铜基合金的热力学性能研究

利用机械合金化工艺制备Cu50Cr40Si10非晶态合金,运用差示扫描量热法分析了非晶合金Cu50Cr40Si10的热力学性能和晶化能力,研究了Zn含量的高低对Cu50Cr40Si10非晶态合金的热力学、晶化能力和力学性能的影响。结果表明:当Zn含量在0-6%范围内,随着含量的增加,Cu50Cr40Si10的热力学和晶化能力也逐渐增强;当Zn含量在6%时,合金的力学性能最好。     

Mg-xSn合金的显微组织、热导率及力学性能研究

研究了在镁中加入不同含量的Sn之后合金的显微组织、热导率和力学性能的变化规律。实验表明,在镁中加入Sn的含量小于5 wt%时,晶粒得到细化,当Sn含量大于5 wt%时,晶粒会出现粗化现象;当Sn含量增多时,合金中的第二相Mg_2Sn相逐渐增加并在晶界处逐渐连成网状。随Sn含量升高,合金的热导率逐渐下降,由Sn含量1 wt%时的141.58 W/m·K下降到Sn含量9 wt%时的65.94W/m·K.合金的极限抗拉强度和伸长率均随Sn含量增加先提高后降低,且在Sn含量5 wt%时达到最大值,分别为150.23 MPa和8.7%.     

Cu对WC-Fe/Co/Ni合金组织和性能的影响

研究了添加元素Cu及其含量对WC-Fe/Co/Ni合金组织和性能的影响。结果表明,当Cu添加较少时,合金的抗弯强度随Cu含量的增加而提高,当Cu含量增加到0.8％时,合金的抗弯强度出现极大值;继续增加Cu的含量,合金的抗弯强度又下降。并对组织结构进行了分析。     

封装SiCp/Cu复合材料组织性能研究

采用粉末冶金法制备SiC体积分数分别为20%、35%、50%的SiCp/Cu复合材料,并采用扫描电镜、热膨胀仪、热分析仪、洛氏硬度计等对其显微组织、热物理性能和力学性能进行表征。结果表明,随着SiCP含量升高,偏聚现象趋于明显,SiCp/Cu复合材料热导率减小,分别为167、145、130W/m·K,SiCp/Cu复合材料热膨胀系数分别为10.2×10-6、8.6×10-6、9.6×10-6 K-1,呈先减小后增大趋势;在SiCp/Cu复合材料中,当SiC体积分数小于35%时,其硬度值变化取决于SiCp含量,当SiC体积分数大于35%时,其硬度值取决于致密度。     

石英质捣打料的烧结性能研究

以大容量中频炉用石英质捣打料为对象,研究在不同烧结温度、添加不同含量促烧剂条件下烧结捣打料的性能。结果表明,石英平均晶粒度为550μm;α-磷石英向α-方石英的相变温度约为1 250℃;随着促烧剂含量的增加,1 100℃烧结试样的线变化率总体呈增大趋势,1 600℃烧结试样的线变化率先增大后减小,试样的显气孔率总体呈降低趋势,捣打料的耐压强度均随促烧剂含量的增加而逐渐增大;促烧剂对捣打料中温烧结强度影响明显,其高温烧结则主要依赖于石英粉体。     

铜含量对Al-Li-Cu系合金组织和性能的影响

系统研究了含锂2.5％的Al-Li-Cu合金中,Cu含量从0到6％时,合金组织、密度、强度及塑性的变化。随Cu含量的增加,合金强度增高、塑性下降、密度增加。通过微观组织观察,分析和讨论了Cu含量对该合金析出和破断特征的影响。     

水体铜污染对水葫芦(Eichhornia crassipes)叶绿素荧光及生长的影响

为了解水葫芦(Eichhornia crassipes)在铜污染水体中生存的生理生态机制,设置不同浓度Cu2+(0(CK),0.5,1.0,1.5,2.0 mmol·L-1)对水葫芦进行模拟胁迫培养20 d,观测其叶片叶绿素荧光参数、叶绿素含量、叶氮含量及生物量分配的变化情况.结果显示:不同浓度Cu2+处理后,水葫芦叶片叶绿素荧光参数中叶片初始荧光(Fo)显著小于CK组(P0.05),光化学猝灭系数(qP)与光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ)在0.5 mmol·L-1时均显著下降到最低值(P0.05).各个处理水葫芦的最大荧光(Fm)、最大光化学量子产量(Fv/Fm)及非光化学淬灭系数(NPQ值)均显著高于CK组(P0.05).叶片叶绿素含量随Cu2+浓度的增加呈先上升后下降的变化趋势,其中Cu2+浓度为1.0 mmol·L-1时叶绿素含量增加最大,增加比例为14.2%.叶氮含量随Cu2+浓度的增加先上升后下降,其中在Cu2+浓度为1.0 mmol·L-1时,叶氮含量最高,且与其他各处理组均有显著差异(P0.05).水葫芦光合器官生物量比随Cu2+增加呈先上升后下降趋势,而根生物量比却一直上升,导致根冠比持续上升.值得注意的是不同Cu2+处理下水葫芦花生物量比与对照相比均有不同程度的降低.上述研究结果表明水葫芦可能采取先利用再耐受这一机制以抗水体铜污染,同时水葫芦采用降低有性生殖策略响应水体铜污染环境.     

室温下硅与硅锗合金的热电性能研究

采用第一性原理方法研究在温度为300 K时,硅单质和两种锗组分不同的硅锗合金的热电性能,发现虽然硅的热电功率因子S2σ较大,但由于其热导率也高,故不是良好的热电材料,但若与其同族的元素锗形成合金,就可使材料的热导率得到显著下降,伴随而来的载流子迁移率的下降则远不如热导率明显,从而可获得较大的热电优值,而且在硅锗合金中锗含量不同时,热电优值也会有变化.     

Dy对Nd_(60)Fe_(30)Al_(10)磁性能的影响

通过X射线衍射仪、差热扫描量热仪和振动样品磁强计研究Dy对Nd-Fe-Al非晶合金的热稳定性及磁性能的影响.结果表明,加入Dy可提高非晶合金的热稳定性,(Nd1-xDyx)60Fe30Al10(x=0,0.1,0.2)非晶合金的剩磁随Dy质量分数的增加呈单调下降趋势,矫顽力随Dy质量分数的增加而增加.Nd-Fe-Al非晶合金的矫顽力来源于稀土元素较大的磁晶各向异性场.     

烧结态W-80Cu合金高温压缩变形行为及本构关系

采用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了烧结态W-80Cu合金的热变形行为,分析了热变形参数对合金流变应力的影响。研究结果表明:稳态流变应力与应变率呈正相关,与变形温度呈负相关。经热压缩试验后,材料孔隙度减少,两相界面结合紧密,相对致密度得以提高。利用Zene-Hollomon参数的双曲正弦模型,建立了烧结态W-80Cu合金热变形本构方程■。该方程预测值与试验观测值重合度好,能较好地描述烧结态W-80Cu合金高温热压缩下的致密化行为。     

ZrCuAlMo大块非晶的制备及热稳定性研究

通过铜模吸铸法制备（Zr47Cu44Al9）100-xMox（x=0,1,2,3）大块非晶合金.利用X射线衍射、差热分析等,研究分析添加Mo对Zr47Cu44Al9合金非晶形成能力及热稳定性的影响.结果表明,Mo的添加量为2%时,合金具有最大的非晶形成能力,纯非晶试样的临界尺寸从4mm增大到6mm以上,8mm的样品只有微弱的衍射峰.Mo提高非晶形成能力的原因主要是抑制引起异质形核的CuZr相的析出与长大.利用Kissinger方法计算得到的其玻璃转变激活能Eg为278.57kJmol-1、晶化激活能Ex为392.46kJmol-1、晶化峰值的激活能Ep为376.97kJmol-1.与原合金相比,晶化激活能与晶化峰值激活能的数据都增大,说明Mo的添加不仅提高了原合金的非晶形成能力,同时也增强了合金的热稳定性.     

Cu,Zr对Al-Ni-Zr-Cu-Y非晶合金的形成和热稳定性的影响

采用单辊旋淬技术,在真空条件下制备了快速凝固Al85Ni10Zr3Y2四元合金条带和Al80Ni10Zr8-xCuxY2(x=1,2,3,5)五元合金条带.利用X射线衍射及差热分析对条带进行了研究.结果表明,w(Cu)和w(Zr)对该合金系的非晶形成能力及热稳定性有显著影响,并且非晶合金的形成对这两种元素的质量分数很敏感.当w(Cu)和w(Zr)其中一种达到一较大值时,可以形成非晶合金或是以非晶相为主的合金,否则将只能得到晶体相.另外,Al80Ni10Zr7Cu1Y2,Al80Ni10Zr3Cu5Y2合金系具有较强的非晶形成能力,可形成完全非晶或以非晶为主体和部分晶体的复相材料.     

Al-Zn-Mg-(Cu)系铝合金微合金化的研究进展

随着航空、航天等高新技术的发展,对铝合金性能的要求也更苛刻。微合金化是提高铝合金性能的重要途径,一直是国内外主要的研究热点。稀土元素性质活泼,非常容易与铝合金基体及其溶质元素产生化合反应,能够有效改善AlZn-Mg-(Cu)系铝合金的微观组织结构,大幅提升其综合性能;而非稀土元素的微合金化则能弥补稀土元素微合金化的局限性,因此得到了广泛应用。本文综述了稀土元素Sc、Er、Ce和常规元素Zr、Ag、Sn、Cr、Sr等对Al-Zn-Mg-(Cu)系铝合金的微合金化作用机理,并对今后铝合金微合金化的研究发展方向提出建议。     

Cr缓冲层对SmCo/Cu薄膜结构及形貌的影响

研究了不同厚度SmCo薄膜的结构以及Cr缓冲层对SmCo/Cu薄膜结构、形貌及性能的影响.结果表明,对于较厚的SmCo薄膜,延长退火时间可有效提高样品的结晶度;Cr缓冲层能够提高样品表面的平整度,降低SmCo平均晶粒尺寸,增强SmCo（002）衍射峰与Cu（111）衍射峰强度之比（R）,从而提高样品的磁性能.同时发现,SmCo/Cu薄膜的磁性能可以通过调节Cr缓冲层厚度进一步得到优化,其中通过调控缓冲层厚度提高R值,形成Cu（111）与SmCo（002）织构,是提高SmCo5/Cu薄膜磁性的关键所在.     

Si及Sb对铸态Mg-Al-Si合金组织和力学性能的影响

用普通铸造法制备不同Al、Si含量的Mg-Al-Si三种合金,研究了Si含量和微量Sb对合金组织和力学性能的影响。结果表明:随着Si含量增加,合金中的Mg2Si逐渐变粗大,合金力学性能逐渐提高。添加0.75%Sb后,三种合金均产生Mg3Sb2相,粗大的Mg2Si得到细化,呈相对弥散分布,合金的屈服强度和抗拉强度进一步提高。拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

替代元素影响Mg2Ni合金吸放氢动力学性能研究

采用基于密度泛函理论（DFT）的平面波赝势（PW—PP）方法,计算Mg2NixM（1-x）（0〈x≤1）合金及氢化物Mg2Ni0.75M0.25H4（M=Ni,Cu,Mn）的晶体结构,生成焓和电子结构,研究替代元素（Cu,Mn）对Mg2Ni氢化物稳定性的影响。Cu,Mn取代使合金晶胞体积变大,合金晶胞体积的大小跟取代原子半径大小成正比,随着合金晶胞体积的增大,氢化物有不稳定的倾向。元素替代可以有效降低氢化物生成焓绝对值的大小,使得氢化物的稳定性降低,其中Cu元素的效果是最明显的。氢化物中H—Ni的相互作用强度是决定氢化物稳定性的主要因素,替代元素正是通过减弱H—Ni键强来改善合金的吸放氢动力学性能。     

纤锌矿Zn1-xMgxO合金相结构稳定性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论中局域密度近似下的VASP程序包,在考虑所有掺杂构型前提下,对Zn1-xMgxO合金的晶格参数、禁带宽度以及形成焓随Mg含量的变化进行了系统地计算.计算结果表明：随着Mg含量的不断增加,纤锌矿Zn1xMgxO合金的平均晶格常数变化不遵循Vergard定律;合金的禁带宽度随着Mg含量增加满足二次函数关系Eg=3.43＋2.24x＋0.68x2,与实验结果一致,不同掺杂原子构型禁带宽度的差异是纤锌矿Zn1-xMgxO合金中发光光谱宽化的重要原因;对比分析纤锌矿、闪锌矿和熔岩矿三种相结构的Zn1-xMgxO合金形成焓的计算结果发现,当Mg掺杂比例为37.5%时,Zn1-xMgxO合金由纤锌矿向熔岩矿结构转变;闪锌矿Zn1-xMgxO合金形成焓始终低于纤锌矿,在特殊的条件下,可以形成闪锌矿Zn1-xMgxO合金相.     

TC4钛合金与无氧铜、可伐合金真空钎焊工艺研究

针对红外探测器杜瓦冷指的设计,应选取具有较高屈服强度、较低热导率和较低密度的材料,以提高红外探测器杜瓦的可靠性。考虑到红外探测器封装的其他结构需求,TC4钛合金与无氧铜、可伐等金属之间的焊接一般不太容易实现,试验中采用真空钎焊作为焊接手段,选取Ti-Ni-Zr-Cu钎料,对TC4钛合金与无氧铜、可伐合金的真空钎焊焊接试验结果进行比较分析,得出TC4钛合金与无氧铜、可伐合金钎焊后检漏漏率优于10^-11 torr.l/s,焊缝抗拉强度都达到150 MPa以上。     

机械合金化法制备Cu-Ti-Zr基非晶合金

采用机械合金化法成功制备Cu40Ti60-xZr(x=0,10,30,50)非晶合金.研究Cu-Ti-Zr合金粉末由晶态向非晶态转变过程中的组织结构变化,探讨非晶合金的形成机制,以及非晶合金的热稳定性和晶化产物.结果表明,非晶合金直接从初始元素得到,在反应过程中没有金属间化合物出现,非晶化过程可以由间隙扩散模型来解释.Cu40TixZry非晶粉末的DSC分析表明,随着Ti含量的降低和Zr含量的升高,非晶粉末的晶化温度Tx逐渐升高,对非晶粉末在相应的Tx温度附近退火15min后发现,Cu40Ti30Zr30合金没有析出相,Cu40Ti1Zr50析出了Zr2Cu,Cu4Ti和少量的一些未知相.     

Optimization of mechanical properties of Sn-3.8Ag-0.7Cu alloys by the additions of Bi,In and Ti

Bi, In and Ti were added to Sn-3.8Ag-0.7Cu (SAC387) solder alloy to optimize the mechanical performance. The alloying effects of Bi, In and Ti on the microstructure, thermal and mechanical properties of SAC387 based solder alloys were investigated. The results demonstrate that adding 3.5 ?wt % of Bi could refine the microstructure, optimize the thermal properties, and improve the tensile strength. Meanwhile, the ductility of the solder alloys reduced evidently. Adding 2.8 ?wt % of In into SAC387–3.5 ?wt %Bi alloy could increase both the strength and ductility, which is attributed to the beneficial effect of In addition, as adding In could improve the solubility of Bi in the β-Sn matrix. Meanwhile, the melting point was reduced, and the wettability improved with the addition of In. Introducing amounts of Ti into SAC387–3.5 ?wt % Bi-2.8 ?wt % In alloy could further increase the strength. However, the ductility was significantly reduced when 0.8 ?wt % of Ti was added due to the formation of the coarse Ti₂Sn₃ phase. The undercooling was remarkably reduced with the addition of Ti. The nanoindentation tests demonstrate that the hardness increased mainly due to the hardening effect of the Bi addition. Among all the samples prepared, alloy SAC387–3.5 ?wt % Bi exhibited the highest creep resistance at the ambient temperature. Further adding In and Ti into SAC387–3.5 ?wt % Bi alloys reduced the creep resistance of the solder alloys. The mechanism associated with the different mechanical responses is also discussed in this study.