具有初始随机材料缺陷的非晶合金剪切带模拟

基于自由体积理论建立了以自由体积为内部参量的非晶合金本构模型,并通过ABAQUS UMAT子程序将之在有限元模拟中实现.以初始自由体积为材料缺陷参量,通过FORTRAN子程序抽取随机数及匹配单元编号的方法定义了初始随机材料缺陷.采用平面应变模型模拟了具有初始随机材料缺陷的非晶合金剪切带的形成和扩展过程,结果表明:自由体积局部增加会造成形变局部化,继而形成剪切带,并且剪切带的成核、形成和扩展会松弛周围应变和自由体积.数值模拟能有效捕捉非晶合金剪切带主要特征,其结果符合实验观察和自由体积理论预测.     

再生型壳与ZTC4熔体的界面稳定性

从研究再生型壳中几种典型金属离子对铸件表面的污染影响规律入手,通过在型壳材料中添加Al、Nb和Mn等金属元素实际浇铸ZTC4合金（Ti-6Al-4V）,探讨不同残留金属在铸造过程中对铸件表面质量、陶瓷/钛合金界面成分、组织形貌及显微硬度等的影响,揭示废弃型壳材料中铸造残留金属对钛合金新铸坯陶瓷/合金界面稳定性的影响规律。结果表明:含Al、Nb和Mn等金属残留的型壳浇铸ZTC4合金,铸件表面外观平整无明显铸造缺陷;相比无金属残留型壳,含残留金属型壳的铸件表面粗糙度明显增加;Al金属残留对型壳与熔融钛合金界面稳定性的影响较小,而Nb和Mn金属残留能明显降低型壳与熔融钛合金的界面稳定性,铸件表面粗糙度可以在一定程度上反映界面稳定性;当型壳中含有Al金属残留时,陶瓷/合金界面处析出Ti₅Si₃相。      

非晶态Ni-Si-B合金薄膜的霍耳效应和磁阻效应

本文对非晶态Ni-Si-B合金薄膜的霍耳效应和磁阻随磁场变化等电磁性能进行了实验研究。在室温条件下,测量了非晶态Ni-Si-B合金薄膜的霍耳电势差,得出了该薄膜的霍耳系数和相应的每个原子的有效传导电子数Z≈0.3。结果表明,非晶态Ni-S-i-B合金薄膜具有正常的霍耳效应,可用自由电子模型的观点进行(?)述,本文还对非晶态Ni-Si-B合金薄膜的磁阻作了简要讨论。     

研究在Al—Cu合金内加入少量钛、锰、镍、铁、镁等组元对其抗热性能的影响

本文的研究目的是给含6％Cu的铝合金加入少量钛、锰、镍、铁和镁等组元,以提高其抗热性。试验方法采用高温硬度法。试验结果表明,加入少量钛和锰可以提高其抗热性;而镍、铁或镁在高于250℃以上时,并不能提高合金的抗热性。在实验室的条件下,也找到了抗热铝合金的最佳成分为:6—6.5％Cu、0.1—0.2％Ti、0.6-0.8％Mn,至于在生产条件下,是否最理想的成分,尚待在工厂的生产条件下进一步加以实验证明。     

低密度烧蚀材料分解动力学

一、前言 烧蚀材料是航天事业广泛采用的热防护材料.它是通过表面层被烧蚀而吸收大量的热能,同时生成多孔碳化层与降解层阻止热能向内部传导,从而对底层结构和仪器起到防护作用.实验证明,烧蚀材料是解决再入热防护中可靠性最高,技术最成熟的一种方法.因此对烧蚀材料提出一系列技术指标,仅就分解一项就有分解温度、分解焓、分解率及分解动力学等、确定上述参数对材料评选,总体设计以及温控系统的研制是十分重要的.     

从空间生产的经济效益看发射空间站的必要性和紧迫感

空间站的建立,航天飞机的发射成功,宣告航天技术已由空间探测和技术实验阶段进入利用空间资源的应用阶段。人类不仅借用于各种空间设施进行各种自然科学试验,而且还能在空间发射卫星,进行卫星通信、地球观测、检测和修理卫星,利用空间微重力、高真空、高洁净环境生产贵重的半导体材料和生命产品等。就生产效率而言,要比     

低温真空下固体界面间接触导热的实验研究

在110～325K温度范围内，对低温下两种常用接触材料-不锈钢和铝，进行了大量的接触导热试验研究，着重探讨了接触热导与界面载荷，温度和表面分形参数的关系。实验结果表明：在该实验条件下，两种材料接触热导与载荷关系的实验幂指数均在0.4～0.6之间，温度是通过材料的热导率和力学性能对接触导热发生作用的，接触热导随着表面分形维数的增加而增加。     

短消息

正近日,据新华社报道,自2016年9月25日落成启用以来,500米口径球面射电望远镜——"中国天眼"共发现51颗脉冲星候选体,其中有11颗已被确认为新脉冲星。近日,浙江大学材料科学与工程学院朱铁军教授的实验室,制成了高纯度的铌钴锑合金。实验还证明,稳定的铌钴锑合金不属于标称的19电子体系金属,而是自带"缺陷"的18电子体系半导体,是正宗的半导体热电材料。这为科学家     

泡沫铜/低熔点合金复合相变材料凝固放热分析

为研究泡沫铜/低熔点合金(LMPA)复合相变材料在间歇放热工作环境下恢复至初始状态的能力及不同孔隙率泡沫铜的添加对其凝固放热过程的影响，通过数值模拟对比分析了47合金、正二十三烷与泡沫铜复合前后的凝固放热过程，并调节泡沫铜/47合金复合材料孔隙率计算模拟芯片温度在凝固放热过程中温度随时间变化曲线。结果表明:泡沫铜的添加对2类材料凝固过程均有促进作用，模拟芯片恢复至目标温度所需时间分别被缩短6.6%和47.7%。因体积潜热值的差距，泡沫铜/47合金凝固时需放出更多热量，恢复至目标温度的时间较长，是正二十三烷复合相变材料的1.52倍。随着孔隙率的增大，复合相变材料恢复至室温状态所用时长变化不大，考虑到孔隙率对相变热控过程中的影响，实际使用时应综合考虑。      

微量合金元素对Al-Cu-Li合金力学性能的影响

为了减轻航空结构材料的重量,用锂来合金化铝合金最具吸引力。本文研究了几种Al—Cu—Li系合金的力学性能。这些合金在成分上与铝合金2020相似,但纯度较高并含有不同的辅助添加剂。比较研究了各种材料的力学性能和显微组织之间的关系。改型合金的断裂韧性比TMT—2020高40％,而其他力学性能是可以与7075—T651相比拟的。此外它们的比弹性模量也比现有高强度铝合金高17％。     

高强合金与钛合金的电偶腐蚀行为

采用电偶腐蚀实验方法、扫描电镜和能谱方法等研究了高强合金与钛合金异接电偶腐蚀行为.从不同材料、不同成分对电偶腐蚀的影响,研究了电偶腐蚀的规律及电偶对偶接的可能性.同时比较了铝合金和高强度钢与钛合金电偶腐蚀行为的差异,探讨了自腐蚀电位差与电偶电流密度的关系.实验表明,铝合金LY12、铝合金LC4、高强度钢30CrMnSiA均不能与TC2钛合金偶接,高强度钢1Cr17Ni2则可以与TC2偶接,且电偶电流密度随自腐蚀电位差增大而增大.      

时变热辐射环境下高温合金蜂窝板三维热变形测量

轻质、高强和隔热性能优良的蜂窝合金板结构已广泛用于航空航天领域,其在模拟瞬态气动热环境下的热变形是高速飞行器热防护结构设计的重要参数之一.首先,用自行研制的红外辐射瞬态气动热实验模拟系统模拟与其服役环境类似的时变热辐射环境,用新型"主动成像"三维数字图像相关(3D-DIC)测量方法对高温合金蜂窝板结构试件在时变热辐射环境下不同时刻的三维热变形进行了测量.其次,为保证三维数字图像相关测量方法能有效实施,提出一种制作稳定的大面积高温散斑新方法,该方法制作的高温散斑能在整个实验过程中保持稳定,可作为高温变形的有效载体.最后,用Hoff等效刚度理论计算高温合金蜂窝板在稳态时的最大翘曲位移.研究结果表明:210 mm×210 mm的高温合金蜂窝板在单侧面辐射加热条件下其面内变形为均匀热变形,而离面变形为轴对称的翘曲变形,在900℃时其最大离面翘曲位移约为1.6 mm;Hoff等效刚度理论计算结果与实验结果相吻合.      

航天器结构材料的塑料化

<正> 自1957年第一颗人造卫星上天以来,短短20多年,航天事业发展迅猛异常,成为当代新技术革命浪潮的重要支柱。起初,铝合金等轻型合金是卫星的主要结构材料,但铝合金等材料在重量、刚性、强度和热稳定性等方面都有明显的不足,远不能满足航天事业发展的需要。随着大容量、高性能、长寿命、多用途卫星的发展,要求卫星结构具有超高比强度和比刚度的材料,以减轻结构重量、承受发射过程中的过载、保持适宜的自振频率、并维持卫星有一稳定的惯量比;卫星结构还要维持各种仪器装置在寿命期间有很好的指向性。这就要求结构材料在发射的温度环境,高真空、强紫外、带电粒子辐照、激烈高低温交变的空间环境及其     

谐振腔法复介电常数测量系统的谐振频率标定

微波介质材料的复介电常数,或称相对介电常数和介质损耗角正切参数是表征其介电特性的最重要的物理参数。目前对于微波介质材料普遍采用谐振法进行测试,但仍然存在测试频率不够高、测量结果一致性不理想等诸多问题。本文以本单位自行研制的基于分离圆柱体谐振腔法的材料复介电常数测量夹具所建立的微波复介电常数测量系统为研究对象,通过实验的方法,对该测量系统的TE_(011)的谐振频率这一关键指标的最优测试条件、标定方法和结果、稳定性等进行了系统地研究,实验结果表明,该谐振腔法测量系统非常适合作为计量标准装置,用于微波介质材料标准样片的复介电常数的计量和校准。     

A1CuMgZn单晶合金的空间凝固

重力对合金凝固过程与缺陷形成具有重要影响.在常规地面条件下难以清晰揭示凝固过程中的重力效应及其作用规律,而在微重力环境中重力对熔体的作用以及对凝固过程的影响大大降低.利用天宫二号空间实验并结合地面对比实验,研究AlCuMgZn单晶合金在微重力和重力环境下枝晶生长形貌和特征参数差异以及成分偏析和缺陷形成的异同,揭示重力对枝晶生长过程和成分偏析等现象的影响及其在凝固缺陷形成中的作用.     

Zr含量对Mg-Zr合金组织和性能的影响

研究了镁锆合金的晶粒细化机理,制备了不同锆含量的镁锆合金,在制备过程中采用了含有SF₆的混合气进行气体保护.研究了镁锆合金凝固组织与性能,以及应变、频率、温度和锆含量对合金阻尼性能的影响,利用减振实验验证了合金的阻尼性能.结果表明:随着合金锆含量的增加,晶粒尺寸细化为30 μm,同时合金力学性能得到了改善.研究还表明,合金阻尼性能和频率无关,但随着应变量的增加而不断提高,并且在ε=1×10-4时,损耗因子达到5.3×10-2高阻尼水平.采用Mg-Zr合金制作的仪表基座对振动信号的传递比为1.88,显著低于ZM6和LY12合金基座的传递比.      

枝晶生长中的对流效应与形态选择——地基实验研究

通过在生长界面前区域创生液相流动,研究了在稀薄合金中对流对强制性枝晶生长的作用。本文首次报告了对流对强制性枝晶生长的影响。SCN—Acc.模型合金中的定量实验表明,枝晶生长的动力学和形态是温度梯度、生长速度和枝晶端前沿液体流动速度的函数。作为以地面为基础的实验研究,将有助于理解太空凝固试验的结果。     

SFU的制导控制和发射、交会/回收技术

日本宇宙开发事业团、文部省宇宙科学研究所和通产省研制的一种重量轻,耗资低、功能齐全、不载人、可重复使用的实验、观测两用小型空间自由飞行器(SFU)将于1993年春用H-Ⅱ火箭发射。在这个自由飞行器上将进行二维展开、电推进、高压太阳电池阵、等离子体、生物和材料试验、氙冷却红外望远镜观测实验、红外天文观测卫星高精度定向、卫星回收实验、药品以及合金材料实验、日本空间舱部分外部舱模型性能鉴定实验等,这些无疑是十分重要的,但还有一项非常重要的实验,即进行自主制导控制、发射、交会/回收实验,这对日本     

铝锂合金的内耗研究

研究了铝锂二元和五元合金的内耗。采用倒扭摆法,测定了不同热处理和时效状态的铝锂合金在升温和降温过程中的内耗和剪切模量。测量频率为0.3～5.0Hz。观测到了铝锂二元和五元合金中各自不同的内耗峰(即晶界内耗峰,Ke Peak)。实验表明,与纯铝和传统的铝合金相比,铝锂合金葛峰的峰高值比较低,并且对应葛峰的温度较低。根据晶界粘滞性滑动模型,上述实验结果可以归因于溶质原子Li及其沉淀相δ′(Al_3Li)和δ(AlLi)对晶界滑动的阻尼。本文对铝锂合金在不同热处理状态下的显微组织结构进行了透射电镜TEM观察。     

发动机喷嘴表面化学改性抗结焦积碳

针对航空发动机喷嘴产生大量结焦积碳并影响其技术性能和使用寿命的问题,采用化学强氧化-阴极还原法,在航空发动机喷嘴材料表面制备了稳定的富铬氧化层.利用扫描电子显微镜、能谱仪和接触角测量仪对样品表面表征,开展静态结焦质量评定和动态航空发动机台架燃烧实验,探讨化学改性抑制结焦积碳的机制.结果表明,材料表面平整,氧化膜颗粒排列堆积紧密;喷嘴材料的抗结焦性能与其表面成分和界面张力密切相关;静态抑制结焦率最大约12.5%,动态燃烧实验效果更显著.