检索结果-内蒙古大学图书馆

稀有金属材料与工程 2024年第12期53卷 3514-3525页

作者：严兆祥潘宇李建宇吕书林吴树森郭威华中科技大学材料科学与工程学院材料成形及模具技术国家重点实验室湖北武汉430074

铝锂合金作为一种新型航空航天材料,因其具有低密度、高比强度和比刚度等优势,从而具有广泛的应用前景。现有关铝锂合金的研究多集中于微合金化及热加工工艺(如热挤压、热处理等),但忽视了热加工步骤前的原始铝锂合金锭料质量也会对合... 详细信息

铝锂合金作为一种新型航空航天材料,因其具有低密度、高比强度和比刚度等优势,从而具有广泛的应用前景。现有关铝锂合金的研究多集中于微合金化及热加工工艺(如热挤压、热处理等),但忽视了热加工步骤前的原始铝锂合金锭料质量也会对合金最终性能产生很大影响。然而,目前对于铝锂合金锭料的熔炼及凝固成形技术的研究尚且不多。因此,本文从高真空和非真空2种环境下对铝锂合金锭料的制备技术进行了综述和总结,其中包括喷射成形、粉末冶金、超声辅助挤压铸造成形工艺等。本文深入分析了这些技术的优缺点,并提出制备铝锂合金锭料的一些新思路或展望。

关键词：铝锂合金熔炼制备技术微观组织力学性能

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基于联合仿真的短纤维增强聚合物共混挤出-注塑成形全流程模拟

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高分子材料科学与工程 2023年第10期39卷 80-90页

作者：沈关成王子钦司亮杨于霄周孟源李龙辉李茂源张云周华民华中科技大学材料科学与工程学院材料成形及模具技术国家重点实验室湖北武汉430074

短纤维增强聚合物广泛应用于汽车、电子、机械等领域,共混挤出和注塑成形是其最常见的制备和成形工艺。现有共混挤出与注塑成形的模拟仿真存在材料和工艺信息孤立、产品优化协同困难的问题,难以满足聚合物产品高端化与定制化的发展需求... 详细信息

短纤维增强聚合物广泛应用于汽车、电子、机械等领域,共混挤出和注塑成形是其最常见的制备和成形工艺。现有共混挤出与注塑成形的模拟仿真存在材料和工艺信息孤立、产品优化协同困难的问题,难以满足聚合物产品高端化与定制化的发展需求。文中提出了一种短纤维增强聚合物共混挤出-注塑成形过程的联合仿真方法,建立共混挤出过程全区域流场计算模型,基于流场模拟实现纤维断裂和纤维长度分布模拟,在此基础上,建立考虑纤维含量的流变与压力-比容-温度(PVT)模型计算材料等效热力学参数,通过模流-结构性能求解注塑拉伸试样的纤维取向与弹性模量分布,实现共混挤出-注塑成形全流程模拟。纤维质量分数为20%,30%和40%的玻纤增强尼龙6注塑拉伸试样弹性模量实验与模拟结果相对误差分别为9.94%,8.32%和3.72%,验证了联合仿真的准确性。

关键词：短纤维增强聚合物纤维断裂共混挤出注塑成形联合仿真

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B2-CuZr相增强非晶复合材料组织调控研究进展

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稀有金属材料与工程 2023年第6期52卷 2253-2263页

作者：张震吕书林吴树森郭威华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074 湖南大学汽车车身先进设计及制造国家重点实验室湖南长沙410082 深圳华中科技大学研究院广东深圳518057

B2-CuZr相增强非晶合金因增强相特殊的“相变诱导塑性”而表现出优于传统增强相的综合力学性能,成为近年来材料领域的研究热点之一。然而原位自生B2-CuZr相的含量、尺寸及其分布难以调控,且铸造过程中易发生共析分解,限制了此类材料的... 详细信息

B2-CuZr相增强非晶合金因增强相特殊的“相变诱导塑性”而表现出优于传统增强相的综合力学性能,成为近年来材料领域的研究热点之一。然而原位自生B2-CuZr相的含量、尺寸及其分布难以调控,且铸造过程中易发生共析分解,限制了此类材料的应用范围。通过铸造工艺控制、合金成分调控及后处理等方法可有效解决上述问题。本文将对B2-CuZr相增强非晶复合材料的组织特点、增强机制及复合组织调控方法等方面进行综述,并对其未来发展进行简要展望。

关键词：非晶合金基复合材料原位自生B2-CuZr相组织调控力学性能

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基于参数计算设计一种新型双相高强韧高熵合金

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特种铸造及有色合金 2022年第8期42卷 1005-1011页

作者：郑伟杰钟雨江王明梓张震郭威吕书林吴树森华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室华中科技大学材料科学与工程学院湖南大学汽车车身设计及制造国家重点实验室深圳华中科技大学研究院

基于高熵合金固溶体相形成设计参数,在Co-Cr-Fe-Ni合金体系基础上,通过添加轻质及难熔元素优化体系设计参数,获得了一种具有双相(BCC+FCC)结构,且具有较好高温强度的新型轻质高强韧高熵合金。研究发现,最优合金成分CoCrFeNiAl_(2)CuV_(0... 详细信息

基于高熵合金固溶体相形成设计参数,在Co-Cr-Fe-Ni合金体系基础上,通过添加轻质及难熔元素优化体系设计参数,获得了一种具有双相(BCC+FCC)结构,且具有较好高温强度的新型轻质高强韧高熵合金。研究发现,最优合金成分CoCrFeNiAl_(2)CuV_(0.8)具有(FCC+AlCu)的双相结构,且在室温及高温环境下拥有良好的压缩性能,但其塑性变形能力有待进一步改善。试验结果与参数设计的预期结果基本相符,证明了基于参数计算进行高熵合金成分设计的可行性。

关键词：高熵合金固溶体设计参数双相结构轻质高强韧

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含堇青石涂层碳化硅网状多孔陶瓷的制备及燃烧特性

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硅酸盐学报 2022年第6期50卷 1685-1693页

作者：万方豪李亚伟梁雄潘丽萍王庆虎桑绍柏邹阳李晨辉武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 武汉科技大学高温材料与炉衬技术国家地方联合工程研究中心武汉430081 华中科技大学材料科学与工程学院材料成形及模具技术国家重点试验室武汉430074

针对多孔介质高温燃烧用碳化硅多孔陶瓷因高温氧化导致抗热震性能以及辐射效率衰减等问题,首先采用有机泡沫浸渍法制备碳化硅素坯,经低温预烧、真空浸渍含Mg(OH)_(2)、单质Si和α-Al_(2)O_(3)浆料,经过原位反应烧结在碳化硅骨架表面构... 详细信息

针对多孔介质高温燃烧用碳化硅多孔陶瓷因高温氧化导致抗热震性能以及辐射效率衰减等问题,首先采用有机泡沫浸渍法制备碳化硅素坯,经低温预烧、真空浸渍含Mg(OH)_(2)、单质Si和α-Al_(2)O_(3)浆料,经过原位反应烧结在碳化硅骨架表面构筑含堇青石红外辐射涂层的碳化硅多孔陶瓷。结果表明:真空浸渍浆料能在碳化硅骨架表面涂覆连续涂层的同时,能完全填充骨架的三角孔洞,经1350℃烧结成功制备了具有堇青石涂层、碳化硅骨架中间层、堇青石填充层的3层结构碳化硅多孔陶瓷。3层结构的形成显著提高了碳化硅多孔陶瓷力学性能及抗热震性能以及高温抗湿氧化能力,碳化硅多孔陶瓷在1350℃热处理后耐压强度达到1.18 MPa、残余强度保持率达67%;碳化硅多孔陶瓷中3层结构孔筋表面堇青石红外辐射涂层的形成,强化了碳化硅多孔介质燃烧器辐射换热过程和燃烧效率,将燃烧器表面温度提高约140℃,并显著降低了燃烧器中CO、NOx等污染物的排放量。

关键词：碳化硅多孔陶瓷堇青石涂层 3层结构抗热震

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非晶基复合材料研究进展与展望

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特种铸造及有色合金 2022年第6期42卷 661-671页

作者：郭威余圣吕书林吴树森赵觅华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室湖南大学汽车车身先进设计及制造国家重点实验室华中科技大学航空航天学院深圳华中科技大学研究院

通过引入第二相制备非晶基复合材料是提高其室温塑性的有效手段之一。简要介绍了非晶合金及其变形特性,综述了非晶基复合材料的制备及其力学性能方面的研究进展,包括外加颗粒/纤维增强、原位自生相增强体系以及Zr基、Ti基和Mg基体系等... 详细信息

通过引入第二相制备非晶基复合材料是提高其室温塑性的有效手段之一。简要介绍了非晶合金及其变形特性,综述了非晶基复合材料的制备及其力学性能方面的研究进展,包括外加颗粒/纤维增强、原位自生相增强体系以及Zr基、Ti基和Mg基体系等。此外,介绍了部分特殊增强相与原位自生制备工艺的最新进展,包括多孔颗粒、形状记忆相、金属熔体中的脱合金法和选择性相溶解法等,同时详细阐述上述材料的微观结构、力学性能及其组织性能优化手段,并对未来的发展趋势进行展望。

关键词：非晶基复合材料力学性能塑性剪切带

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两步振荡压力烧结WC-ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)陶瓷的力学与摩擦学性能研究

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中国钨业 2024年第4期39卷 34-42页

作者：孙楠杰朱天彬曾毅王依晨曹华堂武汉科技大学先进耐火材料全国重点实验室湖北武汉430081 中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083 华中科技大学材料科学与工程学院材料成形及模具技术全国重点实验室湖北武汉430074

采用振荡压力烧结与两步烧结工艺结合,衍生出两步振荡压力烧结工艺,并辅以晶粒生长抑制剂(VC、Cr_(3)C_(2))制备无黏结剂硬质合金(WC基陶瓷),研究了ZrO_(2)-20%Al_(2)O_(3)(质量分数,下同)复合粉体含量对WC基陶瓷显微结构、力学性能与... 详细信息

采用振荡压力烧结与两步烧结工艺结合,衍生出两步振荡压力烧结工艺,并辅以晶粒生长抑制剂(VC、Cr_(3)C_(2))制备无黏结剂硬质合金(WC基陶瓷),研究了ZrO_(2)-20%Al_(2)O_(3)(质量分数,下同)复合粉体含量对WC基陶瓷显微结构、力学性能与摩擦学性能的影响。结果表明,引入ZrO_(2)-20%Al_(2)O_(3)复合粉体可有效改善WC基陶瓷的烧结性能、综合力学性能以及摩擦学性能;当ZrO_(2)-20%Al_(2)O_(3)含量达到8%时,材料综合力学性能达到最佳,其维氏硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为28.08 GPa,8.41 MPa·m^(1/2)和1 553 MPa。结构性高度差耐磨结构的产生,使得磨痕轨迹表面的磨屑数量得到控制,削弱磨粒磨屑与摩擦材料间的黏附效应,同时促进WC基陶瓷摩擦学性能的显著提升,最佳摩擦学性能的摩擦系数和磨损率分别达到0.50和2.1×10^(–7) mm^(3)/(N·m)。

关键词： WC基陶瓷两步振荡压力烧结显微结构力学性能摩擦学性能

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基于选择性相溶解的内生增强镁基非晶复合材料实验工艺设计

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实验技术与管理 2022年第5期39卷 39-43页

作者：郭威张震余圣赵觅吕书林吴树森华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074 湖南大学汽车车身先进设计及制造国家重点实验室湖南长沙410082 深圳华中科技大学研究院广东深圳518063 华中科技大学航空航天学院湖北武汉430074

针对材料成形实验教学中内生增强复合材料的制备工艺设计困难问题,该文以具备较好非晶形成能力的Mg_(65)Cu_(7.5)Ni_(7.5)Zn_(5)Ag_(5)Y_(10)(at.%)为基体,基于选择性相溶解法在非晶基体中成功引入原位自生B2-NiTi相。利用电弧熔炼制备N... 详细信息

针对材料成形实验教学中内生增强复合材料的制备工艺设计困难问题,该文以具备较好非晶形成能力的Mg_(65)Cu_(7.5)Ni_(7.5)Zn_(5)Ag_(5)Y_(10)(at.%)为基体,基于选择性相溶解法在非晶基体中成功引入原位自生B2-NiTi相。利用电弧熔炼制备Ni-Ti-Cu-Y预合金,通过成分设计使其析出B2-NiTi相,再将上述预合金浸入剩余元素(Mg,Zn,Ag)组成的熔体中。预合金中除B2-NiTi相以外的其他组成相会选择性溶解进入熔体中,组成Mg-Cu-Ni-Zn-Ag-Y熔体,B2-NiTi相分布其中。通过预先成分配比设计,使熔体成分与目标成分接近,具备较好的非晶形成能力。通过快速冷却制备得到原位自生B2-NiTi相增强镁基非晶复合材料。B2-NiTi形状记忆相在应力加载时会发生马氏体相变吸收能量,并阻碍主剪切带快速扩展,提高复合材料室温强韧性。复合材料断裂强度超过1 GPa,断裂应变为5.6%,屈服强度为730 MPa,塑性应变为4.6%,综合力学性能优于所选用的非晶基体合金。该工艺可适用于多种内生增强复合材料制备,为材料设计及组织性能表征实验教学提供了很好的范例。

关键词：选择性相溶解原位自生镁基非晶复合材料形状记忆相实验设计

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原位自生富Ta相增强锆基非晶复合材料及其力学性能

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铸造 2022年第9期71卷 1101-1104页

作者：刘凯张磊陈忠维吕书林郭威中国人民武装警察部队海警学院机电管理系浙江宁波315000 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室材料科学与工程学院湖北武汉430074 湖南大学汽车车身设计及制造国家重点实验室湖南长沙410082 深圳华中科技大学研究院广东深圳518057

利用元素微添加法成功在锆基非晶基体中引入了原位自生富Ta增强相。富Ta相分布均匀、平均尺寸及颗粒间距与基体的特性塑性加工区尺寸相近。复合材料表现出优异的综合力学性能,包括高断裂强度及大断裂塑性。原位自生富Ta相可有效阻碍基... 详细信息

利用元素微添加法成功在锆基非晶基体中引入了原位自生富Ta增强相。富Ta相分布均匀、平均尺寸及颗粒间距与基体的特性塑性加工区尺寸相近。复合材料表现出优异的综合力学性能,包括高断裂强度及大断裂塑性。原位自生富Ta相可有效阻碍基体中主剪切带的迅速扩展,造成主剪切带的分枝及增殖,产生多重剪切带。同时,富Ta相本身变形及硬化行为对整体变形也做出了贡献。

关键词：金属玻璃复合材料塑性剪切带

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激光选区烧结尼龙12的老化及微观结构演变

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中国材料进展 2019年第11期38卷 1053-1060页

作者：唐明晨陈鹏傅华詹军佘勇闫春泽华中科技大学材料科学与工程学院材料成形及模具技术国家重点实验室湖北武汉430074 湖北三环智能科技有限公司湖北武汉430074

材料的老化是影响激光选区烧结(SLS)制件性能与精度的重要因素,其本质原因与材料内部的微观结构变化有重要关系。因此,着重探讨尼龙12(PA12)的老化机制及经过不同次SLS工艺处理后的粉末及其对应制件的晶体结构、元素化学状态及性能变化... 详细信息

材料的老化是影响激光选区烧结(SLS)制件性能与精度的重要因素,其本质原因与材料内部的微观结构变化有重要关系。因此,着重探讨尼龙12(PA12)的老化机制及经过不同次SLS工艺处理后的粉末及其对应制件的晶体结构、元素化学状态及性能变化。结果表明,老化的PA12粉末的XRD图谱呈现类似Brill转变的峰值合并现象,由此导致了老化粉末熔点的提高,且经过3次重复利用的粉末的烧结窗口扩大至31. 00℃。X射线光电子能谱分析证实了固态和熔态缩聚反应的存在,其使得老化粉末具有较高的成核温度。差示扫描量热实验的结果表明,采用PA12老化粉末制备的制件出现了结晶延迟现象,而且随着PA粉末老化程度的增加,固态缩聚使其结晶度不断降低。

关键词：增材制造激光选区烧结尼龙12 老化微观结构演变

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