机械合金化制备Nb_3Al超导体的工艺研究

利用机械合金化方法制备了一系列不同的Nb3Al块材,研究了球磨时间及退火温度对Nb3Al超导体成相及超导性能的影响,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和磁学测量系统等详细分析了不同制备条件下Nb3Al超导体的相成分、微观组织结构,以及超导性能的变化.结果表明:将Nb和Al粉末混合后,利用高能球磨设备,球磨1 h即可以生成Nb(Al)ss过饱和固溶体;当球磨时间增加到10 h时,样品粉末发生了非晶化.通过调节球磨时间、退火温度,成功制备出超导起始转变温度达到15.3 K的单相Nb3Al超导体.     

Al_2O_3颗粒增强Ag基复合材料的性能

为了克服Ag作为超导基底时的高温使用缺陷,提高Ag的熔点及其力学性能,选择了高熔点的Al2O3作为掺杂物,通过传统粉末冶金方法制备了Al2O3/Ag基复合材料.结果表明,在Ag基体中掺杂≥1%Al2O3粒子可以提高Ag的熔化温度tm至970℃以上,Al2O3质量分数大于3%时,样品tm可提高至990℃以上.在Al2O3质量分数小于3%样品中,2%Al2O3/Ag基复合材料具有最大的硬度、抗拉强度以及最小的线膨胀系数与延伸率.由于2%Al2O3/Ag样品具有合适的熔化温度、接近于YBaCuO的线膨胀系数和最好的力学性能,满足了后期Ar气氛下热处理YBaCuO超导带材对基底的要求.     

Sm对FeCo基快淬薄带相组成及非晶形成能力的影响

用真空电弧熔炼和真空熔融甩带法制备出厚度相同的(Fe3Co)80-xNb4Al2Si4B10Smx、Fe57-xCo18Nb4Al2Si4B15Smx和Fe42.5Co42.5Nb7-xB8Smx快淬薄带样品,借助X-ray衍射、DTA等手段研究了稀土元素Sm对快淬薄带样品的的相组成的影响以及非晶形成能力的影响.结果表明,添加Sm可以使所研究FeCo基合金的快淬薄带样品的相组成趋于简单,并且有利于提高合金的非晶形成能力.随着Sm含量的增加,快淬薄带样品的XRD图谱中对应于(CoFe)3Nb相、(FeCo)3B相以及B6(FeCo)23相的晶化峰显著减弱直至消失,α-(FeCo)相的析出也明显减弱,合金的非晶形成能力都得到了提高.     

用符合正电子湮没技术研究Zr、Nb对NiAl合金的d电子影响

采用双探头符合技术测量Ni、Al、Zr、Nb、NiAl及Ni50Al48Zr2、Ni50Al48Nb2样品的正电子湮没辐射的多普勒展宽谱.从谱线提取正电子与样品中d电子湮没的信息,发现正电子与NiAl样品的d电子湮没信号因Ni3d-Al 3p电子杂化而相对降低,Zr、Nb的添加导致合金样品中d-d电子作用增强、谱线d电子信号增大,添加Nb的样品谱线峰高于添加Zr样品,说明Nb的加入比Zr抑制d-p电子作用效果更佳.     

i_(2-x)Pb_xS_2Ca_2Cu_3Oy陶瓷的超导电性及显微结构分析

报道用直接烧结和二次烧结工艺制备Bi_(2-x)Pb_xSr_2Ca_2Cu_3Oy超导陶瓷,X=0.2,0.3,0.4,0.6,0.7。各样品的Tc(zero)>105K。对样品的显微结构分析表明,只有片状和层状晶粒是超导晶粒;掺Pb对超导相的形成和超导晶粒的生长均有重要-影响;直接烧结工艺有利于Tc(zero)的提高;二次烧结工艺有利于超导晶粒生长和消除杂相。     

溶胶-凝胶法制备具有室温铁磁性的Ti_(0.975)Co_(0.025)O_2纳米颗粒

采用溶胶-凝胶工艺制备了磁性Co掺杂TiO2基稀磁半导体的纳米颗粒,在空气氛围中以不同温度对样品进行退火处理.通过差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电镜(TEM)分析了纳米颗粒的结构和相变温度.使用振动样品磁场计(VSM)测试样品磁性能.研究发现:退火温度较低时样品为锐钛矿结构,在823K时出现少量金红石相,当退火温度为873K时,样品基本转变成金红石结构,同时析出少量CoTiO3.退火温度同时对样品的磁性有较大影响.随着退火温度的升高,样品室温下的M-H曲线由顺磁形式向铁磁形式转变.退火温度为873K时,我们得到了具有室温铁磁性的Ti0.975Co0.025O2纳米颗粒.     

Fe_(75)Nb_8B_(15)Zr_2非晶合金的晶化过程研究

采用单辊快淬法制备Fe75Nb8B15Zr2非晶合金,对该非晶合金进行不同温度的等温退火,研究其晶化过程及结构变化.利用示差热分析仪(DTA)确定样品的退火温度,利用X射线衍射(XRD)测试其相结构.结果表明:Fe75Nb8B15Zr2合金在快淬速率为38m/s时呈完全非晶状态,随着退火温度的升高,α-Fe相逐渐析出,并伴随有硼化物(Fe3B和Fe2B)析出.Fe75Nb8B15Zr2非晶合金的晶化过程:非晶→非晶+α-Fe→α-Fe+Fe3B→α-Fe+Fe3B+Fe2B.     

锂快离子导体Li8A1-xSi2xP1-xO8系统的研究

以Li4SiO4为母体,煤矸石为原料,经高温固相反应制得Li8Al1-xSi2xP1-xO8系统的锂快离子导体.X射线衍射分析结果表明在0.5＜x＜0.9的组成范围内形成单一的固溶相,其空间群为P21/m,导电性测试结果表明x=0.6的合成物具有最高的电导率,在673 K时其电导率达到2.8×10-2S/cm,其活化能为60.80 kJ/mol.     

LaCo13-xAlx快淬薄带的结构与磁性

用快淬工艺合成并得到立方NaZn₁₃结构的LaCo_13-xAl_x （1.2≤x≤2.4）系列三元金属间化合物, XRD测量结果表明, 在1.2≤x≤2.4内, 快淬速度为30 m/s时制备出的快淬薄带均具有立方NaZn₁₃型结构. 用振动样品磁强计（VSM）和超导量子磁强计（SQUID）对快淬薄带的磁性进行研究. 由于无磁性的Al原子对Co原子的稀释作用, 使得低温饱和磁矩随Al含量的增加而降低, 实际测定的饱和磁矩比稀释模型的下降速度快, 表明加入金属Al不仅减少了Co原子的数量, 同时也降低了Co原子的磁矩.      

Sm对FeCONbAlSiB非晶软磁合金的晶化及磁性能的影响

采用真空电弧熔炼和真空熔融甩带法制备 Fe57-x Co18 Nb4 Al2 Si4 B15 Smx（x=0-3）非晶合金，借助X射线衍射、差热分析以及振动样品磁强计等手段研究稀土元素Sm对制备合金的非晶形成能力、非晶热稳定性、非晶晶化行为以及磁性能的影响。研究结果表明：添加少量Sm能提高 Fe57-x Co18 Nb4 Al2 Si4 B15 Smx合金的非晶形成能力以及非晶热稳定性；随着Sm含量的增加，初始晶化温度由823K提高至871K，过冷液相区由28K提高到44K，初始晶化相为α-（FeCo）相，中间硼化物相的形成分2个阶段进行，即在878～943K范围内析出Fe2B相，在943～1073K范围内析出B6Fe23相。随着Sm含量在该系列合金中的增加，其饱和磁感应强度从1．25T降低至1．09T，矫顽力从11．2A／m增至16．9A／m。     

激光熔覆多层Nb-Si-Ti显微组织

采用基于多层激光熔覆的激光快速成形方法,通过优化激光扫描过程参数,调整不同成分元素粉末来进行铌硅基自生复合材料的显微组织和成分设计研究.采用Nd:YAG激光器扫描预置在Ti-6Al-4V基材上成分为Nb-18Si-24Ti(原子分数)混合粉末,获得所需激光熔覆层.优化出工艺参数为激光脉冲电流225A,扫描速度3.0mm/s,激光脉冲频率15Hz,激光脉冲宽度3.0ms,离焦量15mm,并在优化参数下制备出了4层多道样品.分别采用OM,SEM及XRD对预置法制备出的多层沉积层的显微组织及相结构进行分析,结果显示在多层沉积层中获得了铌硅固溶体Nb_ss,硅化物Nb₅Si₃和Nb₃Si等相,随着沉积层数的增加,Nb,Si含量逐渐增加,显微组织由接近于基体的细小枝晶转变为在最顶层的深色岛状Nb₅Si₃,灰色条状或岛状Nb₃Si及白色Nb_ss.     

Li6(La2Ca)Nb2O12荧光粉中掺杂Mn4+的发光特性

用高温固相法制备非稀土掺杂的Li₆(La₂Ca)Nb₂O₁₂∶Mn⁴⁺远红色发光荧光粉, 并通过X射线衍射和光谱技术研究荧光粉的晶体结构和发光性质. 结果表明, 在Li₆(La₂Ca)Nb₂O₁₂∶Mn⁴⁺的荧光光谱中, 以327,494 nm为中心出现2个宽激发带, 在700 nm远红光区出现Mn⁴⁺的²E_g→⁴A_2g跃迁发射峰, 其活化能ΔE=0.437 eV, 即该荧光粉具有较好的热稳定性.     

铜/铝异步轧制复合带的界面反应与强化机制

采用同步和异步轧制复合工艺制备铜/铝复合带,研究退火过程中的界面反应和异步轧制工艺的强化机制.利用扫描电镜观察界面微观组织和拉伸断口形貌,通过线扫描和电子探针分析界面元素分布,采用XRD进行界面物相分析,通过剥离和拉伸实验研究复合带的力学性能.结果表明,经400℃保温1h后界面形成具有三个亚层的扩散层组织,各亚层内元素含量存在突变;铝剥离表面检测到大量铜元素,化合物相包括CuAl₂,Cu₉Al₄,CuAl和Cu₄Al,而铜剥离表面只检测到Cu₉Al₄和Cu₄Al;异步轧制工艺可以提高界面结合强度和复合带的拉伸性能,使界面层在拉伸断裂后破坏程度降低.     

Microstructural evolution and mechanical properties of Nb-Si-Cr ternary alloys with a tri-phase Nb/Nb5Si3/Cr2Nb microstructure fabricated by spark plasma sintering

In this work, pure Nb, Nb₅Si₃ and Laves Cr₂Nb compound powders were used as raw materials to prepare Nb-Si-Cr ternary alloys by spark plasma sintering (SPS). A comprehensive estimation of the microstructure and properties, including room temperature fracture toughness, high temperature strength and oxidation resistance, of the Nb-Si-Cr ternary alloys as a function of the Nb/Nb₅Si₃/Cr₂Nb phase volume fraction combinations was conducted. The results showed that Nb-Si-Cr ternary samples with the relative density larger than 98.42% were obtained by SPS processing, and the samples all consisted of Nb, Nb₅Si₃ and Cr₂Nb phases that were distributed homogeneously. The fracture toughness K_Q of the Nb/Nb₅Si₃/Cr₂Nb microstructure, which was dominated by the Nb phase, naturally increased with the Nb fraction. As expected, the room-temperature Vickers hardness and the high-temperature strength of the bulk alloys increased monotonically with the increasing of the stiffening Nb₅Si₃ fraction. Interestingly, the binary Cr₂Nb phase played a positive role in the high temperature strength and oxidation resistance. Finally, the fracture modes of the typical Nb/Nb₅Si₃/Cr₂Nb microstructures under bending and compression conditions at room and high temperatures as well as the oxidation mechanism are described and discussed.     

VAR熔炼TiAl铸锭的成分分布及显微偏析

 采用XRD、SEM和化学成分分析等方法,分析了VAR二次熔炼获得的Ti-46Al-2Cr-2Nb铸锭的成分分布、微观组织及显微偏析,研究了其形成的规律。结果表明,沿铸锭径向,Al元素在R/2处质量分数最高,边缘及中心质量分数较低,Cr元素由边缘向中心质量分数逐渐增多,Nb元素从铸锭边缘到中心质量分数逐渐减少;沿铸锭轴向,Al元素自底部到顶部质量分数逐渐降低,Cr元素分布遵循正偏析元素规律,Nb元素偏析规律与Al元素相似。铸锭大部分区域为由α₂+γ片层团及晶界处少量等轴状γ相组成的近全片层组织,在铸锭中心偏上的区域存在由(α₂+γ)片层团组成的全片层结构。铸锭中显微偏析主要存在于片层团交界处,其中Cr元素的显微偏析比较严重。     

Effect of Nano－SiC and Nano－Si Doping on Critical Current Density of MgB2

The discovery of superconductivity in magnesium diboride (MgB2) has opened up a new field in materials science research. It offers a possibility of a new class of high performance superconducting materials for practical applications because of the relatively low cost of fabrication, high critical current densities (Jc)and fields, large coherence length, absence of Weak links, higher Tc (Tc = 39 K) compared with Nb3Sn and Nb-Ti alloys (two or four times that of Nb3Sn and Nb-Ti alloys). However, the weak flux pinning in the magnetic field remains a major challenge. This paper reports the most interesting results on nenomaterial (SiC and Si) doping in magnesium diboride. The high density of nano-scele defects introduced by doping is responsible for the enhanced pinning. The fabrication method, critical current density, microstructures, flux pinning and cost for magnesium diboride bulks, wires and tapes are also discussed. It is believed that high performance SiC doped MgB2 will have a great potential for many practical applications at 5K to 25K up to 5T.     

钾离子高效吸附剂H8Nb22O59·8H2O的合成及其特性

用浓度为10mol／L HNO3对高温固相合成的H8Nb22O59进行酸洗脱Rb＋,制得吸附剂H8Nb22O59·8H2O,并对心的交换性能进行研究,同时运用XRD和SEM进行表征．结果表明：H8Nb22O59·8H2O与H8Nb22O59具有相似的结构;H8Nb22O59·8H2O对于Na＋和K＋的饱和吸附量接近理论吸附量2．55mmol／g,表明吸附剂对Na＋和K＋具有较高的亲和性;在pH为2～8的范围内,H8Nb22O59·8H2O对K＋具有较高的分配系数,而分离因数随pH的升高而显著降低;H8Nb22O59·8H2O重复使用后对0仍具有较高的吸附选择性．     

Na0.4725K0.4725＋xLi0.055Nb1＋xO3无铅压电陶瓷制备及性能研究

采用传统固相反应制备了Na0.4725K0.4725＋xLi0.055Nb1＋xO3无铅压电陶瓷,研究了KNbO3对Na0.4725K0.4725＋xLi0.055Nb1＋xO3材料晶体结构和压电性能的影响．XRD图谱表明,随着KNbO3含量的增加,在0．08〈x〈0．12处为材料的正交相和四方相共存的准同型相界．组成为Na0.4725K0.5725Li0.055Nb1.1O3的陶瓷具有优异的电学性能,d33达178pC／N,kp达0．288,εr为642,Qm为41．     

KTN的核磁共振研究

研究了掺Ｎｂ浓度为０．１５的ＫＴＮ晶体中＾１８１Ｔａ和＾９３Ｎｂ的核磁共振信号的线宽和（积分）强度对温度的依赖性。通过两种核的信息分析，我们观察到在１２０Ｋ－２３０Ｋ之间晶体发生二次相变，而且发现两种核的共振线的展宽起源是不同的。我们也把＾１８１Ｔａ的信号与两种标定纯的ＫＴａＯ３晶体的相应信号作了比较，发现“消除”效应都存在。