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利用机械合金化和放电等离子烧结技术制备C/Cu复合材料,用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和销-盘摩擦磨损试验机对复合粉末和烧结体的组织结构、硬度、摩擦学行为进行了分析.结果表明:C/Cu复合粉末中Cu相粉末由纳米/亚微米复合颗粒组成,石墨主要以纳米层片状结构和非晶态存在,放电等离子体烧结体组织致密、细小且均匀,随着碳含量增加,烧结体的硬度与密度减小;C/Cu复合材料烧结样品在摩擦过程中形成润滑膜,表现出较低的摩擦系数和良好耐磨性,其磨损机制主要为氧化磨损、粘着磨损和剥层磨损.

关键词: 石墨 , C/Cu复合材料 , 微观组织结构 , 摩擦磨损特性

HA/UHMWPE复合材料的微观组织及力学性能

冉旭 , 何进 , 包晓军 , 张迪

材料热处理学报

采用机械球磨法对羟基磷灰石(HA)/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)粉末进行混合处理,通过热压将混合粉末制成复合材料.通过X射线衍射、SEM观察及力学性能测试对混合粉末及复合材料进行微观组织和力学性能的分析.结果表明:球磨使HA颗粒得到了细化,而UHMWPE有粗化的趋势,同时HA/UHMWPE混合粉末组织更加均匀.球磨后HA没有发生分解,也没有新的物质产生.复合材料断面形貌呈网状结构,球磨时间越长,这种网状组织越均匀.随着球磨时间的增加,HA/UHMWPE复合材料的拉伸强度、冲击强度呈上升趋势.经球磨时间40 h后的复合材料具有较好的综合力学性能,同时又具有较理想的微观组织.

关键词: HA/UHMWPE , 机械球磨 , 组织形貌 , 力学性能

16Mn/Zn抗震复合材料的单向拉伸与循环变形行为

包晓军 , 刘勇兵 , 曹占义 , 孙喜良 , 吴坪安

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2005.05.014

采用复合铸造工艺将16Mn钢和工业纯锌制备出双金属层状抗震复合材料,并对其在不同条件下的单向拉伸性能和循环变形行为进行了研究.研究表明:在单向拉伸条件下,应变速率对复合材料试样的应力-应变曲线影响不大;在0.5%、1%、1.5%应变下所对应的拉压应力随循环次数的增多而增大,材料出现循环硬化行为,并且循环应变的提高使材料的循环硬化行为逐渐明显,进一步循环使拉压应力趋于稳定;16Mn钢/锌抗震复合材料试件具有滞回特性,使结构适应反复载荷作用下的内力和变形,起到减震的作用.

关键词: 抗震复合材料 , 单向拉伸 , 应力-应变曲线 , 循环硬化

16Mn/Zn复合材料界面组织结构与拉伸变形行为

冉旭 , 何进 , 包晓军 , 曹占义 , 展鹏

材料热处理学报

采用拉伸试验、金相显微镜、扫描电子显微镜对复合铸造法制备的16Mn/Zn复合材料界面层组织和性能进行了研究.研究结果表明:16Mn/Zn复合材料的强度介于锌和16Mn钢之间;受纵向拉伸的条件下,16Mn/Zn复合材料中的微裂纹首先在靠近钢一侧的界面层处萌生,并随载荷增加,微裂纹逐向锌基体扩展,与外加应力相垂直的主裂纹联接成大裂纹,最终导致锌断裂,之后应力由16Mn钢单独承载直至断裂;16Mn/Zn复合材料的纵向拉伸断口分为韧性断裂(16Mn钢)和脆性断裂(界面和锌).

关键词: 复合材料 , 界面 , 拉伸变形

宽带激光扫描铁基烧结材料的耐磨性研究

李月英 , 鹿云 , 刘勇兵 , 包晓军

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2003.06.004

研究了两种不同成分铁基烧结材料激光扫描后的显微组织和摩擦学特性.结果表明,经宽带激光表面处理后,铁基烧结材料的耐磨性显著提高.两种材料比较,在较低载荷下,具有孪晶马氏体/位错马氏体混合组织的材料具有较好的摩擦学特性;而在较高载荷下,具有马氏体/下贝氏体复相组织的材料具有较好的摩擦学特性.

关键词: 铁基烧结材料 , 激光淬火 , 摩擦系数 , 耐磨性

开发Fe/Zn抗震复合材料的构想

高慧婷 , 刘勇兵 , 曹占义 , 王磊 , 包晓军 , 孙喜良

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.02.030

系统阐述了地震动特性对结构破坏的影响、工程上增加阻尼的4种方式及研究材料滞回耗能的指导思想,首次提出开发Fe/Zn抗震复合材料的构想.研究了开发Fe/Zn抗震复合材料的实验基础,提出了Fe/Zn抗震复合材料的力学模型及其设计方案,并结合工程实践展望了Fe/Zn抗震复合材料的应用前景.

关键词: Fe/Zn复合材料 , 抗震性能 , 延性

钢/锌层状复合材料的力学性能与耗能行为

包晓军 , 刘勇兵 , 吴坪安 , 孙喜良 , 曹占义

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.08.008

对复合铸造法制成的钢/锌层状复合材料在不同条件下的单向拉伸和低周疲劳实验进行了研究.结果表明:锌的加入使钢/锌复合材料的塑性得到提高,同时其强度与钢相比有所降低.在单向拉伸条件下,拉伸速度对钢/锌复合材料试样的应力-应变曲线影响不大.在±0.5%,±1.0%,±1.5%应变范围内,所对应的拉压应力随着循环次数的增多而增大,表明材料出现循环硬化行为,并且循环应变的提高使材料的循环硬化行为逐渐明显,进一步循环使拉压应力趋于稳定.

关键词: 层状复合材料 , 单向拉伸 , 应力-应变曲线 , 循环硬化

钢/锌复合材料阻尼性能研究

吴坪安 , 曹占义 , 包晓军 , 孙喜良

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.z1.096

采用复合铸造法制备了钢/锌复合材料研究其阻尼性能.在拉伸条件下分析其阻尼机制以及拉伸过程中材料的变形行为;在循环条件下测试其阻尼性能与应变幅值的关系;通过衰减实验测试其阻尼性能与材料的几何性质的关系;同时,在三种实验条件下对比钢/锌复合材料和单相钢和锌的阻尼性能.实验结果表明,钢/锌复合材料较钢改善了阻尼性能,较锌则提高了刚度和强度;钢及钢/锌复合材料的阻尼性能具有应变依赖性;复合材料的几何特性对其阻尼性能有一定的影响.

关键词: 应变依赖性 , 摩擦阻尼 , 位错阻尼 , 界面阻尼