Cu-Zn-Al合金中贝氏体的纳米级生长台阶

贝氏体相变机制是固态相变领域中争论时间最长、分歧最大的问题之一.切变和扩散两大学派对此均开展了大量研究工作,所得结果各自不同,观点亦大相径庭.本世纪60年代,美国学者Aaronson将蒸汽凝聚或液相凝固成晶体的台阶生长机制引入固态相变,建立了扩散控制的台阶长大模型,成功地解释了许多片状相及贝氏体相变的实验现象.迄今,已在许多钢和有色合金的贝氏体中发现了台阶结构,为扩散机制提供了实验依     

扫描隧道显微镜研究钢中贝氏体和马氏体浮突

柯俊和Cottrell在1952年首先观察到贝氏体相变伴随有与马氏体相似的表面浮突,故认为贝氏体的长大方式与马氏体相似,这一实验结果成为贝氏体相变以切变机制完成的重要证据之一.但有人发现扩散型相变(如Al-Ag中的γ相沉淀)也能产生表面浮突,而且贝氏体浮突的形状(∧,∨型)与马氏体单倾型浮突(N型)有所不同,认为不能根据浮突效应来肯定贝氏体的切变形成机制.而后,许多学者对贝氏体浮突的形状和本质进行了大量的研究,但至今为止,关于浮突的实验工作大都是用光学干涉显微镜完成的,高度观察只能达到(0.01μm)的精     

Cu-Zn-Al合金贝氏体的层错形成研究

贝氏体相变是固态相变的主要类型之一,关于它的形成理论代表了一种片状相的形成理论,这种相变涉及钢铁、有色合金及陶瓷等材料领域的有关片状相的形成,具有重大的理论和实际意义.但是,由于贝氏体相变本身的复杂性,尽管材料科学工作者对其进行了半个多世纪的研究,至今仍有许多问题悬而未决,扩散和切变两大学派根据各自的实验结果,观点对立,分歧严重.     

合金相稳定性判定的新方法

Bhadeshia和Edmonds曾发现Fe-C-Si-Mn钢贝氏体铁素体中分布有多重变态碳化物,认为这是贝氏体相变以切变机制完成的有力证据之一,但因其贝氏体组织特征不明显,有人认为这种碳化物实际上是一种由贝氏体相变导致奥氏体应变诱发形成的马氏体自回火产物,从而否定了文献[1]中结论.以往的研究表明,由于硅阻滞碳化     

含硅钢的初生贝氏体

1979年观察到钢中贝氏体中脊,认为它是贝氏体的二维切变核而引起重视。1986年Okamoto对中脊做了系统研究,明确地把贝氏体转变划分为形核和长大两个阶段。同年,陈树川等用内耗法证实贝氏体预相变是一个非扩散的形核过程。但至今尚未见报道初生贝氏体的直接观察结果。本文通过研究初生贝氏体,探讨了其形核机制,指出了贝氏体相变的切变特征。     

Cu-ZN-Al合金贝氏体中台阶存在的普遍性

Cu-Zn-Al合金贝氏体α_1相的台阶结构已经报道,台阶处的等厚条纹证实了其存在的客观性,表明该相变属扩散控制的台阶生长机制.然而,亦有文献报道α_1片的生长具有明显的切变行为.因此,该合金系贝氏体中存在的台阶结构究竟是一种偶然现象还是具有普遍意义便成为关系其相变机制的     

高能强子诱发核作用中长程关联强度的核几何依赖性

相对论重离子碰撞被认为是一种能在实验室环境下产生高温高密物质,以便研究从强子物质到夸克物质相变的重要手段.为了分析这种相变机制的背景,必须了解高能核-核(A-A)相互作用的机制.粒子的产生和核碎裂这两种机制同时存在于A-A作用中,但由于靶     

真空凝聚解体与QGP的形成

QCD理论预言,当温度或密度足够高时,强作用物质系统将经历相变而成为夸克胶子等离子体(QGP).Lee曾多次强调,QGP既可由夸克退禁闭而形成,也可由真空中的集体激发来产生.在通过相对论性重离子碰撞形成QGP的流体力学模型讨论中,这两种生成QGP的物理机制都已被采用.关于退禁闭相变已有大量文献讨论,但对于真空激发尚缺乏具体的研究.我们的工作表明,由Friedberg和Lee提出的非拓朴孤子袋模型可以给出由真空激发     

掺Ce对YBa_2Cu_3O_y体系成相的影响

自从高临界温度氧化物超导体被发现以来,元素替代一直是人们探索其超导电性产生机制和寻找新的超导体系的有效方法之一.在YBaCuO体系中,对于Y位替代的大量实验结果表明,稀土元素中除Pr,Ce,Tb外都能形成正交的123相,并保持临界温度在90K左右的超导电性.目前,关于Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_y体系虽然保持正交123相但并不是高温超导体的研究已有大量的报道,然而对于掺Ce的(Y,Ce)Ba_2Cu_3O_y系统的研究则报道较少,对于掺Ce的YBaCuO体系超导临界温度下降甚至不超导的原因目前主要有两种观点:其一认为用固相反应法在常规合成条件下,完全或部分替代Y都不可能得到单一的123相,但是有限的Ce能够进入123相并导致123相正交向四方的转变,从而影响超导电性;另一种观点则认为Ce     

宇宙中正(重子)物质如何起源?

宇宙中的物质主要以重子类物质而非反物质存在.这一物质反物质的不对称性或者重子类物质的起源问题是长久未解决的宇宙学难题.本文着重介绍了目前很流行的电弱重子数产生机制,即在电弱相变过程中重子数产生的机制及其在超出粒子物理标准模型的新物理模型中的实现以及实验检验.首先详细介绍了该机制的物理图像.其次,因为重子数的产生需要在新物理模型中引入额外的CP(电荷共轭-宇称)破坏以克服标准模型中CP破坏强度不足的弱点,所以也对此进行了简要介绍并讨论了这类新的CP破坏源和粒子电偶极矩的精密测量以及新物理探索的关联.还讨论了另一个对于新物理模型的要求即强一阶电弱相变的实现.最后介绍了一阶电弱相变过程中随机背景引力波的产生、其在基于太空的引力波干涉仪探测器中的实验探测以及此类引力波与新物理模型探索之间的关联.其他如一阶相变过程中原初黑洞的产生及其探测也在本文中作了简要介绍.     

在差应力条件下石英-柯石英转化的实验研究

在固体介质三轴实验系统中采用石英岩进行了石英-柯石英转化的实验研究. 实验结果表明, 在实验围压1.3 GPa, 温度950~1000℃, 差应力1.5~1.67 GPa, 应变75%~81%的条件下, 在塑性变形的实验样品石英岩接近端部的区域, 经Raman光谱分析证实出现了细粒柯石英, 显然, 在差应力条件下出现柯石英的压力远小于静压条件下柯石英稳定存在的压力, 这表明柯石英的形成条件不是惟一的. 在差应力条件下石英-柯石英相变边界向低压方向迁移受最大主应力和差应力的控制, 最大主应力形成了相对较高的应力环境, 差应力导致了样品的变形. 本实验柯石英出现在塑性变形的样品中, 而前人报道柯石英既出现在半脆性变形的样品中, 也出现在塑性变形的样品中. 发生在低温半脆性域的相变机制 是差应力产生的剪切变形引起力学不稳定, 发生在高温塑性域的相变机制是在差应力环境下石英强 烈变形产生的高位错密度引起应变不稳定, 而这两种相变必须在围压大于一定值(如大于1 GPa)时才能发生.     

多孔介质的相变和热化学储热性能

探讨了利用多孔材料增加相变和热化学储热功率的可行性,研究了金属泡沫和膨胀石墨添加在储热材料中对储放热过程的影响.低温相变材料采用的是石蜡,高温相变材料采用的是硝酸钠,热化学储热工质对采用的是镁/氢化镁.实验研究了两种相变材料在开孔金属泡沫中的储放热过程.对膨胀石墨质量分数分别为3%,6%和9%的石蜡/膨胀石墨复合相变材料也进行了研究,并与采用金属泡沫的复合相变材料进行了对比.结果表明,金属泡沫具有更好的传热能力,主要因其具有膨胀石墨所不具备的内部连通结构.但是,金属泡沫会抑制液态区的自然对流,特别是对于低黏性的相变材料,因此导致了在固态区、固液共存区和液态区具有不同的传热特性,表明金属泡沫并不是在每个区域都能增强换热.数值研究了热化学储热材料在加入金属泡沫前后的放热过程.在热化学储热中加入金属泡沫,可使反应床平均温度下降,明显提高放热功率.同时,由于放热反应存在最佳反应温度,在一定氢气压力和壁温条件下,通过加入不同孔隙率的金属泡沫对放热功率进行研究,表明反应床加入的金属泡沫存在最佳孔隙率,使得床层整体温度更接近最佳反应温度,实现放热功率最大化.     

有效势的改进计算和Higgs模型的对称性恢复相变

早在70年代,科学家就提出在高温高密条件下被自发破缺的规范对称性会得到恢复,并给出了研究这类问题的方法.近来弱电相变再次引起人们的极大兴趣,这是由于它对解释宇宙中的重子数不守恒有重要意义,同时宇宙模型也依赖这类相变的具体特性,即到底是一级相变还是二级相变.因此有必要更仔细地研究这类相变.分析相变的基础是有效势,但通常的有效势计算中存在两个困难.本文将利用硬热圈的重求和给出一种有效势的自洽计算途径,并利用它讨论Higgs模型中的对称性恢复相变.     

地幔转换带橄榄石高压相变实验研究

橄榄石是上地幔的主要矿物之一,它的相变对于认识地幔不连续面的成因,整个地幔的物质组成和演化、地幔对流、俯冲板片深源地震等地球深部动力学问题具有重要意义.本研究使用中国地质大学地球深部研究实验室多面砧压机进行了2种成分的橄榄石(Fo100和Fo90)在压力为14.1～20GPa,温度为1400℃的相变实验研究.压力为14.8～15.6GPa时,Fo90和Fo100均转变为瓦兹利石(α);而在14.1GPa实验中,Fo90完全转变为瓦兹利石,Fo100则仍为橄榄石(α).瓦兹利石具有2种产状:破碎的粒状结构(粒度大于100μm)和微晶集合体(微晶粒度小于10μm).瓦兹利石拉曼谱图中显示722～723和917～919cm-1特征峰.随着压力升高,实验产物中出现更多的呈微晶集合体结构产出的瓦兹利石,表明实验压力离橄榄石相变边界越远,瓦兹利石成核密度越大,导致体系Gibbs自由能下降,高压相矿物颗粒生长受到抑制.但由于瓦兹利石成核活化能很小,因此实验产物中均有大量呈微晶集合体产出的瓦兹利石.实验产物的显微结构特征对解释陨石中出现瓦兹利石的产状提供高温高压实验启示.压力为19.5和20GPa时实验产物为林伍德石(γ),其中压力为19.5GPa的实验中Fo100中瓦兹利石和林伍德石共存.实验产物林伍德石为自形粒状(颗粒度为10～20μm),三联点结构发育.798和840cmμ1为林伍德石的拉曼特征峰.综合本次研究以及前人地震探测结果表明,中国东部上地幔复杂结构无法用单一的橄榄石体系相变来解释,其他矿物(如辉石-石榴石)的相变及其与橄榄石体系相变的相互影响可能导致了该地区上地幔具有复杂的结构.因此进一步开展复杂体系(如橄榄石+辉石体系)的高温高压相变实验研究,并在已有地球物理探测成果的基础上建立合理的地质-岩石学模型,对探讨中国东部地区上地幔复杂结构形成的物理机理,影响因素及其深部动力学机制具有重要意义.     

美国能源部国家实验室与测谎器检测

测谎器真的有用吗? 测谎器检测是一种通过对雇员进行甄别来提高安全性的手段,但大多数研究过测谎器的科学家都对其有效性深表怀疑.然而,许多安全方面的专业人士却认为测谎器是反间谍活动所不可或缺的利器.最近,美国国会颁布了一条要求对某些雇员进行测谎器检测的法令,这一法令的出台使得上述两种观点之间的冲突变得更为激烈,而且对于利物莫的洛斯阿拉莫斯武器实验室和圣地亚国家实验室(二者都由能源部支持)来说,这一冲突使得科研和安全两方面都受到了损害.     

不均匀的无规系统

过去十年来,对于一个均匀的无规系统的研究无论在实验上或理论上都很广泛.在理论方面对所有的组态取系综平均的方法在与计算机模拟的结果比较上是相当成功的,与实验上的比较也是不错的.譬如,用相干势近似(CPA)的方法来计算NiCu中电子的态密度与实验的比较在定性上是一致的.最近在实验方面,人们对一种浓度有调制的cu-Ni合金有了很大兴趣.这些新的系统告诉我们可能存在一个系统它是无规的但是某种元素的浓度可     

几种半导体在高压下的状态方程、电阻输运性质与相变

研究半导体在高压下的物理性质,特别是导电性质的变化以及金属化相变,一直是人们很感兴趣的课题。进行这方面的研究对于进一步了解固体中原子间的相互作用、能带变化和导电机理等有重要的理论意义,而且对于探索具有特殊性能的新材料也有重要的指导意义。过去,人们已对固体(包括半导体)在高压下的状态方程、电阻输运性质和相变进行了广泛的理论和实验研究,而且已观测到很多新的现象和相变。     

相变与人类疾病

相变是物理学研究的重要课题。它是从一种状态变成另一种状态,例如气态、液态和固态之间的转变,或在一定金属中的超导电性的初始形成时刻的转变。已经建立的相变理论普遍地与实验符合得很好,而且已在本质不同的各种各样的现象中得到应用。例如熟知的研究从稳定流动到湍流状态转变的数学方法也能     

抑郁症对疼痛感知的调节作用:动物实验研究

抑郁症是一种复杂的情绪疾病,能够影响多种感知觉模态的加工,其中也包括对疼痛感知的调节.临床研究发现,抑郁状态能够提高疼痛感受,且抑郁患者抱怨疼痛的频率显著增高.抑郁症和慢性疼痛都是难以治愈的疾病,两种疾病的共病,不仅给患者带来了极大的痛苦,还给社会带来了沉重的医疗负担.然而,在一些实验室研究中却观察到了矛盾的现象,抑郁患者常常表现出对实验室疼痛刺激的敏感性降低,对热刺激、电刺激或机械刺激的反应减弱.这种矛盾的存在表明抑郁症对于疼痛感知的调节可能较为复杂.动物实验中也存在一些矛盾的结果.有些研究发现,抑郁情绪能够增强疼痛,但是还有些研究却证实了抑郁动物对于疼痛刺激的敏感性降低,这种多样性的调节作用可能源自于抑郁模型的差异以及疼痛类型的不同.本实验室自2010年起进行了一系列的动物研究,发现抑郁情绪能够增强福尔马林持续痛,同时减弱对于某些诱发痛刺激的反应,这些结果提示抑郁情绪对于疼痛的调节作用会因疼痛模式的差异而不同.疼痛包括感觉-辨别、情绪-动机以及认知-评价3种维度,抑郁情绪对疼痛的影响可能正是其对于这3种维度的调节作用之和.本综述将对抑郁调节疼痛感知的动物研究进行评述,为深入探索抑郁调节疼痛感知的机制提供参考.     

Fe-Mn-Si基合金中马氏体相变的Landau理论

结合Fe-Mn-Si合金中马氏体的相变特点提出一种新的序参量－－层错密度,相应建立了马氏体相变的Landau理论。利用这种理论对现有的马氏体相变机制进行了合理的解释,并加以推论,提出一种更为细致的相变机制：层错由不规则堆垛到一种规则堆垛,再经过不规则阶段进行到另外一种规则堆垛,如此循环下去,直到某一温度下的稳定结构,这种机制明确地描述了马氏体的形核及其转变过程,界面可作为孤立子来进行考虑,并将它同序参量联系起来,界面孤立子的作用是完成马氏体不同类型的转变,其运动速度可以借助层错密度的变化率来表达,利用这一序参量合理解释了训练和外界应力对相应点的影响原因,训练改变了层错的堆垛周期,层错密度增加,相变点升高;外界应力使相变点提高,基于这种自由能函数,建立了母相到过渡相的相变热力学,以及过渡相间的转化热力学。