2011中国材料研讨会 5.17-5.20 北京 国家会议中心
墙展
OP1
碳纤维/环氧复合材料高速撞击特性研究 张玉生，王洋，黎昱；北京卫星制造厂
采用二级轻气炮进行高速撞击，研究了不同撞击条件下M55J/AG-80复合材料的力学性能和撞击损伤区域的变化规律，及其损伤形式，初步讨论了高速撞击损伤机理。结果表明在撞击过程中，在穿孔附近形成高的应力场是造成复合材料破坏的主要原因。同时复合材料依靠其自身的结构破坏吸收弹丸部分动能，纤维破坏和脱粘是吸收能量的主要方式。
OP2
不同预变形量对Ni48Ti48.5Fe2Nb1.5记忆合金相变滞后影响的研究
刘滢，刘福顺；北京航空航天大学材料科学与工程学院
通过恰当的成分设计，获得了具有较低马氏体相变温度及较宽相变滞后的Ni48Ti48.5Fe2Nb1.5形状记忆合金。采用力学试验机、超导电阻测试仪(superconducting resistance tester)和透射电镜（TEM），在马氏体状态（液氮）和奥氏体（室温）状态下，研究不同预变形量对该合金相变滞后的影响；还在同一变形量条件下进行多次循环，研究循环次数对该合金相变滞后的影响。研究表明，在马氏体和奥氏体状态下随变形量的增加合金相变滞后也增加，当变形量为16%时合金的相变滞后大约为75℃，在随后的热循环下合金相变滞后消失；在同一变形量下随拉伸循环次数的增多，合金相变滞后增大，用透射电镜观察微观结构发现合金因塑性变形产生的位错阻碍了合金逆相变造成了相变滞后。增大合金变形量和同一变形量的拉伸循环次数都会使合金可逆性下降，在适当的变形量和拉伸循环次数下，可使马氏体兼有高的相变滞后和良好的可逆性。
OP3
Effect of Aging Temperature on Transformation Behavior of Ti50-xNi48Fe2Nbx Shape Memory
Alloy
许青，刘福顺；北京航空航天大学材料科学与工程学院
OP4
箔箔法制备连续SiC纤维增强TiAl基复合材料 王婷婷，孙彦波，刁浩岩，张迪，马凤梅，马朝利；北京航空航天大学材料科学与工程学院
采用元素Ti箔-SiC纤维-元素Al箔通过真空热压处理制备出连续SiC纤维增强TiAl基复合材料。用装备有能谱(EDS)的电子探针仪(EPMA)、X 线衍射仪(XRD)对所得材料的微观组织进行观察，并分析了相组成成分，同时对热压时的反应过程及相组成的演变过程进行探讨，对所得复合材料的力学性能进行了测试。结果表明：采用不同的热压工艺，可以获得多相的微叠层组织以及多相的均匀组织。微叠层组织的层状分布为TiAl3，TiAl2，TiAl，Ti3Al，α-Ti 相和少量纯Ti 相，各相层界面明晰。在均匀相组织中，主要由TiAl相和Ti3Al相组成。纤维与基体的界面反应也随热处理工艺参数的不同而不同。热压处理后的组织取决于热压温度、保温时间及对试样施加的压力。复合材料具有优良的力学性能。
OP5
卫星闪电成像仪用聚合物材料在光学表面的分子污染效应
刘刚，刘海，刘勇；哈尔滨工业大学材料科学与工程学院
航天器在轨运行过程中会受到分子污染的严重影响。本文以航天器闪电成像仪用聚合物材料为研究对象。依据航天工业部标准QJ1558-88《真空中材料挥发性能测试方法》中所规定的试验方法，对闪电成像仪用聚合物材料进行真空析气特性研究，得到这些材料的析气性能基本数据。当污染物沉积在石英玻璃这样的敏感光学表面上时，对石英玻璃的透过性能产生很大影响，使其在近紫外至近红外波段的透过率下降明显，在航天器材料选择上必须加以注意。通过气相质谱、红外光谱等分析方法对污染物成分的分析发现，污染物主要是聚合物材料在生产过程中添加的溶剂，固化剂等小分子污染物。
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OP6
空间辐照环境及飞行器带电粒子的防护研究进展 马国亮，何世禹，杨德庄；哈尔滨工业大学材料科学与工程学院
OP7
60Si2Mn钢的拉伸与蠕变性能研究
芮二明，耿洪滨，吕刚；哈尔滨工业大学空间环境材料及评价技术国防科技重点实验室
本文利用拉伸和蠕变试验设备研究了温度对60Si2Mn钢的拉伸和蠕变性能的影响。并利用光学显微镜、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察分析了该合金在蠕变前后的组织和试样断口形貌。根据试验获得的合金性能参数对某型号钢制航天用锁钩的蠕变变形进行了有限元分析。拉伸试验结果表明，拉伸试验时，随着温度的升高，材料的屈服强度和抗拉强度呈下降趋势，伸长率和断面收缩率呈上升趋势，宏观断口表明纤维区和剪切唇所占比例越来越大，而放射区比例减小直至消失。蠕变试验结果表明，随着载荷和温度的升高，合金的蠕变速率是增加的，并且在400℃的时候出现了短时快速蠕变断裂。按Norton蠕变规律， 计算得到100至300℃温度时的应力指数 值均在2.1至2.9之间，相应蠕变机制为位错运动和晶界运动共同存在。而400℃时的 值为1.09，对应的为扩散蠕变。TEM观察的微观形态与此机制相吻合。有限元应力应变分析结果表明，锁钩弯角处应力集中程度最大，该处截面上130节点产生最大的蠕变变形，为锁钩失效的薄弱点。
OP8
不同温度下质子辐照聚酰亚胺自由基动力学演化研究
孙承月，吴宜勇，肖景东；哈尔滨工业大学材料科学与工程学院
空间用聚酰亚胺在质子辐照条件下会产生大量的自由基，导致其结构的永久损伤和其光热性能的退化。本研究选取能量为60keV和110keV、注量为1×1016cm-2的质子对聚酰亚胺进行辐照，并通过电子顺磁共振技术研究了自由基的退火过程。在试验
选取20-120℃的温度范围内，自由基表观密度都遵循指数与线性模式之和的规律随退火时间下降，并利用Arrhenius理论确定了聚酰亚胺辐照自由基复合的激活能。文章还讨论了自由基的演化动力学对辐照聚酰亚胺光学性能退化过程的影响机制。
OP9
空气暴露对质子辐照下ZnO/硅树脂白漆光学退化的影响
肖海英；哈尔滨工业大学材料科学与工程学院材料科学系
OP10
变形镁稀土Mg-RE合金低温冲击性能研究
王豪，董尚利，吕钢；哈尔滨工业大学材料科学与工程学院
利用落锤式冲击试验机在室温至-196℃温度范围内，对锻造态镁稀土Mg-RE合金的冲击性能进行了研究。试验结果表明，随着冲击温度的降低，Mg-RE合金的冲击功降低并存在各向异性；LD方向冲击功由室温的4.6J下降至-196℃的3.1J，TD方向冲击功则由室温的3.5J下降至-196℃的2.8J。冲击断口的扫描电子显微分析结果显示，初始裂纹是由冲击应力波产生的微孔和微裂纹汇集所致，断口的其余部分呈现准解理断裂形貌特征。随着冲击温度的降低，由于Mg-RE合金中第二相脆性增加，断裂方式产生了由沿晶断裂向穿晶断裂的转变。
OP11
Study on damping capacity of high strength-damping aluminum alloys (LZ7) prepared by RS/PM process Guocong Li，Yue Ma，Peiyong Li；Beijing University of Aeronautics and Astronautics
OP12
空天结构材料Ti合金在航天领域的应用
吴强，郭景；哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院
本文论述了高强度及高温Ti合金在国内外军用和民用飞机及发动机上的应用，总结了各种Ti合金的
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合金成分及其特性。飞机及发动机大量选择强度高、耐腐蚀性好、损伤容限性好和耐高温的Ti合金材料，充分发挥了Ti合金的性能优势，Ti合金所占飞机的重量百分比已经是衡量飞机先进程度的重要标志。国内外飞机上Ti合金的用量，随着飞机结构设计和性能水平的提高而不断增加，不但在飞机重要关键的结构部分应用，而且还应用在制造航空发动机高压压气机叶片和低压涡轮叶片。
OP13
纤维增强聚合物基复合材料网格加筋锥壳
林再文，杜善义，侯涤洋；哈尔滨工业大学 哈尔滨玻璃钢研究院
本文研究了一种高效纤维增强聚合物基复合材料网格加筋结构的结构优化、承载能力及工艺技术，通过对大端直径￠400mm、小端直径￠300mm、高300mm的锥壳光壳、纵横加筋圆锥壳和螺旋加筋圆锥壳的研究，我们发现在相同质量情况下螺旋加筋圆锥壳比纵横加筋圆锥壳承受载能力提高10%，比锥壳光壳提高52%。通过对试件的测试，优化设计结果与试验测试结果得到很好吻合，而且偏差控制在15%以内。研究结果表明，螺旋加筋结构比纵横加筋结构的效率更高。
OP14
广谱电磁屏蔽材料的设计与性能研究
马向雨，张强，武高辉；哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院
空间环境下有着复杂的电磁辐射电磁环境，会对空间飞行器的设备、仪器造成不同程度的损伤，甚至功能失效。空间技术的发展需要一类对多频段电磁波均可有效防护、轻质的电磁防护材料。通常单层屏蔽材料只针对某一波段具有较好的屏蔽效果。为了满足宽频屏蔽的要求，本文提出了一种“导电/介质/导电”多层结构材料的设计方案，制备了夹层型结构的屏蔽材料，研究了材料在30KHz~1.5GHz频段内的屏蔽效能。结果表明：夹层型结构屏蔽材料的屏蔽效能最高可达80dB，优于传统结构(导电/导电/介质)屏蔽材料，入射电磁波频率为600MHz时，屏蔽效能增量(ΔSE)可达30dB。利用Schelkunoff多层屏蔽理论计算了屏蔽效能增量，在低频段，实
测值与理论值符合较好。
OP15
Wf/Cu杆弹高速侵彻混凝土的性能研究
宋卫涛，武高辉，吴哲；哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院
本文采用真空压力浸渗法制备出Wf/Cu复合材料杆弹，用LS-DYNA显式动力学有限元软件的Lagrange算法，建立计算模型，分析了Wf/Cu复合材料杆弹侵彻混凝土靶的动态过程及靶板的损伤情况。研究结果表明：Wf/Cu复合材料杆弹在低速侵彻混凝土靶时，杆弹对混凝土靶的侵彻深度随着初始速度的提高而增加，而当杆弹初始速度超过2.8km/s时，杆弹对混凝土靶的侵彻深度随着初始速度的提高而降低。同时本文还制备了与仿真模型相同尺寸的Wf/Cu复合材料杆弹，并进行了侵彻混凝土靶的实弹实验，实验结果与模拟结果相吻合。
OP16
BTi-62421S合金高温变形力学行为研究
张治民，张慧芳，张星，李保成；中北大学材料科学与工程学院
在Gleeble-3800热模拟实验机上对BTi-62421S合金铸态材料，在温度850～1050℃、应变速率0.01～30s-1
、变形程度70%条件下进行了高温压缩变形实验。结合变形后的试样开裂状态，获得BTi-62421S
合金压缩变形??-T-开裂关系图；对其应力-应变曲线分析，并探明了合金热变形软化机制。结果表明BTi-62421S合金是一种温度、应变速率敏感材料，流动应力随温度的降低和应变速率的增加而大幅度提高；在（α+β）两相区，其变形软化机制是动态再结晶；在β相变点以上，其变形软化机制是动态回复。
OP17
AZ91-xNd（x=0、1%、1.5%、2%）镁合金铸态显微组织研究
崔晓明，白朴存，张秀云，侯小虎； 内蒙古工业大学
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利用真空感应熔炼炉制备了AZ91-xNd合金（x=0、1%、1.5%、2%），采用X射线衍射（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和电子能谱分析仪（EDS）等手段，对不同Nd含量实验合金进行了显微组织观察和分析，实验结果表明：Nd的加入使合金中枝晶组织增多，枝晶间距变小，β(Mg17Al12)相由沿晶界分布的半连续的网状转变为细小、弥散的岛状。同时，在晶界处和晶粒内部析出粒状和条状Al2Nd相，并且随着Nd含量的增加，Al2Nd相增加。其中AZ91-2%Nd合金，组织细化最明显。
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