杜子良
,
陈少平
,
王彦坤
,
樊文浩
,
孟庆森
,
杨江锋
,
崔教林
稀有金属材料与工程
利用溶液法混合粉体并通过电场激活压力辅助烧结(FAPAS)方法制备了不同硅纳米线含量的Mg2Si基复合热电材料,研究了硅纳米线的掺入及含量对基体材料热电性能的影响.结果表明:硅纳米线掺入后材料电导率大幅降低,塞贝克系数基本不变,热导率小幅降低.随着硅纳米线掺量增加,材料电导率降低,塞贝克系数稍有提高,热导率有升高趋势.硅纳米线掺量为0.1at％的样品在800 K时ZT值达到最高值0.5.
关键词:
热电性能
,
SiNWs
,
Mg2Si
,
纳米复合
,
SPB
王彦坤
,
陈少平
,
樊文浩
,
张华
,
孟庆森
,
杨江峰
,
崔教林
稀有金属材料与工程
在微波作用下利用MgH2、纳米Si粉、Sn粉和Bi粉进行固相反应,结合电场激活压力辅助合成法(FAPAS)制备了高纯Bi掺杂的Mg2Si1-xSnx(0.4≤x≤0.6)基固溶体热电材料,并对其微观结构和熟电性能进行了表征.结果表明,MgH2替代传统原料Mg粉显著降低了圃相反应温度且防止了M8的挥发和氧化,同时微波快速低温加热有效抑制晶粒长大,可获得平均晶粒尺寸为200 nm的高纯产物.在300～750 K的温度区间对样品热电性能进行测试.结果表明,细小的片层固溶体组织和Bi的掺杂有效降低了样品热导率,同时改善了其电性能,在600 K时,含1.5％Bi(原子分数)的Mg2Si0.4Sn0.6热电材料具有最大ZT值0.91.
关键词:
微波
,
MgH2
,
Mg2Si1-xSnx
,
热电材料
孟庆森
,
陈少平
,
刘奋军
,
杜正良
稀有金属材料与工程
采用电场激活固相连接工艺(FADB)实现了AZ31B镁合金与铝粉的固相扩散,观察研究了界面处扩散溶解层的微观形貌和相组成以及界面处元素交互扩散分布情况,测试了扩散溶解层的表面硬度和耐腐蚀性,探讨电场对AZ31B/Al固相扩散的影响.研究结果表明,在FADB条件下,AZ31B/Al结合界面处形成的扩散溶解层由均匀共晶层-溶解过渡层和胞晶区构成;外加电场通过降低界面处生成物的激活能,促进了Mg-Al间的扩散反应,所形成的锯齿状结构有利于提高界面连接强度;试样表面的平均硬度及耐腐蚀性能均高于镁合金母材.
关键词:
AZ31B
,
铝
,
电场
,
扩散溶解
,
共晶层
董凤
,
陈少平
,
胡利方
,
樊文浩
,
孟庆森
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.02.006
采用电场激活扩散连接技术(FADB)实现了AZ31B/Cu的扩散连接.利用SEM、EDS和TEM分析了扩散溶解层的显微组织、相组成和界面元素分布.采用万能试验机对连接界面的抗剪切性能进行了测试.结果表明:AZ31B与Cu通过固相扩散形成了良好的冶金结合界面,扩散温度低于475℃时扩散溶解层由MgCu2、Mg2Cu和MgCuAl组成,此时接头的薄弱环节为Mg2Cu.扩散温度为500℃时扩散溶解层由Mg2Cu、(α-Mg+ Mg2Cu)共晶组织和MgCuAl组成,共晶组织的形成导致接头的抗剪强度进一步降低,并成为新的薄弱环节.当扩散温度为450℃,保温时间为30min时,界面的抗剪强度随保温时间的延长先增大后减小,最大可达40.23MPa.
关键词:
扩散连接
,
电场
,
扩散溶解
,
AZ31B/Cu
张红霞
,
王文先
,
陈少平
,
周翠兰
腐蚀与防护
doi:10.3969/j.issn.1005-748X.2007.06.016
针对工业废水水暖管道腐蚀失效问题,采用化学成分分析、X射线衍射、光学显微镜、腐蚀电化学试验等方法对腐蚀钢管进行分析.结果表明,腐蚀沉积物中含有Fe3O4、Fe2O3、Fe2(SO4)3及FeS;水介质pH值低于最小腐蚀速度范围的pH值;水介质中Cl-浓度值偏高,SO42-浓度值比标准偏高近一倍,这些因素对钢管的腐蚀速度及腐蚀性能均造成影响;母材中存在的夹杂和带状组织对材料的腐蚀性影响不大.因此工业废水用于供暖管网前,应对介质水进行一定的处理来保证供暖管网的寿命.
关键词:
钢管
,
腐蚀
,
失效分析
,
电化学分析
焦媛媛
,
樊文浩
,
陈少平
,
鲍亮亮
,
孟庆森
稀有金属
采用MgH2代替单质Mg粉与Sn粉进行固相反应制备Mg2Sn基热电材料,有效地避免了Mg单质的挥发和氧化.在300～750 K的温度区间内对其热电性能进行了测试、分析,并与文献中报道的Mg2Sn热电性能进行了对比.结果表明,所有试样在整个测温区间均显示出n型掺杂,并且随着温度的升高,呈现逐渐向p型转变的变化趋势.掺杂Y后Mg2Sn试样的Seebeck系数有所提高,综合电性能比文献报道提高了40％,并且在350 K时获得最大的ZT值(0.033),是文献报道的Mg2Sn的ZT值(0.013)的近3倍.
关键词:
MgH2
,
电场激活压力辅助合成(FAPAS)
,
Mg2Sn
,
热电材料
陈少平
,
董凤
,
孟庆森
,
樊文浩
稀有金属材料与工程
采用MA-FAPAS工艺,借助中间层TiAl的燃烧反应放热,原位合成了梯度金属陶瓷(TiC)pNi和金属间化合物TiAl,并同步完成了(TiC)pNi/TiAl/Ti的扩散连接,研究了在外加温度场、电场和应力场耦合作用下连接结构的形成机制.利用FE-SEM、TEM和XRD等手段对各层及连接界面的微观结构和相组成,以及电场作用下各连接界面元素扩散特征进行分析；采用显微硬度压痕法对连接界面的韧性进行分析；采用剪切法、冷淬法和有限元法对界面结合强度和残余应力分布进行分析计算.结果表明,各燃烧层均发生充分反应并形成了良好的冶金结合,连接界面处存在强烈的元素交互扩散；连接界面具有较强的抗剥离和抗剪切强度,(TiC)pNi/TiAl界面为接头的薄弱环节.
关键词:
梯度材料
,
原位合成
,
金属陶瓷
,
扩散连接
,
力学性能
程慧玲
,
孟庆森
,
胡利方
,
陈少平
,
雷煜
稀有金属材料与工程
采用FAPAS烧结工艺原位合成了AlMgB14-TiB2复合材料,并分别同步实现了与金属Nb和Mo的扩散连接.利用XRD、SEM和EDS等手段对连接界面扩散层的相组成、微观形貌和元素分布特征进行了分析;探讨了在电场、温度场、压力场多物理场耦合条件下的扩散层形成机制及扩散连接过程.结果表明,A1MgB14-30％(质量分数)TiB2复合材料与金属Nb和Mo可以实现同步合成和扩散连接,形成宽170～180 μm的均匀致密的扩散连接层;TiB2在烧结过程中富集于连接界面,并与金属反应生成金属间化合物;硼元素在浓度梯度作用下的连续扩散和金属间化合物的形成是扩散连接的主要机制.
关键词:
FAPAS
,
AlMgB14-TiB2
,
金属
,
连接
,
界面
刘奋军
,
杜正良
,
陈少平
,
孟庆森
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2009.05.006
应用电场激活扩散连接技术(FADB)进行AZ31B与铝的固相连接,研究电场条件下结合界面快速形成的微观结构及其力学性能.采用OM、SEM、EDS及XRD等分析扩散溶解层的微观组织、成分分布和剪切断口形貌及相组成,并利用显微硬度计和微机控制电子万能试验机对接头界面扩散区显微硬度和接头抗剪强度进行分析.研究结果表明,激活电流降低扩散界面金属化合物生成的激活能,促进Mg-Al间的扩散反应,形成的梯度扩散溶解层对提高接头抗剪切强度有显著影响.在温度为450 ℃,时间为50 min,电流密度为80 A/cm2时,过渡层宽度达120μm,接头抗剪强度最大值35 MPa.
关键词:
AZ31B
,
铝
,
固相扩散
,
电场激活
,
力学性能
董凤
,
陈少平
,
樊文浩
,
胡利方
,
孟庆森
稀有金属
本试验采用电场激活扩散连接技术(FADB)实现了Ti/Ni的扩散连接.研究了Ti/Ni两种材料发生界面扩散反应时新相的生成规律及其对连接强度的影响.利用扫描电子显微镜及能谱仪观察和分析了扩散层的显微组织、相组成和界面元素分布.采用万能试验机对扩散层的抗剪切性能进行了测试.研究结果表明,在电场作用下,Ti与Ni通过固相扩散形成了良好的冶金结合界面,界面处金属间化合物的生成次序依次为Ni3Ti、NiTi2、NiTi.当扩散温度≥750℃时,Ti表现出超塑性和良好的扩散性,促使扩散层中的Ni3Ti转变成富钛层,该富钛层的形成有利于接头强度的提高.界面的剪切强度随着电流的增大而增大,当电流为930～1200A时,界面的剪切强度可达90.54 MPa.
关键词:
电场激活
,
扩散连接
,
相变
,
Ti/Ni
,
剪切强度
