非金属溶质C、H、O和N对α型钛合金基面滑移的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了非金属溶质C、H、O和N对α型Ti合金(0001)[11 20]和(0001)[10 10]基面滑移的影响。研究结果表明,非金属原子使(0001)[10 10]基面滑移的广义层错能降低。其中,不稳定层错能γus的降低将导致该方向滑移的运动性能增强,而内禀层错能的降低将有利于I2层错的形成。对于(0001)[11 20]基面滑移,除H原子外,C、N和O原子都使Ti合金的广义层错能升高,这将使基面在[11 20]方向上滑移的能垒增加,促使该方向上的全位错向其他方向分解。通过进一步对Ti合金的Bader电荷、差分电荷密度分布和局域态密度的计算,从微观上分析了非金属溶质原子对Ti合金基面滑移的影响。电子结构的研究表明,非金属原子X(X=C、H、O和N)与其邻近的Ti原子之间形成强度稳定的TiX共价键,其对滑移过程起着重要的作用。     

二元合金非等温凝固枝晶生长的数值模拟

采用相场方法对二元合金的非等温凝固进行二维数值模拟.以Ni-Cu合金为例,研究了在不同热扩散系数和不同溶质梯度系数下枝晶的生长以及二元合金的溶质分布.研究结果表明,随着热扩散率的增大,包围等轴晶的热扩散层增厚,抑制了侧向分支的生长,从而使侧向分支生长不发达;其次,热扩散率的增大,使得溶质场扩散层也明显增厚,溶质截留现象不明显,但在溶质场界面前沿产生明显溶质偏析;当溶质梯度系数增大时,相场形貌厚度并不产生影响,但溶质场扩散厚度却显著增加,而溶质偏析程度得以降低.     

Fe-Mn合金层错能的嵌入原子法计算

运用嵌入原子法 (EAM)计算了 Fe- Mn合金层错能 (SFE) .采用 Johnson截断修正模型计算的结果表明 ,Fe- Mn合金的层错能随 Mn含量的增加而线性增大 .该趋势与本文实验结果一致 ,而且 Fe- 2 0 Mn(原子分数 ,% )合金中的层错能计算结果 (2 8m J/m2 )与 Kato等的热力学计算结果(2 6m J/m2 )较为吻合 .当 a(Mn) =2 0 %～ 55%时 ,γ相的层错能可表达为 :SFE(m J/m2 ) =2 3.3+0 .2 69×a(Mn) % .     

W，V对Fe—Cr—Mn奥氏体钢辐照诱起晶界偏析和相稳定性的作用

利用电子束辐照Fe-Cr-Mn(W,V)合金的结果表明，添加原子半径尺寸大的溶质元素W和V，可形成大量微细碳化物，增多相界面即增加基体中尾闾数目，能有效降低合金基体中点缺争过饱和浓度，减少空洞肿胀，同时有利于形成高密度位错环，减少它们相互间的间距 缩短点缺陷向尾闾移动扩散的平均自由程，导致点缺陷捕获溶质原子的机会减少，进而抑制辐照诱起晶界偏析，提高合金γ相稳定性。     

ACRT强迫对流对定向凝固过程传热传质的影响

计算模拟了采用加速坩埚旋转技术的Bridgman法(ACRT-B)碲锌镉单晶体生长过程,以流函数图清晰地展示了晶体生长过程中固液界面前沿对流的周期性变化,以等温线图展示了界面前沿熔体温度场的变化,以等浓度线图展示了晶体内的组分偏析.计算结果表明:强迫对流显著提高了熔体中溶质分布的均匀性,可得到均一的熔体浓度场.强迫对流显著增加了固液界面凹陷深度.与不施加ACRT相比,强迫对流增加了晶体内溶质成分的轴向偏析,显著减小了径向偏析.     

W，V对Fe－Cr－Mn奥氏体钢辐照诱起晶界偏析和相稳定性的作用

利用电子束辐照Ｆｅ－Ｃｒ－Ｍｎ（Ｗ，Ｖ）合金的结果表明，添加原子半径尺寸大的溶质元素Ｗ和Ｖ，可形成大量微细碳化物，增多相界面即增加基体中尾闾数目，能有效降低合金基体中点缺陷过饱和浓度，减少空洞肿胀；同时有利于形成高密度位错环，减少它们相互间的间距，缩短点缺陷向尾闾移动扩散的平均自由程，导致点缺陷捕获溶质原子的机会减少，进而抑制辐照诱起晶界偏析，提高合金γ相稳定性。     

批量热浸Zn-0.05Al-0.2Sb合金镀层锌花表面分析

用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、能谱分析仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）研究了批量热浸Zn-0.05Al-0.2Sb合金镀层上锌花的表面形貌和偏析.结果表明:按宏观形貌存在三类锌花,即亮锌花、羽毛状锌花和暗锌花,其表面粗糙度和合金元素Al、Sb的表面偏析均依次增大,电化学阻抗谱（EIS）分析表明其耐蚀性也依次降低;表面偏析的Sb形成析出相β-Sb₃Zn₄针状粒子,Al主要以Al₂O₃存在于锌层表面的氧化膜中.利用锌花生长模型和Zn-Sb相图讨论了上述现象产生的原因.     

铁—铬—锰奥氏体合金辐照诱起相界面合金元素偏析

研究了含有W、V的Fe-Cr-Mn奥氏体合金,经电子线辐照后析出相—基体相界面诱起溶质原子偏析行为。实验结果表明:合金中析出相为富Cr的M_(23)C6型碳化物。晶内析出相经辐照相界面处Cr的浓度增加,Mn的浓度降低。而晶界上和晶界近傍析出相的相界面Cr的浓度降低。合金元素Cr浓度的不同变化是与辐照诱起晶界偏析机构改变有关。 本文对此现象,应用辐照诱起晶界偏析理论,提出两种偏析机构的模型,较好的解释上述实验结果。     

与位错和点缺陷交互作用有关的非线性滞弹性内耗的研究

综述非线性滞弹性内耗的主要实验规律和物理模型.结合中国科学院固体物理研究所内耗与固体缺陷开放研究实验室对Al-Mg合金中出现在室温附近的非线性滞弹性内耗峰的理论和实验研究结果,对产生这些内耗峰的微观机制进行了较深入的阐述.结果表明,其微观过程是点缺陷(溶质原子)在位错拖曳下在位错芯区内的扩散过程.由于位错拖曳溶质原子的力与外加应力是非线性的,所以导致了非线性内耗峰的出现.分子动力学模拟计算所得到的溶质原子在位错芯区的扩散激活能与内耗峰的激活能一致.这些结果使我们对非线性滞弹性内耗峰产生的微观机理有了比较全面的理解.     

化学吸附与表面多层偏析的相互影响:H/Au-Ag

采用格林函数(GF)方法和多重耦合自洽相干势近似(CPA)方法,研究了氢在Au Ag多层偏析无序二元合金表面的化学吸附,详细地讨论了DBA表面的多层偏析和化学吸附间的相互影响·结果表明,化学吸附引起的表面偏析能够在很大程度上改变合金表面成分和化学吸附能·对于H/Au Ag系统,可以看到随着计入的原子层数的增加,化学吸附能值表现出波动的特征·