关于建立材料制造体系的几个观点

 温家宝总理指出：“必须加快微电子和光电子材料和器件、新型功能材料、高性能结构材料、纳米材料和器件等领域的科技攻关,尽快形成具有世界先进水平的新材料与智能绿色制造体系。”这个体系必须有材料知识体系的支撑。要同步建立材料知识体系,就不得不研究有关的问题,诸如：材料科技的新特点;材料制造在材料科学全局中的地位和作用;材料科技的经典与前沿;基础研究、研发、产业化与知识经济之间的关系以及人才培养等。     

相图在复合材料和表面处理中的应用

本文通过对三元相图及扩散通道的分析,来探讨在进行表面处理时及用扩散法制备复合材料的过程中,中间层各相的形成过程及演化过程.拟讨论的问题是:已知基体金属及表层合金材料的成分,在给定温度下互相扩散,中间会生成什么相;这些相如何随热处理时间而消长;为获得某些具有特殊性能的相,或为避免某些有害相的出现,应如何选择扩散元材料及有关工艺参数等.     

Gd-Ni二元相图计算

采用CALPHAD技术优化计算了Gd－Ni二元相图．液相用Redlich－Kister多项式次规则溶液模型描述，端际固溶体β－Gd，α－Gd，α－Ni分别处理为纯组元bccGd，hcpGd，fccNi．采用热力学评估了如下9个定比化合物：Gd3Ni（1006．39K，包晶分解），Gd3Ni2（941．07K，包晶分解），GdNi（1553．15K，同成分熔化），GdNi2（1280．10K，包晶分解），GdNi3（137．99K，包晶分解），Gd2Ni7（1474．28K，包晶分解），GdNi4（1544．44K，包晶分解），GdNi5（1753．15K，同成分熔化）和Gd2Ni17（1553．82K，包晶分解）；热力学计算了3个共晶反应：Gd3Ni－Gd3Ni2（904．97K，31．53％Ni，原子分数，下同），GdNi－GdNi2（1232．60K，57．06％Ni）和Gd2Ni17－Ni（1521．08K，96．24％Ni）．计算结果与相图大部分实验结果在实验误差范围内相吻合．     

Cu-Zn-Al合金马氏体在稳定化过程中的反常浮凸

利用电阻温度曲线测量、记忆效应测量、金相观察、Ｘ射线衍射等方法研究了Ｃｕ－１４．５％Ｚｎ－７．１％Ａｌ合金热弹性马氏体稳定化过程．发现在马氏体稳定化过程中除马氏体晶格常数ａ与ｃ增大，ｂ减小，ａ／ｂ→０．８６６，β→９０°外，尚存在马氏体浮凸、逆向记忆效应及马氏体电阻增大等现象．根据马氏体相变晶体学对上述现象进行了分析，认为马氏体稳定化是一个类似于贝氏体转变的扩散型切变转变，它可看成是β１→Ｍ转变的继续．     

状态图与状态函数——如何选择相图坐标

每一个相图均有一状态函数与之对应,状态函数的自变量即相图的坐标变量．在相图计算过程中,判断一个图是不是相图的最可靠办法是看能不能推导出一个与之相应的状态函数．将一相图坐标换成对应状态函数中与之成对的另一状态变量,所得的图仍是相图;同一容量性质与强度性质对的两变量不能同时作为相图坐标;在相图坐标中的所有容量性质所针对的对象必须相同,而且强度性质坐标的选法必须与容量坐标的选法相对应．并以铅锡相图为例进行了说明     

Nb-Ti-Si 三元系相平衡的热力学计算

采用相图计算（Ｃａｌｐｈａｄ）技术,选用Ｍｕｇｇｉａｎｕ外推模型从３个边界二元系外推计算了Ｎｂ－Ｔｉ－Ｓｉ三元相图．二元化合物Ｔｉ３Ｓｉ和Ｎｂ３Ｓｉ同为Ｔｉ３Ｐ晶型结构,被处理为一个线性化合物,用（Ｎｂ,Ｔｉ）３Ｓｉ亚点阵模型来描述．计算结果能描述现有的大部分实验数据．计算的液相面投影图显示该三元系中存在７个四相液相反应和９个初晶区;此外,还计算了３个不同温度下的等温截面．计算结果对该合金相图的进一步实验测定和合金设计提供了参考依据．     

多元超合金热力学计算软件系统

本文设计了多元超合金中液相,fcc,bcc和hcp四种溶体相的摩尔自由能及其活度的软件系统,其中包括一个复盖18种元素的二元合金热力学数据库。使用时,用户只要输入合金相的成分,相结构和温度,即可得到所需的计算结果。     

Cu－Zn－Al合金中马氏体的有序化

利用Ｘ－射线衍射方法研究了４种不同淬火速度的Ｃｕ－１８Ｚｎ－１４Ａｌ合金马氏体结构及其有序化状态。随淬火速度的减慢．该合金次近邻（ｎｎｎ）有序度增强．而近邻（ｎｎ）有序度基本不变，其（１２Ｌ）与（２０Ｌ），（０４Ｌ）与（３２Ｌ或３２Ｌ）衍射峰对的分裂参数ρ＝｜ｓｉｎ２θ１－ｓｉｎ２θ２｜及单斜角β也变化甚微。此外，还根据该台金的晶体结构模型对其有序化状态进行了分析计算，认为ｎｎｎ有序增强时仅是Ｚｎ、Ａｌ原子沿ｂ轴发生交换．其对晶体对称性和晶格常数影响甚数．     

铅对 2212 相熔化分解的影响

用ＤＴＡ，ＸＲＤ和ＥＰＭＡ测试手段研究了含Ｐｂ量对Ｂｉ系氧化物中２２１２超导相熔化分解的影响．结果表明，２２１２相的熔点随Ｐｂ替代量的升高而降低，其峰值熔化温度从不含Ｐｂ时的８８０．９℃降至８７２．２℃，但２２１２相均歧化熔化为液相和（Ｓｒ，Ｃａ）ＣｕＯ２．该铜酸物中Ｓｒ和Ｃａ原子比约为１１     

Al-Dy,Dy-Zr和Al-Dy-Zr体系的热力学优化

与Al3Sc类似,Al30Dy7Zr3化合物也具有L12结构,有望利用其来提高Al合金的高温强度.因此,了解Al-Dy-Zr体系富Al角的相关系极为重要.本文将C15_Laves相处理成计量比化合物,重新优化了Al-Dy二元相图;采用包含16个原子的特别准随机结构(SQS_16)来模拟Dy1-xZrx(x=0.25,0.5,0.75)hcp_A3固溶体,通过第一原理方法计算了其0 K下的混合焓.根据该计算结果以及文献中评估的相图对Dy-Zr二元系进行了热力学优化;最后,结合3个边界二元系的热力学描述,将第一原理计算与相图计算(CALPHAD)方法相耦合优化了Al-Dy-Zr三元系富Al角相图.计算的相关系数与实验结果符合得很好,证明该热力学描述是合理的.