周科朝
,
张晓泳
中国有色金属学报
以0.675PMN-0.325PT反应原料为基体,<001>取向的片状SrTiO3为模板,利用模板晶粒生长技术在较低的温度下制备出具有…定取向度的0.675PMN-0.325PT多晶织构陶瓷.研究了烧结过程中基体晶粒自身长大和模板外延生长情况以及PbO添加量对织构组织形成的影响.结果表明:增加PbO含量可加快基体晶粒溶解一析出过程,促进基体品粒的长大;同时液相含量的增加还有利于模板的外延生长以及织构组织的形成;与以PMNT为基体相比,以反应原料为基体可大幅度降低烧结温度;添加3%过量PbO后,在1 000℃保温2 h后即可获得取向度为40%的PMN-PT多晶织构陶瓷.
关键词:
PbO
,
0.675PMN-0.325PT
,
TGG法
,
多晶织构陶瓷
张晓泳
,
周科朝
,
李志友
,
张雷
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2003.05.019
针对一种侧面和一端的成分呈梯度变化的圆柱体电极模型进行了热应力缓和优化设计.模型材料成分是金属Cu和NiFe2O4尖晶石陶瓷.采用混合律定律确定材料组分-性质关系,利用ansys有限元分析软件计算了从300K(零应力状态)升温到1300K时模型表面的热应力,分析了层数n、成分指数p以及锥角θ对模型表面热应力分布的影响.结果表明:层数n主要影响应力曲线的光滑程度,层数增加,曲线变得平滑;成分指数p是热应力缓和设计的关键,指数越小,应力越小;锥角θ的增加也可缓和热应力,但作用不如成分指数.
关键词:
功能梯度材料
,
热应力
,
NiFe2O4
,
金属陶瓷
,
惰性阳极
张晓泳
,
周科朝
,
李志友
,
侯俊峰
中国有色金属学报
以KCl为助熔剂,采用熔盐合成技术制备片状(Sr,Ba)TiO3晶粒,研究不同前驱体及反应方式对产物相组成和形貌的影响.结果表明:BaO与片状SrTiO3反应可获得以(Sr,Ba)TiO3为主相的产物,产物相在SrTiO3表面无规则析出且非取向长大,经烧结后形成片状多晶团聚体;片状Sr3Ti2O7与BaO和TiO2反应所得产物也以(Sr,Ba)TiO3为主,同时生成少量(Sr,Ba)3Ti2O7相,产物中除片状(Sr,Ba)TiO3晶粒外,还通过Sr2+置换由BaO与TiO2反应所得块状BaTiO3晶粒中的Ba2+、以及反应物溶解-反应-析出生成许多块状和无规则状小晶粒;对于两步合成工艺,Sr3Ti2O7先与BaO反应可得到片状(Sr,Ba)3Ti2O7,与TiO2二次反应后得到片状(Sr,Ba)TiO3晶粒;由于此方式没有生成块状BaTiO3这一过程,产物中非片状晶粒数量大幅度减少.
关键词:
(Sr,Ba)TiO3
,
片状晶粒
,
熔盐合成
王广楠
,
张晓泳
,
李志友
,
周科朝
中国有色金属学报
通过连续升温热膨胀法分析Ti55531 (Ti-5Mo-5Cr-5V-3Al-1Zr)合金在连续升温过程中的热膨胀行为、物相组成和显微组织,绘制热膨胀微分曲线.结果发现:随着升温速率的增加,相变温度逐渐升高.其中,在1℃/min的升温速率下不同温度区间内的相变行为如下:低于192℃时,发生ωath→β转变;192～347℃时,发生β→ωiso转变;347～376℃时,发生ωiso→αβ+、β→α转变;409～648℃时,发生β→α转变;648～831℃时,发生α→β转变;831℃时,转变为全β组织.计算得到α→β转变热激活能为188.04kJ/mol.
关键词:
Ti55531钛合金
,
热膨胀
,
相变序列
,
热激活能
张晓泳
,
张斌
,
李超
,
周科朝
稀有金属材料与工程
利用分子动力学模拟研究Ti-Al纳米杆的单向拉伸变形过程,比较分析不同拉伸速率、拉伸温度以及Al含量对Ti-Al应力-应变关系及其塑性变形行为的影响.模拟结果显示,在纳米尺度下,Ti-Al具有较高的屈服强度,且在断裂前显示出比宏观材料更好的塑性;在塑性变形中,启动(0001)面滑移系以及{10(1)2}＜10(1)1＞和{10(1)1 }＜10(1)2＞孪晶是主要的变形机制;降低变形速率、提高变形温度有助于降低Ti-Al纳米杆的屈服强度,使塑性变形更容易进行,而增加Al含量则会降低Ti-Al的塑性变形能力,使Ti-Al更早发生颈缩断裂.
关键词:
分子动力学
,
Ti-Al合金
,
拉伸变形
李超
,
张晓泳
,
李志友
,
周科朝
中国有色金属学报
采用热轧制备晶粒尺寸为0.1~0.5μm的超细晶Ti-55511近β钛合金，利用SEM和TEM等研究热处理工艺对超细晶合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，在350~650℃的温度条件下，合金强度和硬度随温度的升高呈现先增高后降低的趋势，在450℃时达到峰值强度1486.09 MPa；在450℃退火时，随着退火时间的延长，合金强度首先急剧上升至1536 MPa后趋于稳定，伸长率呈现先增加后下降的趋势；合金在退火过程中主要经历动态回复过程，未发生明显的粗化长大现象，晶粒尺寸均小于1μm。动态回复过程在消除加工硬化的同时促进了晶界/相界的稳定化，增强细晶强化作用；退火过程中发生α→α2和β→ω→α相变过程，第二相粒子弥散强化效应增强。但是当第二相粒子尺寸增大至一定程度时，会显著降低合金的塑性。退火过程中合金力学性能的变化与强化机制的作用有关。
关键词:
Ti-55511合金
,
超细晶
,
热处理
,
显微组织
,
力学性能
李超
,
张晓泳
,
李志友
,
周科朝
稀有金属
采用热轧制备晶粒尺寸为0.1～0.5 μm超细晶Ti-55511近β钛合金,利用SEM、TEM等手段研究热处理工艺对超细晶合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,在350～650℃的温度条件下,合金强度和硬度随温度的增加呈现先增高后降低的趋势,在450℃达到峰值1486 MPa;在450℃温度退火时,随着退火时间的延长,合金强度首先急剧上升至1536 MPa后趋于稳定,延伸率呈现先增加后下降的趋势.显微组织分析表明,合金在退火过程中主要发生回复现象,未发生明显的粗化长大现象,晶粒尺寸均＜lμm.回复过程在消除加工硬化的同时促进了晶界/相界的稳定化,提高细晶强化作用;退火过程中发生的α→α2和β→ω→α相变过程,第二相粒子弥散强化效应增强.但是当第二相粒子尺寸增加至一定尺寸时,会显著降低合金的塑性.退火过程中合金力学性能的变化与强化机制的作用有关.
关键词:
Ti-55511合金
,
超细晶
,
热处理
,
组织
,
性能
王新平
,
李礼
,
张晓泳
,
周科朝
,
李超
中国有色金属学报
基于热模拟试验,构建TC18合金的Arrhenius型材料本构关系,并将其应用于TC18板坯多道次轧制工艺的有限元仿真,获得各道次轧制过程中的轧件温度场、等效应力?应变场、损伤场等分布情况以及载荷?轧制时间状态,进而为轧件尺寸预测以及轧机规格的选取提供指导.轧件每道次仿真所得尺寸与具体试验所得尺寸比较可知,宽展误差不超过0.7%,长度误差不超过4%.经四道次热轧试验后,在轧件边缘1 mm区域出现了裂纹,与仿真所得损伤场分布一致.上述验证表明仿真结果能够与热轧试验较好吻合.
关键词:
TC18钛合金
,
热轧
,
本构关系
,
有限元
李志友
,
侯俊峰
,
张晓泳
,
周科朝
材料科学与工程学报
采用两步熔盐法制备钙钛矿结构的片状SrTiO3晶体,利用XRD、SEM等手段研究了Sr3T2O7和SrTiO3晶粒的形成过程和微观形貌.结果表明,在SrCO3-TiO2-KCl体系中,片状Sr3Ti2O7的形成分两步进行,先由SrCO3、TiO2反应生成细小的Sr3Ti2O7相颗粒,再通过溶解一析出反应进行晶粒取向性生长,最终成为以(001)为主面的片状晶粒.1200℃保温4h后得到长10～20μm、厚约3μm的片状Sr3Ti2O7晶体.在Sr3Ti2O7-TiO2-KCl体系中,发现含Ti、Sr、O、K的晶须状中间化合物,同时出现较多等轴状SrTiO3颗粒,而且片形SrTiO3晶体较其前驱体Sr3Ti2O7有所增厚.这表明片形SrTiO3晶体的形成主要是Sr3Ti2O7因Sr、O析出产生切变而成,TiO2能够促进Sr3Ti2O7中Sr、O的析出,KCl熔盐同时起着传质介质和反应助剂的作用.
关键词:
Sr3Ti2O7
,
SrTiO3
,
片状晶体
,
熔盐合成
李礼
,
张晓泳
,
李超
,
李志友
,
周科朝
中国有色金属学报
通过热模拟试验建立TC18合金的Arrhenius型本构关系，采用有限元模拟方法系统研究变形温度、变形速率和摩擦因数等因素对TC18缩比盘件等温模锻过程的影响，从而得到该合金较合理的模锻工艺条件，并用于指导具体试验。结果表明：变形温度840℃、变形速率0.1 mm/s、摩擦因数0.03为该合金较合理的等温模锻变形条件；在有限元模拟工艺的指导下成功锻造出该合金盘件，并验证有限元模拟结果的正确性；同时，为其他钛合金复杂件的等温模锻工艺提供数值依据与技术指导。
关键词:
TC18钛合金
,
盘件
,
等温模锻
,
有限元模拟
