关键词： 氧化铝复合材料   红柱石   抗热震性   莫来石  

摘要： 研究了伊朗红柱石和较短球磨时间对AMZ复合材料的影响,在氧化铝-锆石混合物中分别添加2.5%、5%和10%的红柱石粉末,球磨1 h或3 h后,分别在1550℃、1600℃和1650℃下烧结3 h。通过扫描电镜、X射线衍射、密度和强度测量试验对烧后复合材料的显微结构、物相组成、物理性能和机械强度进行了检测。结果表明:红柱石促进了锆石的分解,加速了氧化铝-锆石的反应烧结,形成了更多的莫来石相,使复合材料的抗热震性能提高了50%左右。

关键词： 机器学习算法   太空飞行   飞行测试   太空望远镜   微重力条件   反射涂层   特定波长   阿贡国家实验室  

摘要： 2020年5月,美国国家航空航天局(NASA)戈达德太空飞行中心的研究人员将通过空间技术任务理事会的"飞行机会"计划开展飞行测试,以验证在微重力条件下利用原子层沉积(ALD)工艺将特定波长反射涂层涂覆到太空样件上,未来有望在太空中对光学元件进行在轨镀膜,最终实现下一代太空望远镜的在轨建造和组装。

关键词： 高压静电纺丝   纳米碳纤维   相对分子质量   热处理  

摘要： 以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,制备4组质量分数为12%的聚丙烯腈(PAN)聚合物溶液,PAN的相对分子质量分别为100000、150000、200000、250000。通过高压静电纺丝技术制备PAN纳米纤维,热处理进一步制备PAN基纳米碳纤维,热处理过程中预氧化和碳化温度分别为270℃和800℃。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱仪(RAMAN)对PAN纤维热处理前后表面形貌、分子振动等进行定性分析。结果表明,相对分子质量过低或者过高都会导致原丝产生严重的缠结现象且纤维直径不均匀,原丝中存在的缺陷会在热处理后遗留下来,且热处理过程中产生大量气体,纤维结构收缩,导致原丝中的缺陷进一步被放大,结合RAMAN分析可知150000相对分子质量PAN基纳米碳纤维性能最好。

关键词： Si3N4粉体   氮化硅纤维   加入量   发泡法   显微结构  

摘要： 为进一步提高氮化硅纤维材料的强度,在Si基浆料中加入Si3N4粉体,发泡法制备Si基多孔坯体,经1420℃保温10 h高温氮化制备氮化硅纤维材料试样。重点研究了Si3N4粉体加入量(质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%)对试样显微结构和性能的影响。结果表明:1)引入Si 3N 4粉体,试样的骨架结构得到强化,氮化后试样的抗折强度和耐压强度显著提高。2)随Si 3N 4粉体添加量的增加,试样孔壁结构中纤维由纤维状逐步转变为针状、粒状,孔壁结构由纤维结合逐步转变为纤维和烧结共同结合,材料强度提高。但引入过多的Si 3N 4粉体不利于Si 3N 4纤维的生长,适宜加入量为20%~40%(w)。

关键词： cBN   高温高压   PCBN   稀土氧化物   TiB2  

摘要： 以稀土Eu2O3和Pr2O3作为cBN-Al-Ti体系的添加剂,在高温(1 600℃)、高压(5.5 GPa)条件下烧结制备PCBN复合材料。研究了稀土对PCBN物相、显微组织形貌、气孔率及力学性能的影响。结果表明,稀土Eu2O3和Pr2O3的添加不仅改善增强相TiB2的组织形貌和降低样品的气孔率,而且提高了烧结体的硬度和抗弯强度。当添加稀土Pr2O3时,PCBN获得最佳力学性能,其显微硬度达40.15GPa,抗弯强度达801.24 MPa。

关键词： 氮化硅纤维   发泡倍数   发泡法   强度  

摘要： 借助发泡法将气孔引入Si多孔坯体,使坯体的体积分别增加0、1、2、3倍,通过原位氮化工艺制备了氮化硅纤维材料,重点研究了发泡体积倍数对氮化硅纤维材料显微结构和性能的影响。结果表明:(1)发泡法引入气孔后,坯体中存在发泡孔、孔壁窗口、孔壁微孔三种孔结构。提高发泡倍数,试样中气孔率升高,孔壁窗口数量增多,N 2易流通,有利于氮化反应的进行。(2)氮化硅纤维只能生长在材料的孔缝部位,引入的气孔为氮化硅纤维提供了足够大的生长空间,反应后试样孔中长满了絮状的氮化硅纤维。随发泡体积倍数增加,试样孔壁中生成的氮化硅由粒状转变为纤维状,形成了氮化硅纤维交织孔壁结构。(3)发泡法引入气孔后,材料的强度由孔壁提供。随发泡倍数增加,试样的气孔率升高,单位面积内孔壁的有效截面减小,导致材料的强度降低。

关键词： 纳米NiO   太阳盐   比热容   溶胶凝胶燃烧法  

摘要： 提高太阳盐的比热容可以增强其蓄热能力,是近年来中高温储能领域的研究热点。本文采用溶胶凝胶燃烧法在太阳盐中原位合成纳米NiO,制备改性太阳盐。利用XRD、SEM、TEM、EDS和DSC等测试与表征手段分析了纳米NiO对太阳盐微观结构和热性能的影响。结果表明,太阳盐中成功合成了直径为8~10 nm的球形NiO颗粒,并且纳米颗粒会产生团聚形成尺寸为0.1~0.5μm的小团簇体。溶胶凝胶燃烧法原位合成的纳米NiO可以大幅提高太阳盐的比热容。界面能的增加和半固态层的形成是改性太阳盐比热容提高的主要原因。

关键词： 离子束刻蚀   纳米球刻蚀   有序阵列   Si纳米线   Si纳米锥  

摘要： 使用离子束正入射轰击Si衬底上有序密排的聚苯乙烯(PS)纳米球模板,通过分析PS纳米球和Si衬底的微结构与离子束轰击时间的关系,研究了离子束的非选择性刻蚀对PS纳米球和Si衬底的刻蚀作用。实验结果表明:随着离子束轰击时间的延长,PS纳米球的直径和高度都呈单调递减的趋势,但是高度减小得更快。在这个过程中,PS纳米颗粒发生了由对称的圆形到非对称的圆形再到圆锥形的形貌转变,第一阶段的形变是离子束的各向异性刻蚀造成的,第二阶段可能与离子束的长时间轰击导致的热量积累有关。当PS纳米颗粒的尺寸和形貌发生变化的同时,Si衬底的微结构也在改变。当轰击时间为4 min时,在PS纳米颗粒下方观察到凸起的Si平台,随着时间的延长,Si平台的底端直径呈先稳定后减小的趋势,其高度则持续增加。同样,Si平台也经历着形貌的转变,第一阶段由圆柱形平台向截顶圆锥形平台转变,该形貌转变导致Si平台底端直径在轰击初期保持稳定;第二阶段发生在PS纳米颗粒消失后,由截顶圆锥形转变为圆锥形,形成了有序的Si纳米锥阵列,其直径在65~100 nm范围内。结合金属辅助化学刻蚀以及合适的非密排PS纳米颗粒模板,制备出有序的Si纳米线阵列,纳米线的直径为70~124 nm。这些结果为新型有序纳米材料的研制和应用提供了一定的基础及参考。

关键词： 沥青硫化   交联网状   高温稳定性   缺陷特征   电、力学性能  

摘要： 针对现有技术难以有效解决预焙阳极因内在结构缺陷导致力学、电学性能欠佳的问题,本文以硫作为沥青的调节剂,基于铝用预焙阳极材料的配方工艺,系统研究硫对预焙阳极材料结构缺陷的调控行为及对材料力学和电学性能的影响。研究表明,3wt%硫的引入,可使得预焙阳极材料抗折强度提高26%,耐压强度提高44%。加硫后的预焙阳极材料较空白样品内部缺陷和气孔分布均得到趋好改善,且未发现明显的裂纹问题。在预焙阳极材料中沥青硫化机制可推测为硫改变了沥青的微结构形成交联网状硫,增加了炭材料基体的结合强度,最终表现为电学和力学性能的提高。

关键词： Laser powder bed fusion   FRASTA   Microstructural failure mechanism   Fractography  

摘要： A unique fractographic technique, FRASTA, was applied to additively manufactured IN718 J-R fracture test specimens to determine the microstructural failure mechanism. The results clearly showed that the material failed by nucleation, growth, and coalescence of microfailures in the highly stressed process zone in advance of the macrocrack front. Microfailure initiation sites were pinpointed on the fracture surfaces, enabling those weak spots to be examined metallographically and with EDX to identify and characterize the responsible defect or microstructural feature. The microfailure activity in a specimen processed differently was distinctly different, showing the effects and importance of processing conditions and providing an explanation of mechanical property variability in additively manufactured materials. The improved understanding of the microstructural failure process in additive materials achievable with FRASTA can guide development of more effective processing protocols and, ultimately, provide a route for achieving additive materials with improved and consistent fracture properties. Moreover, the microfailure evolution data provide a basis for computational model development and suggest a procedure for determining fracture toughness from fracture surfaces.