航天装备牵引下的铝基复合材料研究进展与展望 被引量：16

1

作者 马宗义 肖伯律 +2 位作者 张峻凡 朱士泽 王东 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期457-466,共10页

天问一号是我国第一个行星探测器,其核心祝融号火星车承担着星面巡视和探测重任,已圆满完成预定90个火星日的探测并进入拓展任务。火星车上使用了多种SiC颗粒增强铝基复合材料,分别满足承载结构、运动机构、探测器结构的轻量化、耐磨损... 天问一号是我国第一个行星探测器,其核心祝融号火星车承担着星面巡视和探测重任,已圆满完成预定90个火星日的探测并进入拓展任务。火星车上使用了多种SiC颗粒增强铝基复合材料,分别满足承载结构、运动机构、探测器结构的轻量化、耐磨损、耐冲击、尺寸稳定等苛刻服役要求,用量刷新了我国航天器铝基复合材料占比记录。本文介绍了针对火星车需求的4种铝基复合材料的研发历程,尤其是性能仿真、材料成分设计与制备加工等。在此基础上,针对未来飞行器等先进装备更苛刻服役工况对材料性能的更高要求,对低成本、高效制备和快速响应的需求,介绍了基于材料基因工程思想与大科学装置的研发新模式,展望了铝基复合材料未来的发展方向。 展开更多

关键词 铝基复合材料 火星车 制备加工 材料基因工程 大科学装置

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无压烧结温度对15%SiC/2009Al复合材料微观组织与力学性能的影响

2

作者 边鹏博 朱士泽 +2 位作者 张峻凡 肖伯律 马宗义 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期76-82,共7页

针对传统粉末冶金工艺制备成本高、制备效率低等问题,采用冷等静压结合无压烧结及热挤压工艺制备15%(体积分数,下同)SiC/2009Al复合材料。研究不同烧结温度(600,620,640℃)对15%SiC/2009Al复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:... 针对传统粉末冶金工艺制备成本高、制备效率低等问题,采用冷等静压结合无压烧结及热挤压工艺制备15%(体积分数,下同)SiC/2009Al复合材料。研究不同烧结温度(600,620,640℃)对15%SiC/2009Al复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:在600℃下烧结,SiC与基体间的结合差,微观下可观察到较多的大尺寸孔隙,材料的致密度低,力学性能差;在640℃高温下烧结,坯锭产生大量液相,并溢出到坯锭表面,造成心部合金元素下降,此外,640℃会引发强烈的界面反应,生成较多大尺寸脆性相,成为材料断裂过程中的裂纹源,导致材料性能下降;620℃为最佳烧结温度,产生较多的液相能填充坯锭中的部分孔隙,进而提高材料致密度以及界面结合强度,复合材料的强度和塑性均取得最佳值,抗拉强度与屈服强度分别达到505,345 MPa,伸长率达到7.2%。 展开更多

关键词 SIC颗粒 铝基复合材料 冷等静压 烧结温度 力学性能

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铝粉粒径和热压温度对15%SiC/2009Al复合材料力学性能的影响

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作者 边鹏博 韩修柱 +3 位作者 张峻凡 朱士泽 肖伯律 马宗义 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期401-409,共9页

将不同粒径(13μm和32μm)的Al粉在不同温度用粉末冶金加热挤压工艺制备出复合材料15%SiC/2009A1,用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和电子万能试验机对其表征,研究了Al粉的粒径对其微观组织和力学性能的影响。结果表明... 将不同粒径(13μm和32μm)的Al粉在不同温度用粉末冶金加热挤压工艺制备出复合材料15%SiC/2009A1,用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和电子万能试验机对其表征,研究了Al粉的粒径对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,用小粒径Al粉在任一温度热压制备的复合材料其强塑性都优于用大粒径Al粉的材料。其原因有:一,大粒径Al粉使SiC颗粒分布不均匀;二,在用大粒径Al粉制备的复合材料中Cu、Mg元素扩散不均匀,与引入的Fe、O元素生成大尺寸难溶相;三,用大粒径Al粉制备的复合材料中SiC颗粒与铝基体的界面结合较弱(尤其是热压温度较低时),在拉伸变形过程中大量SiC颗粒与铝基体脱粘。用两种粒径Al粉制备的复合材料,随着热压温度的变化其断裂方式不同。用小粒径Al粉在不同温度热压制备的复合材料,其断裂方式均为铝基体的韧性撕裂和SiC颗粒断裂。用大粒径Al粉制备的复合材料低温热压时其断裂方式为SiC-Al界面脱粘,热压温度提高可改善界面结合,使断裂方式变为铝基体的韧性撕裂和SiC颗粒断裂。热压温度为580℃用两种粒径Al粉制备的复合材料力学性能最佳,尤其是用小粒径Al粉制备的材料其抗拉强度、屈服强度分别达到556 MPa、381 MPa,延伸率达到9.2%。 展开更多

关键词 复合材料 力学性能 粉末冶金 铝粉粒径 热压温度

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时效温度对SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料时效析出行为的影响

4

作者 张冉 朱士泽 +4 位作者 刘振宇 柯于斌 王东 肖伯律 马宗义 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1043-1054,共12页

SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料力学性能的提升需要充分理解SiC颗粒的添加对Al基体时效析出行为的影响。但由于受到表征手段的限制,其内在机制尚不明确。本工作结合原位小角中子散射、透射电子显微术和拉伸实验等手段,研究了时效温度(100和160... SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料力学性能的提升需要充分理解SiC颗粒的添加对Al基体时效析出行为的影响。但由于受到表征手段的限制,其内在机制尚不明确。本工作结合原位小角中子散射、透射电子显微术和拉伸实验等手段,研究了时效温度(100和160℃)对15%SiC(体积分数)增强Al-7.5Zn-1.8Mg-1.7Cu(质量分数,%)复合材料时效析出行为与沉淀强化机制的影响,并与Al-7.5Zn-1.8Mg-1.7Cu合金进行了对比。结果表明,100℃时效时,随着时效时间由0.5 h延长至3 h,复合材料中的析出相由GPI区演变为GPI区+GPII区,且尺寸明显增加。但由于该温度下时效动力学缓慢,析出相的体积分数仅略有增加。析出相尺寸和体积分数的增加均可以增大位错切过析出相的阻力,从而提升复合材料的沉淀强化能力。160℃时效温度下时效动力学加速,复合材料中析出相的尺寸和体积分数均随时效时间的延长而增加,析出相类型也由时效0.5 h的GPII区+η'相演变为时效3 h的η'相+η相。此时的沉淀强化机制以绕过型为主,尽管析出相体积分数的增加有利于提高复合材料的强度,但其尺寸的增大以及强化能力较差的平衡相η相的出现却会削弱强化效果,因此复合材料的屈服强度随时效时间的延长仅有小幅提高。与Al-7.5Zn-1.8Mg-1.7Cu合金相比,100与160℃时效3 h后复合材料的屈服强度均降低,但相关机制并不相同。100℃时效时2种材料中析出相的类型和尺寸大致相同,但复合材料由于SiC/Al界面反应消耗Mg导致析出相的体积分数减少,从而使得沉淀强化能力减弱。160℃时效时加速的时效动力学补偿了Mg消耗引起的析出相体积分数的减少,但复合材料中较低的空位浓度导致析出相粗化且平衡相η相占比增加,这也会削弱其沉淀强化能力。 展开更多

关键词 SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料 时效析出行为 强化机制 小角中子散射

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增强颗粒尺寸对B_(4)C/Al-Zn-Mg-Cu复合材料微观组织及力学性能的影响 被引量：3

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作者 谢东航 潘冉 +5 位作者 朱士泽 王东 刘振宇 昝宇宁 肖伯律 马宗义 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期731-738,共8页

用真空热压法制备不同B4C颗粒尺寸(7μm、14μm、20μm)的15%B_(4)C/Al-6.5Zn-2.8Mg-1.7Cu复合材料,研究了增强颗粒尺寸对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,在这三种复合材料中B4C颗粒均匀分布,B_(4)C-Al界面反应较为轻微,未见明... 用真空热压法制备不同B4C颗粒尺寸(7μm、14μm、20μm)的15%B_(4)C/Al-6.5Zn-2.8Mg-1.7Cu复合材料,研究了增强颗粒尺寸对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,在这三种复合材料中B4C颗粒均匀分布,B_(4)C-Al界面反应较为轻微,未见明显的界面反应产物。三种复合材料基体中沉淀相的尺寸基本相同(约为5.5 nm)。B_(4)C颗粒的尺寸对复合材料力学性能有较大的影响。B_(4)C颗粒尺寸为7μm的复合材料性能最佳,屈服强度为648 MPa,抗拉强度为713 MPa,延伸率为3.3%。随着颗粒尺寸的增大复合材料的强度和延伸率均降低。对三种复合材料的强化机制和断裂机制的分析结果表明:小尺寸B_(4)C颗粒增强的复合材料强度较高,颗粒在变形过程中不易断裂,因此其塑性较好。 展开更多

关键词 复合材料 铝基 粉末冶金 界面反应 颗粒尺寸 力学性能

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淬火冷却方式及宏观取向对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能的影响

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作者 刘景新 朱士泽 +1 位作者 肖伯律 马宗义 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期124-132,共9页

以7050铝合金为研究对象,研究热处理状态(空冷时效与水冷时效)和宏观取向(与轧制方向成0°,45°,90°)耦合作用对合金力学性能的影响。结果表明:水冷时效态的样品中析出相细小均匀弥散,晶界无析出带较窄。在空冷时效态下,... 以7050铝合金为研究对象,研究热处理状态(空冷时效与水冷时效)和宏观取向(与轧制方向成0°,45°,90°)耦合作用对合金力学性能的影响。结果表明:水冷时效态的样品中析出相细小均匀弥散,晶界无析出带较窄。在空冷时效态下,过饱和的溶质不仅会以半共格的Al3Zr为核心形成粗大析出相,还会沿位错大量析出。此外,与水冷时效态相比,空冷时效态晶界相尺寸大幅增加,晶界无析出带显著宽化,不同宏观取向样品的强度和伸长率都明显下降。宏观取向对两种状态样品强度的差值影响较小,但对伸长率的差值影响较大。当拉伸方向与轧制方向成45°方向时,空冷诱导的伸长率下降幅度最小;当拉伸方向与轧制方向成90°时,下降幅度最大。 展开更多

关键词 AL-ZN-MG-CU合金 析出相 淬火敏感性 织构

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SiC颗粒增强Al-Zn-Mg-Cu复合材料的时效行为和力学性能 被引量：2

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作者 马国楠 朱士泽 +2 位作者 王东 肖伯律 马宗义 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1655-1664,共10页

利用粉末冶金法制备了含15%SiC(体积分数)的SiC/Al-7.5Zn-2.8Mg-1.7Cu(质量分数,%)复合材料及其合金,对比了复合材料及其合金的硬度、电导率和力学性能随时效时间延长的变化规律,并提出了适用于SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料的T6时效热处理... 利用粉末冶金法制备了含15%SiC(体积分数)的SiC/Al-7.5Zn-2.8Mg-1.7Cu(质量分数,%)复合材料及其合金,对比了复合材料及其合金的硬度、电导率和力学性能随时效时间延长的变化规律,并提出了适用于SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料的T6时效热处理工艺。利用TEM和HRTEM技术,对不同时效状态下的纳米析出相进行了定量分析。结果表明,SiC颗粒对复合材料的时效过程具有明显的促进作用,相同人工时效工艺处理后,复合材料中析出相尺寸更大、密度更低。复合材料提前14 h达到硬度最大值(238 HV),且比未增强合金的硬度最大值高29 HV。复合材料晶界处无析出带(PFZ)宽度与未增强合金相似,但粗大的第二相明显增多,这些晶界相和界面反应产物的形成均可消耗合金元素,降低晶内沉淀相的密度。HRTEM结果表明,SiC颗粒没有改变Al-Zn-Mg-Cu合金的时效析出序列,仍为过饱和固溶体(SSS)-GP区-η'-η相,其中过渡相η'是T6态复合材料的主要强化相。 展开更多

关键词 粉末冶金 金属基复合材料 时效行为 析出相 力学性能

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Cu含量对SiC/Al-Mg-Si-Cu复合材料自然时效负面效应的影响 被引量：2

8

作者 朱士泽 王东 +2 位作者 王全兆 肖伯律 马宗义 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期928-936,共9页

通过硬度测试、DSC分析及TEM观测研究了Cu含量对17%SiC(体积分数)颗粒增强Al-1.2Mg-0.6Six Cu(x=0、0.2、0.6、1.0、1.2,质量分数,%)复合材料自然时效负面效应的影响规律,并与未增强合金进行了比较。结果表明,与不含Cu的情况相比,添加C... 通过硬度测试、DSC分析及TEM观测研究了Cu含量对17%SiC(体积分数)颗粒增强Al-1.2Mg-0.6Six Cu(x=0、0.2、0.6、1.0、1.2,质量分数,%)复合材料自然时效负面效应的影响规律,并与未增强合金进行了比较。结果表明,与不含Cu的情况相比,添加Cu可以减小复合材料及铝合金在直接人工时效态和先自然时效后人工时效态的硬度差值(ΔH)。其原因在于Cu可以促进人工时效时β"相析出,并形成稳定性良好的L相(一种含Cu纳米相,不易粗化)。然而,Cu会加剧自然时效团簇形成,这些团簇难以在人工时效时转变成析出相,不利于人工时效硬化。因此,Cu对于抑制自然时效的负面效应既存在有利影响,也存在不利影响,表现为ΔH随Cu含量增加产生波动变化。此外,随Cu含量增加,Cu抑制自然时效负面效应的作用在复合材料和合金中表现出不同的规律。与不含Cu的样品相比,复合材料中添加0.2%Cu即可显著降低ΔH,但在铝合金中Cu需增加至0.6%才出现明显效果。这种差异主要源自2方面原因:其一,在铝合金中添加0.2%Cu即会明显促进自然时效团簇的形成;而复合材料中界面及位错湮灭了空位,故0.2%Cu对自然时效团簇析出行为的影响不大;其二,复合材料中添加0.2%Cu便可形成L相,但合金中却不会。 展开更多

关键词 金属基复合材料 Al-Mg-Si-(Cu)合金 自然时效 人工时效 负面效应

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口服阿替洛尔对比口服普萘洛尔治疗婴幼儿血管瘤疗效及安全性的meta分析 被引量：8

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作者 郑健敏 朱智胜 +1 位作者 王朝阳 朱世泽 《中华整形外科杂志》 CSCD 2022年第3期275-283,共9页

目的探讨口服阿替洛尔对比口服普萘洛尔治疗婴幼儿血管瘤在疗效、安全性及复发率方面的差异,为临床提供循证医学依据及参考。方法全面搜索2008年1月至2021年6月英文数据库Web of Science、PubMed、Cochrane Library、Embase、美国国立... 目的探讨口服阿替洛尔对比口服普萘洛尔治疗婴幼儿血管瘤在疗效、安全性及复发率方面的差异,为临床提供循证医学依据及参考。方法全面搜索2008年1月至2021年6月英文数据库Web of Science、PubMed、Cochrane Library、Embase、美国国立医学图书馆临床试验注册平台(https://clinicaltrials.gov)和中文数据库中国知网(CNKI)、中国生物医学文献服务系统、维普、万方数据中收录的相关文献,按照纳入及排除标准,筛选出关于口服阿替洛尔对比口服普萘洛尔治疗婴幼儿血管瘤的随机对照试验,进行meta分析。结局指标为治疗有效率、不良反应发生率和复发率。采用RevMan 5.3软件进行meta分析,并对结果进行敏感性分析,采用Stata 16软件对主要结局指标进行发表性偏倚检测(Egger’s检验)。结果最终纳入随机对照试验文献5篇。meta分析结果显示:口服阿替洛尔与口服普萘洛尔相比,治疗婴幼儿血管瘤有效率的差异无统计学意义(RR=0.93,95%CI 0.84~1.02,P=0.110);总体不良反应发生率差异有统计学意义(RR=0.78,95%CI 0.61~0.99,P=0.040),其中支气管相关、中枢神经系统等β_(2)受体阻滞剂相关不良反应发生率差异有统计学意义(RR=0.55,95%CI 0.40~0.76,P<0.001),阿替洛尔组低于普萘洛尔组;复发率差异有统计学意义(RR=0.57,95%CI 0.39~0.84,P=0.005),阿替洛尔组低于普萘洛尔组。敏感性分析显示,排除任何1项研究后的结果与前述分析结果相比变化较小,所得结论不变,提示meta分析结果稳定可靠。Egger’s检验显示,P=0.502,提示无明显发表偏倚。结论在治疗婴幼儿血管瘤方面,口服阿替洛尔对比口服普萘洛尔,疗效相当,前者总体不良反应更少(并可降低支气管相关、中枢神经系统不良反应),复发率更低。 展开更多

关键词 血管瘤 婴儿 儿童 肾上腺素能Β受体拮抗剂 普萘洛尔 阿替洛尔 META分析

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面动脉穿支蒂鼻唇沟-鼻旁推进皮瓣修复内眦及内下睑皮肤缺损 被引量：7

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作者 王朝阳 林新恭 +3 位作者 周仙颖 吴诗权 吴友谊 朱世泽 《中华整形外科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期49-52,共4页

目的探讨应用面动脉穿支蒂鼻唇沟-鼻旁推进皮瓣滑行修复内眦及内下睑皮肤缺损的手术方法和临床效果。方法福建医科大学附属第二医院整形外科收治内眦及内下睑皮肤肿瘤切除后皮肤缺损患者18例,男12例,女6例,年龄41~86岁。采用由面动脉供... 目的探讨应用面动脉穿支蒂鼻唇沟-鼻旁推进皮瓣滑行修复内眦及内下睑皮肤缺损的手术方法和临床效果。方法福建医科大学附属第二医院整形外科收治内眦及内下睑皮肤肿瘤切除后皮肤缺损患者18例,男12例,女6例,年龄41~86岁。采用由面动脉供血的鼻唇沟-鼻旁穿支皮瓣滑行推进修复。结果本组18例皮瓣全部成活,内眦或内下睑皮损区、鼻唇沟供瓣区伤口均一期闭合,修复内眦及下睑形态满意,皮瓣无臃肿,皮瓣颜色、质地与邻近组织相近,无需二次修复;供区缝合后伤口恰为鼻唇沟皮纹,基本不影响外观。结论鼻唇沟-鼻旁穿支皮瓣取材方便、血供可靠、转移灵活、切取后移动范围大,易于滑行推进至内下睑及内眦,修复该处皮损,且效果良好。 展开更多

关键词 外科皮瓣 穿支皮瓣 修复重建 内眦缺损 下睑缺损

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口服阿替洛尔治疗婴幼儿血管瘤效果及安全性的单组率meta分析

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作者 朱智胜 周仙颖 +3 位作者 林新恭 吴诗权 王朝阳 朱世泽 《中华整形外科杂志》 CSCD 2023年第11期1192-1203,共12页

目的探讨口服阿替洛尔治疗婴幼儿血管瘤的效果、安全性及复发率,为临床提供循证医学依据及参考。方法检索2008年1月1日至2022年6月13日Web of Science、PubMed、Cochrane Library、Embase、美国国立医学图书馆临床试验注册平台、中国知... 目的探讨口服阿替洛尔治疗婴幼儿血管瘤的效果、安全性及复发率,为临床提供循证医学依据及参考。方法检索2008年1月1日至2022年6月13日Web of Science、PubMed、Cochrane Library、Embase、美国国立医学图书馆临床试验注册平台、中国知网、中国生物医学文献服务系统、中文科技期刊数据库、万方数据,根据纳入及排除标准,筛选出关于口服阿替洛尔治疗婴幼儿血管瘤的研究。结局指标为有效率(完全缓解率)、不良反应发生率和复发率。采用R软件4.1.2版进行单组率的meta分析,并对结果进行敏感性分析。采用Egger’s检验及绘制漏斗图评估文献的发表偏倚。结果最终纳入文献14篇,其中5篇随机对照试验,5篇单组研究,3篇非随机对照试验,1篇病例对照研究。口服阿替洛尔治疗婴幼儿血管瘤的有效率(完全缓解率)为62%(95%CI 52%~71%),消化系统相关不良反应发生率为18%(95%CI 7%~30%),β2受体阻断相关不良反应发生率为4%(95%CI 2%~6%),中枢神经系统相关不良反应发生率为10%(95%CI 5%~16%),复发率为5%(95%CI 2%~9%)。Egger’s检验显示,口服阿替洛尔治疗婴幼儿血管瘤的有效率、中枢神经系统相关不良反应发生率及消化系统相关不良反应发生率均无明显发表偏倚(P>0.05)。口服阿替洛尔治疗婴幼儿血管瘤的有效率、不良反应发生率及复发率敏感性的分析提示结果稳定可靠。结论口服阿替洛尔治疗婴幼儿血管瘤疗效显著、不良反应较少且复发率低,有望成为口服普萘洛尔治疗婴幼儿血管瘤的合理替代品。 展开更多

关键词 血管瘤 Β受体阻断剂 普萘洛尔 阿替洛尔 META分析

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