热暴露过程中7050铝合金的微观组织与性能的研究

采用透射电子显微镜和拉伸实验研究了不同热暴露条件下7050-T7651铝合金微观组织和拉伸力学性能.结果表明：未经热暴露的7050-T7651铝合金中主要析出相为Guinierprestonzone（GP区）和η′相,其中η′相与基体的取向关系为[0001]η′//[11]Al,（100）η′//（110）Al.随后7050-T7651铝合金在不同温度下分别热暴露500h,随着热暴露温度的提高,合金中析出相长大越明显,晶界附近无沉淀析出带（PFZ）宽化也越明显 热暴露温度提高,合金强度下降越多.7050-T7651铝合金经过长时间热暴露后强度下降、塑性提高的主要原因是晶内主要强化相GP区和η′相的长大粗化以及晶界附近无沉淀析出带（PFZ）宽化.     

置氢改性钛合金扩散连接机理研究

利用置氢技术改善TC4钛合金的扩散连接性,优化扩散连接工艺参数。在Gleeble1500D热模拟机上,采用固态置氢技术进行了不同氢含量的置氢TC4钛合金的真空扩散连接试验;采用扫描电镜对界面孔洞弥合率和界面组织形貌进行了分析。结果表明:由于氢的扩散系数大,可显著提高置氢TC4钛合金的扩散系数,降低α+β→β相转变温度,稳定合金中β相,促进晶界扩散,提高晶界活性,使材料热加工变形得到改善;当置氢钛合金中氢的质量分数为0.25%、扩散连接温度为840℃、压力为15 MPa、保温时间为60 min时,界面结合良好,此时焊接区无扩散孔洞,钛合金基体组织仍为等轴α+β双相组织,且晶粒无明显长大。     

粘结层中的Co对热障涂层界面结合因子的影响

用固体与分子经验电子理论(EET)和改进的TFD理论的结合,计算了热障涂层不同粘结层Co含量下的陶瓷层/粘结层界面的界面结合因子,结果表明:含Co界面的最小电子密度差Δρmin比不含Co时小,Co有利于缓解界面的应力;加Co后使该界面电子密度保持连续的原子状态组数σ′比不加Co至少增加一个数量级,Co有利于使界面稳定,且从σ_equal和σ_super可知这种稳定性不会由于应力的升高受到破坏;当粘结层的表面为(110)时,加Co后电子密度ρ总是提高,有利于提高界面的结合力;当粘结层的表面为(100)和 (111)时,界面的结合力不受Co含量影响。所以,Ni基粘结层中的Co可改善热障涂层的陶瓷层/粘结层的界面结合。     

Cu-Ag合金中析出相界面结构及其对合金性能的影响

采用真空感应熔炼法制备Cu-6%Ag和Cu-24%Ag,并进行退火和时效处理,观察了合金中析出相与基体的位向关系及界面结构,分析了析出相对合金强化和导电特性的影响. 析出相与Cu基体之间具有(100)Cu∥(100)Ag及〈110〉Cu∥〈110〉Ag位向关系,存在半共格界面,在(111)面上平均每隔9个晶面间距出现一个刃型位错以协调点阵错配. 析出相与Cu基体这种特定的位向关系及界面结构能有效地阻碍基体中位错的运动,在产生析出相强化作用的同时几乎不影响合金的电传导行为. 随Cu-6%Ag时效时间的延长,析出相数量增多,合金硬度显著上升而电阻率持续下降. 时效过程中析出相数量、形态及界面结构是导致合金力学和电学性能变化的主要原因.     

用SAXS研究1420合金时效-回归-再时效析出δ＇相

应用小角x射线散射（SAXS）技术研究1420合金时效-回归-再时效析出δ＇相的行为。结果表明,再时效处理5h后析出的δ＇相与基体问存在明显的过渡界面层,再时效48h后过渡界面层消失,时效80h和再时效80h析出δ＇相的回转半径分别为9.32nm和8.27nm。再时效过程中δ＇相粒子的长大速度比回归前慢,随着再时效时间的增加,粒子非均匀长大。     

用SAXS研究1420合金时效-回归-再时效析出δ′相

应用小角X射线散射(SAXS)技术研究1420合金时效-回归-再时效析出δ′相的行为. 结果表明, 再时效处理5 h后析出的δ′相与基体间存在明显的过渡界面层, 再时效48 h后过渡界面层消失, 时效80 h和再时效80 h析出δ′相的回转半径分别为9.32 nm 和8.27 nm. 再时效过程中δ′相粒子的长大速度比回归前慢, 随着再时效时间的增加, 粒子非均匀长大.      

添加Zn对5083铝合金组织和腐蚀性能的影响

通过铸锭冶金法制备5083铝合金、加0.7％Zn(质量分数)5083铝合金、β(Al3Mg2)相和τ(Mg32(Al,Zn)49)相,对添加Zn和未添加Zn的5083合金进行冷轧180℃,2h退火处理后,利用剥落腐蚀测试、极化曲线测定和透射电镜研究少量Zn对冷轧退火后5083铝合金组织和腐蚀性能的影响,并通过电化学测试研究β相、τ相与α(Al)的电化学特征.研究结果表明:退火后不含Zn的合金中杆状的β相在晶界连续分布,合金的剥落腐蚀等级为EA,腐蚀电位为-0.651V.而加入0.7％Zn的合金在相同状态下,τ相部分取代了β相,且其主要呈球状,在晶界、晶内不连续分布,合金的剥落腐蚀等级为PB,腐蚀电位为-0.54 V.加少量Zn明显提高5083合金的耐蚀性.测得β相的腐蚀电位(-1.085V)比α(Al)的腐蚀电位(-0.812 V)低,而τ相的腐蚀电位(-0.813V)与α(Al)的腐蚀电位基本相同,τ相的形成缩小第二相与铝基体的电位差,优化合金的耐腐蚀性能.     

扩散焊接条件下复合材料接合区界面行为研究

对复合材料SiCw-6061A1扩散焊接接合区基体-基体、弱吉相-基本、弱强相-增强相三种界面行为进行了探索性的研究,分析了接头微观组织及其力学性能。研究表明,在试验范围内,当焊接温度低于复合材料固相线温度时,基体-基体界面可以实现良好结合,而增强相-基体-增强相-增强相界面难以实现结合。发现在铝基复合材料SiCw-6061Al液、固两相温度区间存在一个“临界温度”,当焊接温度达到该温度时,接合区出现一定数量的液态基体金属,不仅基体-基体、增强相-基体界面可以实现较好结合,而且增强相-增强相界面将转化为增强相-基体-增强相界面,焊接接头强度达到母材强度;在此基础上首次提出“非夹层液相扩散焊接”新工艺,成功实现复合材料SiCw-6061Al扩散连接。     

Al-Cu-Mg合金时效初期的价电子结构分析

运用固体与分子经验电子理论(EET),计算了A l-Cu-Mg合金时效初期的偏聚晶胞及其GPB区的价电子结构,并从价电子结构层次分析了A l-Cu-Mg合金时效初期的各种晶胞对合金性能的影响.结果表明:在含有Cu和Mg的偏聚晶胞中,GPB区具有较强的共价键络,能够提高合金的整体强度;在含有空位的偏聚晶胞中,Mg原子的杂阶能级偏低,该晶胞易成为后续析出相的形核胚芽.     

聚丙烯反应器共混合金中增韧成分的相容性

通过对具有多分散结构的聚丙烯反应器共混合金机械性能测定、SEM和粒径分,研究了该材料中多分散乙丙共聚物(增韧相)的分散性、粒径大小及其与基体聚丙烯的相容性,以及对机械性能能的影响。结果表明:多分散乙丙共聚物在聚丙烯基体中具有很好的分散状态,分散相的平均粒径随共聚物的含量增加而增加,当含量达到34%时平均粒径仍非常小;同时发现两相界面间存在着明显的过渡层。说明具有特殊分子结构的增韧相与基体有非常好的相容性,这是导致聚丙烯反应器共混合金具有很高抗冲性的主要原因。     

稀土元素钇对NbTi50wt％超导合金塑性的改善机制

本文报道用透射电镜及x射线衍射仪研究NbTi50wt％和NbTi50wt％ 0.3wt％Y两种合金塑性的结果.实验发现,元素Y与合金中的间隙原子结合形成合化合Y_2O_3,并吸食了β相合金点阵中的间隙原子,Y的添加通过降低β相点阵中的间隙原子含量使合金基体软化,合金塑性改善,同时合金晶粒得到显著细化.     

人造金刚石金属包覆膜内γ-(FeNi)(111)与Fe3C(004)晶面上原子匹配关系与电子密度分析

用透射电子显微镜(TEM)检测了高温高压下铁基触媒合成金刚石外的金属薄膜,发现存在大量的合金相γ-(FeNi)与高碳相Fe3C,但未发现石墨与金刚石结构.γ-(FeNi)(111)晶面与Fe3C(004)晶面上的原子有对应匹配关系.应用余氏理论(EET)计算了γ-(FeNi)/Fe3C界面的共价电子分布,发现一级近似下两晶面的平均共价电子密度(简称电子密度)连续,符合程氏理论(TFDC)提出的"相邻晶面电子密度连续"的原子边界条件.分析认为,γ-(FeNi)与FeaC分别是金属薄膜中形成金刚石的催化相和过渡相.     

人造金刚石金属包覆膜内γ(FeNi)(111)与Fe3C(004)晶面上原子匹配关系与电子密度分析

用透射电子显微镜(TEM)检测了高温高压下铁基触媒合成金刚石外的金属薄膜，发现存在大量的合金相γ(FeNi)与高碳相Fe3C，但未发现石墨与金刚石结构．γ(FeNi)(111)晶面与Fe3C (004)晶面上的原子有对应匹配关系．应用余氏理论(EET)计算了γ(FeNi)/Fe3C界面的共价电子分布，发现一级近似下两晶面的平均共价电子密度(简称电子密度)连续，符合程氏理论(TFDC)提出的“相邻晶面电子密度连续”的原子边界条件．分析认为，γ(FeNi)与Fe3C分别是金属薄膜中形成金刚石的催化相和过渡相．     

金红石相TiO_2的制备及价电子结构研究

以钛酸丁酯、乙醇、硝酸、冰醋酸和去离子水为原料,采用溶胶—凝胶法合成TiO2干凝胶前驱体,将前驱体在空气氛围下在800℃进行退火处理,得到TiO2纳米粉末样品.X射线衍射和拉曼光谱表明样品的结构为金红石相TiO2.用固体与分子经验电子理论对金红石相TiO2的价电子结构进行了分析,结果表明Ti原子的杂化状态为甲种杂化的18杂阶,O原子的杂化状态为第3杂阶.金红石相TiO2的最强键在(1 10)晶面上,是由晶胞中心的Ti原子和相邻的O原子结合而成.     

预时效对T9I6工艺的2519A铝合金力学性能和组织演变的影响

研究T9I6工艺中不同预时效时间对2519A铝合金的组织及力学性能的影响。通过硬度测试、室温拉伸试验检测合金的力学性能,通过透射电子显微镜(TEM)分析合金微观组织的演变,最后通过差示扫描量热法(DSC)分析合金的析出动力学。研究结果表明:预时效时间为80 min时,合金在峰时效状态的屈服强度和抗拉强度最高,分别为491.9 MPa和513.8 MPa,继续延长预时效时间会导致合金力学性能降低。合金的力学性能受预时效阶段生成的GP区影响,GP区可以阻碍由于位错运动造成的回复,并且在后续的时效过程中为θ′相提供形核点。预时效时间为40 min时,合金内没有足够数量的GP区阻碍位错运动。而预时效时间延长导致的合金力学性能下降,可能是由于过长的预时效时间消耗了大量基体内的过饱和溶质原子,导致断续时效过程中后续生成的GP区减少。同时,θ′相的粗化也是合金力学性能下降的原因。     

Ca,Sr对AM80镁合金显微组织和高温蠕变性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和高温蠕变试验机等实验手段研究了碱土元素Ca,Sr对AM80镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:在AM80合金中复合添加0.2%Sr和0.5%~2.5%Ca,Ca、Sr元素可逐步细化合金的铸态组织,Ca原子与Al原子优先结合在晶界处生成了高熔点相Al2Ca,抑制了低熔点相-βMg17Al12的形成.AM80合金在高温蠕变过程中,-βMg17Al12相在晶界处存在连续析出和非连续析出2种形式.-βMg17Al12相非连续析出并且垂直于晶界,造成合金蠕变性能较差.当在合金中复合添加Ca,Sr后,高熔点相Al2Ca是主要的晶界强化相,替代低熔点的-βMg17Al12相,从而减少-βMg17Al12相的非连续析出,抑制了晶界滑动,改善了合金的高温蠕变性能.当Ca质量分数增加到2.5%时,合金的高温蠕变性能最优.     

Mg-(6～8)A1-0.7Si合金的组织和力学性能分析

通过金相观察、扫描电镜、X衍射分析和拉伸实验等方法,研究了Mg-(6~8)A1-0.7Si合金的铸态组织和力学性能.研究结果表明:添加了少量Sb和RE的Mg-(6~8)%A1-0.7%Si的铸态组织主要由α-Mg基体、Mg17A l12相、Mg2Si相、Mg3Sb2相和少量针状A l4Si2Mn2Y相组成,并且随着A l含量的增加,试验合金组织中的Mg17A l12相增多,共晶析出物变得更加连续.同时,力学性能的测试结果表明:A l含量变化对于试验合金抗拉强度、屈服强度和延伸率的影响呈现出不同的变化规律.     

第二相对析出强化铜合金大变形量多道次连续拉拔变形组织和性能的影响

本文以典型析出强化型Cu-0.88Cr合金为研究对象,通过大变形量多道次连续拉拔变形试验,对比研究了Cu-0.88Cr合金和纯铜拉拔过程中的抗拉强度和延伸率变化规律,揭示了第二相对铜合金组织和性能的影响。结果表明:Cu-0.88Cr合金的抗拉强度随着变形量的增大呈现先升高后降低的趋势,当应变为0.7时,抗拉强度达到最大值475MPa。纯铜抗拉强度随变形量的增加先增大后基本保持不变。当应变为4.9时抗拉强度与纯铜接近。微观组织观察表明:未变形时,第二相与铜基体界面关系为共格界面。随着变形量的增大,第二相与基体的界面关系由共格界面向非共格界面发生转变,从而导致Cu-0.88Cr合金的抗拉强度在应变大于0.7时呈下降趋势。Cu-0.88Cr合金变形过程中延伸率低于纯铜,且在开始变形后随变形量增加变化不大,分析表明第二相存在降低了延伸率,但第二相与铜基体界面关系的转变对延伸率影响不明显。     

面心立方基体内B2结构沉淀相间的界面结构

从面心立方基体的对称性出发，我们确定了该基体内固态沉淀反应所致Ｂ２结构沉淀相之间的界面取向；基于稳定界面结构应具有最低能量的考虑，提出了几种可能的沉淀相间界面结构模型；实验观察表明，Ｎｉ－Ｂｅ合金中沉淀相间界面取向满足对称性要求，β／β界面结构跟自由β相的＜１１０＞｛１１２｝孪晶界面相同，但界面附近存在应变场。     

系列芳香烃在土壤中洗脱规律的分子动力学模拟

以十六烷基间二甲苯磺酸钠为表面活性剂, 分别以苯、 萘、 菲、 芘为芳香烃相, 采用全原子分子动力学模拟方法, 研究芳香烃相改变对芳香烃/水界面性质的影响, 并分析界面厚度、 界面生成能、 界面张力、 表面活性剂分子与芳香烃分子间的径向分布函数和配位数以及芳香烃相与水相的扩散系数. 结果表明: 当芳香烃相为菲时, 界面厚度、 界面生成能和配位数最大； 界面张力及芳香烃相与水相的扩散系数最小, 具有较好的增溶和相容性, 但洗脱速率最慢.