合金固溶体相转变的ε-T曲线研究

对Ｆｅ９９．９９和Ａｌ９７Ｃｕ３两种合金分别与Ｃｕ配对所得的ε－Ｔ曲线进行了研究分析，提出了用ε－Ｔ曲线方法测定某些合金体系固溶体区的可行性设想。     

球磨制备Mg-In-Zn三元固溶体的储氢性能及机理

采用"烧结-球磨"方法制备Mg0.92In0.05Zn0.03三元固溶体合金,减小了Mg的晶格常数.利用粉末X-射线衍射分析合金的相组成、微观结构和吸放氢过程的相转变,通过扫描电镜观察合金的微观形貌及相分布.采用体积法测定合金的等温吸放氢曲线(PCT)和动力学曲线,确定了合金的吸放氢反应焓变、熵变及氢化反应激活能.结果表明:Mg0.92In0.05Zn0.03三元固溶体具有良好的活化性能和动力学性能,脱氢反应焓降低至-68.6 kJ/mol H2.     

Nb-Ti-Ni体系合金的结构及其氢渗透性能

以Ni30Ti31Nb39为成分基点,通过合金成分的规律性调整(5%,原子数分数),研究系列Nb-Ti-Ni体系合金的相结构与氢渗透性能。研究结果表明:制备的Nb-Ti-Ni合金有两相和三相共2种相结构;两相合金由bcc-Nb(Ni,Ti)固溶体和(bcc-Nb(Ni,Ti)+β2-NiTi)共晶相构成;三相合金除上述两相外,还有少量NiTi2相;两相结构合金的氢渗透性能优于三相结构合金性能,合金中Nb含量越多,bcc-Nb(Ni,Ti)固溶体相含量越大,合金的氢扩散系数(D)增大;Ni和Ti含量增大,则降低了固溶体相的比例,不利于合金氢扩散性能提高;Nb-Ti-Ni体系合金的氢扩散系数为10-9数量级,Nb49Ni25Ti26合金的氢扩散系数最大(5.260 5×10-9 m2/s)。     

应用相结构因子研究合金元素的固溶强化

利用固体与分子经验电子理论(EET),计算了奥氏体及马氏体中含碳的质量分数w C <0.8%的含碳结构单元及w C =0.2%的一元合金结构单元的相结构因子n A ,n B ,从电子结构层次探讨了含碳间隙固溶体和合金置换固溶体对γ-Fe,α-Fe产生的固溶强化,基于原子间的键合力提出了固溶强化判定系数s.研究发现将判据应用到含碳及合金元素的固溶体中时,计算结果与实验结果非常相符.     

V基固溶体储氢合金的性能分析

具有BCC结构的V基固溶体储氢合金有很高的储氢量,受到了人们的普遍重视,本文自行设计安装了一套测量储氢材料储氢性能的装置,以V基固溶体储氢合金为实验样品进行了测试,并对样品进行了性能分析。     

纳米结构合金的机械合金化制备

简要回顾了机械合金化（MA）技术发展的概况，简述了MA在合金中引起的结构演变和非平衡相变的基本过程和机制，在此基础上，结合作者近年来的研究工作，介绍了纳米晶过饱和固溶体合金,纳米相复合合金，纳米结构储氢合金等非平衡态材料的MA制备，及其相关的微观结构与性能。     

铝合金的组织结构对磁性能的影响

本文讨论了铝合金的组织结构对磁化率及磁性特征的影响。合金组织中的固溶体及化合物相具有的磁性特征和磁化率值以及它们在组织中的相对数量,是决定合金磁化率的主要因素。通常,铝固溶体具有顺磁性,抗磁性的溶质原子铜、锌等及类似锂、镁的顺磁性元素均能降低铝的顺磁磁化率值。铜与铝及其它元素形成的二元或多元化合物,大多具有抗磁性。合金的磁化率值随着抗磁性化合物数量的增多而降低。当化合物相的数量达到一定程度的情况下,合金的磁化率值可能接近或达到零值。此外,铝固溶体的晶粒大小及铝合金中常见的氧化夹杂物对合金磁化率值也会产生一定的影响。     

γ-Fe-Ni固溶体的价电子结构与α～x,α～T曲线

本文通过对面心铁镍固溶体的价电子结构分析及对不同温度下的铁镍固溶体a～x曲线、不同成分下的a～T曲线的计算,并根据固溶体的平均原子模型。对γ-Fe-Ni固溶体的磁效应进行了修正,给出了γ-Fe-Ni置换式固溶体的平均原子单键半径的经验关系式R~s(1)=(1-x)R~A(1)=xR~B(1)+k(T)(1-T/T)(?)(x)。在一级近似下,计算结果与实验值符合得很好。     

铁-碳、铁-氮系中几种固溶体的研究(Ⅱ)——γFe-N固溶体的价电子结构与α～X曲线

前曾讨论了γFe-C固溶体,本文对γFe-N固溶体作了实验a～x曲线分析和价电子结构的建立。计算ā～x曲线在一级近似下与实验曲线良好一致。 价电子结构表明,N原子引起的Fe原子状态的变化与碳原子的不同,最近邻Fe上升为乙种第12阶,而次近邻下降为艺种第6阶。不同变化的原因可能在于N为5价而C为4价。     

均匀化处理对7A52铝合金组织和性能的影响

采用硬度、电导率测量、金相和高温原位X射线衍射分析技术研究不同均匀化处理条件下7A52铝合金组织与性能的变化规律，着重讨论不同均匀化处理条件下合金的物相组成及其演变、基体固溶体固溶度的变化与合金硬度和电导率的关系。研究结果表明：铸态合金由α-Al过饱和固溶体及少量平衡相MgZn2组成；在均匀化处理过程中，铸态合金显微组织结构发生了2个方面的变化：一方面，在300℃以下均匀化，过饱和固溶体分解，析出MgZn2平衡相；在400℃以上均匀化，上述平衡相又逐步回溶到基体固溶体中；另一方面，在400℃以上均匀化，铸态合金枝晶组织和枝晶间粗大的平衡相随均匀化温度的升高而逐步消失，与此同时，铸态合金的硬度先降低然后升高，电导率则先升高然后降低。这种性能的变化与铸态合金的组织结构变化一一对应。7A52合金铸锭适宜的均匀化处理工艺为470℃／24h。     

Fcc结构Ti-Al合金的原子状态及其性质

在特征晶体模型基础上,引入特征原子的有效电荷概念,从第一原理出发利用特征晶体理论对Fcc结构Ti Al合金系的无序固溶体、TiAl金属间化合物电子结构和晶体性质进行研究.其过程为:首先采用中心原子团簇模型,用密度泛函理论的离散变分方法确定特征原子的有效电荷;然后用密度泛函理论的线性Muffin tin轨道法研究特征晶体的电子结构和性质;再根据特征晶体理论的叠加原理计算实际合金的性质,得到固溶体的平衡晶格常数、结合能、体弹性模量随成分变化的关系曲线.计算结果表明,金属间化合物TiAl的平均原子体积和结合能与实验数据一致.     

Nb-Mo(Co)合金相结构及其氢渗透特性研究

为了研究合金化对Nb相结构和渗氢性能的影响,以Nb-14Mo和Nb-7Mo-7Co合金为研究对象,采用精细X射线衍射(XRD)分析、吸放氢压强—成分—等温曲线(PCT)分析和三点抗弯实验。研究表明:熔炼制备的Nb-14Mo和Nb-7Mo-7Co合金均为铌的固溶体,氢化后生成Nb H0.95氢化物相,较小原子半径的Mo和Co添加会引起固溶体及其氢化物相晶胞参数减小和晶胞畸变收缩。同Nb-14Mo合金相比,Nb-7Mo-7Co合金的氢化物生成焓值较高(-35.8 k J/mol),氢化处理前后的Nb-7Mo-7Co合金膜均具有较好的抗弯机械性能,表明Co部分替换Mo,能降低氢化物的稳定性,有利于氢化物脱氢,并能够改善Nb-14Mo合金的抗弯机械性能。     

Hume-Rothery电子浓度定律的实质与局限性

本文应用晶体学和量子力学的观点及理论对合金理论中的重要定律——Hume-Rothery电子浓度定律——进行了系统地推导与分析。结果表明,定律所阐述的电子浓度对结构的控制作用,实际上是与合金电子浓度有关的费米面和与合金的晶体结构有关的布里渊区相互作用,造成能量的升高、结构的不稳定,从而发生相变的结果,并且电子浓度不仅对电子化合物的晶体结构起决定作用,而且对纯金属、固溶体,金属化合物甚至由几何因素决定的化合物的结构也有重要影响。从这个意义上讲,电子浓度定律也适用于其它合金相。     

热浸镀Zn-0.2Al-Mg-Re合金镀层钢丝在NaCl溶液中的电化学行为

采用SEM,EDS和电化学测量技术,对热浸Zn-0.2Al-Mg-Re合金镀层钢丝的组织结构和电化学性质进行了分析与研究.结果表明Zn-0.2Al-Mg-Re合金镀层结构分为三层:外层为单相β-Zn固溶体,中间层为δ相(FeZn7),内层为Γ相(Fe5Zn21).镀层电位在0.5%NaCl溶液中恒电流电解腐蚀曲线和在5%NaCl溶液腐蚀过程中原位测量的电位与时间曲线上都出现了三个台阶,证实了低铝锌基合金镀层为多相层结构,且各相层具有不同的电化学性质.发现镀层在5%NaCl溶液腐蚀中的电极电位由表及里逐渐正移,阳极极化不具备明显的钝化特征,电极反应主要是受阴极的氧还原反应控制,这可能是由镀层的组织和保护膜的稳定性而引起的.     

铁-碳、铁-氮系中几种固溶体的研究(Ⅲ)——εFe-N固溶体的价电子结构与晶格常数～成分曲线

用余氏“固体与分子经验电子理论”分析了εFe-N 固溶体的晶格常数～成分曲线,对Fe_4N、Fe_3N、Fe_(24)N_(10)和Fe_2N用BLD确定了价电子结构,与实验曲线比较发现,随N含量增加Fe的杂化态连续变化。 结果表明:实验晶格常数～成分曲线与计算曲线在一级近似下良好一致,并用电子结构变化对曲线作了说明。     

Cu-Ni-Si合金的价电子结构分析

基于固体与分子经验电子理论(EET),对纯金属晶体Cu以及合金固溶体Cu-Ni、Cu-Si和Cu-Ni-Si进行价电子结构分析,建立相空间价电子结构计算模型和方法,从相空间价电子结构角度探讨合金元素的合金化行为。计算结果表明:Cu处于第15杂阶,Ni处于第8杂阶,Si处于第2杂阶,Cu-Ni-Si晶胞的最强键上共价电子数达到了0.45722,这说明合金元素Ni和Si的溶入,能够提高纯铜晶胞的原子键引力,强化铜基体。     

Al-Zn对称成分失稳分解合金的不连续析出转变

通过显微组织和X射线衍射分析,确定了Al Zn对称成分合金在固溶处理成fcc结构单相组织后,在277℃以下发生的不连续析出转变产物形态和转变机制特征·明确了在转变的孕育期内,固溶体发生了失稳分解及随后的连续粗化;不连续析出产物为fcc结构Al基固溶体(α)和hcp结构Zn基固溶体(β)构成的片层状组织,转变的形核位置与温度有关,在200℃以下以沿晶界形核为主;转变的动力学符合Avrami方程关系,Avrami指数为2·     

合金中的短程有序转变,点缺陷行为和原子扩…

在第一部分的理论基础上，对Ａｕ５０ａｔ％Ｐｄ合金固溶体短程有序转变实验曲线进行了分析和定量处理。结果表明，文中介绍的实验方法除了提供短程序转变的形式和空位在回复中的性能等有关信息外，还能给出包括合金中空位形成能，两组元迁移激活能在内的较完整的扩散数据。     

广义Vegard定律和广义余氏定律

本文指出,Vegard定律与实际情况不符的根本原因在于它没有考虑到溶质和溶剂原子在固溶体中由于近邻原子的不同而引起原子电子结构状态的变化。此文在考虑了原子状态的变化和确定的原子状态具有固有的特征晶格参量基础上,提出了广义Vegard定律和广义余氏定律。在Au-Cu合金中,Au和Cu原子的价电子状态向h态方向分裂,从而形成向上凸的a—c曲线。按新堤出的广义Vegard定律和广义余氏定律计算的a—c理论曲线与实验结果极为一致。     

Fe-Ni-Mo合金镀层表面化学状态及微观结构

在酸性柠檬酸盐-氯化物电解液中电沉积制备Fe-Ni-Mo合金,通过SEM、XRD及XPS对合金表面形貌、微观结构及表面化学状态进行分析,结果表明:合金镀层表面平整,结构致密,无孔洞及裂纹;Fe-Ni-Mo合金属于纳米晶,面心立方结构,呈现较强的(111)晶面择优取向;Mo原子是以取代原子的方式进入FeNi固溶体,形成置换固溶体。XPS分析表明合金镀层表面Ni和Fe元素以金属单质状态存在,Mo元素则以单质Mo、MoO2和MoO3三种化学状态存在。Mo3d结合能位移较大,说明Mo所处的化学环境发生了变化。