Al掺杂对Ni-Co-Mn-Sb合金马氏体相变和磁性的影响

在Ni-Co-Mn-Sb哈斯勒合金中掺杂少量Al以调节合金的磁热性质.未掺杂Al时,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(12)在50 kOe的外加磁场下,马氏体相变温度间隔ΔT_(int)=12 K,在210 K时,磁熵变ΔS_m=6. 86 J/(kg·K),制冷量RC=64. 77 J/kg.掺杂少量Al后,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(11. 5)Al_(0. 5)在50 kOe外场下,马氏体相变温度间隔ΔT_(int)=3. 5 K,在235 K时,磁熵变ΔS_m=18. 60J/(kg·K),制冷量RC=117. 95 J/kg.未掺杂Al时,10 kOe的低磁场下,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(12)的磁电阻为-11. 85%,掺杂Al后,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(11. 5)Al_(0. 5)的磁电阻为-82. 85%,合金的负磁阻效应明显增强.结果表明,适量Al元素掺杂可提高马氏体相变温度,缩短合金马氏体发生相变温度的间隔,大幅增大磁熵变,并因此提高合金的制冷能力.     

压力对非晶态合金电阻的影响

本文计算了金属玻璃电阻率压强系数α_p,给出了相应的表达式。在0—12×10~8Pa压强范围内测量了金属玻璃Fe_(78)B_(22)、Cu_(25)Zr_(75)、Ni_(60)Zr_(40)和(Fe_(4.3)Co_(93.7)V_2)_(74)Si_8B_(18)的室温电阻随压强的变化关系,并与计算结果进行了比较。同时结合金属玻璃电阻温度行为的理论和实验结果,对推广的Ziman液态金属理论做了进一步的讨论。     

氢在金属玻璃Fe_(39)Ni_(39)Si_8B_(12)Mn_2中的扩散及其对弹性模量的影响

用排水集气法分别测量了淬态和退火处理Fe_(39)Ni_(39)Si_8B_(12)Mn_2金属玻璃在室温附近不同温度下的氢的扩散系数,由此计算出扩散激活能。退火处理导致的结构弛豫均使频率因子D_0和激活能变小。测量了样品在弯曲振动模式下共振频率,发现氢可以降低金属玻璃的杨氏模量,且充氢后时效过程中共振频率随时间的变化规律和时效过程中样品含氢量的曲线相似,即由氢降低的杨氏模量和含氢量成正比。     

钒磷玻璃结构弛豫的DMA测量研究

玻璃材料发生屈服和玻璃-液体转变(GLT)之前发生的缓慢结构演化和微观局域暗流的机理至今尚未完全清晰.本文采用动态热机械分析仪系统测量了钒磷二元体系玻璃(V_2O_5-P_2O_5)趋向于玻璃化转变点T_g的动态机械弛豫谱和应力松弛谱,在T_β~483 K和T_ρ~543 K p附近发现了类金属玻璃的α和β结构弛豫和应力松弛行为,结果表明,其与纳米局域钒磷暗流结构的缓慢流动有关.实验首次发现了V_2O_5-P_2O_5玻璃的β弛豫的峰高与驰豫速率符合一定的线性对数关系,即ln(Δ)∞μ-ln(v);基于Wang等人提出的唯像理论模型和稳态流体动力学理论给出了合理的物理图像解释;实验和理论良好符合,进一步证明了V_2O_5-P_2O_5玻璃体系中存在纳米局域钒磷暗流结构及其演化行为的结论.并采用KWW方程的非指数因子β_(KWW)把T_g附近结构演化划分为3个阶段:(1)β_(KWW)0.1 ,纳米局域磷钒分子流体单元区;(2)0.1β_(KWW)0.5 ,纳米局域磷钒微晶暗流区;(3)β_(KWW)0.5 ,宏观流动区.     

纳米多孔Ni-Co电极的制备及其电催化析氢性能

采用真空电弧熔炼与快速凝固相结合的方法制备了Ni_(30)Al_(70)、Ni_(10)Co_(20)Al_(70)合金条带,经过电化学脱合金化除Al,成功得到多孔Ni电极、纳米多孔Ni-Co电极.通过XRD、SEM等微观技术表征了电极的相结构和表面形貌.运用电化学线性扫描(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)等手段研究了电极在w(NaOH)=20%溶液中的析氢反应(HER)电催化活性.结果表明:与纳米多孔Ni电极相比,纳米多孔Ni-Co电极具有低的析氢过电位、低的析氢反应电阻及高的比表面积.     

Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)大块金属玻璃的晶化行为研究

分别在603 K、653 K、683 K、723 K、753 K、793 K和0.5 h、1 h、2 h、3 h、5 h的保温时间下对Zr55Al10Ni5Cu30大块金属玻璃进行了退火热处理.采用x射线衍射(XRD)法分析了退火后Zr55Al10Ni5Cu30大块金属玻璃的弛豫和晶化相析出的过程,计算了不同温度下结晶度和纳米晶粒尺寸的大小.通过差示扫描量热(DSC)法分析了Zr55Al10Ni5Cu30大块金属玻璃的热稳定性.Kjssinger曲线分析表明,Zr55Al10Ni5Cu30大块金属玻璃弛豫后晶化激活能高于其淬态的晶化激活能,退火温度对大块金属玻璃热稳定性有显著影响.     

AB_3型La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.5)Co_(0.5)合金的相结构与放电容量衰退机理研究

本文以AB_3型La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.5)Co_(0.5)合金为研究对象,对合金电极在循环过程中的放电容量保持率、高倍率放电性能、氢扩散系数以及极化电流密度进行了研究.结果显示,该合金及其氢化物的相结构分别由单一的α和β型PuNi3相构成,虽然抑制了合金的氢致非晶化,但氢化物的衍射峰不仅向低衍射角方向偏移而且也有明显的宽化.随着循环次数的增加,合金的高倍率放电容量保持率与低倍率放电容量保持率基本一致,而氢扩散系数和极化电流密度却呈现出不同程度的增长和下降.因此,合金的电化学动力学性能受到表面反应活性的控制,表面劣化是合金电化学动力学性能衰退的主要因素.     

稀土铒、铈改性AZ91镁合金应力腐蚀行为研究

通过金属型浇铸方法制备稀土铒(Er)、铈(Ce)改性AZ91镁合金(AZErCe).采用慢应变速率拉伸(SSRT)试验、动电位极化测试、X射线光电子谱(XPS)、扫描电镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等方法研究Er、Ce对AZ91镁合金显微组织以及在含Cl~-湿大气下应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响.结果表明,稀土Er、Ce添加后,β-Mg_(17)Al_(12)相由不连续网状分布转变为细小的弥散岛状分布,并生成Al_3Er和Al_(11)Ce_3金属间化合物,减少β-Mg_(17)Al_(12)相的体积分数;通过抑制β-Mg_(17)Al_(12)相的阴极作用,提高表面膜的致密性,改善合金抗局部腐蚀性能,阻滞裂纹的萌生、扩展以及弱化氢脆的影响,Er、Ce极大提高了AZ91镁合金的抗应力腐蚀性能,合金的应力腐蚀断口由脆性解理断裂转变为准解理断裂,且断口边缘局部腐蚀程度大大减轻.     

半连续金属膜在中断蒸镀后的电阻弛豫研究

在超高真空的环境中蒸镀半连续铌(Nb)膜和银(Ag)膜,中断蒸镀后,立即原位测量样品电阻在10min内随时间的变化(弛豫现象)。发现Nb膜和Ag膜分别表现出电阻升高和降低的不同行为,而且基底温度和膜厚对弛豫强度都有较大的影响。分析表明,这些现象是由膜表面金属原子运动引起的岛的吞并以及岛的边际形变引起的。     

铁磁性非晶合金中受磁化调制的局域流变

本文研究了铁磁性非晶合金的磁化和不均匀结构的动态弛豫过程的相互作用.研究发现,铁磁性非晶合金的磁化态可以通过表面磨损来被改变.伴随磁化态的改变,非晶合金在纳米压痕实验下的局域动态力学行为发生变化.结合三参量黏弹性模型和态转变理论分析发现,通过磁化,非晶合金的微观结构可以被明显改变,其类液区的有效体积、黏度和弛豫时间可以增加3倍以上.与上述现象相反,通过在弹性极限下的纳米压痕循环加载试验,非晶合金的类液区在纳米尺度上的局域流变可以擦除其磁化效应.非晶合金的磁化和局域流变过程的相互作用与其中的自旋-轨道耦合有关;其磁化态和类液区的变化并不影响其与理想玻璃态相关的瞬时剪切模量.该研究有助于理解非晶态磁性材料的动态磁-力学性能,对其应用有着重要的意义.     

Ti_(51)Pd_(30)Ni_(19)合金的相变及力学性能特征

制备了 Ti51Pd30 Ni19高温形状记忆合金 .利用高温 X射线衍射 (XRD)分析及热分析 (DSC)研究了合金的相变过程 ,并对其在不同加载条件下的力学性能进行了测试 .结果表明 ,合金的马氏体相变开始温度可达 2 1 2°C,合金在马氏体及奥氏体状态下具有不同的屈服强度及形变强化能力 .在室温下 ,合金的形状记忆性能随拉伸变形量的增大而降低 .获得了该合金的伪弹性 :在奥氏体转变结束温度附近进行拉伸循环 ,三次加载 -卸载循环后即可获得稳定的弹性滞后回线 .     

Ti_(51)Pd_(30)Ni_(19)合金的相变及力学性能特征

制备了 Ti5 1 Pd30 Ni1 9高温形状记忆合金 .利用高温 X射线衍射 (XRD)分析及热分析 (DSC)研究了合金的相变过程 ,并对其在不同加载条件下的力学性能进行了测试 .结果表明 ,合金的马氏体相变开始温度可达 2 12℃ ,合金在马氏体及奥氏体状态下具有不同的屈服强度及形变强化能力 .在室温下 ,合金的形状记忆性能随拉伸变形量的增大而降低 .获得了该合金的伪弹性 :在奥氏体转变结束温度附近进行拉伸循环 ,三次加载 -卸载循环后即可获得稳定的弹性滞后回线 .     

非晶质磁性材料

迄今所用的非晶质磁性材料多是由磁性金属原子(M)与类金属原子(X)相组合的MaXb合金,例如,Fe_(80)B_(20)、(Co_(0～94)Fe_(0～6))Si_(10)B_(11)等。由于组成合金的金属原子与类金属原子的体积和重量相差悬殊,因此,当合金熔液急速冷却时,较易形成非晶质材料。也正因为这种悬殊差异使材料的磁性经时变化十分显著。例如,以Co为主体的CoFe-SiB系高导磁率非晶质材料,     

催化湿式氧化丙烯酸废水Ru/La_xCe_(1-x)O_δ催化剂的制备与表征

采用燃烧法制备了不同含量La掺杂的CeO_2载体,并采用等体积浸渍法将Ru负载于载体上,得到了一系列Ru/La_xCe_(1-x)O_δ催化剂。采用X-射线衍射(XRD)、N2物理吸脱附以及拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、ICP等表征手段分析了催化剂的结构组成与表面性质,并研究了其催化湿式氧化丙烯酸废水的性能。结果表明:Ru/La_(0.2)Ce_(0.8)O_δ催化剂具有优异的催化湿式氧化降解丙烯酸活性,在260℃、P(O_2)=7 MPa、催化剂用量为4g/L时,反应30min后废水CODCr去除率可达96%,TOC转化率为93%,并且催化剂重复利用10次后仍然保持良好的活性和稳定性。这与催化剂大比表面积、高分散Ru纳米颗粒以及氧缺位数量有着密切的关系。     

Fe_4Co_(66)V_2Si_8B_(20)金属玻璃结构弛豫和晶化过程中低频内耗的研究

用倒扭摆测试了Fe_4Co_(66)V_2Si_8B_(20)金属玻璃的低频内耗和切变模量.在结构弛豫过程中,激活能有一较宽分布,预退火后,内耗降低;但在预退火温度以下的降温和升温过程中内耗有回复性,用局域结构单元切变变换模型对内耗机制作了讨论.在晶化过程中,发现在540℃附近出现相变内耗峰,峰高与T/f成线性关系,切变模量发生软化,配合DTA测量,进行了分析.     

高Cu/Mg比AlCuMg合金的形变诱导Ω相析出强化

通过高分辨电子显微技术(TEM)、硬度测试、拉伸性能测试等手段研究了预变形对高Cu/Mg比AlCuMg合金180℃人工时效微观结构及力学性能的影响.结果表明,相对于传统时效T6处理,冷轧预变形(10%~60%)加后续人工时效的P-T6工艺使Al-CuMg合金的屈服强度提高了32%~69%,而延伸率保持在6%~13%.TEM表征发现T6工艺时效析出相为θ′相,而P-T6工艺时效析出相为Ω相和θ′相,Ω相的径厚比远大于θ′相,且数量上占总析出相的30%~75%.相对于θ′相而言,Ω相具有更好的强化能力和热稳定性.含Mg的AlCuMg合金可通过形变诱导Ω相析出,而不含Mg的AlCu合金不管是否变形均不析出Ω相.     

金属玻璃基复合材料率敏感性变形行为的数值模拟

基于已有的块体金属玻璃基复合材料(BMGCs)在室温准静态不同应变速率加载下的实验研究,拟运用有限元软件ABAQUS对BMGCs的率敏感性变形行为进行数值模拟研究,并将模拟结果与实验结果进行对比,验证有限元模型的合理性。金属玻璃基体和增韧相的本构模型分别采用自由体积模型和各向同性双线性Cowper-Symonds模型。将自由体积模型编写成用户材料子程序(UMAT),在有限元计算过程中调用该子程序来描述金属玻璃基体的变形行为,并利用von-Mises等效剪切塑性应变表征剪切带的萌生和扩展。然后分别假定增韧相表现率效应和不表现率效应,在这两种情形下进一步讨论不同应变率加载时复合材料中等效塑性应变的分布以及剪切带的萌生和演化规律,探讨BMGCs的率敏感性变形行为以及失效机理。结果表明:(1) BMGCs的率敏感性由基体和增韧相的率敏感性共同决定;(2)不管增韧相是否表现率效应,当应变速率越大时,BMGCs基体内剪切带扩展得越快,复合材料越容易发生破坏;(3)相比于增韧相不表现率效应,当增韧相表现率效应时复合材料的宏观塑性变形能力得到提升。     

Evaluation of Ca3(Co,M)2O6 (M=Co, Fe, Mn, Ni) as new cathode materials for solid-oxide fuel cells

Series compounds Ca_3(Co_(0.9)M_(0.1))_2O_6(M = Co,Fe,Mn,Ni) with hexagonal crystal structure were prepared by sol-gel route as the cathode materials for solid oxide fuel cells(SOFCs).Effects of the varied atomic compositions on the structure,electrical conductivity,thermal expansion and electrochemical performance were systematically evaluated.Experimental results showed that the lattice parameters of Ca_3(Co_(0.9)Fe_(0.1))_2O_6and Ca_3(Co_(0.9)Mn_(0.1))_2O_6 were both expanded to certain degree.Electron-doping and hole-doping effects were expected in Ca_3(Co_(0.9)Mn_(0.1))_2O_6and Ca_3(Co_(0.9)Ni_(0.1))_2O_6 respectively according to the chemical states of constituent elements and thermal-activated behavior of electrical conductivity.Thermal expansion coefficients(TEC) of Ca_3(Co_(0.9)M_(0.1))_2O_6 were measured to be distributed around 16×10~(-6)K~(-1) and compositional elements of Fe,Mn,and Ni were especially beneficial for alleviation of the thermal expansion problem of cathode materials.By using Ca_3(Co_(0.9)M_(0.1))_2O_6 as the cathodes operated at 800 ℃,the interfacial area-specific resistance varied in the order of M = Co M = Fe M = Ni M = Mn,and the over-potential increased in the order of M = Fe ≈ M = Co M = Mn M = Ni.Among all of these compounds,Ca_3(Co_(0.9)Fe_(0.1))_2O_6 showed the best electrochemical performance and the power density as high as ca.500 mW cm~(-2) at800 ℃ achieved in the single cell with La_(0.8)Sr_(0.2)Ga_(0.83)Mg_(0.17)O_(2.815) as electrolyte and Ni-Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9) as anode.Ca_3(Co_(0.9)M_(0.1))_2O_6(M = Co,Fe,Mn,Ni) can be used as the cost-effective cathode materials for SOFCs.     

Q&P980超高强钢的循环加载性能和微观组织表征

为研究超高强钢的循环加载性能,以淬火配分(quenchingpartitioning,QP)980超高强钢为研究对象,通过循环次数、循环位置以及各向异性的拉伸实验,得到真实应力应变曲线,分析卸载环的性质,对其力学性能进行准确表征,再通过金相显微镜、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等检测手段,分析相应的微观组织变化。发现随着形变程度的增加,卸载和重新加载斜率不断降低,回弹应变、延伸率和强度不断增加,相应的奥氏体含量不断下降,即具有相变诱导塑性(transformation induced plasticity,TRIP)效应。当变形程度相近时,随着循环次数的增加,回弹应变不是持续增加,而是在循环次数增加到10时出现回弹应变减小的情况。循环加载过程会减弱板材的各向异性,但是对弹性模量和回弹的影响不大。     

Effect of sintering temperature on phase evolution of Al_(86)Ni_6Y_(4.5)Co_2La_(1.5) bulk amorphous composites synthesized via mechanical alloying and spark plasma sintering

Al_(86)Ni_6Y_(4.5)Co_2La_(1.5) amorphous powders were synthesized by mechanical alloying for 200 h. Subsequent consolidation was performed via spark plasma sintering in the temperature range of 250 ℃ to 500 ℃ at the pressure of 500 MPa. The role of viscous flow on densification was investigated by studying the viscosity change of the amorphous phase at different consolidation temperatures. The decrease in viscosity at higher sintering temperatures resulted in better particle bonding and densification of consolidated samples. The formation of only FCC Al was observed in the consolidated samples at sintering temperatures ≤ 300 ℃ and the intermetallic phases formed at temperatures ≥ 400 ℃. The mechanical properties of the bulk samples were measured by Vickers microhardness and nanoindentation tests. The testing results showed that the average values of microhardness, nanohardness and elastic modulus of the sample consolidated at 500 ℃ were 3.06 ± 0.14 GPa,4.85 ± 1.14 GPa and 89.53 ± 9.25 GPa, respectively. The increase in hardness and elastic modulus of the higher temperature consolidated samples is attributed to the improvement in particle bonding, densification and distribution of various hard intermetallic phases in the amorphous matrix.