人工合成金刚石的体扩散机制

本文研究了在合金触媒参与下石墨转变为金刚石的机理。认为在超高压高温条件下,石墨以碳原子集团的形式扩散到溶剂合金中,形成似胶体溶液的扩散区。在合金触媒的催化作用下,正离子化的碳原子集团相变成金刚石结晶基元。结晶基元达到过饱和时,经体扩散在合金与石墨的界面上形核生长,沿金刚石[111]和[100]方向长大,长成立方-八面体。     

球墨铸铁热浸镀铝的扩散行为

为了提高铸铁模具的抗高温氧化性能,通过制备热浸镀铝试样、对试样进行扩散退火,采用扫描电镜（SEM）观察Al元素的扩散行为,观察700℃下,不同扩散时间和3h下不同扩散温度的试样截面形貌.研究和探讨在不同温度下和不同保温时间条件下Al的扩散情况.结果表明：对热浸镀铝试样进行扩散,温度越高,Al的扩散速度越快;在相同扩散温度时,增加保温时间有利于Al元素在合金层中扩散,随扩散时间的增加,Al层逐渐变薄直至消失,Fe-Al合金层明显增厚.     

FGH95合金在热成形中与碳钢包套的相互作用

本文研究了FGH95粉末高温合金在热等静压成形时与碳钢包套之间的相互作用。 研究表明:FGH95粉末高温合金热成形用碳钢作包套时,由于二者之间发生各种元素的扩散,因此随热成形温度、时间的不同,在合金表面层会形成不等的合金元素贫化区和富铁区,以及形成无γ′相区域,得出了在不同温度下扩散层厚度与时间的关系。研究得出了扩散层至合金中心的显微硬度变化规律。此外,研究还得出了含碳不同的碳钢对FGH95合金的影响。     

Nb对氢在Fe-13Cr-6Al-2Mo合金中扩散行为的作用

采用电化学氢渗透方法研究氢原子在Fe-13Cr-6Al-2Mo和Fe-13Cr-6Al-2Mo-0.5Nb合金中的扩散行为,分析了0.5%Nb(质量分数,下同)对氢原子在Fe-13Cr-6Al-2Mo合金中扩散行为的作用.研究结果表明:当在Fe-13Cr-6Al-2Mo合金中添加0.5%Nb后,合金的晶粒得到细化,同时合金中析出大量弥散分布的细小Fe₂Nb相.0.5%Nb的添加大幅度降低了氢原子在Fe-13Cr-6Al-2Mo合金中的表观扩散系数,使氢原子在合金中的扩散激活能提高了50.3%.Nb原子通过提高合金中的氢陷阱浓度,有效降低了氢原子在FeCrAlMo基合金中的扩散速率.     

Nb 对氢在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中扩散行为的作用

采用电化学氢渗透方法研究氢原子在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 和 Fe-13Cr-6Al-2Mo-0.5Nb 合金中的扩散行为, 分析了 0.5%Nb(质量分数, 下同)对氢原子在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中扩散行为的作用. 研究结果表明: 当在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中添加 0.5%Nb 后, 合金的晶粒得到细化, 同时合金中析出大量弥散分布的细小 Fe$_{2}$Nb 相. 0.5%Nb 的添加大幅度降低了氢原子在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中的表观扩散系数, 使氢原子在合金中的扩散激活能提高了 50.3%. Nb 原子通过提高合金中的氢陷阱浓度, 有效降低了氢原子在 FeCrAlMo 基合金中的扩散速率.     

钨合金/不锈钢的低温扩散连接及界面组织性能

通过低温扩散连接方法实现钨合金(90W-7Ni-3Cu)与304不锈钢的高性能连接。采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、电子探针(EPMA)分析连接界面的微观组织及元素扩散与分布行为,采用拉伸试验测试连接界面的力学性能。研究结果表明：在800～950℃、压力20 MPa、保温120 min的条件下,可以实现90W-7Ni-3Cu合金与不锈钢的有效连接;当连接温度为900℃时,连接界面抗拉强度达到最大值168 MPa;连接界面结合紧密,无裂纹等缺陷。钨合金与不锈钢界面原子形成了充分的互扩散,不锈钢中的W、Fe、Cr、Ni和Si元素借助空位以及点缺陷扩散到了钨合金一侧的钨中,形成了富含W、Fe、Cr、Ni和Si元素的扩散层。900℃连接样件的断裂发生在钨合金一侧,可以观察到钨合金基体的六角形晶界并且其表面覆盖有粗糙的黏着物,黏着物为原子扩散所形成的扩散层。不锈钢中的Cr、Fe元素以固溶的方式扩散到了钨合金的(Ni,Cu)相中,提高连接界面强度。     

WMoCo多元共渗扩散交互作用规律研究

采用双层辉光离子渗金属技术分别对工业纯铁进行了单元渗W、W-Mo二元共渗、W-Mo-Co三元共渗.通过相同渗金属工艺条件下合金层厚度对比,利用扩散热力学、扩散微观理论以及渗入原子的空位占有率等理论,揭示了渗金属条件下W、Mo、Co三种合金元素的扩散交互作用规律.分析结果表明,多元共渗过程中,共渗元素之间会对彼此的化学势、元素的空位浓度、元素的空位占有率等产生影响,进而影响到元素的扩散速率.     

铈在镍-铬-铜系高温耐蚀合金中的作用

本文研究了铈对Ni-Cr-Cu系合金耐熔融玻璃腐蚀及抗高温氧化行为的影响。铈提高了合金在1100℃—1150℃下耐熔融玻璃腐蚀和抗高温氧化的性能;增加了氧化膜的致密性及其与基体的粘合力;增加了铬在合金中的扩散速度并能消除或减轻合金中氮的有害作用。     

Pd/Ti-Al合金复合膜表面缺陷的影响因素

金属基Pd复合膜在高温下易产生小孔缺陷,目前对造成膜表面小孔缺陷的主要原因尚不清楚。借助环境扫描电镜(SEM)考察了气氛环境、高温烧结以及金属间相互扩散等因素对Pd/Ti-Al合金复合膜表面性能的影响。结果发现:气氛环境、高温烧结和金属间相互扩散都会对Pd复合膜的性能产生一定的影响,但是高温下Pd与Ti-Al合金间相互扩散是Pd/Ti-Al合金复合膜表面小孔缺陷形成的最主要影响因素。     

NiCoCrAlYTa粘结层与镍基高温合金基体的界面高温互扩散行为

采用真空等离子体喷涂技术(vacuum plasma spraying, VPS)在镍基高温合金GH3128基体表面沉积NiCoCrAlYTa粘结层,并在1 100 ℃进行不同时间的热处理。采用扫描电子显微镜（scanning electron microscopy,SEM）、能谱仪（energy dispersive spectrometer,EDS）等分析NiCoCrAlYTa粘结层与GH3128高温合金界面元素的互扩散行为。结果表明,在热处理过程中,互扩散区(interdiffusion zone,IDZ)和二次反应区(secondary reaction zone,SRZ)的厚度随着热处理时间延长而增大,且在SRZ中明显观察到拓扑密堆(topological close-packed,TCP)相晶粒的生长。Al、Ta、Co元素由NiCoCrAlYTa粘结层向GH3128高温合金扩散,Ni、W、Mo元素由GH3128高温合金向NiCoCrAlYTa粘结层扩散。依据EDS检测的粘结层/基体界面处元素成分,计算出上述元素在界面处的扩散系数,掌握了各元素在高温热处理过程中的扩散速率,揭示了VPS制备的NiCoCrAlYTa粘结层与GH3128高温合金界面处元素在高温下的互扩散规律。     

稀土在Al—Si合金中变质作用的试验与研究

本文采用测定Ａｌ－Ｓｉ合金金相组织，合金变质度，机械性能等方法，来研究不同工艺条件下，稀土变质潜伏期的主要影响因素。在金属型冷却条件下，Ａｌ－Ｓｉ共晶合金用稀土变质处理，具有１－２小时潜伏期。变质潜伏期长短与变质元素稀土在铝液中扩散速度有产 有利于稀土在铝液中的均匀扩散的因素，都有利于变质潜伏期的缩短及变质作用的充分发挥。     

纳米晶与非晶Mm(NiCoMnAl)_5结构及氢扩散系数研究

通过循环伏安法测定了纳米晶态与非晶态Mm(NiCoMnAl),贮氢合金电极中的氢扩散系数,并利用XRD、TEM和SAED对贮氢合金进行了结构表征.结果表明:纳米晶合金比非晶合金具有更高的结晶度和细小的晶粒尺寸,大量的晶界为氢原子提供了良好的扩散通道,有利于氢在合金中的扩散,提高了合金电极中氢的扩散系数.     

硬铝LY11的SPF/DB工艺试验研究

采用浸镀锌法,调整预处理后 Ｌ Ｙ１１ 合金表面的氧化状态;在大气环境、无中间合金条件下进行了超塑成形／ 扩散连接（ Ｓ Ｐ Ｆ／ Ｄ Ｂ） 试验,并探讨了其连接机理结果表明,覆盖于连接表面的锌元素,在 Ｓ Ｐ Ｆ／ Ｄ Ｂ 过程参与了金属间互扩散实现了无保护气氛条件下的超塑变形／ 扩散连接在４４０ ℃／５０ Ｍ Ｐａ／４ｈ 条件下获得较好的连接效果,拉伸试样在母材处断裂扩散连接机理为通过原子扩散实现连接界面的迁移;回复和再结晶引起原始连接界面的消失     

关于金属扩散实验新方案的研究

反映固态金属中原子的扩散现象,加深学生对金属扩散理论的理解,目前的金属学教学中有待于进一步健全“金属扩散实验”。使用高熔点的合金渗锌剂,在可以获得反映铜金属中原子显著扩散的多相薄层组织的条件下,能大大地缩短铜渗锌工艺时间。本文在此实验结果及其分析的基础上,对铜渗锌扩散实验内容进行了详细的讨论与设计,最终为金属学教学中关于“金属中原子扩散”实验提供了新的实施方法。     

Ti3Al基合金中氢扩散动力学研究

本文研究了Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ－３Ｖ－１Ｍｏ合金在５００—６５０℃温度范围内的气相充氢过程．结果表明：在一定温度下，合金中的氢浓度随充氢时间的变化呈抛物线关系．通过求解扩散方程，得到氢在合金中的表观扩散激活能为９０．４０ｋＪ／ｍｏｌ．研究还表明合金中的平衡氢浓度与充氢温度有关．     

Cr在Fe-Cr合金中扩散过程的原子尺度模拟研究

该文通过计算机模拟方法研究Cr在Fe-Cr合金中的扩散。用2BM(two band model)势函数模型计算了Fe的空位形成能以及Fe-Cr合金中Cr与空位V之间的结合能、空位迁移能。按照固体中杂质扩散的五频率模型,结合纯铁的分子动力学模拟,计算了合金中Cr原子的扩散系数。此外,在不同的温度和空位浓度条件下,对Fe-1%Cr合金直接进行了分子动力学模拟计算,获得了合金中Cr原子的扩散系数,结果与五频率模型计算结果较为一致。     

AgCu28对Be/HR-1不锈钢热静压接头组织性能的影响

以AgCu28合金作为中间层材料,进行Be/HR—I不锈钢热静压扩散连接。利用光学金相、扫描电镜(SEM)、俄歇电子能谱(AES)和X射线衍射仪(XRD)及材料试验机分析了热静压扩散连接接头的显微组织、元素和物相分布以及力学性能,探讨了扩散区成分、组织结构与性能的关系,以及AgCu28合金作为中间层材料的作用。研究表明:采用AgCu28合金作为中间层材料,能够实现Be/HR—I不锈钢的扩散连接,能有效地减少铍、不锈钢间的元素互扩散,减少了Be与Fe和不锈钢中其他合金元素的脆性金属间化合物的大量生成,接头质量较好。     

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.     

合成YNi_5中的几个问题

在制备合金粉末中,还原—扩散是一个重要的方法。曾用还原扩散法制备过SmCo_5,LaNi_5,NdNi_5。本文选用温度范围在950—1050℃,恒温时间为4小时,在氢气氛下用还原扩散方法制备得到(Y_(1-x)Ca_x)Ni_5,而不是纯YNi_5。用类似方法均可得到纯的SmCo_5,LaNi_5,NdNi_5。还原剂CaH_2中Ca是否会进入到合金的晶格中去,是值得研究的问题。添加Cu将会有利于Ca进入晶格,降低Y-Ni合金的平台压力(对吸氢材料),这些亦是值得进一步研究的问题。     

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.