NiTi多晶样品中弹性软化现象的研究

NiTi合金具有形状记忆效应,这一效应是与在～0℃以上发生的由B_2相(b.c.c.)→M相(b.c.t.)的马氏体相变有关的.在M_s点以上,曾发现电阻、X射线和电子衍射及内耗的反常,对这些被称为予马氏体效应的反常现象曾有多种解释,其中之一是Clapp的软模理论.他认为马氏体相变是由母相点阵中一些特殊区域(如缺陷)被应变导致的弹性不稳定性     

通过透射电子显微镜观察CuZnAlMnNi记忆合金的氧化

通过透射电子显微镜观察了淬火CuZnAlMnNi记忆合金经离子减薄后在空气中的氧化。发现合金经室温放置90d后，在表面上形成了许多均匀分布的大小不一的氧化物颗粒。颗粒主要沿着马氏体板条中的层错面形成，同时在合金中的层错四面体处及位错线周围也都形成了较大的氧化物颗粒。氧化物的形成导致马氏体组织中的层错亚结构减少。局部区域甚至完全消失，这是淬火合金在室温放置过程中记忆性能降低的原因之一。     

Fe-Mn-Si基合金中马氏体相变的Landau理论

结合Fe-Mn-Si合金中马氏体的相变特点提出一种新的序参量－－层错密度，相应建立了马氏体相变的Landau理论。利用这种理论对现有的马氏体相变机制进行了合理的解释，并加以推论，提出一种更为细致的相变机制：层错由不规则堆垛到一种规则堆垛，再经过不规则阶段进行到另外一种规则堆垛，如此循环下去，直到某一温度下的稳定结构，这种机制明确地描述了马氏体的形核及其转变过程，界面可作为孤立子来进行考虑，并将它同序参量联系起来，界面孤立子的作用是完成马氏体不同类型的转变，其运动速度可以借助层错密度的变化率来表达，利用这一序参量合理解释了训练和外界应力对相应点的影响原因，训练改变了层错的堆垛周期，层错密度增加，相变点升高；外界应力使相变点提高，基于这种自由能函数，建立了母相到过渡相的相变热力学，以及过渡相间的转化热力学。     

形状记忆合金及其应用

近年来,具有形状记忆效应的合金受到极大的关注,这种新奇的合金已开始在工业、能源,宇航,医疗、国防及各种科研领域得到广泛应用.所谓形状记忆效应,是指一种材料在一定温度下成型为一种形状,而在另一温度下又可变回成型前的原始形状。这种效应是一九六一年美国马里兰州海军武器试验室的科学家威廉、布赫勒在一个偶然的机会下发现的。他制造了第一种具有形     

金属铝中Si点缺陷的第一原理研究

点缺陷是固体中最简单的一种缺陷,然而固体的许多物理和机械性质都敏感于点缺陷的存在。另外,固体中的其他各种对材料性质起决定作用的缺陷,如线缺陷、面缺陷和空洞等都受到与点缺陷的相互作用的影响。因此,详细地研究点缺陷的性质对理解材料的微观和宏观性质都有重要作用。由于金属铝及其合金在航空航天和电子工业上的重要性,对铝及其合金的研究受到了很大的重视。硅是铝中最重要的杂质缺陷之一。铝-硅合金也是最重要的商业化合金之一(当加入0.01％(重量分数)Na时)。这种合金的微结构和机械性质在少量外来原子加入后得到了很大的改善。     

马氏体相变的分形模型

近年来,马氏体相变(martensitic transformation,简称MT)的分形描述受到人们关注。Hornbogen用Sierpinski地毯描述一些合金的MT,但Sierpinski地毯在形态上与实际的微观结构相差较大。龙起易等提出一MT分形模型,可根据马氏体和奥氏(austenic)体晶粒尺寸的变化,算出其分维,但其形态仍未被实验证实。Wunderlich根据ZrO_2中MT经常看到的形态变化,提出一MT模型,但它不是分形。本文对Fe-29％Ni-0.16％C合金冷却过程中MT进行跟踪观察,在马氏体组态形貌变化的基础上,提出一MT分形模型。     

运动晶界附近硼偏聚行为的研究

微量杂质原子能够显著地降低再结晶过程中晶界的运动速度.Kasen用电阻法研究铝合金退火再结晶与晶粒长大过程,认为运动晶界能大量捕获溶质原子.本文利用硼径迹显微照相技术研究了含硼Fe-30%Ni合金高温热变形再结晶过程中硼在晶界上的偏聚行为,该合金在淬火至室温的过程中不发生γ-α相变,从而可以排除相变对组织和溶质原子分布的影响.1 实验材料与实验方法     

扫描隧道显微镜研究钢中贝氏体和马氏体浮突

柯俊和Cottrell在1952年首先观察到贝氏体相变伴随有与马氏体相似的表面浮突,故认为贝氏体的长大方式与马氏体相似,这一实验结果成为贝氏体相变以切变机制完成的重要证据之一.但有人发现扩散型相变(如Al-Ag中的γ相沉淀)也能产生表面浮突,而且贝氏体浮突的形状(∧,∨型)与马氏体单倾型浮突(N型)有所不同,认为不能根据浮突效应来肯定贝氏体的切变形成机制.而后,许多学者对贝氏体浮突的形状和本质进行了大量的研究,但至今为止,关于浮突的实验工作大都是用光学干涉显微镜完成的,高度观察只能达到(0.01μm)的精     

面心立方晶型的TiNi合成过程

在钛系贮氢材料中,目前对TiFe合金研究得较多。由于TiFe需要在较高的温度和压力下进行,给使用者带来不便。为了改善其性能,不少人正在研究Ti-Co、Ti-Mn、Ti-Cr、Ti-Ni等二元系为基的三元系、四元系合金。     

镍钛形状记忆合金在医学中的应用及其进展

NiTi形状记忆合金具有优良的形状记忆效应、超弹性以及生物相容性.能为医学领域中某些尚未解决的难题提供独特的解决办法,是极有发展潜力的一种生物医用材料.NiTi合金的医用研究从70年代末开始,目前已经开发出多种医用产品,但有关的医学基础研究却相对落后.本文综述了NiNi合金在医用研究中的最新进展.     

激光碳氮硼共渗对金属表面性能的影响

目前改变金属工件表面的化学、物理和机械性能的方法,通常采用使工件表层与介质起化学作用的常规化学热处理方法。这种方法的缺点是处理周期长、工件变形大、消耗合金元素多、能源消耗大、需要淬火介质、处理时还有污染。近年来人们采用大功率激光束作为热源,对金属材料表面作强化处理,如相变硬化、合金化、包覆和非晶化等研究已取得了显著的进     

加热器顶置间接加热GeTe相变的四端口高速射频开关

针对传统加热器中置间接加热相变开关的固有切换速度缓慢难题,本文提出一种加热器顶置的射频开关新结构,即加热器顶置的间接加热相变材料四端口开关(four-port indirect heating phase change switch with a top microheater, FIPCS-T),通过热传导过程自上而下的定向性,建立了更加有效的焦耳热能量利用方法.新结构中不同射频参数的仿真表明, FIPCS-T结构对升温过程和淬火过程均能有效缩短相变材料达到临界温度的时间,升温过程比淬火过程的缩短更加显著.相比于传统中置间接加热相变开关, FIPCS-T的升温-淬火环节时间缩短20%以上,这不仅显著提高了切换速度,同时还降低了相变材料的重结晶风险,结合相变材料本身具有的高频低损耗特征及其器件结构设计的灵活性,从而可在微波、毫米波、太赫兹等超大范围频段内提供反射小、插损低和端口隔离度高的高速射频开关.尽管人们对GeTe相变材料在信息存储等方面的应用开展了多年研究,但其特殊相变特征能否解决未来射频开关面临的高性能需求,仍然存在诸多挑战.本文研究结果表明, GeTe热相变机理与PIN二极管...     

类拖曳效应的价电子理论模型

Aaroason学派提出了类拖曳效应,以碳在γ-Fe中的活度为判据解释合金相变动力学C-曲线中“Bay”的形成。本文利用余瑞璜的“固体与分子经验电子理论,以C-Me偏聚为判据,阐述了类拖曳效应的本质,提出“Bay”形成的价电子理论模型。     

非晶态Fe_(86)Co_4Zr_(10)因瓦合金的声子谱软化

Endoh等人曾用非弹性中子散射实验方法系统地研究了铁基晶态因互合金的声子色散曲线与温度的关系,结果表明,低频声学模式在磁相变温度以下变软.这种与温度有关的声子软化现象与用超声波法测得的弹性软化是一致的.已知某些铁基非晶态合金也显示出因互效应.这些具有长程无序结构非晶态因瓦合金是否会表现出类似的声子软化现象显然是     

Cu-Ti合金时效过程中形成的一种新有序相

时效硬化Cu-Ti合金因其相变涉及到原子的短程有序化、调幅分解和长程有序化等复杂过程而成为连续相变研究的重要合金,上述每一相变行为存在与否及其发生的顺序目前仍存在很大分歧.针对上述问题,作者通过透射电子显微镜研究了Cu(-2%,3%和4%(重量百分数))Ti合金经固溶处理后,不同温度时效试样的相变过程,其结果支持了Biehl等人对该合金的原子探针场离子显微镜的研究结果.研究发现,Cu-Ti合金时效过程中除出现已经实验所证实的Dl_a型(Ni_4MO)的Cu_4Ti有序相(其电子衍射斑点如图1(a))外,     

以低纯度Gd为原料制备Gd5Si1.85Ge2.15合金的磁热效应

研究了以低纯度蒸馏Gd为原料制备的Gd5Si1.85Ge2.15合金的磁性相变性质和磁热效应.蒸馏Gd的杂质含量为O: 0.0160% (质量百分数); C: 0.0054% (质量百分数); N: 0.0016% (质量百分数), 低于普通商用Gd, 高于高纯Gd.对Gd5Si1.85Ge2.15合金的X射线衍射和交流磁化率测试表明, Gd5Si1.85Ge2.15合金在253K存在一级磁性相变; 从磁性相变附近的磁化曲线结果得到的最大磁熵变化为12.5 J/kg@K.     

非晶态超导合金Zr_(63.2)Ni_(36.8)的电子结构及其结晶化效应

一、引言 近年来,对处于原始淬火状态的非晶态Zr基合金超导电性及结构变化的影响进行了广泛的理论和实验研究,并且已获得不少规律性的认识。但是,对于超导非晶合金的晶化过程的价电子态密度变化和蕊能级结合能变化的研究。尚没有报道。为了进一步了解这类合金中超导电性与其电子、声子结构,电-声子耦合强度等微观参量的关系,我们对处于原始淬火态和     

热力学与动力学相关性,科学与人文的统一

金属热加工通过相变决定材料最终组织和性能。随着非平衡技术的快速发展,热加工工艺趋于极端化和多样化,控制相变的热力学与动力学机制从简单近平衡条件下的相对独立转变为复杂远平衡条件下的高度关联。基于热-动力学独立处理的传统理论已无法应对上述相变涉及的机理描述、组织预测和过程控制。随着催化剂研究体系的扩展,传统的基于独立的反应动力学或吸附热力学的设计已无法满足催化剂的高性能需求与高效筛选。本文从人文领域中的激情与困难的逻辑关系中,引申出科学领域中的热力学驱动力与动力学能垒的相关性,针对非平衡凝固过程、晶界迁移及晶粒长大热稳定性、纯Fe沿Bain路径的马氏体切变,整理出热力学驱动力与动力学能垒的定量关联,建立了组织预测模型,提出了热-动力学协同作用的新理念,并据此设计出高性能DD3高温合金、Fe基纳米晶材料、A356铝合金和应变态电催化材料。     

合金相稳定性判定的新方法

Bhadeshia和Edmonds曾发现Fe-C-Si-Mn钢贝氏体铁素体中分布有多重变态碳化物,认为这是贝氏体相变以切变机制完成的有力证据之一,但因其贝氏体组织特征不明显,有人认为这种碳化物实际上是一种由贝氏体相变导致奥氏体应变诱发形成的马氏体自回火产物,从而否定了文献[1]中结论.以往的研究表明,由于硅阻滞碳化     

Cu-Zn-Al合金贝氏体的层错形成研究

贝氏体相变是固态相变的主要类型之一,关于它的形成理论代表了一种片状相的形成理论,这种相变涉及钢铁、有色合金及陶瓷等材料领域的有关片状相的形成,具有重大的理论和实际意义.但是,由于贝氏体相变本身的复杂性,尽管材料科学工作者对其进行了半个多世纪的研究,至今仍有许多问题悬而未决,扩散和切变两大学派根据各自的实验结果,观点对立,分歧严重.