宏观石墨颗粒增强工业纯铝金属基复合材料界面阻尼机制

文章运用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的工业纯铝金属基复合材料,在温度为25~400℃和频率为0.5、1.0、3.0 Hz条件下,采用多功能内耗仪测量了材料的内耗和相对动力学模量,用透射电子显微镜对材料的微观结构进行了表征;依据内耗测量和微观分析研究了宏观石墨颗粒增强工业纯铝金属基复合材料的界面阻尼行为,结果表明材料的界面阻尼机制为弱结合界面阻尼。     

含宏观石墨颗粒材料界面位错形态及内耗特征的研究

利用渗流技术在工业纯铝中引入宏观尺度的石墨颗粒,研究该宏观缺陷界面附近的微观缺陷(位错)形态及对材料内耗的影响.结果表明,在连续升温测量过程中,大约在260℃附近观察到了一个内耗峰,其峰位与频率无关,峰高与测量频率的倒数和升温速率近似成直线关系,且表现出正常振幅效应.而在没有宏观石墨颗粒增强的工业纯铝样品中无峰出现.通过透射电子显微镜(TEM)观察,发现在石墨颗粒/基体界面附近存在高密度位错.根据内耗实验结果和微观结构特征的观察,认为该内耗峰的机制与基体和增强物之间因热膨胀系数的不同而诱发的高密度位错以及位错在外加应力作用下的运动有关.     

6063Al/Al2O3·SiO2颗粒增强复合材料的阻尼特征研究

利用搅拌铸造法,在6063变形铝合金中添加电厂飞灰颗料,制备了飞灰含量分别为5%、10%、15%、20%的铝基飞灰复合材料.采用多功能内耗仪,利用低频扭摆法和声频衰减法对材料的低高频内耗进行了测量.结果发现,在测试的温度、频率范围内,较之铝基体,复合材料的阻尼能力有较大幅度的提高;并且在同一频率、不同温度下,随着飞灰含量的增加和飞灰颗粒直径的减小,复合材料的内耗值有增加的趋势.另外还发现复合材料的低频内耗值要远大于其高频内耗值.在此基础上还对复合材料的内耗机制进行了探讨,认为该复合材料的内耗机制主要有本征内耗、位错内耗的界面内耗,而在较高温度下主要是界面内耗机制.     

锌铝共析合金中黏弹性-滞弹性转变的内耗研究

文章通过内耗的测量研究了锌铝共析合金中黏弹性-滞弹性的转变;采用阶梯变温的方法研究了锌铝共析合金的内耗-频率谱;运用不同的力学模型对实验现象进行了理论解释;随着测量温度的不同,材料的内耗表现出不同的频率依赖性。研究表明,当内耗测量频率趋于零时,-60℃为材料黏弹性-滞弹性的转变点。     

热处理对Cu-Al-Mn形状记忆合金阻尼能力的影响

高阻尼材料在控制噪音弱化机械振动稳定材料结构等方面具有极高研究价值。Cu-Al-Mn形状记忆合金是一种重要的高阻尼材料。采用内耗技术系统地研究了Cu-11.33Al-5.71Mn(wt.%)形状记忆合金的基本阻尼行为,通过不同方式的热处理,改变材料中的缺陷状态,进一步研究材料阻尼行为的变化,以获得材料微观组织和阻尼特征之间的关系,为深入了解该合金的阻尼机制奠定基础。在室温～270℃的内耗温度谱中,98℃附近出现了一个典型相变内耗峰。随着保温时长的增加,阻尼先增加后逐渐下降。分析认为,时效时长增加,淬火空位浓度降低,空位对相界面移动的阻碍作用减弱,阻尼增加;时效20 min,空位浓度达到动态平衡,随后马氏体数量逐渐减少,相界面移动减少,阻尼降低。因此了解热处理与材料微观结构的变化关系对于优化材料组织与阻尼性能是具有价值的。     

宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金复合材料阻尼行为的研究

采用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金复合材料,运用内耗手段和热分析技术研究了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金的阻尼行为及其阻尼机制,宏观石墨颗粒的加入大大提高了材料的阻尼性能．复合材料中宏观石墨颗粒的平均直径约0．5和1．0mm、宏观石墨颗粒体积分数为51％和63％．在多功能内耗仪上采用受迫振动方式测量了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金复合材料的内耗和相对动力学模量．在温度-内耗谱上发现了两个内耗峰,低温内耗峰是晶界峰,其机制为铝／铝晶界的黏性滑移,该内耗峰的平均表观激活能为（1．13±0．03）eV、指数前因子τ0为10^-14s;高温峰是相变内耗峰,其机制为锌铝共析合金中的相转变,依据内耗测量和热分析实验可得该相变峰的激活能为（2．36±0．08）eV．     

基于微观结构简化单元模型的微孔泡沫材料吸声行为研究

针对微孔泡沫材料的吸声系数通过其微观结构尺寸难以定量预测的难题,提出利用微孔泡沫铝的电镜扫描技术建立微孔泡沫铝微观结构的简化单元模型。利用该模型模拟微孔泡沫铝微观结构的拓扑结构,可以建立单元拓扑特征与关键的非声学参数包括静态流阻、黏性特征长度、热特征长度、曲折系数等之间的关系。在简化单元模型的基础上引入开孔率,明确了微孔泡沫材料的孔隙率和曲折度之间的关系,提高了预测微孔泡沫铝吸声系数的准确度。采用B-K阻抗管测量微孔泡沫铝试件的吸声系数,实验测量结果和理论预测结果一致。研究过程中制备的厚度小于30 mm的微孔泡沫铝试件在1 100～6 500 Hz频段内实现了平均吸声系数达0.8的宽频高效吸声。该研究工作可为设计、优化和制备具有更好吸声性能的微孔泡沫材料提供一定的参考。     

泡沫铝合金在凝固过程中熔体的孔隙率变化

研究了泡沫纯铝和泡沫AlSi7Mg0.45的凝固方式及其对孔结构的影响,并讨论了熔体泡沫在凝固过程中的体积变化和孔隙率变化。结果表明：在合适的冷却条件下,纯铝熔体泡沫倾向于逐层凝固,在凝固过程中易形成中心缩孔,AlSi7Mg0.45熔体泡沫倾向于同时凝固,易形成热裂纹;纯铝熔体泡沫在凝固过程中,体积减小,孔隙率增加,而相对于纯铝来说,AlSi7Mg0.45熔体泡沫的体积及孔隙率均有所减小。     

巨磁电阻材料La0.85MnO3的低频内耗和电磁性能

用低频扭摆法在多功能内耗仪上测量了自掺杂巨磁电阻材料La0.85MnO3的温度内耗谱.结果表明内耗峰位不随频率的变化而变化,但峰高和频率成反比且对应的内耗峰处模量有明显变化,这说明对应的内耗峰处的变化是由某种相变引起的.内耗、电阻及磁化率曲线的对应关系,说明该材料出现了顺磁-铁磁转变和半导体-金属转变,所伴随的结构变化导致了内耗峰的出现.     

闭孔泡沫铝特征统计及其变形行为实验研究

以椭圆拟合长方体闭孔多边形泡沫铝表面孔截面,运用统计学的方法研究了泡沫铝试件表面孔的大小、形状和方位等分布特征.统计结果表明:上述孔的各项几何特征参数除方位外服从高斯分布. 应用图像处理技术,获取了单轴压缩变形前后泡沫铝试件的表面图像.利用序列数字图像相关方法对泡沫纯铝变形前后的图像进行相关计算,获得了静态单向压缩条件下闭孔泡沫铝材料表面全场变形及局部孔结构的变形,同时根据试验结果计算了试件的名义应力-应变曲线,给出了压缩过程中孔壁的失效顺序和破坏规律.对块体材料的压缩实验表明,泡沫纯铝是以多个断裂带的形式破坏和吸收能量.     

竹材内耗和介电的研究

用葛氏倒扭摆仪测量了竹材样品在153K到523K温度范围内的低频下的内耗(IF)行为，在173K、228K、323K和489K观察到4个内耗峰，对323K内耗峰的机理进行了较为详细地研究，利用多功能摆研究了其对频率的依赖性，发现该峰峰温不随测量频率变化，而峰高与测量频率及升温速率有关，呈现相变内耗峰的特征，介电测量表明：在323K附近同样存在一介电损耗峰，为了探讨该峰的机理，进一步研究了竹材含水量对该损耗峰的影响，实验结果表明该峰与水在竹材中的某种转变有关。     

Li6.75La3Zr1.75Nb0.25O12增强的Cu基微振动敏感型高阻尼复合材料的制备和阻尼性能研究

基于Li_(6.75)La_3Zr_(1.75)Nb_(0.25)O_(12)(LLZNO)陶瓷材料的近室温高阻尼特性并与金属Cu复合,设计和制备了高阻尼LLZNO/Cu复合材料,并采用多功能内耗仪和显微硬度测量仪对复合材料的阻尼性能和力学性能进行了评价.研究结果表明:与相同制备工艺的纯Cu基体材料相比,LLZNO/Cu复合材料的阻尼性能和硬度值均有显著提高,其中,陶瓷颗粒质量分数为30%的LLZNO/Cu复合材料的阻尼峰值高达0.050,比纯Cu阻尼值提高近25倍,硬度值也从纯Cu试样的59MPa提高到近91MPa.进一步的阻尼-振幅依赖性测试表明,即使应变振幅降低到10×10~(-6),LLZNO/Cu复合材料的阻尼性能也基本保持不变,表现出典型的微振动敏感特性,其机制起因于应力作用下LLZNO陶瓷内高浓度Li离子迁移扩散诱导的能量耗散.     

掺杂钨丝的再结晶

本文利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射技术研究了掺杂钨丝的微观组织变化,同时对不同温度下退火处理的样品进行了抗拉强度、显微硬度和室温内耗的测定。结果表明,掺杂钨丝退火时可分为三个阶段:回复、一次再结晶和二次再结晶。文中提出了亚晶聚合是一次再结晶的主要形核机制的观点。     

热处理对Fe-13at%Ga合金内耗行为的影响

研究了热处理对Fe-13at%Ga合金内耗行为的影响。实验发现,该合金对热历史和测量条件有高度敏感性。经过高温热处理,低温范围内合金的阻尼能力都得到了极大地提高。认为低温范围内,其阻尼来源于相变及由磁畴的不可逆运动引起的磁机械滞后作用,是一种综合机制;高温内耗峰具有典型的弛豫特征,是一个晶界弛豫峰。     

纳米贝氏体钢中的位错密度测定

采用高分辨透射电子显微镜观察纳米贝氏体钢中铁素体的结构，并通过内耗方法测定了纳米贝氏体钢中铁素体的位错密度.结果表明，纳米贝氏体钢铁素体中分布着高密度的位错，其平均位错密度约为6.4×1015 m-2.     

考虑颗粒级配影响的高聚物改良钙质砂抗剪强度特性试验研究

基于南海某岛礁典型回填工程面临的钙质砂问题,提出采用环保固化剂高聚物对钙质砂地基进行加固。制作不同级配、不同高聚物含量的固化钙质砂试样,开展一系列直剪试验和SEM微观结构试验,研究高聚物固化钙质砂的抗剪强度、粘聚力、内摩擦角等参数随着高聚物掺量和颗粒级配变化的演变规律,以及高聚物改良钙质砂力学性能的微观机理。试验结果表明,随着高聚物掺量的增加,高聚物改良钙质砂的抗剪强度明显增大,试样的剪应力-位移曲线由硬化特征逐渐呈现为软化特征;高聚物主要通过影响钙质砂的粘聚力来改变其抗剪强度,对内摩擦角的影响十分有限;钙质砂中粗颗粒含量越多,其孔隙越大,高聚物改良钙质砂的反应越明显,对其强度的提升作用也越明显; 高聚物主要包裹在钙质砂颗粒表面或填充于颗粒之间,从而改变钙质砂材料原本的力学性质,使得土体的抗剪强度明显增长。     

Internal friction behaviors of Ni-Mn-In magnetic shape memory alloy with two-step structural transformation

The internal friction (IF) behaviors of dual-phase Ni52Mn32In16 alloy with two-step structural transformation were investigated by dynamic mechanical analyzer. The IF peak for the martensite transformation (MT) is an asymmetric shoulder rather than those sharp peaks for other shape memory alloys. The intermartensitic transformation (IMT) peak has the maximum IF value. As the heating rate increases, the height of the IMT peak increases and its position is shifted to higher temperatures. In comparison with the IMT peak, the MT peak is independent on the heating rate. The starting temperatures of the IMT peak are strongly dependent on frequency, while the MT peak is weakly dependent. Meanwhile, the heights of both the MT and IMT peak rapidly decrease with increasing the frequency. This work also throws new light on their structural transformation mechanisms.     

表面纳米化对7055铝合金耐磨性能的影响

为了研究表面纳米化对7055铝合金耐磨性能的影响,利用高能喷丸(High Energy Shot Peening, HESP)技术对7055铝合金材料进行表面纳米化处理,在7055铝合金表面获得纳米结构。利用透射电镜分析纳米化前后微观组织的变化,同时对纳米化材料表层进行残余应力及显微硬度测定,并采用球盘磨损试验机研究了纳米化表面对固定载荷条件下7055铝合金材料磨损性能的影响。结果表明：表面纳米化使7055铝合金材料表面发生严重塑性变形,材料表面分布较高幅值残余压应力,最大可达到-369MPa, 残余压应力层深度达0.6mm;纳米化后试样显微硬度较基体提高了50%。摩擦磨损实验表明：表面纳米化从一定程度降低了7055铝合金材料表面摩擦系数,且磨损失重是未处理试样的32%,表明高能喷丸表面纳米化有效改善了7055铝合金材料的耐磨性能。     

两次冷轧压下率分配对IF钢深冲性能的影响

为提高IF钢深冲性能,以热轧带钢为原料,采用两次冷轧的实验方法,在实验室冷轧机上进行润滑轧制·冷轧实验表明,在总压下率一定的情况下,两次冷轧压下率的分配是影响IF钢深冲性能的关键·实测轧制试件的r值,得出在总压下率一定时,两次冷轧比一次冷轧的塑性应变比r值要高;同时得出一次冷轧压下率较小,二次冷轧压下率较大时,可使r值提高;如果冷轧总压下率适当提高,也可使r值提高;两次冷轧压下率均为75%时,r值可达3 2以上·通过对轧制试样的ODF织构分析,表明与实测r值一致·对显微组织观察表明,晶粒呈等轴状时有利于深冲性能·     

时效工艺对Mn-Cu-Al阻尼合金性能的影响

采用真空中频感应熔炼技术制备了Mn-Cu-Al阻尼合金,经840℃×0. 5 h固溶处理后按不同温度、时间进行时效热处理,借助相关仪器分析了时效工艺对锻态Mn-Cu-Al合金的阻尼性能与力学性能的影响.结果表明,Mn-Cu-Al合金在时效过程中发生调幅分解形成了局部富Mn区,冷却后获得马氏体孪晶,且随时效保温温度提高与时间的延长,硬度逐渐增大,阻尼性能先增加后减小,在430℃保温1 h,Mn-Cu-Al合金阻尼性能最佳.