• 2021年第51卷第1期文章目次
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    • >综述
    • 高熵陶瓷研究进展

      2021, 51(1):1-9. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.001

      摘要 (129) HTML (86) PDF 3.63 M (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:高熵陶瓷是一类新兴的陶瓷材料,因其独特的结构和性能,近年来受到广泛的关注。本文从高熵陶瓷的定义出发,通过概述固相反应法、前驱体热解法以及放电等离子烧结法等高熵陶瓷制备方法,介绍了合成高熵陶瓷的工艺流程;并且详细阐述了近年来高熵氧化物、高熵碳化物、高熵二硼化物等体系的高熵陶瓷的研究成果,对不同体系的高熵陶瓷的特点和应用前景进行了归纳和总结。

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    • 硅铝合金表面缺陷形成机理及其加工工艺优化研究进展

      2021, 51(1):10-16. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.002

      摘要 (105) HTML (35) PDF 1.64 M (655) 评论 (0) 收藏

      摘要:硅铝合金是电子封装和汽车领域广泛应用的一类重要材料。硅铝合金在切削加工中存在加工表面质量差和刀具磨损严重等问题。研究硅铝合金在切削加工过程中产生的表面缺陷和切削刀具适配性,是提升硅铝合金的可切削加工质量的技术关键。本文针对切削加工硅铝合金表面缺陷的形成机理、控制方法以及刀具材料选择及磨损机理进行了系统的阐述,并对该领域今后的发展趋势进行了展望。

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    • >计算材料学
    • 典型结构钡酚醛树脂热解非等温动力学及热稳定性

      2021, 51(1):17-24. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.003

      摘要 (76) HTML (26) PDF 1.09 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:为建立酚醛树脂指纹结构与热稳定性的相关性,帮助耐烧蚀材料用树脂基体的选择,采用核磁氢谱定量描述钡酚醛树脂的典型结构,研究了不同典型结构酚醛树脂的热解活化能、反应机理函数、热稳定性。结果表明,不同结构钡酚醛树脂热解反应活化能在162~240 kJ/mol,核磁F/P值在1.2~1.5时热解反应活化能最高,树脂热稳定性最好;钡酚醛树脂在570 ℃时的热解最概然机理函数g(a)=(1-b-1(b=5.2~6.7),为化学反应机制,通过酚醛树脂裂解气相色谱-质谱分析和复合材料电弧加热烧蚀性能分析验证了树脂核磁F/P值在1.2~1.5时热稳定性最好。

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    • 基于模型定义的复合材料旁路挤压试验压缩夹具参数化设计

      2021, 51(1):25-31. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.004

      摘要 (52) HTML (48) PDF 1.66 M (331) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对民用飞机复合材料许用值试验开展中需要设计大量构型类似而繁杂的试验夹具,为提高夹具设计的效率和准确性、促进设计的标准化,本文总结了ASTM标准中复合材料旁路挤压试验的压缩试验夹具构型设计和制造等相关信息,采用包含基于模型的定义(Model Based Definition, MBD)信息的CATIA二次开发方法,提出了一个复合材料旁路挤压试验夹具参数化设计方法,实现了含设计制造信息的试验夹具装配体模型的快速准确建立。结果表明:含设计制造信息的试验夹具装配体设计的关键尺寸链参数为试验件孔径D和试验件宽度W。采用本文方法参数化设计的试验夹具符合ASTM关于复合材料许用值试验标准规定的夹具设计准确性和标准化的要求并缩短了设计周期。

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    • 基于数值模拟的GH536高温合金铣削力模型

      2021, 51(1):32-36. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.005

      摘要 (65) HTML (17) PDF 807.76 K (278) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究GH536高温合金的铣削力来指导生产,利用DEFORM-3D对GH536的铣削过程进行了建模和仿真;设计铣削正交仿真方案,对仿真结果进行极差分析。结果表明:铣削深度、铣削宽度和每齿进给量对Fx、FyFz均成正相关、而铣削速度对Fz正相关,其余负相关,其中铣削深度对铣削力影响程度最大,而铣削速度影响程度最小;利用SPSS对正交仿真数据进行处理,建立GH536铣削力预测模型,并对模型进行回归分析;设计铣削测力试验,将其结果与铣削力预测模型进行对比,并用铣削力理论模型求解结果作为参照对比,结果表明铣削力预测模型能够比理论模型更准确的预测GH536切削过程中的铣削力。

    • CFRP蜂窝夹层结构板埋件集群区域的热应力失效模式分析及补强设计

      2021, 51(1):37-41. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.006

      摘要 (45) HTML (4) PDF 1.04 M (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:航天结构中,蜂窝板常采用在内部镶嵌埋件的方式使其与其他部件连接。为了分析CFRP蜂窝夹层结构板埋件集群区域面板在温度应力作用下失效的原因,进行了失稳破坏应力理论计算和数值分析,由分析结果发现是面板失稳导致了结构破坏。提出了加厚面板和局部加强两种补强方法并分析了其可行性和效率,通过对比发现局部补强的方法更加可行和高效。最后通过热真空试验,验证了局部补强方法可以提高面板稳定性,防止失稳破坏。

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    • >新材料新工艺
    • TC4合金与碳纤维增强ZrB2-SiC陶瓷钎焊接头的微观结构与力学性能

      2021, 51(1):42-49. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.007

      摘要 (51) HTML (20) PDF 2.24 M (242) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用Ag-28Cu钎料对碳纤维增强ZrB2-SiC复合陶瓷与TC4合金真空钎焊。利用扫描电子显微镜、能谱分析仪、力学万能试验机研究钎焊保温时间对钎焊接头界面微观结构与剪切强度的影响。结果表明:碳纤维增强ZrB2-SiC/Ag-28Cu /TC4钎焊接头结合良好,典型接头相组成如下:TC4/TiC+ TiCu/ Ti2Cu/TiCu/Cu(s,s) /Ag(s,s)/Ti5Si3/TiC / ZrB2-SiC-C。不同的保温时间未改变钎焊接头的相组成,但对于接头界面微观形貌、焊缝厚度及组成相的数量有影响。随钎焊保温时间增加,焊缝中心Ag(s,s)、Cu(s,s)区域逐渐减小,近TC4侧反应中Ti-Cu反应层厚度逐渐增加,其中保温30 min焊缝厚度最厚为70 μm、焊缝中心区域厚度为45 μm。室温平均剪切强度随保温时间增加,先增加后降低,在保温时间20 min时,剪切强度最大为34 MPa。

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    • 低温固化非热压罐成型树脂及其复合材料性能

      2021, 51(1):50-54. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.008

      摘要 (67) HTML (14) PDF 1.20 M (313) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过DSC、红外光谱、流变仪和力学性能测试等方法,研究了3228树脂及T700/3228预浸料的性能。结果表明:3228树脂初始固化温度为67.9 ℃,峰值固化温度为89.5 ℃;在60 ℃时具有大于2 h的低黏度平台期,黏度值在20~30 Pa·s;温度大于65 ℃后表现出低温快速固化的特性;采用60 ℃预固化1 h,80 ℃固化3 h的非热压罐成型工艺方案,制备的复合材料具有较低的孔隙率和良好的力学性能。

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    • Parylene C薄膜微波电路的应用可行性研究

      2021, 51(1):55-59. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.009

      摘要 (44) HTML (21) PDF 1.28 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对三防材料在微波电路中多余物防控方面的可行性、可靠性问题,提出在产品表面用真空化学气相沉积法镀Parylene C薄膜,结果表明该膜层可有效控制直径d小于1 mm的可动多余物,提高微波产品PIND(颗粒碰撞粒子检测)测试的合格率。同时与焊接、胶粘、互联、清洗等配装工艺有良好的适配性,且满足可靠性要求。该薄膜较高的绝缘强度,对微波电路有优异的绝缘防护作用。说明Parylene C薄膜材料在微波产品中具有应用可行性和潜在价值。

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    • 玻璃纤维复合材料钻削轴向力与分层分析

      2021, 51(1):60-67. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.010

      摘要 (46) HTML (23) PDF 1.72 M (548) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究玻璃纤维复合材料钻削轴向力与分层特征,以电镀金刚石钻头和硬质合金麻花钻为钻削工具,对玻璃纤维复合材料进行正交钻削实验,研究钻头的几何形状、刀具材质以及钻削工艺参数对玻璃纤维复合材料钻削轴向力和钻削质量的影响。结果表明,钻削工艺参数直接影响玻璃纤维复合材料的钻削轴向力和钻削质量,高转速、低进给速度和合适的刀具结构、刀具材质能够降低钻削轴向力并改善加工质量。电镀金刚石钻头的轴向力和出口分层损伤大于硬质合金麻花钻的钻削轴向力和钻削出口分层损伤,电镀金刚石钻头的结构优化可以有效改善钻削质量。

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    • 柔性AgNWs/ITO/WO3薄膜的制备及其电致变色性能

      2021, 51(1):68-75. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.011

      摘要 (34) HTML (15) PDF 1.89 M (416) 评论 (0) 收藏

      摘要:为适应电致变色领域越来越丰富的柔性化需求,解决柔性基底上直接制备电致变色薄膜性能不佳的问题。以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/银纳米线(AgNWs)为基底,采用室温直流反应磁控溅射制备了氧化铟锡(ITO)/氧化钨(WO3)薄膜,研究了AgNWs/ITO复合电极的光电性能以及PET/AgNWs/ITO/WO3薄膜的电致变色性能。结果表明,通过加镀ITO过渡层,克服了PET/AgNWs/WO3薄膜存在的着色不均匀、单次循环后性能迅速衰退等问题。最终获得了透过率调制为57.4%(550 nm处)、69.6%(1 000 nm处),着褪色响应时间分别为10.4 s和9.9 s,相应的着褪色效率分别为27.79 cm2/C和40.45 cm2/C的高性能柔性电致变色薄膜。薄膜在超过500次循环稳定测试以及2 000次弯折测试后仍能保证较高的透过率调制,展现出了在柔性电致变色领域的巨大应用潜力。

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    • 工艺制度对粉末TA15钛合金组织性能的影响

      2021, 51(1):76-80. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.012

      摘要 (43) HTML (13) PDF 5.53 M (185) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究不同保温时间和制粉方法对热等静压TA15钛合金的微观组织、拉伸性能和拉伸断口形貌的影响。结果表明:粉末TA15钛合金组织由等轴α-Ti、层状α-Ti和少量β-Ti组成。热等静压保温时间为20 min时粉末TA15钛合金已达到致密,随着保温时间延长到120 min组织逐渐均匀长大。采用等离子旋转电极法的粉末TA15钛合金的拉伸性能优于惰性气体雾化粉末TA15钛合金。拉伸断裂模式为韧性断裂,断口微观形貌为韧窝。

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    • >测试分析
    • 点阵结构工艺参数对透波平板电磁波谱的影响

      2021, 51(1):81-86. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.013

      摘要 (35) HTML (17) PDF 1.32 M (274) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究点阵结构工艺参数对透波平板电磁波谱的影响, 基于体心立方结构(BCC)点阵基本构型,建立透波平板仿真模型,运用CST仿真软件分别从孔隙率、蒙皮厚度、胞元尺寸、入射角度4方面探究不同结构工艺参数对透波平板共振频率及透射率的影响。并运用选区激光烧结(SLS)制备点阵透波平板结构,用于2~18 GHz透射率对比测试。结果表明,仿真数据与实验结果高度一致;透波平板共振频率随孔隙率增大,第一频率点向低频偏移,第二频率点向高频偏移;随着蒙皮厚度的增加,透射率降低;胞元尺寸与蒙皮厚度决定透射谱的通带共振频率,孔隙率影响较小;入射角增大时,水平极化入射波透射率均大于75%,影响较小;竖直极化入射波透射率在高频处逐渐降低。

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    • 复合气瓶声发射幅度衰减测量技术

      2021, 51(1):87-89. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.014

      摘要 (20) HTML (28) PDF 586.87 K (306) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对宇航级复合气瓶声发射传播与衰减特性的测量难题,摸索了声发射波的幅度衰减系数理论计算方法,得到了适用于混杂波幅度衰减系数的理论计算公式。利用两种规格的声发射模拟源在复合气瓶上进行了试验.。结果表明:理论衰减曲线与实测衰减曲线吻合良好;不同模拟源产生的声发射模拟信号在频率成分、信号强度上存在较大的不同,综合考虑认为,Φ0.5 mm/2H铅笔芯折断模拟源更适合复合气瓶的声发射检测。

    • 经验模态分解火箭发动机多界面粘结检测特征信号提取技术

      2021, 51(1):90-93. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.015

      摘要 (31) HTML (12) PDF 957.63 K (197) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对固体火箭发动机在存放期间粘结界面易出现脱粘的情况,采用超声纵波对其一二界面粘结质量进行检测,得到的二界面脱粘缺陷回波信号通常混叠了一界面多次反射透射的信号,无法与一界面粘结信号区分。为了区分不同界面回波信号,选用EMD(经验模态分解)对回波信号分解,并根据相关性系数得到信号主导作用模态分量,提取其检测信号幅度特征,得到界面粘结情况,再根据时间确定粘结位置是一界面还是二界面。结果表明:通过EMD对超声回波信号的特征提取可以实现固体火箭发动机界面最小直径为4 mm的脱粘缺陷检测,同时有效地降低分析计算的数据量,为固体火箭发动机粘结检测提供一定基础。

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    • >工程实践
    • 瓜瓣模上定位销孔的改进加工工艺

      2021, 51(1):94-98. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.016

      摘要 (21) HTML (14) PDF 1.08 M (205) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对瓜瓣阳模上定位销孔加工的找正误差大、实物与数模不一致、加工成本高的难题,通过改进找正方法,粗、精找正结合,并利用3D寻边器进行程序验证的思路,实现了理论数模和实物的精确对齐、找正。在此基础上通过椭球参数方程的坐标转换,实现了在3轴机床上对椭球面上法向和轴向定位销孔的加工。结果表明,采用改进后的加工方法,孔的位置精度达到Φ0.1 mm,加工成本降低75%,可在工程应用中加以推广。

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    • 化学铣切对6A02薄铝板性能的影响

      2021, 51(1):99-102. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2021.01.017

      摘要 (28) HTML (5) PDF 762.69 K (189) 评论 (0) 收藏

      摘要:6A02铝合金薄板在直升机上应用较广泛,有时需进行化铣。通过采用尺寸测量、拉伸性能检测、金相分析等手段,研究了化铣对6A02铝合金薄板厚度、表面质量、力学性能和显微组织影响。结果表明,化铣可将薄板厚度铣削变薄;溶液中的Na2S与三乙醇胺共同作用,可降低合金元素与Al形成的电偶腐蚀作用,使薄板表面质量改善;合金析出相的电化学性质与基体无明显差异,不会引起合金晶间腐蚀缺陷,对薄板的力学性能和显微组织无明显影响。可采用化铣对6A02薄铝板进行加工。

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