铁基非晶合金的辐照性能

铁基非晶合金由于成本低较、易制备、较好的温度稳定性等优点,并具优异的机械性能、磁性能和耐腐蚀性能而被广泛研究.并且其固有的无序结构有助于抵抗辐照导致的损伤,使得铁基非晶合金可作为抗辐照材料使用.辐照既可以试验铁基非晶合金的性能也是优化铁基非晶合金结构和性能的有效方法.本文综述了铁基非晶合金中子辐照、离子辐照和电子辐照性能的研究进展,探讨了铁基非晶合金的结构和性能与非晶合金的成分以及辐照粒子的类型、能量、注量之间的关系,以及辐照晶化的机制,为进一步促进高性能铁基非晶合金的研究提供了有价值的参考.     

Ni7Zr2非晶合金制备及其磁性能研究

采用行星式高能球磨机,通过在室温下球磨纯元素混合粉末制备出Ni7Zr2非晶合金粉末.应用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)和扫描电子显微镜(SEM)对不同球磨时间的混合粉末进行了研究.结果发现球磨时间对混合粉末的结构及颗粒形貌均存在显著影响.随着球磨时间的增加,Ni、Zr颗粒发生严重塑性变形,并且通过冷焊团聚起来,形成具有层状结构的复合颗粒.由于磨球的剧烈撞击,使得结构发生了严重的畸变,从而破坏了原有的有序结构而形成了无序结构.另外,在进一步球磨过程中,合金的晶粒不断减小,形成高体积分数的晶界,而金属粉末不断地发生塑性变形,形成了点缺陷、位错等高密度缺陷,晶格发生严重的畸变,晶体自由能也相应不断上升,最后产生了非晶转变.磁性能测量表明,该合金粉末具有较好的软磁性能.     

Ni基大块非晶合金的玻璃形成能力

计算已开发的镍基大块非晶合金玻璃形成能力的表征参数Trg、γ、δ、和φ.线性回归表明,这4个参数值与合金的临界直径Dmax之间不存在线性关系,说明它们不能很好地表征镍基非晶合金的GFA.计算镍基大块非晶合金的GFA预测参数λn和ε.结果发现,组元原子尺寸相差不大的镍基非晶合金的λn值大多集中在0.2附近.另外,Dmax与ε之间存在一定的线性关系,说明镍基大块非晶合金的临界直径Dmax与它的ε值成正比.在开发新的镍基非晶合金时,可以参考ε值来确定最佳的合金成分.     

铜基体上Ni—Nb合金层和铁基合金激光非晶化研究

用连续CO_2激光器快速扫描,使铜基体上的Ni—Nb合金层和铁基合金的表面,形成了完全的非晶态。探讨了合金结构等因素对激光形成这两种非晶态的影响,还讨论了形成非晶态的各种因素之间的关系。     

Al85 Ni10 Er5非晶合金晶化动力学效应的研究

应用Kissinger公式计算得到Al_(85)Ni_(10)Er_5非晶合金初始晶化激活能Ex为104 k J/mol.计算了Al_(85)Ni_(10)Er_5非晶合金的拓扑不稳定参数λ=0.087,说明合金是铝基纳米晶合金.Al_(85)Ni_(10)Er_5非晶合金第一放热峰的晶化体积分数与温度的关系曲线均呈"S"形,随升温速率的增加,这种"S"形曲线均向高温处移动.合金晶化第一阶段的晶化激活能Ea(x)与晶化体积分数呈线性递减趋势.此外,晶化体积分数在10%~50%阶段的激活能Ea(x)大于合金初始晶化激活能Ex,这是由于非晶合金内稳定的无序原子团簇结构有效地抑制了初生晶相长大的结果.     

Mg-Zn-Ce非晶合金力学与耐蚀性能的研究

镁合金作为生物可降解材料具有很多优势,但传统多晶镁合金腐蚀速率过快的问题限制了其更广泛的应用。与多晶镁合金相比,非晶态镁合金因具有独特的无定形结构,使其耐腐蚀能力比多晶镁合金的要好。采用铜辊甩带法制备得到了新型Mg_70−xZn₃₀Ce_x（x=2, 4, 6和8）非晶镁合金,并对其进行了力学性能和耐腐蚀性能的研究。结果表明：x为4和6时,Mg-Zn-Ce非晶合金的非晶形成能力最好;Ce的添加可以有效改善镁基非晶合金的脆性,使其弹性模量低于60 MPa,与人骨相似,从而能有效避免植入后因弹性模量过大导致的应力遮蔽效应的产生;同时,Ce的添加显著地提高了合金的耐腐蚀性,使其开路电位达到-0.2 V,腐蚀电流密度低至10^-6 A/cm²。     

Mg86.33Ni12.67Y1非晶合金的制备及其低温弛豫行为

采用单辊快速凝固技术,以4种冷却速度制备Mg86.33Ni12.67Y1非晶合金,并在Tg以下进行低温退火.利用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)及扫描电镜(SEM)研究该合金的非晶形成能力、热稳定性及低温弛豫过程中的结构特征.结果表明,该非晶合金的过冷液相区宽度△Tx和约化玻璃转变温度Trg最大值分别为41.05 K和0.517 1,且随冷却速度的提高,△Tx表现出增大趋势,说明其非晶形成能力和热稳定性逐渐提高;低温退火时随退火温度逐渐升高,其非晶漫散射峰最大强度所对应的20值逐渐增大,表明原子的邻间距逐渐减小,非晶内部发生结构弛豫,导致拓扑结构不稳定性降低.     

钛基大块非晶合金的晶化研究

利用铜模冷却法成功制备直径为12mm的棒状Ti40Zr25Cu9Ni8Be18（原子百分比）大块非晶态合金,X射线衍射（XRD）实验检验样品为完全非晶态。对样品进行差示扫描量热分析（DSC）考查样品的热稳定性,结果显示：过冷液相区宽度（Tg-Tx）、玻璃转变温度（Tg）及约化玻璃转变温度（Tg/Tm）分别为53K、617K和0．65。利用原位X射线测定了非晶样品的晶化过程,结果表明首先是亚稳相析出,最后转变为稳定相。最后利用不同加热速度（5K/min,10K/min,20K/min,40K/min）下的DSC对该非晶合金进行晶化动力学分析,获得了一些有价值的动力学参数。     

(Ni0.75Fe0.25)73Nb5Si10B12非晶合金的等温晶化与结构转变

采用旋铸急冷工艺在大气环境中制各出了（Ni0.75Fe0.25）73Nb5Si10B12非晶合金带材．X射线衍射分析表明，样品为完全非晶．采用DiamondTG／DTA差热分析仪测量了非晶薄带的热稳定性及其相关参数Tg、Tx、Tm等．在720、750、800K分别对试样进行等温退火处理，在通商纯氢气保护下保温60min利用X射线衍射分析了非晶合金等温晶化时相转变及组织转变．在720K退火，组织仅发生少量晶化，先析出γ-（Fe，Ni）固溶体相；750K时发生部分晶化，组织为γ-（Fe，Ni）固溶体、（Fe，Ni）23nB6、Ni31Si12和Nb2Ni0.16；800K时合金完全晶化，组织与750K时相同．     

哈氏合金表面脉冲电镀镍层的制备及其耐蚀性能

采用双脉冲电镀法在哈氏合金表面制备了纯镍涂层,主要研究了正向脉冲电流密度和正向周期对电镀镍层质量的影响及其耐熔盐腐蚀性能.结果表明:随着正向电流密度和正向周期的增加,镀层厚度增大,显微硬度呈先增后减的趋势.在本实验条件下,当正向电流密度为30 A/dm2、正向周期为70 ms时,镀层质量较好.哈氏合金基材和镀镍涂层的哈氏合金试样的腐蚀失重分别为0.083 7 mg/mm2和0.053 1 mg/mm2,基材经熔盐腐蚀后由于Cr元素大量流失而呈现典型的沿晶腐蚀特点,但镀镍试样经腐蚀后镀镍层仍与基材紧密结合,基体区组织未发生明显变化,优化制备的电镀纯镍涂层显著提高了哈氏合金基体的耐熔盐腐蚀性能.     

表面粗糙度对非晶态合金亚稳态小孔形核和生长的影响

用恒电位和动电位极化法研究了表面粗糙度对非晶态ＮｉＣｒＦｅＳｉＢ合金亚稳态小孔形核和生长的影响，粗糙表面显著促进亚稳态小孔的形核，在恒电位下，亚稳小孔的生长电流随时间的平方线性增长为Ｉ－Ｉ０＝ｋ（ｔ－ｔ０）２．生长速度参数ｋ和亚稳态小孔的峰值电流都服从对数正态分布。在粗糙表面上亚稳态小孔的生长速度略高，且分布范围较大。     

Fe基和Fe-Ni基非晶态合金磁学性能的研究

本文主要研究材料的成分和热处理方式对非晶态合金软磁性能的影响,并结合实验数据进行了分析。在材料成分研究方面着重分析了Fe基合金中加入适当的镍所起的作用。关于热处理方式的研究,则探索了以怎样恰当的退火温度,才能使材料性能得到有效的改善。     

Al-Mn-Ce(Ti)合金镀层的研究

在酸性氯化物熔盐体系中,应用循环伏安法研究了Ｔｉ,Ｃｅ对Ａｌ Ｍｎ合金镀层沉积过程的影响,使铝的沉积电位向正方向移动·运用Ｘ射线衍射、电化学测试仪和显微硬度计等实验手段,测试了Ｔｉ和Ｃｅ对Ａｌ Ｍｎ合金镀层结构、耐蚀性和硬度的影响·结果表明,Ｔｉ和Ｃｅ的加入,促进了Ａｌ Ｍｎ金属玻璃的形成,使含Ｍｎ量较低的单相非晶体Ａｌ Ｍｎ合金电沉积成为可能·提高了Ａｌ Ｍｎ镀层的耐蚀性和硬度,使其点蚀电位提高了１００～２００ｍｖ,镀层硬度提高到８００Ｈｖ·     

Fe元素对重水堆Zr-2.5Nb合金压力管辐照变形的作用

现行标准体系中,Fe元素作为重水堆Zr-2.5Nb合金压力管中的杂质元素,含量上限受到严格控制。对已建成重水堆用Zr-2.5Nb合金压力管材料的堆内辐照试验表明,Fe元素含量较高会降低辐照生长及辐照蠕变导致的变形应变。归因于Fe 元素对空位在α-Zr晶粒内的移动性的增强作用。空位的加速运动促进了空位<c>型位错环的形成,同时位错应力场的对称性减小了位错环的拉伸应变区。考虑到Fe元素在保障压力管堆形状稳定性方面的积极作用,在制订重水堆压力管用Zr-2.5Nb合金的技术条件时,除满足标准要求外,还应对Fe元素含量下限作出规定。     

锗酸铋晶体快中子辐照损伤及其等温时效研究

锗酸铋（BGO）晶体作为一种优良的无机闪烁体被广泛用于高能物理和γ辐射探测技术中，这必然涉及辐照损伤的问题。该文试图对锗酸铋晶体的辐射损伤形成机理予以描述，对其进行两种不同剂量的14MeV快中子辐照和室温等温时效以及高温退火处理，将辐照前后的BGO闪烁体作为探头，测定其本底谱和^137Cs的γ能谱。通过分析BGO闪烁体的峰总比、能量分辨率及道漂等变化，来揭示BGO快中子辐照损伤的形成和退火回复机制。     

非晶态合金材料磁化特性及其应用的研究

描述了非晶态合金材料的电磁感应效应并推出反映被测磁场变化的输出电压关系式．论述了非晶态合金磁芯材料的磁化特性曲线,分析了磁化曲线的非线性特征形式、非线性区间宽度、磁芯磁化工作点与传感器灵敏度、线性输出特性、稳定性之间的关系．在此基础上介绍了脉冲感应型磁场传感器的检测原理,并给出了部分实验结果。     

添加元素对Mg-基非晶合金非晶形成能力和热稳定性的影响

研究Mg₆₀Ni₂₅Gd_15-xNd_x（x=0,7.5,15）和(Mg₆₀Ni₂₅Gd₁₅)_100-xM_x(M=Fe或Co)（x=0,3,5）非晶态合金快淬甩带样品的非晶形成能力(GFA)及热稳定性随成分的变化关系. 结果表明, 用Nd替代Gd可提高Mg₆₀Ni₂₅Gd_15-xNd_x（x=0,7.5,15）合金的GFA和热稳定性, Fe或Co与主元素间的正混合热降低了(Mg₆₀Ni₂₅Gd₁₅)_100-xM_x(M=Fe或Co)合金的GFA和热稳定性.      

退火对Ni74Si10B16非晶合金电阻温度特性的影响

采用DC四端电阻测试法，测试了不同退火条件下Ni74Sil0B16非晶合金223～423K温区的电阻温度特性曲线，发现：淬态与退火态非晶合金试样的电阻均随温度近线性变化，并且，随着退火时间的延长或退火温度的升高，非晶合金电阻温度系数α上升，而室温电阻率ρ0下降，基于Nagel推广的液态金属Ziman理论，本文对此结果进行了分析和讨论。