宏观体缺陷对材料阻尼行为的影响

利用渗流法在ZA27合金中分别引入线尺寸为毫米量级的宏观孔洞和石墨颗粒,对比研究了该两种缺陷对材料阻尼行为的影响.实验表明,引入孔洞对ZA27合金的阻尼本领影响很小,而引入宏观尺度的石墨颗粒,其低温内耗变化不大,高温内耗峰明显下降.据初步分析认为,在ZA27合金连续升温测量过程中出现的内耗峰为一相变峰,石墨颗粒的引入,可能会对该相变过程从而对内耗峰的产生起到一定的抑制作用.     

宏观石墨颗粒增强工业纯铝金属基复合材料界面阻尼机制

文章运用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的工业纯铝金属基复合材料,在温度为25~400℃和频率为0.5、1.0、3.0 Hz条件下,采用多功能内耗仪测量了材料的内耗和相对动力学模量,用透射电子显微镜对材料的微观结构进行了表征;依据内耗测量和微观分析研究了宏观石墨颗粒增强工业纯铝金属基复合材料的界面阻尼行为,结果表明材料的界面阻尼机制为弱结合界面阻尼。     

热处理对Fe-13at%Ga合金内耗行为的影响

研究了热处理对Fe-13at%Ga合金内耗行为的影响。实验发现,该合金对热历史和测量条件有高度敏感性。经过高温热处理,低温范围内合金的阻尼能力都得到了极大地提高。认为低温范围内,其阻尼来源于相变及由磁畴的不可逆运动引起的磁机械滞后作用,是一种综合机制;高温内耗峰具有典型的弛豫特征,是一个晶界弛豫峰。     

含宏观石墨颗粒材料界面位错形态及内耗特征的研究

利用渗流技术在工业纯铝中引入宏观尺度的石墨颗粒,研究该宏观缺陷界面附近的微观缺陷(位错)形态及对材料内耗的影响.结果表明,在连续升温测量过程中,大约在260℃附近观察到了一个内耗峰,其峰位与频率无关,峰高与测量频率的倒数和升温速率近似成直线关系,且表现出正常振幅效应.而在没有宏观石墨颗粒增强的工业纯铝样品中无峰出现.通过透射电子显微镜(TEM)观察,发现在石墨颗粒/基体界面附近存在高密度位错.根据内耗实验结果和微观结构特征的观察,认为该内耗峰的机制与基体和增强物之间因热膨胀系数的不同而诱发的高密度位错以及位错在外加应力作用下的运动有关.     

纳米银的内耗和模量研究

采用不同温度连续退火和测量纳米银的内耗.发现在450K附近有一个小峰叠加在背底上,此峰在首次升温测量中并不出现,在再次升温测量中才出现.变频测量此峰,其峰位随频率变化,求得其激活能为0.82±0.1eV,与银的晶界原子自扩散激活能一致.因此可认为这是纳米银的晶界内耗峰.     

锌铝共析合金中黏弹性-滞弹性转变的内耗研究

文章通过内耗的测量研究了锌铝共析合金中黏弹性-滞弹性的转变;采用阶梯变温的方法研究了锌铝共析合金的内耗-频率谱;运用不同的力学模型对实验现象进行了理论解释;随着测量温度的不同,材料的内耗表现出不同的频率依赖性。研究表明,当内耗测量频率趋于零时,-60℃为材料黏弹性-滞弹性的转变点。     

不同一级相变材料的内耗峰形成机制

试验研究了3种一级相变材料的相变过程,即非晶PdNiCuP的晶化与无序和有序型相变、形状记忆合金Cu 11.9Al 2.5Mn的无扩散位移型相变以及共析合金Zn 22Al的共析相变,设计并测量了3种材料的电阻和内耗,并采用插值法获得不同温度下内耗与频率的关系曲线.结果表明,3种材料的相变内耗峰不是弛豫型内耗峰,而是弛豫参数发生突变的结果,相变内耗峰高度与频率的关系是弛豫的表现.在低温区域,观测到其相变内耗峰的结构弛豫现象,并可用结构失稳和结构弛豫的概念定性解释升温速率对相变内耗峰高度的影响.     

低频内耗方法研究纳米晶Al块体材料的退火效应

运用低频内耗温度谱和TEM显微观察,系统研究了由含H等离子蒸发制备的粉料经冷压得到的纳米晶Al试样的滞弹性行为及结构演化过程.结果表明当T预退火＜823K时,内耗Q-1随温度指数增加;当823K≤T预退火≤893K时,内耗Q-1的温度谱在指数背景上出现分布很宽的弛豫峰Pn.该峰远低于经典的粗晶Al的晶界峰;峰的激活能为(1.20±0.05)eV,介于粗晶Al沿晶界扩散的激活能与晶格扩散激活能之间.893K预退火40min后进行85%冷轧量变形并经727K退火60min的纳米晶Al,内耗Q-1随温度的变化表现为双弛豫峰P1和P2.P1蜂的激活能为(1.22±0.18)eV,P2峰的激活能为(1.53±16)eV.P1峰温和激活能与P0峰相当,P2峰温和激活能与粗晶Al晶界峰相当.TEM显微观察表明纳米晶Al的晶间结构及晶粒形状随预退火和冷变形处理发生了改变.根据上述结果,对预退火及冷变形处理引起的纳米晶Al的结构变化和内耗本质进行了探讨.     

Al－Zr合金中的竹节晶界峰

用低频倒摆测量了Ａｌ－０．０７３％Ｚｒ（质量分数）合金的高温内耗，实验中观察到两种类型的内耗峰，即传统的晶界峰和竹节峰．对竹节峰进行了系统的实验研究，当竹节晶粒与细晶粒共存时，竹节峰的峰温为６９０Ｋ（ｆ＿ｐ＝０．２９Ｈｚ），相应的激活能为３．２０ｅＶ；在完整的竹节结构的试样中，竹节峰的峰温为６３５Ｋ，相应的激活能为２．７４ｅＶ．结合晶界内第二相粒子的电镜观察认为，竹节峰起源于荷粒子晶界的应力弛豫．     

宏观孔对泡沫工业纯铝阻尼行为的影响

文章运用多功能内耗仪研究了宏观孔对空气加压渗流法制备的泡沫工业纯铝阻尼行为的影响。在室温低频率条件下测量了泡沫工业纯铝的内耗,实验结果表明泡沫工业纯铝的阻尼能力比致密工业纯铝的阻尼能力提高较大,前者内耗随着测量频率的增加而增加,同时也随应变振幅的增加而增大。运用TEM观察材料的微观结构,发现在晶界附近存在大量的位错亚结构。根据内耗测量和微观观察,讨论了泡沫工业纯铝中可能的阻尼机制,基于多孔弹性材料的平面波方程,理论计算得到了泡沫工业纯铝中内耗的表达式。     

Al—Zr合金中的竹节晶界峰

用低频倒摆测量了Ａｌ－０．０７３％Ｚｒ（质量分数）合金的高温内耗，实验中观察到两种类型的内耗峰，即传统的晶界峰和竹节峰，对竹节峰进行了系统的实验研究，当竹节晶料与细晶粒共存时，竹节峰的峰温为６９０Ｋ（ｆｐ＝０．２９Ｈｚ），相应的激活能为３．２０ｅＶ；在完整的竹节结构的试样中，竹节峰的峰温为６３５Ｋ，相应的激活能为２．７４ｅＶ，结合晶界内第二相粒子的电镜观察认为，竹节峰起源于荷粒子晶界的应力驰豫。     

非晶态合金Pd77.5Ag6.0Si16.5中含氢引起的内耗峰

用倒扭摆研究了非晶态合金Pd_(77.5)Ag_(6.0)Si_(16.5)的低温内耗和切变模量行为.经电解充氢后在120—130K范围内发现一个弛豫型内耗峰,随氢含量的增加,峰高增大,峰温移向低温,退火去氢后则具有可逆趋势.弛豫激活能为0.28±0.05eV.氢内耗峰的微观机制,是处于四面体或八面体中间隙位置的氢原子应力感生有序.     

Au-Cu-Al合金相变的内耗

利用内耗方法分别对淬火态和时效态Au7Cu5Al4合金的相变过程进行了研究,分析了2种状态马氏体相变的差异.结果表明：淬火态与时效态Au7Cu5Al4合金的马氏体相变开始温度分别为-2.7和13.8 °C;根据驰豫内耗峰信息得出其晶界驰豫激活能分别为131.5和93.0 kJ/mol,反映了时效前后Au7Cu5Al4合金有序度的差异,即淬火态Au7Cu5Al4合金母相在室温下主要为B2结构,而时效态合金为L21有序结构.     

热弹性马氏体相变内耗峰的研究

采用不完全相变内耗测量法,研究了CuAlNiMnTi多晶合金在热弹性马氏体相变时内耗峰与外界变量的依赖关系;实验结果发现,测量频率较低时,内耗峰分解成双峰,随不完全相变温度ts的降低,双峰逐渐合并;高温内耗峰呈现出明显的反常振幅效应。     

6066Al/SiC_p复合材料的组织特征与阻尼性能

研究了经制粉→混料→真空抽气→热挤压工艺制备的 6 0 6 6Al SiCp 复合材料的组织特征与阻尼性能 .复合材料的阻尼特征通过动态机械热分析仪 (DMTA)测量 ,得出了 2种不同SiC含量的 6 0 6 6Al SiCp 复合材料及 6 0 6 6Al合金在温度为 30～ 2 5 0℃ ,频率为 0 .1,1,10和 30Hz时的阻尼值 .利用扫描电镜、光学显微镜对复合材料组织特征进行了分析 ,根据组织特征及阻尼数据对复合材料的阻尼机制进行了讨论 .结果表明 :将 2～ 3μm的SiC颗粒加入6 0 6 6Al中 ,当SiC含量为 7% (体积分数 )时 ,增强的SiC颗粒分布较均匀 ,与基体结合良好 ;当SiC含量为 12 %时 ,SiC易聚集成团 .少量SiC能明显提高 6 0 6 6Al的阻尼能力 ,尤其是高温阻尼性能 ;6 0 6 6Al SiCp 复合材料的高阻尼性能主要是SiC颗粒加入后使位错密度大大增加 ,基体晶界及基体与SiC颗粒界面的存在使材料在循环载荷下消耗能量所致 .     

Nb,C(污染W)及湿氢处理对Fe晶界内耗的影响

研究了湿氢处理前、后的Fe及其加Nb,C的合金晶界内耗。发现Nb,C(及污染带入合金内的W)等使晶界蜂明显减低;合金中Nb,C量越高,晶界峰越低。Nb,C也使晶界峰温度大大升高和弛豫激活能显著变大。湿氢处理强烈降低(甚至消除)实验合金的晶界峰,使峰温度大幅度提高。对结果进行了讨论。     

6063Al/Al2O3·SiO2颗粒增强复合材料的阻尼特征研究

利用搅拌铸造法,在6063变形铝合金中添加电厂飞灰颗料,制备了飞灰含量分别为5%、10%、15%、20%的铝基飞灰复合材料.采用多功能内耗仪,利用低频扭摆法和声频衰减法对材料的低高频内耗进行了测量.结果发现,在测试的温度、频率范围内,较之铝基体,复合材料的阻尼能力有较大幅度的提高;并且在同一频率、不同温度下,随着飞灰含量的增加和飞灰颗粒直径的减小,复合材料的内耗值有增加的趋势.另外还发现复合材料的低频内耗值要远大于其高频内耗值.在此基础上还对复合材料的内耗机制进行了探讨,认为该复合材料的内耗机制主要有本征内耗、位错内耗的界面内耗,而在较高温度下主要是界面内耗机制.     

相变及相关过程的内耗

内耗测量能显示Cu-Zn-A1中热弹性马氏体相变B29R和DO318R共存、以及单一1DO3←→18R或B2←→9R.Fe-Ni-Mn中等温马氏体相变在孕育期内出现相变内耗峰.因模量改变的特征不同,可将马氏体形核机制区分为与软模或局域软模有关和无关两种类型.Fe-Ni-C中珠光体相变和贝氏体相变都呈低频内耗,两者的特性相近.18Cr2Ni4WA钢及其脱碳合金、Cu-Zn-Al和Ag-Cd合金(包括上述Fe-Ni-C)在贝氏体相变孕育期内就出现相变内耗峰,论证此时发生贝氏体的形核过程.从相变时模量变化的实验,认为不同相变产生不同的相界面效应,使呈现不同的模量变化.只在(Ms-Tn)较大(如90K)的材料中,才在冷却过程的TN温度时,出现与反铁磁相变相关的磁畴界运动引起的内耗峰.材料的形状记忆效应可由马氏体逆相变的瞬间内耗峰面积     

6066Al/SiCP复合材料的组织特征与阻尼性能

研究了经制粉→混料→真空抽气→热挤压工艺制备的6066Al/SiCp复合材料的组织特征与阻尼性能.复合材料的阻尼特征通过动态机械热分析仪(DMTA)测量,得出了2种不同SiC含量的6066Al/SiCp复合材料及6066Al合金在温度为30～250℃,频率为0.1,1,10和30Hz时的阻尼值.利用扫描电镜、光学显微镜对复合材料组织特征进行了分析,根据组织特征及阻尼数据对复合材料的阻尼机制进行了讨论.结果表明将2～3μm的SiC颗粒加入6066Al中,当SiC含量为7%(体积分数)时,增强的SiC颗粒分布较均匀,与基体结合良好;当SiC含量为12%时,SiC易聚集成团.少量SiC能明显提高6066Al的阻尼能力,尤其是高温阻尼性能;6066Al/SiCp复合材料的高阻尼性能主要是SiC颗粒加入后使位错密度大大增加,基体晶界及基体与SiC颗粒界面的存在使材料在循环载荷下消耗能量所致.     

γ-MnFe合金反铁磁转变和马氏体相变

利用低频内耗仪强迫振动方法测量-50～250℃,61.4%～86.4% Mnγ-MnFe合金降温过程的内耗和模量性质.实验结果显示,从高温到低温内耗表现有3个峰;第1个峰在磁转变温度附近;第2个峰出现在马氏体相变温度附近;第3个峰出现在0℃以下.分析表明,第1个峰与应力下磁畴移动有关;第2个峰是fcc及fct相界面运动引起的;第3个峰与{101}孪晶界的驰豫过程有关.在不同的温度和成分范围内讨论了两个相变的耦合作用.