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.     

(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．     

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。     

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.     

NiTiZrAlCuSiB块体非晶合金等温晶化动力学

利用铜模铸造法制备了Ni42Cu5Ti20Zr21Al8Si3.5B0.5块体非晶合金,采用示差扫描量热计（DSC）对此块体非晶合金的等温晶化动力学进行了研究。应用函数z（φ）证明了JMA模型能够用于描述所研究的Ni基非晶合金的等温晶化动力学。结果表明：该合金的等温晶化行为始于一维界面控制地形核及长大,等温晶化的主要阶段为Avrami指数大于3.0的三维形核及长大过程。等温局部晶化激活能Um0.50为561.95kJ/mol,表明该Ni基非晶合金具有很高的热稳定性。     

聚焦光束粉末堆焊层的凝固组织形貌及其形成机理

研制了由光束发生器、聚焦系统、旋转气流送粉器、工作台组成的聚焦光束堆焊系统。堆焊层中凝固组织形态以及树枝晶生长方向取决于熔池凝固过程中的传热过程。45钢表面的Ni基合金堆焊层的微观组织呈现树枝晶形态,树枝晶沿堆焊方向前倾生长,堆焊层金属与母材金属间形成平面晶带,平面晶带依附于母材半熔化区联生结晶长大。     

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·     

钍铀循环专用核数据库CENDL-TMSR

钍基熔盐堆核能系统(TMSR)为第四代先进核能系统,需要更先进、更可靠的物理设计,而核数据的可靠性对于核设计精度有着至关重要的影响.受中国科学院上海应用物理研究所委托,中国核数据中心研制了钍铀循环专用核数据库CENDL-TMSR,包括微观评价核数据库和宏观参数库,以用于钍基熔盐实验堆的临界计算以及屏蔽设计.为验证钍铀循环专用核数据库的可靠性与适用性,对该库进行了临界基准检验与屏蔽基准检验.临界检验结果表明,绝大部分基准装置的keff计算值与实验值的相对误差都在0.5%之内,表明该数据库是可靠的,可用于钍基熔盐实验堆的物理设计.屏蔽计算结果与实验数据基本吻合,整体性能优于其他评价核数据库.     

熔盐电脱氧法制备金属及合金进展

在分析熔盐电脱氧法制备金属及合金的工艺原理、特点的基础上,对其国内外进展进行了评述,用此方法制备金属及合金是一种很有前途的绿色冶金新技术。     

电子枪加热三元合金熔池的数值分析

为了提高难挥发金属的蒸发速率,用数值方法研究了两种溶质对三元合金熔池中溶剂金属蒸发速率的影响。通过对电子枪加热三元合金熔池流体力学方程组的有限差分法求解,获得了熔池的流场、温度场和浓度场分布及溶剂金属的蒸发速率。计算结果表明:通过适当选择两种溶质金属的参杂浓度,使Reynolds数、Prandtl数及导热率减小,可以提高溶剂金属的蒸发速率;并且在三元合金熔池中获得的溶剂金属最大蒸发速率可以高于相应的二元合金熔池中溶剂金属的最大蒸发速率,也高于纯溶剂金属熔池的蒸发速率。