机械合金化AlCuFe 形成准晶体的XAFS 定量分析

为了准确辨别AlCuFe准晶体（QC）形成的相变过程,进而探索其形成机理,采用X射线吸收精细结构（XAFS）定量分析技术,计算不同球磨时间 Al70Cu20Fe10合金中的Cu原子,以及700 ℃退火后的Cu和Fe原子的局域结构参数,并与X射线衍射（XRD）分析进行比对。结果表明,经过不同球磨时间,样品中Al和Cu首先形成Al2Cu金属间化合物,进而转化为Cu9Al4,Fe原子仍然是原来的体心立方(bcc）α-Fe结构。α-Fe与Al和Al2Cu经过退火处理化合为Al7Cu2Fe化合物,进而转变为QC;而长时间球磨产生的Cu9Al4退火后化合为稳定的Al(Cu,Fe)固溶体,不会形成QC。     

Al60Fe20Cu20纳米材料的结构研究

采用机械合金化方法制备了系列Al60Fe20Cu20纳米晶体样品,并对部分样品附加500℃快速退火处理.联合使用X射线衍射和X射线吸收精细结构技术,分别从晶体的长程有序和原子近邻配位的短程有序2个方面研究样品的结构相变.结果表明:样品中Al和Cu原子首先组成体心四方结构的Al2Cu金属间化合物,然后与Fe原子合金化,形成Cu和简立方晶体结构AlFe的固溶体,结构稳定但不均匀,Fe原子处于富集状态;即使附加500℃-5 min退火,Al60Fe20Cu20系统在40 h的机械合金化过程中不能形成准晶相;球磨30 h后,晶粒尺寸已达到20 nm左右.     

组分对机械合金化Al-Cu-Fe准晶形成的影响

采用机械合金化附加后续的热处理工艺,制备了2个系列不同组分的Al-Cu-Fe合金粉末,使用X射线衍射(XRD)结构分析技术研究一定的球磨时间及退火条件下粉末组分对准晶形成的影响.研究结果表明,Al-Cu-Fe二十面体准晶的形成对原始混合粉末的组分很敏感,在相同的球磨时间及退火条件下,Al70Cu20Fe10是形成准晶的最佳组分.     

Ce - Al - Cu(贫Cu部分)的相关系及其金属玻璃的形成机制

采用X射线衍射(XRD)、差示量热(DSC)分析方法研究了Ce-Al-Cu(贫Cu部分)合金相关系及金属玻璃的形成.从Ce -A1- Cu三元系合金在熔铸态时的相关系组成图发现,Ce - Al - Cu金属玻璃形成的成分范围主要集中在CeAl+ Ce3Al+ Ce2 AlCu2,Ce3 Al+ Ce2AlCu2+ Ce...     

化合物Ho_3Co_2Al_4的结构精修及德拜温度

以电弧熔炼的方法制备了三元化合物Ho3Co2Al4的合金样品,利用X射线衍射技术对合金样品进行了物相分析,并利用Rietveld方法对Ho3Co2Al4的X射线粉末衍射数据进行全谱图拟合,成功地修正了该化合物的晶体结构并计算其德拜温度。Rietveld精修的可靠性因子为:Rp=0.083,Rwp=0.108。该化合物属六方晶系,为MgZn2结构类型,空间群为P63/mmc(No.194),点阵常数a=0.541 71(2)nm,c=0.860 86(4)nm。精修结果说明Co2Ho3Al4具有Co2Er3Al4结构,Ho和部分Co原子分别占据4f和2a位置,另一部分Co原子和Al原子混合占据6 h位置。不同于以往的德拜温度计算方法,根据德拜近似方法,利用Rietveld精修获得的Ho3Co2Al4的温度因子计算得到该化合物的德拜温度约为QD=354 K。     

固液反应球磨制备Al-Cu-Ni三元金属间化合物粉末

利用固液反应球磨技术制备了Al-Cu-Ni三元合金粉末.采用Ni球球磨wAl-33.2%wCu,wAl-54%wCu(Al2Cu)和wAl-70%wCu(AlCu)二元合金熔体,在893 K分别球磨wAl-33.2%wCu熔体12 h和24 h后均生成了Al7Cu4Ni粉末;在893 K球磨wAl-54%wCu12h后生成Al7Cu4Ni粉末,在993 K和1 123 K球磨wAl-54%wCu(Al2Cu)24 h后均生成Al0.28Cu0.69Ni0-粉末;在1 123 K球磨wAl-70%wCu(Al2Cu)24 h后生成Al0.28Cu0.69Ni0-粉末.同时,对Al-Cu-Ni三元合金相形成规律进行了研究,对固液反应球磨机理进行了探讨.     

铝元素的添加对铜（锆）基非晶形成能力的影响

采用铜模铸造的方法制备Cu50Zr40Ti10、Cu47.5Zr47.5Al5(Cu50Zr40Ti10)100-xAlx(x=2、4、6、8、10)几种合金,X射线衍射(XRD)实验检验Cu50Zr40Ti10、Cu47.5Zr47.5Al5和Cu49Zr39.2Ti9.8Al2三种合金样品为完全非晶态 .对样品进行差示扫描量热分析(DSC)考查三种大块非晶合金的非晶形成能力,以及Al的添加对非晶形成能力的影响.结果表明:Cu47.5Zr47.5Al5大块非晶合金的非晶形成能力要高于Cu50Zr40Ti10和Cu49Zr39.2Ti9.8Al2两种大块非晶合金的非晶形成能力,在Cu50Zr40Ti10大块非晶合金中添加了原子分数为2%的Al后提高了非晶形成能力.     

高能球磨过程中Al-Pb耐磨合金粉末的微观组织观察

通过X射线衍射 (X -ray)、电子扫描电镜 (SEM)观察 ,分析了经高能球磨后互不相溶的Al -Pb混合粉末的微观组织变化。结果表明 :在高能球磨过程中软相Pb颗粒细化速度优于硬相Al颗粒 ;且球磨 2h形成Pb(Al)固溶体 ;细小的Pb颗粒均匀分散于基体中 ,并为Al颗粒所包围 ,有利于克服Al-Pb系传统制备工艺中宏观偏析现象而制备高性能的耐磨材料。     

~(40)Ar~(16 )入射金属表面的近红外光谱线发射

速度小于Bohr速度(vBhor=2.9×106m/s)的高电荷态离子40Ar16 (动能EK=150keV,速度v=8.5×105m/s)入射金属(Ni,Mo,Au和Al)表面,同时测量产生的Ar原子近红外光谱线和X射线谱.实验结果表明,低速高电荷态离子在金属表面俘获电子中性化,形成多激发态的Ar空心原子,空心原子退激辐射从近红外光谱线到X射线波段谱线,近红外光谱线辐射强度说明,低速高电荷态离子在金属表面中性化过程中,金属的功函数起着重要作用,进而验证了经典过垒模型.     

Cu基形状记忆合金中析出相的研究

本文利用 X 射线衍射分析、透射电镜等技术,研究了几种热处理制度下 Cu—27.84 Al—3.82 Ni(at%)合金中析出相;用会聚束(CBED)技术测定了析出相与马氏体的取向关系。结果表明:分级处理试样中析出相 r_2是复杂立方结构,晶格参数 a=0.87nm;大量弥散的折出相引起共格应变场,从而使分极处理试样 X 射线衍射峰型宽化;r_2与2H 马氏体的取向关系为;[00]2H‖[001]_r_2,(10)_(2H)‖(300)_r_2。     

Al70Cu20Fe10合金微结构的XRD和XAFS研究

采用机械合金化MA(mechanical alloying)方法成功地制备了Al70Cu20Fe10纳米合金.在结构分析中,联合使用传统的XRD(X-ray diffraction)方法与新兴的XAFS(X-ray absorption fine structures)技术,使XRD的长程有序结构和XAFS的特定原子近邻环境两个方面的信息相互补充、互为印证,有效地克服了高度无序体系结构分析的困难.结果表明,机械合金化Al70Cu20Fe10(MA-10 h)合金中的化合物成分是体心四方结构的Al2Cu,Al70Cu20Fe10(MA-20 h和MA-40 h)合金中的化合物成分是简单立方结构的Cu9Al4.     

Fe100—xCux纳米合金材料的结构研究

利用XAFS方法研究机械合金化方法制备的Fe10 0 -xCux(x =0、1 0、2 0、40、6 0、70、80、1 0 0 ,x为原子百分比 )合金中Fe、Cu原子的局域环境结构随组成的变化 .对于Fe10 0 -xCux 二元混合物 ,当x 40时 ,Fe原子的近邻配位结构从bcc转变为fcc ,但Cu原子的近邻结构保持其fcc不变 ;与之相反 ,当x 2 0时 ,Fe原子的近邻配位保持bcc结构而Cu原子的近邻配位结构从fcc转变为bcc结构 .XAFS结果还表明fcc结构的Fe10 0 -xCux 中Fe的无序因子σ ( 0 0 0 99nm)比bcc结构的Fe10 0 -xCux 中的σ ( 0 0 0 81nm)大得多 ;并且在同一机械合金化Fe10 0 -xCux(x 40 )样品中Fe原子的σ ( 0 0 0 99nm)比Cu原子的σ ( 0 0 0 89nm)大 .这表明机械合金化的Fe10 0 -xCux 样品中Fe和Cu原子可以有相同的局域结构环境但不是均匀的过饱和固溶体 ,而是fcc或bcc合金相同时存在Fe富集区和Cu富集区 .     

机械合金化制备的Al基轴承合金的结构与性能

采用机械合金化方法制备Al-Pb和Al-Sn基合金粉末,然后通过烧结将之制备成合金.采用XRD、SEM、TEM分析技术对合金的微观结构进行表征,结果表明在适当机械合金化和烧结工艺条件下,可得到Al基体上均匀分布尺寸约为100nm的软相Pb或Sn的合金.摩擦摩损性能测试表明,这种组织结构的Al基轴承合金具有优良的性能.对Pb相粗化的研究表明,这种纳米复合结构具有较好的稳定性,其第二相的长大仍然满足关于粗化的经典理论——LSW理论.研究中还特别关注了机械合金化过程中的污染对Al基轴承合金组织结构的影响,发现铁污染会导致Al7Cu2Fe相的生成,氧污染则导致Pb颗粒上有Al2O3附着.     

机械合金化Fe100-xNix系微结构的XRD研究

用机械合金化方法制备了Fe100-xNix（x=10、20、30、40）系粉末样品,利用X射线衍射谱方法分别研究了球磨时间和Ni含量对样品微结构的影响,结果表明：Fe70Ni30样品经球磨24h后就形成了过饱和的Fe（Ni）固溶体;经36h机械球磨后的Fe100-xNix样品Ni含量x（x≤40at％）越大,越不易形成单一的过饱和固溶体,且越易诱导α—Fe（bcc）产生向γ—Fe（fcc）的结构相变,相变所需的球磨时间愈短;经球磨相同时间80h后,样品Fe70Ni30有非晶产物生成,而Fe80Ni20仍然是bee结构的Fe（Ni）饱和固溶体,这表明Ni含量也会影响非晶变化的发生．     

机械合金化Fe30Cu70二元体系的局域结构研究

利用XAFS和XRD技术,研究机械合金化方法制备的Fe30Cu70二元体系的局域环境结构随球磨时间的变化,当球料比为40：1时,球磨5h,XRD结果表明,bcc结果αFe相的衍射峰几乎消失,只有fcc结构Fe30Cu70合金相的衍射峰存在,随着球磨时间的增加,fcc结构Fe30Cu70合金相的晶格略有膨胀,且晶格参数逐渐增大,XAFS结果显示：在机械合金化过程中,Fe30Cu70样品的Fe原子的近邻结构与Cu原子的近邻结构有不同的变化规律,Cu原子周围的局域晶格结构受球影响不大,但Fe原子周围的局域晶格结构形变较大,其无序度随时间增加而明显增大,所以,机械球磨后形成的Fe30Cu70合金并不是组成均匀的过饱和固溶体,其中既有Cu原子浓度大于化学计量比的fcc结构Cu富集区,又有Fe原子浓度大于化学计量比的Fcc结构Fe的富集区。     

机械合金化Fe100-xCux体系的结构

利用XAFS和XRD方法分别研究了机械合金化80 h制备的Fe_100-xCu_x 系统的晶体结构及Fe和Cu原子的局域配位环境.结果表明,当x＞40时,样品中Fe原子的bcc结构消失,Cu原子的近邻结构基本不变,fcc晶格参数随x的增加而减小;当x＜30时, Cu原子的fcc结构消失, Fe原子的近邻结构基本不变,bcc晶格参数随Cu原子的比例减小而增大;而x=30左右时,fcc和bcc结构共存.研究结果还表明, Fe原子和Cu原子的比例不是相差很大时,Fe原子和Cu原子的近邻配位无序度会在很大的范围内变化,说明Fe-Cu二元体系不可能形成均匀的过饱和固溶体,存在Cu富集区和Fe富集区,是由多种物态组成的混合物.     

Effect of stoichiometry and Cu-substitution on the phase structure and hydrogen storage properties of Ml-Mg-Ni-based alloys

To improve the electrochemical properties of rare-earth-Mg-Ni-based hydrogen storage alloys, the effects of stoichiometry and Cu-substitution on the phase structure and thermodynamic properties of the alloys were studied. Nonsubstituted Ml_0.80Mg_0.20(Ni_2.90Co_0.50-Mn_0.30Al_0.30)_x (x=0.68, 0.70, 0.72, 0.74, 0.76) alloys and Cu-substituted Ml_0.80Mg_0.20(Ni_2.90Co_0.50-y Cu_y Mn_0.30Al_0.30)_0.70 (y=0, 0.10, 0.30, 0.50) alloys were prepared by induction melting. Phase structure analysis shows that the nonsubstituted alloys consist of a LaNi₅ phase, a LaNi₃ phase, and a minor La₂Ni₇ phase; in addition, in the case of Cu-substitution, the Nd₂Ni₇ phase appears and the LaNi₃ phase vanishes. Thermodynamic tests show that the enthalpy change in the dehydriding process decreases, indicating that hydride stability decreases with increasing stoichiometry and increasing Cu content. The maximum discharge capacity, kinetic properties, and cycling stability of the alloy electrodes all increase and then decrease with increasing stoichiometry or increasing Cu content. Furthermore, Cu substitution for Co ameliorates the discharge capacity, kinetics, and cycling stability of the alloy electrodes.