准晶态的获得与显微结构

准晶态是一种具有准周期结构,但没有平移对称性的新物质态,它具有明显的长程二十面体对称性和有序性,并存在晶体结构析不允许出观的五次对称轴。准晶态是近两年才出现的新材料,它引起了国内外科学界的关注。本文介绍了准晶样品Al_6Fe,Al_6Cr的制备,并介绍了用德拜法摄制衍射谱,但所摄谱线很弱。在实验允许的误差范围和所用仪器精确度范围内,Al_6Cr和Al_6Cr准晶的驰豫没有被观测到。最后对实验结果作了讨论:①准晶态的晶化过程是一个随温度升高而发生不连续质变的过程。②日前发现的准晶物质,都是铝同第四周期的过渡族元素构成合金。③准晶态是正常相急骤冷却,在某些区域产生过度密集和畸变而形成,只能在正常相和二十面体的混合相中才可能看到准晶的存在。④各种准晶在晶化时,晶化温度是不相同的。⑤冷却速度必须大到一定程度,但又不能太大,否则不能制得令人满意的准晶。⑥准晶的密度和各种不同的材料是密切相关的。⑦准晶物质脆性极大,硬度不太高,从热学性质来说晶化温度也较低,并且它很难同正常相分离开来。     

立方准晶材料平面轴对称问题研究

为了分析立方准晶材料轴对称问题的应力和变形情况,首先从立方准晶材料的基本方程出发,获得声子场和相位子场的位移平衡方程,通过求解微分方程获得立方准晶材料平面轴对称位移的通解,再利用本构关系,获得立方准晶材料内的应力分布,最后利用通解和界面连续的边界条件,获得准晶材料圆筒置入无限大弹性体内的位移和应力状态,从而获得准晶材料对结构的影响：相同弹性常数情况下,准晶材料的刚度有所降低,抵抗变形能力变弱。     

准周期光子晶体的态密度

本文研究了准晶光子晶体的局域态密度和全态密度.结果表明,准晶光子晶体的局域态密度分布具有和准晶光子晶体完全相同的对称性,带隙内光子晶体中的态密度很小,不同的准晶光子晶体的局域态密度随介电材料的占空比的变化是不同的,这对构造准晶光子晶体是非常重要的.准晶光子晶体的全态密度所显示的带隙和透过率显示的带隙的一致性表明准晶光子晶体在某种程度上是各向同性的.     

准晶材料断裂力学复变函数方法的发展及其应用

对准晶材料断裂力学复变函数方法的发展进行了简要介绍,并采用复变函数方法研究了含螺型位错的立方准晶压电材料的断裂问题。基于立方准晶压电材料反平面弹性问题的基本方程,获得了控制方程,并给出控制方程一般解的复变函数表示。在此基础上,结合位错边界条件,获得了声子场和相位子场位移与应力的解析表达式,为立方准晶压电材料的应用奠定了理论基础。     

十次对称二维准晶矩形板面内非线性分布载荷下的弹性力学问题

采用微分求积法研究余弦分布载荷作用下十次对称二维准晶板的弹性力学问题。首先发展了十次对称二维准晶板的微分求积法,在此基础上结合边界条件,获得十次对称二维准晶板的位移和应力,并讨论材料尺寸参数的影响,为十次对称二维准晶板的应用提供了理论参考。     

大块准晶材料的制备

给出了一种大块准晶材料的制取方法,并且对所得材料的性能进行了研究。采用快速凝固制取几乎完全为二十面体相的准晶粉末,通过爆炸成形得到大块准晶材料。研究结果表明,在Al-Mn,Al-Cr和Al-Mn-Cr合金系列中,调整合金成分和冷却速度能够制得几乎完全为二十面体相的Al_(77.5)Mn_(22.5),Al_(82)Cr_(18)和Al_(78)Mn_(18)Cr_4准晶粉末,经爆炸成形后,所得的大块准晶材料仍然保持其二十面体相结构。     

准晶研究及进展

准晶,这一名词对当今的固体物理乃至凝聚态物理界也许不太陌生了,但六年前准晶的发现,却使传统的晶体学和与此有关的固体物理学受到了一次强烈的震憾和挑战!难怪当时有人惊呼“晶体学规律已瓦解”。一时间,国际上许多报刊都竞相报道这一科学新闻。短短几年内,就此研究发表的学术论文就达千余篇;涉足此研究的有物理、化学、数学、材料科学家,有诺贝尔奖获得者,也有刚刚步入科研领域的新兵……。为什么准晶的发现对传统的晶体学规律会有如此强烈的冲击呢?这要从准晶本身的结构特征谈起。近百年来,人们对世界上成千上万种晶体进行了大量的研究。最初人们是用眼睛对晶体的几何外形进行观察研究,后来发展到用光学显微镜进行细微结构的研究,通过这些研究,使人们认识     

三维二十面体准晶材料的运动裂纹问题

采用Bak准晶弹性动力学模型,研究三维二十面体准晶材料的运动裂纹问题.将Stroh公式推广到准晶材料动力学问题中,给出了应力和位移一般解的表达式.讨论了裂纹传播速度对声子场环向应力和相位子场环向应力的影响,结果表明,裂纹传播速度越大,对声子场和相位子场环向应力的影响越大.     

准晶颗粒增强的Al基复合材料的热膨胀性能

调查研究了 3种准晶合金铸态Al65Cu2 0 Cr15、急冷态Al65Cu2 0 Cr15和铸态Al65Cu2 0 Fe15颗粒增强的铝基复合材料从室温到 5 0 0℃的热膨胀系数 ,结果表明准晶合金颗粒增强的复合材料的热膨胀系数显著低于基体材料纯铝 .且Al-Cu -Cr系准晶合金颗粒增强的铝基复合材料的热膨胀系数比Al-Cu -Fe系低 .通过理论估算 ,准晶合金具有负的热膨胀系数 ,Al-Cu -Cr系准晶合金的热膨胀系数比Al-Cu -Fe系低 .在Al -Cu -Cr系 ,准晶含量越高 ,其热膨胀系数越低     

新型电镜片的研制

随着电子显微镜在科学研究中的广泛使用,对它的照相记录材料(简称电镜片)的性能、质量、品种和数量等方面都提出了新的要求,国内现有的一些感光材料难以满足。我们通过多年来对卤化银晶型的研究,已制得了晶型规则、大小均匀、具有一定尺寸和照相性能的单     

急冷Al-Mn合金中准晶相的形态和化学组成

使用透射式电子显微镜(TEM)观察了Al-12Mn和Al-10Mn-2Fe合金中准晶相的显微形态,选区电子衍射(SAD)做结构分析,用TEM的能谱附件(EDXS)分析准晶相的化学成分。结果表明,典型的准晶相具有菊花状形态,其当量组成非常接近Al_4Mn,准晶相的形态表明它的形成长大机制可能介于非晶和晶体之间;而且,铁的加入促进了合金中准晶相的形成。     

Al-Cu-Fe系合金准晶稳定性的研究

利用扫描电镜、X-射线衍射分析及示差热分析(DTA)方法对用单辊法获得的Al-Cu-Fe系合金准晶的热稳定性进行了研究,并探讨了Al-Cu-Fe系中以Cr代Fe对准晶稳定性的影响。发现在所研究的成分范围内,Al-Cu-Fe系合金准晶的晶化温度与成分有关。当Al含量一定时,晶化温度随Cu/Fe比降低而升高;当Fe含量一定时,晶化温度随Al/Cu比降低而升高;Cu含量一定时,晶化温度基本不变。准晶晶化激活能随Cu含量减少、Fe含量增加而降低。以等量Cr替代Fe,合金准晶晶化温度升高,晶化激活能增加,准晶热稳定性大大提高。     

急冷Al_(86)Mn_(14)合金准晶相晶化的研究

1 引言近几年发现的急冷Al-Mn合金中的准晶态是一种热力学亚稳态,加热时,会向自由能较低的晶态转变。准晶态的晶化行为,与其成份和结构的短程序及长程序密切相关。有关二十面体准晶相(I相)晶化的工作已有一些报道,我们用差示扫描量热法(DSC)、X光衍射和原位加热电镜观察等技术对急冷Al_(86)Mn_(14)合金中准晶态的晶化进行了研究,得到了一些新的结果,并依此作初步的讨论。     

一维六方准晶压电材料中Ⅲ型椭圆孔口带不对称裂纹的解析解

用复变函数方法和保角变换研究准晶压电材料中椭圆带不对称裂纹的Ⅲ型问题.根据压电准晶材料的基本方程,利用点群的对称性,导出一维六方准晶压电材料反平面问题的控制方程,并利用Cauchy积分公式,得到在电不可通边界下的裂纹尖端场的强度因子和机械能释放率的解析表达式.     

八次对称软物质准晶及其弹性-/流体-动力学分析

以软物质准晶弹性理论为基础,研究八次对称软物质准晶的流体动力学.不同于固体准晶的元激发只有声子和相位子,除此之外,软物质准晶又引入了流体声子.将固体物理中朗道的流体理论进行推广应用到软物质准晶,得到八次软物质准晶的动力学方程.采用有限差分法得到较理想的数值解,验证了关于八次对称软物质准晶的动力学波传播特性,这与固体准晶有很大的差异.     

Al-Mn-Si系合金准晶的研究

本文系统研究了Al-Mn-Si系合金中准晶的形成规律和稳定性。准晶I相在Al20Mn6Si合金附近还为最佳成分区,该区合金成分的准晶I相形成能力最大,稳定性最强。而准晶I相在Al20Mn15Si合金附近,形成能力最小,稳定性最弱。通过对准晶I相晶化温度的分析指出,α(Al)相能降低准晶I相的稳定性。准晶I相存在类似非晶态的驰豫现象,驰豫之后稳定性提高。本文还给出了部分合金准晶I相晶化激活能数据。     

含圆孔有限八次对称二维准晶的边界元分析

利用推广的Stroh方法，得到含有圆孔无限八次对称二维准晶材料的格林函数。进一步采用半解析半数值的边界元方法，获得在均匀边界加载作用下，有限八次对称二维准晶体内的圆形孔口所引起的应力解答，并分析半径尺寸以及不同加载情况对圆孔边应力的影响。     

Al—Cu—Fe—B准晶材料断裂韧性的评估

采用(Vickers)压痕试验法来测试评估准晶Al59Cu25.5Fe12.5B3的断裂韧性.根据维氏压痕的断面轮廓、径向裂纹尺寸和相关的计算表达式,测试了显微硬度Hv和裂纹萌生的临界载荷值,评估了该准晶材料的杨氏弹性模量E和断裂韧性.结果表明该准晶材料的杨氏模量为108.5GPa,断裂韧性约1.34MPa*m-1/2.对于维氏压头而言,裂纹萌生的临界载荷值在250mN～500mN的范围.此外,运用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)观察了裂纹萌生和裂纹扩展的表面形貌.     

Al63-xCu25Fe12Yx稀土准晶组织性能研究

研究了在雾化制备Al63-xCu25Fe12Yx稀土准晶粉末,结果表明制备的准晶粉末细小且近似球形,添加少量稀土的准晶粉末更细小;850 ℃×4小时热压后准晶中除少量Y的稀土化合物相外,基本上是准晶相;添加少量的稀土后,准晶的硬度和耐磨性均有一定程度提高.     

机械合金化的研究进展

机械合金化(MA),作为制备合金粉末的一种高新技术,使过去用传统熔炼工艺难以实现的某些物质的合金化和远离热力学平衡的准稳态、非平衡态及新物质的合成成为可能.MA技术引起了材料科学界的广泛关注.综述了近年来机械合金化在理论模型和固态反应方面的研究情况,详细介绍了MA技术在制备弥散强化合金、金属间化合物、功能材料和亚稳材料(包括非晶、准晶、过饱和固溶体、纳米晶等)中的应用进展,展望了机械合金化的发展趋势.