简介:本文通过二维准连续介质法模拟三角型压头在纳米压痕试验中测量铝薄膜材料断裂韧度的过程,得到了相应的载荷-位移曲线,计算出了铝薄膜在纳米尺度下的断裂韧度(KIC)和相关的力学性能参数。数值结果显示:单晶铝薄膜材料在纳米尺度下的断裂韧度(KIC)为0.216MPa·m^1/2,预测值与相关试验结果较吻合,从而表明使用准连续介质法预测纳米尺度下薄膜材料的断裂韧度是可行的。在研究中发现:对应于载荷-位移曲线的急剧下降区域,相应的位移云纹图中有明显的压痕变形集中现象,表明此处是径向裂纹发生的准确位置。计算结果证明,这种载荷-位移曲线和位移云纹图相结合的方法是计算薄膜材料径向裂纹的有效方法。
简介:采用直流电弧等离子体法蒸发Mg+5%TiO2的混合物并将其在空气中钝化,制备粉体Mg-TiO2复合储氢材料。利用电感耦合等离子光谱发生仪(ICP)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征粉体复合材料的成分、相组成及形貌。采用压力–成分–温度(PCT)和差示扫描量热仪(DSC)对Mg-TiO2样品的吸放氢性能进行研究。由PCT测量结果可知,Mg-TiO2复合粉体中镁的氢化焓和氢化熵分别为-71.5kJ/mol和-130.1J/(K·mol),而粉体的氢化激活能为77.2kJ/mol。结果表明,采用电弧等离子体法在超细镁颗粒中加入TiO2催化剂可显著增强镁的吸放氢动力学性能。
简介:对冷拉弹簧钢丝卷制过程中发生断裂的原因进行分析,对其卷制工艺性的影响因素进行总结.通过扫描电镜、能谱仪、光学显微镜、显微硬度测试仪、拉伸试验机等设备对多件卷制过程中发生断裂的lCrl8Ni9Ti冷拉弹簧钢丝的断口形貌、微观组织和力学性能进行对比和分析.结果表明冷拉弹簧钢丝的断裂模式为塑性断裂,断口形貌呈韧窝特征,断裂原因与材料的卷制工艺性有关;钢丝表面机械损伤会提供初始裂纹扩展源区,组织中的氮化物聚集会破坏材料的连续性,材料强度过高会降低材料的塑性余量,该3类缺陷均会加大钢丝的断裂倾向,给钢丝的卷制加工带来不利影响.因此,需要尽量避免材料表面缺陷、组织缺陷以及性能缺陷,以便提高材料的卷制工艺性.
简介:为改善La-Mg-Ni系A2B7型合金的电化学贮氢性能,在合金中添加一定量的Si元素,通过真空熔炼及退火处理的方法制备La0.8Mg0.2Ni3.3Co0.2Six(x=0-0.2)电极合金。研究Si元素的添加对合金结构及电化学贮氢性能的影响。结果表明,铸态及退火态合金均为多相结构,分别为Ce2Ni7型的(La,Mg)2Ni7相和CaCu5型的LaNi5相以及少量的残余相LaNi3。Si元素的添加没有改变合金的主相,但使得合金中的(La,Mg)2Ni7相减少而LaNi5相增加。添加Si显著地影响了合金的电化学性能。随着Si含量的增加,铸态及退火态合金的放电容量逐步降低,但循环稳定性却随着Si含量的增加而增强。此外,合金电极的高倍率放电性能、极限电流密度、氢扩散系数以及电化学交流阻抗谱的测试均表明合金的电化学动力学性能随着Si含量的增加先增加而后减小。
简介:采用固相烧结方法制备Mg2Ni0.7M0.3(M=Al,Mn,Ti)合金。利用X射线衍射仪、扫描电镜和扫描透射电镜对合金的相组成和显微组织进行系统表征。结果发现,Mg2Ni0.7M0.3合金中形成了具有面心立方结构的金属间化合物Mg3MNi2,其与Mg和Mg2Ni共存;且M原子半径与Mg原子半径越接近,越有利于Mg3MNi2的形成。采用Sievert和Tafel方法对Mg2Ni0.7M0.3合金的储氢性能和耐腐蚀性能进行研究。Mg2Ni0.7M0.3合金的吸/放氢性能得到明显改善。Mg2Ni0.7Al0.3、Mg2Ni0.7Mn0.3和Mg2Ni0.7Ti0.3合金的脱氢反应的激活能较Mg2Ni的激活能明显降低,分别为-46.12、-59.16和-73.15kJ/mol。与Mg2Ni合金相比,Mg2Ni0.7M0.3合金的腐蚀电位向正方向移动,如Mg2Ni0.7Al0.3合金(-0.529V)与Mg2Ni合金(-0.639V)的腐蚀电位差为0.110V,表明添加Al、Mn和Ti能使合金的耐腐蚀性能得到显著提高。
简介:采用感应熔炼和热处理的方法制备La0.7Ce0.3Ni3.75Mn0.35Al0.15Cu0.75-xFex(x=0-0.20)合金,并研究合金的相结构和电化学储氢性能。全部合金均为单一的具有CaCu5结构的LaNi5相,LaNi5相的晶格常数a和晶胞体积随着x值的增加而增大。最大放电容量随着x值的增加从319.0mA.h/g(x=0)降低到291.9mA?h/g(x=0.20)。在1200mA/g的电流密度下HRD值从53.1%(x=0)降低到44.2%(x=0.20)。合金电极的循环稳定性随着x值的增加而增强,这主要归因于合金抗粉化能力的增强。
简介:采用一种新型高通量实验方法,实现对Ti-5553合金(Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr,质量分数,%)在600~700℃范围内的连续温度梯度热处理。实验通过对圆台形样品进行直流电加热,由于截面面积不同而导致电流热效应不同,从而使样品表面温度呈梯度变化。采用端淬实验实现Ti-5553合金的连续冷却速率变化,研究合金在不同热处理条件下的显微组织演变和力学性能。结果表明:Ti-5553合金的伪调幅分解温度为(617±1)℃,析出的α相尺寸在300nm左右;合金在伪调幅分解温度下时效4h达到最高的硬度。因此,这种高通量方法能够快速准确地判断合金中相转变温度以及相应的组织转变。
简介:使用SiC网络陶瓷骨架增强的6061铝合金复合材料(SiCn/Al)制动盘可以减少高速列车的质量。采用有限元(FE)和计算流体动力学(CFD)方法计算在300km/h速度下实施紧急制动过程中考虑气流冷却条件下SiCn/Al制动盘的热和应力。分析制动器总成及其界面的设计特点时考虑了传导、对流和辐射这三种传热的模式。结果表明,具有较高对流系数的气流冷却不仅降低制动中的最高温度,也降低了温度梯度,因为气流加速了制动盘上较热部分的热量散失。有效的气流冷却可以减少制动盘上热斑的形成和盘体的热变形。有无考虑气流冷却时,实施紧急制动后,制动盘最高温度分别为461℃和359℃。有无考虑气流冷却时,制动盘的等效压力可分别达到269和164MPa。然而,在实施紧急制动时,制动盘表面的最大应力可能超过材料的屈服强度,这可能导致在不带冷却时制动盘的塑性损伤累积。模拟结果与实验结果相一致。