烧结?Al?B4C 复合材料的往复滑动磨损性能

采用粉末冶金法制备了不同 B₄C 含量（1wt%、6wt%、15wt% 和 30wt%）的碳化硼增强铝基复合材料（Al?B₄C），并研究了 B4C 含量对其力学性能和摩擦学行为的影响。在7 N载荷下， Al?30B₄C 复合材料的密度最高 (~2.54 g/cm3)、孔隙率最低 (4%)、维氏硬度最高 (HV ~75)、重量损失最低 (0.4 mg) 和比磨损率最低 (0.00042 mm3/ (N·m))，与纯铝相比，硬度提高167%，失重降低75.8%，比磨损率降低76.7%。此外，磨损表面的扫描电镜图像显示，Al?B₄C复合材料在7 N载荷下的最窄磨损槽为0.85 mm，主要磨损机制为磨粒磨损机制。根据摩擦分析，表面之间的摩擦系数随着碳化硼含量的增加和外加载荷的减少而增加。总之，就 Al?B₄C 复合材料的摩擦学和力学性能而言，B₄C 是一种有效的增强材料。     

B_4C-ZrB_2-Al复合材料的真空熔渗法制备与性能分析

通过在B4C-ZrB2多孔预烧体中真空熔渗Al制备了B4C-ZrB2-Al复合材料,研究了该复合材料的物相组成和力学性能.结果表明:ZrB2的生成量影响B4C-ZrB2-Al复合材料的物相组成;随着ZrB2生成量的增加,复合材料的硬度先增大后降低,抗折强度和断裂韧性先降低后增大;延性Al的渗入是造成材料断裂韧性提高的主要原因.当ZrB2生成量为35%(质量分数)时,复合材料主要由B4C,ZrB2和Al组成,其气孔率、硬度HRA、抗折强度和断裂韧性分别为1.06%,82.2,521.5MPa和8.6MPa.m1/2.观察材料断口形貌可见较多的韧窝和金属撕裂棱,表明其断裂行为主要为沿晶和穿晶混合断...     

Al_2O_3对B_4C-Al_2O_3-Al显微组织与力学性能的影响

在B4C-Al2O3预烧体中真空熔渗铝制备了B4C-Al2O3-Al复合材料,分析了w(Al2O3)对复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明:B4C-Al2O3-Al复合材料主要由B4C,Al2O3,Al,Al3BC和AlB2等相组成;随着w(Al2O3)的增加,复合材料的HRA硬度先增大后减小,材料的抗弯强度和断裂韧性均先减小后增大,当w(Al2O3)为25%时,复合材料具有较好的综合性能,它的气孔率、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为2.06%,84.4HRA,440.36 MPa和6.53 MPa.m1/2;延性铝的加入、裂纹的偏转和分叉、晶粒的细化、增韧相AlB2的生成及热膨胀的不匹配...     

基于Geant4的硼中子俘获治疗的能量沉积分布研究

硼中子俘获治疗(BNCT)是一种治疗癌症的有效手段.采用国际通用的Geant4开发程序包,以Snyder模型为对象,构建中子输运计算模型,评估在给定中子束流能谱和入射方向条件下,脑组织吸收不同10 B质量比的含硼药物对癌变组织及正常组织的能量沉积的来源和分布情况.研究表明,10 B引起的能量沉积呈先升高后降低的变化趋势...     

中子与氮的核反应数据

本文对能量为1×10~(-5)—2×10~7eV的中子在氮核上反应截面的实验数据进行了评价,并在此基础上推荐了一组新数据。     

铝合金直接氧化形成SiC/Al_2O_3/Al复合材料的微观结构

采用X射线衍射仪、透射电子显微镜及金相显微镜对铝合金直接氧化渗入SiC预制体形成的SiC/Al2 O3/Al复合材料进行了分析 ,发现该材料由α Al2 O3、SiC、Al4 O4 C、Al和Si五相组成 .α Al2 O3为骨架相 ,三维连通 ,其晶界纯净 ,Al、Si以包裹相形式出现在α Al2 O3晶粒中 ;SiC相也是主要相 ,呈孤岛状 ;Al4 O4 C相的出现 ,说明在该材料的生长过程中 ,SiC颗粒与Al和O2 发生了反应 .     

Cr3 C2含量对Cr3 C2/Ni3 Al复合材料摩擦磨损性能的影响

采用热等静压法制备Ni3 Al合金和Cr3 C2含量不同的Ni3 Al基复合耐磨材料,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机,系统地研究Cr3 C2含量对材料组织特征、硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明：Cr3 C2/Ni3 Al复合材料中,Cr3 C2颗粒与Ni3 Al颗粒之间发生互扩散作用,使部分Cr3 C2颗粒转变为M7 C3( M=Cr, Fe, Ni)结构;在特定的摩擦磨损条件下,随着Ni3 Al基体中Cr3 C2比例增大,Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的耐磨性能显著提高,达到了Ni3 Al合金耐磨性能的4~10倍。此外,随着Ni3 Al基体中Cr3 C2比例的增大,Cr3 C2/Ni3 Al复合材料对对磨盘的切削、刮擦作用减弱,对磨盘的磨损量减少。     

声发射方法表征B_4C/6061Al复合材料疲劳损伤机制

对B_4C/6061Al复合材料在疲劳载荷作用下的声发射响应和动态弹性模量进行了研究,综合表征了复合材料的疲劳损伤与裂纹萌生机制。检测了B_4C增强铝基复合材料在应力控制拉-拉疲劳试验下的疲劳性能,通过建立模型分析复合材料的断裂机理并通过动态弹性模量-声发射耦合方法分析B_4C/6061Al复合材料在疲劳载荷作用下的疲劳损伤机制;同时使用扫描电镜观察复合材料断口形貌,分析其断裂行为;最终通过所建立的模型分析复合材料断裂机理,并通过动态弹性模量-声发射耦合分析B_4C/6061Al复合材料在循环载荷下的疲劳损伤机制,建立复合材料塑性应变能、疲劳应变之间的线性关系。     

室内环境中子能谱及剂量率的多球谱仪测量

利用自主研发的多球中子谱仪对北京市某室内环境中子能谱及剂量率进行了测量。从中子能谱获得了能量低于20MeV的环境中子注量率为2.83×10~(-3)cm~(-2)·s~(-1),估算出环境中子总注量率为3.54×10~(-3)cm-2·s~(-1);利用中子注量与周围剂量当量转换系数计算出了能量低于20MeV中子周围剂量当量率为(1.5±0.1)nSv/h,总中子周围剂量当量率为(2.1±0.1)nSv/h,与中子剂量仪测量值(2.3±0.2)nSv/h基本一致。该文测量结果与相近纬度比较相差不多,可以为评估北京室内环境中子剂量提供参考。     

中子法测量高纯石墨中杂质元素含量的模拟与分析

为了验证中子感生瞬发伽马分析(neutron induced prompt gamma-ray analysis, NIPGA)技术检测高纯石墨杂质元素含量的可行性,采用蒙特卡罗方法,利用MCNP5程序建立了中子在高纯石墨材料中的输运模型。在固态进样的条件下,计算获得了高纯石墨样品清晰光滑的总俘获γ能谱,能谱各处的相对误差都小于2%;讨论了不同源能量对俘获γ能谱的影响,确定了与理想俘获谱相对应的中子能量,给出了获得俘获谱的2种方法;找出了俘获γ能谱随球形样品半径的变化规律,球形样品半径在15～30 cm时可获得最佳γ能谱;完成了γ能谱的平滑、寻峰和峰面积计算,采用峰面积法进行反演解谱;拟合得到了铁、铝、钙3种主要杂质元素含量与特征峰面积的线性回归方程,各元素线性回归方程的决定系数R²大于0.990 2。研究表明,NIPGA技术能够实现无富集条件下固态进样实时测量碳含量99.9%以上的高纯石墨材料中的杂质元素含量。     

LiFePO4/C复合材料的制备和性能研究

采用溶胶凝胶法对原料进行了混合,在氮气保护下利用固相反应烧成了LiFePO4/C复合材料.XRD衍射分析表明,烧成温度和碳源引入量对LiFePO4/C的结晶度有较大的影响,在650～700 ℃范围内烧成的LiFePO4/C结晶完整;当碳源引入量超过20%时,LiFePO4/C衍射峰强度下降.SEM电镜观察到,烧成的LiFePO4/C晶粒细小,大小均匀,晶粒尺寸为100 nm左右.以烧成的LiFePO4/C复合材料作为正极材料进行充放电测试,发现碳源对首次放电容量有较大的影响,分别以乙炔黑、蔗糖和葡萄糖作为碳源时,0.1 C倍率下首次放电容量分别为120,135,162 mA·h/g.对以葡萄糖为碳源烧成的LiFePO4/C复合材料进行放电倍率测试,研究结果表明,该复合材料具有优异的大电流充放电性能.在1 C和3 C高倍率下首次放电容量为0.1 C倍率下放电容量的90%和80%.     

锂离子电池LiFePO4/聚并苯复合正极材料的合成与改性研究

通过固相法合成了LiFePO4 /聚并苯(PAS)复合材料.纯的LiFePO4电导率仅为(0.1～1)×10-9 S/cm,合成LiFePO4/PAs复合材料电导率为2.0 S/cm,复合材料的电导率提高了10个数量级.LiFePO4/PAS复合材料具有优异的电化学性能,在室温1C倍率下首次放电容量为140 mA·h/g,经过200次循环后容量仍保持最初容量的97.14%.说明通过包覆PAS材料极大地提高了LiFePO4的大电流充、放电容量和循环性能.     

6066Al/SiCP复合材料的组织特征与阻尼性能

研究了经制粉→混料→真空抽气→热挤压工艺制备的6066Al/SiCp复合材料的组织特征与阻尼性能.复合材料的阻尼特征通过动态机械热分析仪(DMTA)测量,得出了2种不同SiC含量的6066Al/SiCp复合材料及6066Al合金在温度为30～250℃,频率为0.1,1,10和30Hz时的阻尼值.利用扫描电镜、光学显微镜对复合材料组织特征进行了分析,根据组织特征及阻尼数据对复合材料的阻尼机制进行了讨论.结果表明将2～3μm的SiC颗粒加入6066Al中,当SiC含量为7%(体积分数)时,增强的SiC颗粒分布较均匀,与基体结合良好;当SiC含量为12%时,SiC易聚集成团.少量SiC能明显提高6066Al的阻尼能力,尤其是高温阻尼性能;6066Al/SiCp复合材料的高阻尼性能主要是SiC颗粒加入后使位错密度大大增加,基体晶界及基体与SiC颗粒界面的存在使材料在循环载荷下消耗能量所致.     

3.3×10~(12)n/s强流中子发生器中子能谱测量

3.3×10~(12)n/s强流中子发生器的建成和投入运转为我国开展中子辐照、低能核物理实验以及医学放疗等重要研究课题提供了工具。某些研究课题,特别是材料、元器件的中子辐射损伤的能量等效关系、生物组织的中子吸收剂量换算等都要求较准确的中子能谱参数。     

蒙特卡罗方法在中子测井屏蔽中的应用

利用蒙卡罗方法模拟研究了在套管中子测井条件下，铜、银、含硼聚乙烯（含10％B4C聚乙烯）、钨、镉、铝不同厚度对中子的屏蔽效果．以及中子源到屏蔽层距离对屏蔽效果的影响。结果表明：用不同屏蔽材料对中子进行屏蔽，得到的中子能量分布相差很大。相同厚度下，银做屏蔽材料时．总中子和小于0．1MeV能量范围内的中予计数最小，钨在14MeV～0．1MeV中子能量区的计数最小.     

基于真空烧结的Al-B4C中子吸收材料的制备及性能研究

B₄C是一种常见的中子吸收材料,采用真空烧结的方法制备不同成分配比的Al-B₄C复合材料,并对材料的微观组织,力学性能进行分析,研究结果表明:基体Al相和增强相B₄C颗粒之间分布比较均匀,气孔裂纹等缺陷较少,复合材料抗拉强度,屈服强度,断后伸长率随着碳化硼含量的增加逐渐减小,复合材料的断裂方式既有B₄C颗粒的解理断裂,也有铝基体的韧性撕裂,以B₄C颗粒的断裂和拔出为主,是韧性断裂与脆性断裂综合作用的结果.     

反应热压法制备B4C基复合材料的烧结致密化研究

通过在B4C中添加Si3N4以及少量的SiC和TiC,在1 820~1 900℃,30 MPa的热压条件下反应生成了B4C基轻质复合材料,烧结助剂为(Al2O3+Y2O3)。结合材料的断口SEM形貌,分析讨论了烧结致密化过程,结果表明:在相同烧结温度下,随基体相B4C含量的增多,复合材料变得更难烧结;对同成分组成的复合材料来说,随着烧结温度的升高,最终得到的材料致密度有所提高。两步烧结过程中的降温保温阶段,有利于放热反应的彻底进行,使最终复相陶瓷组织中含有少量细小的TiB2和BN相,同时,放热反应可以维持致密化进程的继续进行,这对于提高复合材料的强度和韧性有利。     

铝掺杂对无钴正极LiNi0.90Mn0.10O2结构及电化学性能的影响

采用共沉淀法将质量分数3%的Al取代Mn掺入二元Ni0.90Mn0.10OH₂前驱体中,经高温固相烧结合成一种无Co高Ni三元正极LiNi0.90Mn0.07Al0.03O₂,并通过X射线衍射(X ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、能量弥散射线谱(energy dispersive spectroscopy,EDS)等表征手段进行分析,探讨了Al3＋掺杂对材料结构及性能的影响。结果表明,引入Al3＋后,Ni0.90Mn0.07Al0.03OH₂一次颗粒明显变细,对应LiNi0.90Mn0.07Al0.03O₂结晶度明显提高。在25 ℃、3.0~4.3 V下充放电,掺杂材料的0.1C比容量为191.3 mAh/g,高于未掺杂材料的181.5 mAh/g;0.5C循环90次的容量保持率为92.0%,高于未掺杂材料的89.3%;高温45 ℃下循环容量保持率为90.7%,高于未掺杂材料的92.2%。材料性能的提升可归因于Al3＋掺杂使得材料结晶度升高,稳定性提升,Li＋传递势垒降低。     

Al_2O_3/SiC纳米陶瓷复合材料的制备及力学性能

采用一次粒径分别为10nm和15nm的αAl2O3和SiC粉体为原料,制备了Al2O3/SiC纳米陶瓷复合材料·纳米SiC颗粒明显抑制Al2O3基体晶粒的长大,SiC体积分数超过4%时,材料的断裂方式由沿晶断裂变为穿晶断裂·随SiC含量的增加,Al2O3/SiC纳米复合材料的硬度增大·材料的弯曲强度和断裂韧性在SiC体积分数为5%时达到最大值·最大三点弯曲强度和断裂韧性分别为641MPa和47MPam1/2,明显高于热压单相Al2O3陶瓷(344MPa和31MPam1/2)·复合材料的强化主要来源于内晶颗粒残余应力强化和晶粒细化...     

低熔点Sn界面涂覆对Al_(18)B_4O_(33)/6061Al复合材料轧制行为及织构的影响

采用传统挤压铸造工艺制备了Al18B4O33晶须增强6061铝基复合材料,为提高复合材料的热轧变形能力预先对Al18B4O33晶须表面进行了低熔点金属Sn的涂覆,并在500℃实现了复合材料的热轧变形,最终轧制比达到了70%.研究表明,低熔点金属Sn的界面涂覆可以明显提高Al18B4O33/6061Al复合材料的高温塑性,并且对轧制复合材料Al基体中织构的形成和演化有重要的影响.