机械合金化诱导Zr_2Ni-Fe_3Al微观结构的演化

以Zr2Ni二元合金作为基体,金属间化合物Fe3Al为掺杂相,利用机械合金化法,经XRD、DTA、SEM和TEM等测试,研究Fe3Al掺杂及球磨时间对合金粉末显微结构演化行为的影响。结果表明,Fe3Al掺杂降低非晶合金的热稳定性,简化晶化模式,由三步或两步晶化简化为一步晶化,明显影响Zr2Ni非晶合金的晶化行为,Fe3Al相在球磨过程中以单一质点的存在形式发挥掺杂作用,显著增强非晶基体的局部原子密排度。     

Al80Ni15-xY2Zr3Cux合金的非晶形成能力及其热稳定性分析

用单辊旋淬法制备了Al80Ni15-xY2Zr3Cux (x=1、3、4、6、7、9)铝基非晶条带,通过XRD和DSC等测试手段研究了合金体系的非晶形成能力和热稳定性.研究结果表明,该合金体系均具有一定的非晶形成能力,不同w(Cu)的体系的非晶形成能力和热稳定性有较大的差别,组分原子的相互匹配对合金体系的非晶形成能力起重要作用.当x=4时,体系具有最强的非晶形成能力,可形成完全非晶,其初始晶化温度为281.3 ℃.适当的w(Cu)的添加可提高体系的非晶形成能力,但过量铜会促使晶化相(如α-Al相)析出,随w(Cu)的增加,体系的热稳定性逐渐降低,体系的非晶形成能力与热稳定性不是同步变化的,是由不同的机理所决定.     

Ni-Fe-Zr-Si-B非晶合金的形成和热稳定性研究

通过旋铸急冷工艺在真空中制备出了(Ni0.75Fe0.25)78-xZrxSi10B12(x=1、3、5、8、10)合金带材,获得了镍基非晶合金.采用XRD、DTA等测试手段分析了该工艺制备的合金非晶条带,研究了Zr对该合金体系的非晶形成能力和热稳定性的影响.X射线衍射分析表明,该合金体系皆为完全非晶.Diamond TG/DAT差热分析仪对非晶薄带的热稳定性及其相关参数Tg、Tx、Tm等的测量分析表明,该合金系中(Ni0.75Fe0.25)70Zr8Si10B12的过冷液相区温度范围ΔTx达58.62 K,约化玻璃转变温度trg约为0.666,表明该合金具有较高的非晶形成能力和热稳定性.当Zr原子分数较小(x≤8)时,Zr的添加提高Tg、Tx,并扩大过冷液相区ΔTx,使合金的非晶形成能力和热稳定性增加;Zr原子分数较大(x>8)时,Zr的添加诱导富Zr-Ni和Zr-Fe的原子团的形成,这些原子团会成为均质形核的核心,降低合金的非晶形成能力和热稳定性.     

铈基非晶合金的形成机理研究取得新进展

近日，物理所汪卫华小组和美国North Carolina大学WuYue研究小组合作，采用核磁共振NMR27A1方法系统研究了微量元素Co掺杂对Ce基非晶形成能力的影响。研究结果证明铈基非晶材料是由Al为中心的二十面体cluster密堆组成的，这些cluster的几何对称性对非晶形成能力有重要影响。微量元素Co掺杂对Ce基非晶形成能力的影响与Al原子所在位置的对称性Co掺杂影响而显著改变相关联，     

Dy对Nd_(60)Fe_(30)Al_(10)磁性能的影响

通过X射线衍射仪、差热扫描量热仪和振动样品磁强计研究Dy对Nd-Fe-Al非晶合金的热稳定性及磁性能的影响.结果表明,加入Dy可提高非晶合金的热稳定性,(Nd1-xDyx)60Fe30Al10(x=0,0.1,0.2)非晶合金的剩磁随Dy质量分数的增加呈单调下降趋势,矫顽力随Dy质量分数的增加而增加.Nd-Fe-Al非晶合金的矫顽力来源于稀土元素较大的磁晶各向异性场.     

Fe对Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)非晶形成能力及力学性能的影响

为了进一步提高锆基大块非晶合金的玻璃形成能力及力学性能,采用铜模吹铸法制备了(Zr0.55Al0.10Ni0.05Cu0.30)100-XFeX(X=1,5,10)系列合金,通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)以及压缩实验和SEM进行材料分析。研究表明:微量Fe有助于改善非晶合金在压缩变形时剪切带内的应力分布,提高材料的综合性能,当Fe添加量为1%时,塑性应变εp达到5.9%,强度达到1.89GPa,同时,随着Fe添加量的增加,过冷温度区间△Tx减小,热稳定性减小,非晶形成能力降低。     

La2O3掺杂对非晶碳薄膜的表面润湿性及血液相容性的影响

采用射频磁控溅射技术制备非晶碳薄膜和La2O3掺杂的非晶碳薄膜.利用扫描电子显微镜＼光电子能谱等方法对薄膜的结构进行了分析,采用血小板黏附实验评价薄膜的抗凝血性能.结果表明:非晶碳薄膜抗凝血性能的提高与其表面润湿性的变化密切相关,通过掺杂La2O3提高了非晶碳薄膜表面对血液蛋白的选择性吸附,使薄膜的血液相容性得到优化.分析了La2O3对材料血容性能的影响机制.     

高熵非晶合金研究进展

高熵非晶合金是兼具高熵合金多主元的成分特征和非晶合金长程无序的原子结构堆垛特性的一种新型无序合金.由于其独特的成分和结构特征,高熵非晶合金显示出一系列独特的物理、化学和力学性能.本文简要回顾了高熵非晶合金当前的研究进展,提出高熵非晶合金领域目前仍需解决的科学问题.熵对高熵非晶合金形成的影响:高熵非晶合金具有高混合熵的特点,依据"混乱法则",高熵效应有利于非晶结构的形成,但是研究发现高熵非晶合金相对于同体系的传统非晶合金具有较差的玻璃形成能力.高熵非晶合金的热稳定性与纳米晶化行为:高熵非晶合金具有异常缓慢的纳米晶化动力学,有望通过高熵非晶合金部分晶化制备新型高熵块体纳米结构材料.高熵非晶合金高的热稳定性与较低非晶形成能力之间的异常关系.最后对高熵非晶合金未来的重要研究方向提出了展望.     

Mg-Al-Cu-Y大块非晶合金的玻璃形成能力

非晶合金的初始状态多为粉末或薄条带,这就大大限制了非晶合金的许多优异性能的发挥以及在工业中的应用,因此开发研究块体非晶合金有重大的理论和应用价值.用真空吹铸法制备了直径2 mm的Mg60-xAlxCu30Y10(x=0.3、0.9、2.1)大块非晶合金棒,采用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)分别对非晶合金的结构和形成能力进行了研究.研究结果表明,x=0.3时,合金具有最高的过冷液相区(达31.22 K)及最大的热稳定性,随着w(Al)的增加,非晶合金的热稳定性和玻璃形成能力同时降低.     

等离子体表面氮掺杂对非晶碳膜场发射特性的影响

氢化非晶碳膜作为一种场致阴极电子发射材料已被广泛研究,通过对薄膜进行掺杂以提高其场发射特性已被证明是行之有效的方法之一.利用常规等离子体化学气相淀积技术制备了氢化非晶碳薄膜材料,在原位利用氮等离子体对碳膜表面进行N型掺杂.通过不同手段研究了氮表面掺杂前后非晶碳膜的微结构和化学键的变化,对表面掺杂前后的薄膜的场电子特性的测量表明,在氮表面掺杂后其场电子发射特性有了明显改善,特别是场发射的阈值电场从掺杂前的3.2 V/μm下降到掺杂后的1.0 V/μm.初步实验分析表明:由于氮表面掺杂后,在碳膜表面形成N-H键,从而导致碳膜表面的有效功函数降低使场电子发射特性得以提高.     

Dy对Nd60Fe30Al10磁性能的影响

通过X射线衍射仪、 差热扫描量热仪和振动样品磁强计研究Dy对Nd-Fe-Al非晶合金的热稳定性及磁性能的影响. 结果表明, 加入Dy可提高非晶合金的热稳定性, (Nd_1-xDy_x)₆₀Fe₃₀Al₁₀（x=0,0.1,0.2）非晶合金的剩磁随Dy质量分数的增加呈单调下降趋势, 矫顽力随Dy质量分数的增加而增加. Nd\|Fe\|Al非晶合金的矫顽力来源于稀土元素较大的磁晶各向异性场.      

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.     

快速凝固Al85Ni8Zr3Cu2Y2非晶材料的形成及热稳定性分析

采用旋铸急冷工艺分别在大气和真空环境中获得了Al85Ni10Zr5和Al85Ni8Zr3Cu2Y2韧性非晶合金带材,利用X射线衍射和示差扫描量热仪(DSC)对条带的显微结构及热稳定性进行了分析.结果表明,无论在真空还是在大气条件下,Y,Cu元素的添加都提高了Al85Ni10Zr5合金的非晶形成能力及热稳定性.研究发现,合金成分及冷却速率对非晶的形成起了重要作用,而甩带环境对Al Ni Zr合金系的非晶形成影响不大.     

Y对Fe50- x Mo14Cr15C15B6Y x非晶合金 非晶形成能力及耐腐蚀性能的影响

采用单辊法制备Fe50-xMo14Cr15C15B6Yx(x=0,2)非晶合金条带,利用X射线衍射、差热分析、透射电镜和电化学极化曲线方法对非晶合金的结构、非晶形成能力(GFA)、热稳定性、晶化过程及腐蚀行为等进行了研究和表征.结果表明:Fe50-xMo14Cr15C15B6Yx合金能够形成非晶合金,随着Y元素的添加,其非晶相含量、非晶形成能力及热稳定性显著提高.晶化处理后,析出的主要晶体相为α-Fe,Fe23B6,Cr23C6和Fe3Mo3C等.Fe50-xMo14Cr15C15B6Yx非晶合金在质量分数为3.5%NaCl水溶液中呈现出极强的耐腐蚀能力,远优于常用耐蚀不锈钢Cr18Ni9Ti,并且随着Y元素的加入,非晶合金的耐腐蚀能力进一步提高,具有更宽的钝化区间及更低的腐蚀电流密度.     

H_3PMo_(12)O_(40)掺杂氧化制备聚吡啶及其表征

采用杂多酸H3PMo12O40为氧化剂和掺杂剂,化学氧化法制备掺杂态聚吡啶.用红外光谱、扫描电镜等手段表征产物的结构和微观形貌,并研究掺杂态聚吡啶的循环伏安特性和热稳定性.结果表明,制备的掺杂态聚吡啶形貌为0.1～0.6 μm的不规则颗粒,能表现出杂多酸和掺杂态聚吡啶的电化学行为,并具有一定的热稳定性,聚吡啶在511 ℃以上分解失重.     

Zr对Al-Ni-Y-(Zr,Cu)合金系非晶形成能力及热稳定性的影响

通过Zr部分取代Al80Ni10YsCu5中的Y,获得了Al80Ni10Y5-xZrxCus（x=0、1、2、3、4）铝基非晶合金．用XRD和DSC等测试手段1分析了单辊旋淬法制备的该合金非晶条带,研究了Zr对合金体系非晶形成能力和热稳定性的影响．结果表明,x=2或x=3的合金的衍射峰较为宽化;当x从0增加到2时,合金的晶化温度增加,此后,随x的进一步增加,合金的晶化温度先降低后又有所回升．Al80Ni10Y3Zr2Cu5合金既具有相对较好的非晶形成能力,又具有较高的热稳定性．     

Y含量对Mg-Zn-Y非晶合金性能的影响

通过铜模铸造法和熔融纺丝技术合成了具有生物医学应用性能的可生物降解Mg-Zn-Y非晶合金（MGs）。在体外研究了钇（Y）含量对Mg基非晶合金的形成、热稳定性、硬度、耐腐蚀性和细胞相容性的影响。通过细胞毒性测试（MTT）、凋亡测试和细胞骨架染色测定的结果发现,Mg-Zn-Y非晶合金具有良好的生物相容性,可以作为可生物降解材料。     

摻铟氧化铕光学特性的研究

采用溶胶-凝胶制备了非晶氧化铕及摻杂铟离子的氧化铕. 利用X-射线衍射谱、光致发光谱、荧光光谱对其性质进行表征. 铕的5D0 →7FJ(J=0, 1, 2, 4, 5, 6)发射被观测到,并对加入等摩尔分数的铟离子和铕离子,600 ℃退火的样品变温光致发光谱进行了研究. 不同掺杂浓度的非晶Eu2O3在600 ℃退火时的光致发光谱均在615 nm和619 nm处出现强发射,随着掺杂浓度的提高,615 nm处发光增强,619 nm处发光减弱,峰位没有改变,其中以少量掺杂(xIn=0.01)非晶Eu2O3光致发光强度最强.     

机械合金化法制备Cu-Ti-Zr基非晶合金

采用机械合金化法成功制备Cu40Ti60-xZr(x=0,10,30,50)非晶合金.研究Cu-Ti-Zr合金粉末由晶态向非晶态转变过程中的组织结构变化,探讨非晶合金的形成机制,以及非晶合金的热稳定性和晶化产物.结果表明,非晶合金直接从初始元素得到,在反应过程中没有金属间化合物出现,非晶化过程可以由间隙扩散模型来解释.Cu40TixZry非晶粉末的DSC分析表明,随着Ti含量的降低和Zr含量的升高,非晶粉末的晶化温度Tx逐渐升高,对非晶粉末在相应的Tx温度附近退火15min后发现,Cu40Ti30Zr30合金没有析出相,Cu40Ti1Zr50析出了Zr2Cu,Cu4Ti和少量的一些未知相.     

Y对Fe-Si-B非晶合金的微观结构的影响

采用Lorentzian法和非晶计算理论,分析少量稀土Y取代Fe对Fe78Si9B13非晶合金微观结构的影响,从微观结构变化的角度对合金非晶形成能力及热稳定性的变化做出相应解释.结果表明:随着Y含量的增加,合金的第一近邻半径逐渐增大,原子排布有序度降低,非晶漫散射峰的半高宽增大;非晶合金的配位数和堆垛密度均随着Y含量的增加先增大后减小,分别从短程序和中程序的角度反映出原子密排程度随Y含量的增加先增后减,这与合金非晶形成能力和稳定性的变化趋势相一致.