Ni3Fe的环境氢脆研究

研究了有序和无序态Ｎｉ３Ｆｅ在室温下不同气氛（ａｉｒ、Ｏ２、Ｈ２）中的力学性能。结果表明,环境对无序态Ｎｉ３Ｆｅ没有脆化作用;对有序态Ｎｉ３Ｆｅ,空气脆化效应不明显,而Ｈ２却有强烈的脆化作用,且随形变速率降低而增加。扫描电镜观察表明：无序ＮｉＦｅ在不同气氛中断裂时全部为韧性断口;有序Ｎｉ３Ｆｅ在Ｈ２中全部为沿晶断口,在空气和Ｏ２中表现为沿晶和穿晶的混合断口。     

氢在无序态和有序态Ni3Fe合金中的扩散行为

采用电解渗氢的方法研究室温下氢在无序态和有序态Ni₃Fe合金中的扩散行为.研究结果表明,在相同渗氢温度下,渗氢后的Ni₃Fe合金的延伸率随渗氢时间的增加而降低,拉伸断口上的沿晶断裂区(IG)的深度随渗氢时间的增加而增加;在相同渗氢时间下,合金拉伸断口上的沿晶断裂区的深度随渗氢温度的增加而增加.沿晶脆性断裂区的深度与渗氢温度和时间的关系符合菲克扩散方程的解.时间滞后法计算结果表明,氢在无序态Ni₃Fe合金中的表观扩散系数高于在有序态合金中的表观扩散系数.氢在无序态和有序态Ni₃Fe合金中的扩散激活能分别为44.9 kJ/mol和29.5 kJ/mol.     

有序化对(Fe,Ni)3V合金环境氢脆的影响

研究了室温下不同有序度的(Fe,Ni)3V在真空、空气和氢气中的力学性能.结果表明不同有序度的(Fe,Ni)3V均不存在空气中水气诱发的环境氢脆;无序态(Fe,Ni)3V在氢气环境下存在轻微的脆性;而有序态在氢气中有强烈的脆化作用,其脆性随有序化程度提高而增加.扫描电镜观察表明无序态合金在不同气氛中断裂时全部为韧性断口;有序态合金在空气和真空中基本上也为穿晶韧性断口,但在氢气中的断口形貌大部分为脆性断口.     

硼对有序态Ni_3Fe合金氢气环境中氢脆敏感性的影响

硼含量（0.01～0.06wt.%B）对有序态Ni-24at.%Fe合金在真空和氢气环境中的力学性能有较大的影响,对有序态Ni3Fe合金在氢气环境中的氢脆敏感性也有较大的作用.研究结果表明,加硼后有序Ni3Fe合金的晶粒尺寸得到细化,材料的强韧性提高 硼有效抑制了有序态Ni-24at.%Fe合金在氢气环境中的氢脆.当合金中硼含量为0.06wt.%时,有序态Ni3Fe合金在氢气环境中的氢脆因子（IH2）为1%,与无硼Ni3Fe合金相比,合金氢脆因子的下降幅度达到98.7%.在氢气环境中拉伸时,无硼有序态Ni3Fe合金的断口形貌为完全的沿晶断口 随着Ni3Fe合金中硼含量的增加,合金断口形貌中的沿晶断口所占比例逐渐减少 当合金中的硼含量大于0.03wt.%后,断口形貌变为全部塑性的韧窝状断口.合金的断口形貌变化表明,有序态Ni3Fe合金中的硼提高了合金的晶界强度.硼对有序态Ni3Fe合金在氢气环境中力学性能和氢脆因子的作用变化表明,硼对有序态Ni3Fe合金中由氢气诱发的环境氢脆有较强的抑制作用.     

Fe对氢在无序态和有序态Ni3Fe合金中扩散的影响

研究阴极渗氢时Fe的化学计量比对氢原子在无序态和有序态Ni₃Fe合金中扩散的影响.在相同渗氢条件下,随着Fe含量的增加,渗氢后无序态和有序态Ni₃Fe合金的拉伸延伸率逐渐增加,断口上的沿晶断口深度逐渐减小.时间滞后法计算结果表明,在相同渗氢条件下,随着Fe含量的增加,氢在无序态和有序态Ni₃Fe合金中的表观扩散系数和表观扩散激活能逐渐减少.在相同条件下,氢在无序态Ni₃Fe合金中的扩散系数大于氢在有序态Ni₃Fe合金中的扩散系数.     

有序与无序的数学理论

我们这里所说的有序与无序是指秩序 ,通常是就体系或系统内部的基本结构单元在空间的分布或对时间发展过程中的运动状态而言的 ,有序与无序最大的特征是 :有序显示出约束性较大 ,因此表现出来的具体形式较少 ,而无序则刚好相反 .本文的目的是从数学角度去研究这个问题 .推导出与有序度及无序度有关的定理 .类似于凝聚态物理学中的序参量 ,我们给出宏观态的有序度 ,而无序度则参考统计物理学中由玻尔兹曼建立的熵公式给出的 .设系统Ｓ有ｎ个粒子 ,且有提供每个粒子选择的ｋ个自由态 ,则记此系统为 :Ｓ ={ｎ ,ｋ},若粒子是可辨的 ,则记为Ｓ·=…     

H和B原子在有序态Ni3Fe表面的吸附

采用基于密度泛函理论(density functional theory,DFT)的第一性原理方法,对H和B原子在有序态Ni3Fe合金(111)表面的吸附进行研究.结果表明,B原子在有序态Ni3Fe合金(111)表面的吸附能远低于H原子,从而更容易被有序态Ni3Fe合金(111)表面吸附,形成稳定结构.这导致H原子在有序态Ni3Fe合金表面的吸附机会大大减少,降低了有序态Ni3Fe合金在氢气中的环境氢脆.进一步的电子结构分析表明,H原子的表面吸附能高于B原子是由于H原子在有序态Ni3Fe合金(111)表面吸附时,H原子的反键态被推到了费米面以上所引起的.     

非当量成分Ni3Al基合金的有序——无序转变

利用建立在ＥＡＭ势基础睥和原子模型，计算了模拟非当量的Ｎｉ３Ａｌ基合金结构稳定性与和程有序（ＬＲＯ）度的关系，结果说明：非发量成分下，Ｎｉ３Ａｌ基合金有序无序转变温度随Ａｌ含量的增加而上升；其有序无序转变为形核长大的非均匀转变过程，理论上不存在稳定的均匀部分有序结构；其介稳的部分状态组织为完全有序我和完全无序区的混合组织，该结果能解释实验中所观察到的Ｎｉ３Ａｌ基合金有序无序转变。     

当量成分AB和A3B型合金有序——无序转变行为

利用ＥＡＭ势基础睥和原子模型分析了结构稳定与长程有序度的关系，给出了二元体系结合能与长程有序度解析关系的一般表达式，说明当量成分下ＡＢ和Ａ３Ｂ型合金有序无序转变行为的不同，并以ＮｉＡｌ和Ｎｉ３Ａｌ为研究对象具体研究了具有无序转变，从理论上解释了这两种有序金属间化合物在实验中所表现出的不同有序无序转变行为特征。     

无序和有序GaInP2的光致发光谱

对无序和有序ＧａＩｎＰ２样品分别作了变温和变激发功率密度光致发光谱的测量．无序样品表现为与激发功率密度无关的单谱峰结构，在不同温度区有不同的激活能．有序样品则表现为双峰结构，其中高能端发光峰强度随温度升高先增强而后热猝灭．根据样品有序度及取向超晶格模型解释了实验现象     

氢对Ll2结构Al67Ti25Mn8金属间化合物力学性能的影响

研究了电解充氢对Ｌｌ２结构Ａｌ６７Ｔｉ２５Ｍｎ８金属间化合物力学性能的影响。结果表明，在压缩试验条件下，充氢不改变材料的屈服强度，但断裂强度及塑性却明显降低。通过断口分析，发现在三点弯曲的起裂边缘存在沿晶断裂的薄层，而在断口内部则基本仍为解理断裂。试样表面沿晶界开裂，并在晶界附近出现浮凸粒子。能谱分析表明为Ｔｉ富集的新相，经热力学分析应为Ｔｉ－Ｈ化合物。表明氢在晶界富集促进了晶间起裂，致使材料的强     

Mn3+/Mn2+间接电氧化法分解辉钼矿

采用Mn3 /Mn2 间接电氧化法湿法分解辉钼矿.在强酸介质中,媒介Mn3 /Mn2 氧化能力很强,能将MoS2氧化分解为MoO3和硫酸,且锰离子可以循环利用.探讨了Mn3 /Mn2 间接电氧化法的工艺条件,结果表明:在H2SO4浓度为7 mol/L,MnSO4浓度为0.5 mol/L,电解电量为20 A·h·g-1,电极间距15 mm,阳极电流密度为800 A·m-2,矿浆液固比为40,温度为55 ℃的条件下,钼的浸出率为88.5%.此外,对氧化浸出过程采用了超声波外场强化,Mo浸出率可以提高到92.3%.     

金属间化合物的环境氢脆

总结金属间化合物两类室温环境氢脆的研究成果.金属间化合物的环境氢脆涉及两个主要过程,即氢原子的产生和氢原子在合金中的扩散.实验结果证实,在空气中氢原子的产生途径是合金中的活性元素与水汽发生表面反应,而在氢气中则是合金表面的过渡族元素催化裂解氢气分子成为氢原子.抑制金属间化合物发生环境氢脆的有效途径是合金化.硼可以完全抑制Ni₃Al合金中由水汽诱发的环境氢脆,其主要机理是硼原子强烈降低了氢原子的沿晶扩散系数.铁可以有效抑制Co₃Ti合金中由水汽诱发的环境氢脆,其机理是铁原子抑制了合金与水汽的表面反应.硼可以完全抑制有序态Ni₃Fe合金中由氢气诱发的环境氢脆,其机理是硼原子偏聚在晶界上,降低了合金的晶粒尺寸,提高了合金的晶界强度,显著降低了氢原子的沿晶扩散系数.     

Fe的化学计量比对金属间化合物Ni_3Fe环境氢脆的影响

研究不同Fe化学计量比的无序态、有序态金属间化合物Ni3Fe合金在真空和氢气环境中拉伸的力学性能和断口形貌.结果表明,当Ni3Fe合金的成分偏离化学计量比时,合金的相组成不发生变化,但合金的力学性能和在氢气环境中的氢脆敏感性却随之发生变化.非化学计量的Ni3Fe合金在真空和氢气中的塑性增加,氢脆因子(IH2)降低.不同Fe化学计量比的有序态Ni3Fe合金氢脆敏感性的差异与合金的有序度有关,化学计量的Ni3Fe合金有序度最高,环境氢脆敏感性也最高;非化学计量的Ni3Fe合金有序度降低,环境氢脆敏感性也随之降低.     

20G钢焊缝区碱脆开裂及Ni—Cr—Fe涂层的防护特性

用四点弯曲恒定载荷法结合慢应变速率拉伸试验，研究了由热浓碱液引起的２０Ｇ钢板焊缝区应力腐蚀开裂行为及Ｎｉ－Ｃｒ－Ｆｅ涂层防护效果和耐蚀特性．结果表明，碱脆最严重的区域发生在焊接接头的近缝区，增加恒定载荷，延长腐蚀时间，都使应力腐蚀拉伸强度σｂｓｃ下降；用应力腐蚀临界时间可衡量材料的应力腐蚀敏感性，据此评价了涂层的防护效果．     

共沉淀法合成Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)(OH)_2的热力学分析

对Me2+(Me=Ni,Co,Mn)-NH3-OH--H2O共沉淀反应体系进行了热力学分析,采用共沉淀法合成了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料前驱体Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2,研究了pH值和氨水浓度[N]对前驱体振实密度的影响.热力学分析表明:以氢氧化钠为沉淀剂、氨水为络合剂,采用共沉淀法合成前驱体的最佳pH值为11,最佳[N]为0.1～0.5mol/L;在此条件下,金属阳离子Ni2+、Co2+和Mn2+的损失最小,分别小于1×10-3、1×10-3和1×10-6mol/L.在pH=11、[N]=0.24mol/L条件下,所合成的前驱体中Ni、Co、Mn的摩尔比为0.324∶0.349∶0.327,与理论设计值1∶1∶1非常接近,其振实密度高达1.32g/cm3.