹪的钙阻止其熔炼和浇注时的燃烧,实现了镁合金在大气条件下的无保护熔炼,随后熔体在稳恒磁场的作用下凝固.研究结果表明:在稳恒磁场的作用下,试样的横断面形成明显的择优取向,室温和高温强度都有大幅度的提高。
19.高强铝合金焊接接头的机械性能研究
- 乔及森;周清林;陈剑虹
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：材料X方向与Y方向的各向异性对接头有重要的影响,本文针对这一特点对CO2激光焊接与TIG焊接两种焊接方法的铝合金薄板焊接接头的机械性能进行了研究;另外接头的母材与焊缝的相关性研究也成为一个重要的研究方向,这对于焊接接头焊缝的材料属性的表征有着重要的意义,采用系列加载实验对焊缝、母材的性能进行研究,提出了CO2激光焊与TIG焊的母材与焊缝的相关性拟合表达式,该研究为焊缝的表征提供了理论依据,并为铝合金的汽车构件的碰撞模拟提供局部力学性能的实验数据.
20.氮分压对反应磁控溅射法制备TiN薄膜结构和形貌的影响
- 杨凯;张旭海;于金;蒋建清
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：本文采用反应磁控溅射的方法,以Si(111)为基底,在不同的氩氮流量比(即不同氮分压)的条件下,制备了一系列的TiN薄膜.用XRD和SEM表征了薄膜的结构和形貌.研究了不同氮分压对薄膜结构和形貌的影响.结果表明:高氮分压条件下制备的TiN薄膜具有{100}择优取向;较低氮分压条件下制备的TiN薄膜呈{111}择优取向;在更低或中间数值的氮分压条件下,TiN薄膜表现出任意取向;薄膜的沉积速率随着氮分压的增大而减小。
21.磁性多层膜Ta/NiO/NiFe/Ta的界面研究
- 于广华;腾蛟;韩刚;冯春
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：磁性多层膜Ta/NiO/NiFe/Ta由磁控溅射方法制备.采用角分辨X射线光电子能谱(XPS)研究了反铁磁(NiO)/铁磁(NiFe)界面,结果表明在NiO/NiFe界面发生了化学反应:NiO+Fe=Ni+FeO和3NiO+2Fe=3Ni+Fe2O3,此反应深度约为1～1.5nm.反应产物将影响NiO对NiFe的交换耦合.本研究还表明角分辨XPS是用来表征磁性多层膜界面化学状态的一个有利工具。
22.氢化钠米硅薄膜制备工艺对力学性质的影响
- 毋二省;王金良;张泰华
- 《2005年全国材料科学与工程学术会议》 | 2005年
摘要：由于薄膜材料在工业中的广泛应用和MEMS的深入发展,薄膜材料的各种力学性能就显得非常重要.本文以等离子增强化学气相沉积法(Plasma-EnhancedChemicalVaporDeposition)制备的氢化钠米硅(nc-Si:H)薄膜为例,用纳米压痕法研究了其不同的制备工艺参数对力学性质的影响。