高性能镁合金丝的制备及其弯曲性能研究

采用快速凝固(RS)、往复挤压(RE)和正挤压(EX)制备了具有细晶组织的合金丝。丝材的成分为Mg-6.0%Zn-1.0%Y-0.6%Ce-0.6%Zr,直径为Φ2.08 mm~Φ1.50 mm。在前期SEM和STEM分析组织、弯曲极限能力研究基础上,对Φ1.60 mm丝材进行了不同工艺的热处理研究,然后用Instron 5500R试验机分析了丝材的拉伸、弯曲和曲直性能。研究表明,选用300℃保温10 m in,然后水淬T4处理工艺,丝抗拉强度和延伸率分别为402 MPa和12%。在弯曲直径为~6.28 mm情况下,最大弯曲压下速度Vb-m ax为4 mm.m in-1,弯曲压力为59 N,曲直时拉力为59 N。而T6处理后,可以获得高强度和高塑性结合的丝材。实验表明,350℃保温3 h水淬+150℃保温1 d,是最好的T6工艺。处理后,丝材的σb为448 MPa,δ为7.5%。最大弯曲压下速度Vb-m ax为6 mm.m in-1,弯曲压力为52 N,曲直拉力为50 N。     

Structural transition, dielectric and bonding properties of BeCN2

By means of first principle total energy calculations, this paper studies the structural transition, elastic, mechanical, dielectric and electronic properties of BeCN₂. The calculations in total energy indicate that under ambient condition, the orthorhombic BeSiN₂-type BeCN₂ (space group Pna2₁) is a more favoured structure than the tetragonal chalcopyrite-type one (space group I-42d). The results of elastic properties reveal that BeCN₂ in both orthorhombic and tetragonal structure has higher bulk and shear moduli and smaller Poisson's ratio. The calculated Vicker hardness of tetragonal phase is 36.8 GPa, indicating a hard material. The analyses of electronic structure and electron density difference demonstrate that these excellent mechanical properties are attributed to the stronger covalent-bonding of CN₄ and BeN₄ subunits in BeCN₂ crystal. Also, the orthorhombic BeCN₂ phase is found to be a transparent semiconductor material with the calculated direct band gap of about 5.56 eV, superior to the indirect band gap of diamond and c-BN. Moreover, it also calculates Born effective charges and dielectric constants of BeCN₂. These results suggest that BeCN₂ may have some useful applications as optoelectronic, optical window and wear resistant materials.     

Nb芯增强千米级7芯MgB_2超导线材的机械性能及超导性能研究

以非铁磁性的Nb作为中心增强体和阻隔层材料,无氧铜作为稳定体包套材料,采用原位法粉末装管工艺(in-situ PIT)制备了千米量级6+1芯导体结构的MgB2/Nb/Cu超导线带材,由于Nb/Cu包套材料具有良好的塑形加工性能,整个加工过程中未进行中间退火热处理,复合多芯线材最终加工到Φ1.4mm;在真空热处理炉中680℃保温2小时进行成相热处理;对烧结后的线材进行了超导电性、纵向电流分布均匀性及弯曲及拉伸力学性能等分析检测。线材的工程临界电流密度在20K,1T磁场条件下达到2.5×104A/cm2,表明该工艺能够制备实用化高性能的MgB2线带材。     

Separating viscoelasticity and poroelasticity of gels with diferent length and time scales简

Viscoelasticity and poroelasticity commonly coexist as time-dependent behaviors in polymer gels. Engineering applications often require knowledge of both behaviors separated; however, few methods exist to decouple viscoelastic and poroelastic properties of gels. We propose a method capable of separating viscoelasticity and poroelasticity of gels in various mechanical tests. The viscoelastic char- acteristic time and the poroelastic diffusivity of a gel define an intrinsic material length scale of the gel. The experimen- tal setup gives a sample length scale, over which the solvent migrates in the gel. By setting the sample length to be much larger or smaller than the material length, the viscoelasticity and poroelasticity of the gel will dominate at different time scales in a test. Therefore, the viscoelastic and poroelastic properties of the gel can be probed separately at different time scales of the test. We further validate the method by finite-element models and stress-relaxation experiments.     

铜和石墨对铁基含油自润滑复合材料机械及摩擦学性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了铁基含油自润滑复合材料,考察了Cu与石墨的含量对铁基含油自润滑复合材料的机模样性能、摩擦学性能及组织结构的影响,并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及光学显微镜等对材料的组分、显微组织形态和结构以及磨损表面形貌等进行了系统的观察和分析,结果表明：添加适量Cu的Fe-Cu二元系材料的机械性能和摩擦学性能明显优于Fe系材料,这主要是因为Cu的加入改变了材料的微观结构。添加适量石墨的Fe-Cu-石墨三元系材料比Fe-Cu二元系材料具有更优异的摩擦学性能,但机械性能有所下降,这主要是由于石墨与油的协同润滑效应和石墨的加入改变了材料的微观结构所致。     

醇溶剂交换对聚合物/黏土纳米复合水凝胶的性能改进及结构表征

采用原位自由基聚合,制备了聚N,N-二甲基丙烯酰胺(PDMAA)/黏土(clay)纳米复合水凝胶(D-NCgel),黏土在体系结构中充当多官能团交联点的作用.考察了D-NC gel中溶剂水被交换为醇溶剂时,凝胶结构稳定性,溶胀特性,以及机械性能的变化.D-NC gel在醇溶剂中仍能保持完整的三维网络结构,体系没有瓦解.而且,D-NC gel在醇溶剂中表现出依赖于醇溶剂种类的溶剂交换和溶胀行为.在甲醇中,凝胶溶胀度呈现单调增长,但是在其它醇溶剂,如乙醇、1-丙醇或1-丁醇中,凝胶表现出先收缩后溶胀的特殊溶胀行为.通过在醇溶剂中先溶胀后干燥的方法,制备具有优异机械性能的醇溶剂纳米复合凝胶.与D-NC5 gel相比,D-NC5甲醇凝胶其拉伸力学强度提高了67%(从155 kPa增加到259 kPa),拉伸模量提高了49%(从7.5 kPa增加到11.2kPa).基于凝胶在醇水溶剂中结构可逆性讨论的基础上,探讨了醇溶剂对D-NC水凝胶的改性机理.     

ITER 聚变装置内部线圈导体高纯铜管机械性能研究

对ITER 装置内部线圈(IVC)中,管内矿物绝缘导体(SSMIC)中的无氧铜管在常温、高温下的机械性能进行了研究。结果显示高纯铜的机械性能满足设计要求,抗拉强度和屈服强度在常温、高温下均有提高。此结果为ITER 内部线圈导体的设计与性能分析提供了数据参考。     

Ar离子辐照导致微球玻璃机械性能的变化

为研究离子辐照导致空心玻璃微球机械性能的变化,利用Ar离子辐照与空心玻璃微球组分相同的微球玻璃薄片,结合不同温度下的等时退火处理,采用纳米压痕测试方法研究了辐照前后玻璃机械性能的变化。测试结果表明:辐照后玻璃的硬度和模量均呈下降趋势,恢复阻力明显升高;退火后的未辐照样品硬度和模量呈上升趋势,恢复阻力在误差范围内没有发生变化; 退火后的模量呈下降趋势,恢复阻力呈下降趋势;在退火温度约为300 ℃时,辐照样品退火后的恢复阻力与未辐照样品基本相同。     

轻质合金压印接头质量判断及其力学性能研究

在结构轻量化的进程中,新型薄板材料被大量使用,新兴的压印连接技术可以实现这些材料的连接．以钛合金为主要材料进行压印连接实验,结果显示材料的母材性能对连接性能、接头强度、失效形式均有一定的影响．压印接头的拉伸-剪切失效形式为颈部断裂时,拉伸-剪切实验过程中载荷位移曲线有两次明显的下降过程,分别是由于圆形压印点的上半部分颈部被拉断,圆压印点的下半部分颈部被拉断造成的．微观分析显示TA1-TA1压印接头断口呈现类解理穿晶断裂,5052-TA1压印接头断口出现拉长韧窝特征,属于塑性断裂,1420-TA1接头断口呈现大面积平面及少量冰糖状花样,属于沿晶脆性断裂．     

聚乙二醇对PAMPS/PAM双网络水凝胶性能的影响

采用紫外光引发聚合制备了聚乙二醇(PEG)改性的聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)/聚丙烯酰胺(PAMPS/PAM)双网络水凝胶.测定并比较了PEG改性前后双网络水凝胶的溶胀动力学以及单网络水凝胶中丙烯酰胺(AM)的吸收量;用扫描电子显微镜(SEM)观察了单网络水凝胶的结构;测定PEG改性前后双网络水凝胶的压缩及拉伸性能.结果表明,经PEG改性后的双网络水凝胶有较高的溶胀比;改性后单网络水凝胶更易吸收AM;改性后双网络水凝胶压缩形变率达到90%以上、拉伸形变率是未改性双网络水凝胶的2倍.