硼含量对 FeCoNiCrAl$_{\bf 0.1}$B$_{ x}$ 高熵合金组织和力学性能的作用

研究了硼含量对 FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ ($x = 0 \sim 0.1$) 高熵合金微观组织和力学性能的作用. 结果表明: 当硼含量 $x \le 0.03$ 时, FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ 高熵合金由单一面心立方(face-centered cubic, FCC)结构的 $\gamma $ 相组成; 而当硼含量 $x \ge 0.05$ 时, FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ 高熵合金由 $\gamma $ 相、微量的有序态 FCC 相和硼化物组成. 硼元素的加入, 细化了 FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ 高熵合金的晶粒, 提高了合金的抗拉强度, 但也降低了合金的延伸率. 在真空中拉伸时, FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ 高熵合金的断口形貌均为韧窝状塑性断口.     

Cu对AlFeCrCoTiCu_x多组元高熵合金组织及其力学性能的影响

利用真空电弧熔炼炉制备了AlFeCrCoTiCu_x(x=0.5,0.75,1)高熵合金,并通过XRD、SEM、EDS、DSC、显微硬度计和压缩试验对合金的微观组织和力学性能进行测试。结果表明:合金呈树枝晶结构,枝晶是FCC1相和BCC相组成的混合组织;晶间则由FCC2相和析出相组成。随着Cu元素的增加,晶间FCC2相和析出相逐渐增多。热分析表明,组合金的熔点为1 380℃左右,在1 050℃左右析出晶间富Cu(FCC2)相。当铜摩尔比为0.5时,合金的硬度可达804 HV,抗压强度可达1 935 MPa,但随着Cu含量的增加而降低。     

电子束蒸发沉积Al-Fe-Co-Cr-Ni-Cu高熵合金涂层耐蚀性研究

研究电子束蒸发方法在工业常用的钢筋基体表面制备Alx FeCoCrNiCu(x=0.25,0.50,1.00)高熵合金涂层的工艺,探讨了铝含量对涂层耐蚀性的影响,并用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和电子探针(EPMA)等手段对涂层的物相、形貌和化学成分进行分析.结果表明:光滑基底上得到的合金涂层表面平整、分布均匀,膜层致密,随着铝含量的升高,制备的高熵合金涂层的晶体结构由简单的FCC结构转变为FCC和BCC混合结构.极化曲线表明,在0.5mol/L H2SO4溶液和1mol/L NaCl溶液中,高熵合金涂层和304不锈钢相比具有更好的耐蚀性能.此外,Al0.5FeCoCrNiCu高熵合金涂层表现出更全面的耐蚀性和抗孔蚀能力.     

Fe对Ni-Mn-Ga形状记忆合金相变和力学性能的影响

研究了Fe含量对Ni56Mn25 xFexGa19(x=0～10)合金的微观组织结构、相变行为、力学性能和记忆特性的影响规律.当x 4时,Ni56Mn25–xFexGa19合金仍然保持着单一的四方结构马氏体相;当x 6时,合金呈现为马氏体相和面心立方γ相组成的双相结构.相对于马氏体相,γ相为富Ni和富Fe相,其含量随Fe含量的增加而增加.随着Fe含量增加,合金的马氏体相变温度逐渐降低,其峰值温度从x=0时的356℃降低至x=10时的170℃,这主要归因于马氏体相尺寸因素和电子浓度的综合作用.通过添加Fe替代Mn在合金中引入的γ相可提高合金的强度和塑性,但最大形状记忆回复应变从x=0时的5.0%降低到x=6时的2.0%.     

环境对高熵合金Al_(0.1)CoCrFeNi力学性能的影响

研究高熵合金Al_(0.1)CoCrFeNi在真空、空气和不同压力氢气中拉伸时,环境对合金力学性能的影响.研究结果表明:当Al_(0.1)CoCrFeNi合金在空气和氢气环境中拉伸时,少量氢原子进入合金后对其延伸率存在明显的改善作用;随着拉伸环境中氢气压力的增加,合金的延伸率随之提高,而当氢气压力大于0.010 MPa后,合金延伸率的提升速率明显减缓;在3种环境中拉伸时,合金的断口形貌均为韧窝状塑性断口,且在断口存在微孔洞.     

Al含量对AlxFeNi2.5CrMo高熵合金微观结构与力学性能的影响

针对现有铁素体钢在反应堆压力容器中抗压强度低与低温脆性高的问题,采用真空电弧熔炼法制备了系列AlxFeNi2. 5CrMo高熵合金试样,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜、能量散射谱以及力学性能测试等方式分析了Al含量对高熵合金微观结构和力学性能的影响.实验结果表明,制备的AlxFeNi2. 5CrMo高熵合金主要由面心立方主相和少量的Laves相组成,其微观组织呈现出典型的树枝晶和枝晶间结构,且枝晶的分布均匀性随着Al含量的增加而变差;其抗压强度和抗拉强度随着Al含量的增加呈现出先增加后降低的趋势,当Al含量x=0. 2时,高熵合金的抗压强度和抗拉强度达到最大值,分别为3 984 MPa和795 MPa.     

Ti元素对CoCuFeNiVTi_x高熵合金耐磨性能的影响

为了研究Ti元素含量对CoCuFeNiVTi_x高熵合金体系耐磨性能的影响,用真空电弧熔炼炉制备了CoCuFeNiVTi_x(x=0.5,1.0,1.5,2.0)高熵合金,采用HV-50型显微硬度计对其硬度和耐磨性能进行了测试,采用扫描电子显微镜对其磨损形貌进行了观察。实验结果表明:Ti含量为0.5和1.0时,合金为FCC+BCC结构;Ti含量升至1.5和2.0时,合金转变为BCC结构。随着Ti含量的增加,合金的硬度及耐磨性能都得到提高,合金由磨粒磨损和粘着磨损演变为以粘着磨损为主。其中,CoCuFeNiVTi_(1.5)合金的摩擦系数最低(0.45),并且硬度达到最高值589 Hv。综合来说,CoCuFeNiVTi_(1.5)合金的耐磨性能最好。     

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.     

TiFe_(0.9-x)Ni_xZr_(0.1)Mn_(0.2)(x=0.1,0.2,0.3,0.4)合金的贮氢性能研究

采用高频感应熔炼法制备TiFe0.9-xNixZr0.1Mn0.2(x=0.1,0.2,0.3,0.4)合金,系统地研究Ni部分取代Fe对TiFe0.9-xNixZr0.1Mn0.2(x=0.1,0.2,0.3,0.4)合金相组成与贮氢性能的影响。XRD分析结果表明:合金主要由NiTi,FeTi和(Fe,Ni)相组成,在x=0.1~0.2时,有少量的FeZr2相,随着Ni含量的增加,FeZr2相消失,同时有TiMn2相产生。压强—成分—温度(PCT)测试结果表明,TiFe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2合金的贮氢量最高,其吸氢量为1.46 wt%。电化学测试结果显示,合金电极放电容量随着Ni含量的增加而增大,TiFe0.8Ni0.1Zr0.1Mn0.2合金的放电容量为34 mAh/g,而TiFe0.5Ni0.4Zr0.1Mn0.2合金电极的放电容量则达156 mAh/g。     

FeNiMnCuC0．2Alx高熵合金结构及性能研究

通过高频感应加热在真空下制备FeNiMnCuC0.2Alx(x＝0、0.1、0.2、0.5 mol)高熵合金,对固溶处理后的试样进行结构及性能研究.结果表明, FeNiMnCuC0.2Alx高熵合金具有简单的面心立方结构;添加少量Al(x=0.1、0.2 mol)能细化FeNiMnCuC0.2Alx高熵合金晶粒,但x=0.5 mol时,晶粒又变得粗大;初生树枝状晶富含Fe、Ni元素,Mn、Cu在枝晶间相内有所聚集,C、Al大体上均匀分布于两相中;x=0时, FeNiMnCuC0.2Alx高熵合金具有高的抗压强度(5 218 MPa),x＝0.1 mol时,合金抗压强度(4037MPa)和压缩率(＞75%)均较佳,随Al添加量的继续增加,合金压缩性能有所下降, x＝0.5 mol时,合金表现为脆性断裂.合金晶粒,但x=0.5 mol时,晶粒又变得粗大;初生树枝状晶富含Fe、Ni元素,Mn、Cu在枝晶间相内有所聚集,C、Al大体上均匀分布于两相中;x=0时, FeNiMnCuC0.2Alx高熵合金具有高的抗压 度(5 218 MPa),x＝0     

V_(2．1)TiNi_(0.4)Gd_x贮氢合金的结构和电化学性能研究

本论文开展了系列V2.1TiNi0.4Gdx(x=0,0.03,0.05,0.07,0.09)贮氢合金的相结构和电化学性能研究.测试结果表明,系列V2.1TiNi0.4Gdx合金均由体心立方结构的V基固溶体主相和第二相组成.当Gd含量x≤0.03时,合金的第二相为体心立方结构的TiNi基相;当Gd含量x>0.03时,第二相为GdNi5相,且主相的晶格常数随着x的增大而增大.添加Gd会降低V2.1TiNi0.4合金的活化性能、最大放电容量和高倍率放电性能,但在x＝0.05时,合金的循环稳定性略有提高,经过30次充放电循环后,其容量保持率为24.67%.     

元素Mn、V对AB2型贮氢电极合金ZrCr0.7Ni1.3相结构和电化学性质的影响

研究了Mn、V部分替代ZrCr0.7Ni1.3合金中的Cr元素后对其相组成、晶格常数和电化学容量等方面的影响.结果表明:母体合金的主相由立方C15型Laves相和少量六方C14型Laves相组成并含有少量第二相Zr7Ni10.对于合金ZrCr0.7-xMxNi1.3(x=0.1～0.6)(M=Mn或V),在Mn、V单独替代时,随着Mn替代量的增加,第二相Zr7Ni10峰逐渐减弱,合金电化学容量先增加后降低,在x=0.2时放电容量最大;随着V含量的增加,合金的主相向C14型Laves相转化,而第二相Zr7Ni10峰消失,并出现新的第二相Zr9Ni11衍射峰,合金的电化学容量迅速降低;当Mn、V同时进行替代时,对于合金ZrCr0.7-x-yMnxVyNi1.3(x+y=0.2～0.4),其相组成和晶格常数的变化不大,但电化学容量却有较大变化,当合金成分为ZrCr0.4Mn0.1V0.2Ni1.3时,放电容量最高,为311 mAh/g.     

La-Mg-Ni基合金储氢性能的研究

采用高频感应熔炼制备La0.7Ca0.3Ni2.8-xMgx(x=0.1、0.2、0.3、0.4)合金,进行X射线衍射(XRD)实验,气相储氢性能测试和电化学性能测试,分析Mg部分替代Ni对合金的储氢和电化学性能的影响。分析结果表明,合金具有多相结构,当x=0.1、0.3时,合金的主相是CaCu5-型结构的LaNi5相,当x=0.2、0.4时,合金的主相是AB2-型Laves相LaNi2相。随x=0.1、0.2、0.3、0.4合金电极的放电容量(mAh/g)依次为244.7、140.8、257.6、164。当x=0.1时,在2MPa氢压、25℃时,合金La0.7Ca0.3Ni2.7Mg0.1的储氢量达到1.1wt%。     

新型钴基高温合金γ和γ′相行为的热力学分析

采用热力学分析方法,对新型钴基高温合金Co-Ni-Al-W-Cr多元系中γ′相的析出规律进行了研究,分析了合金元素Ni,Al,W在γ和γ′相间的分配行为,阐述了Ni在γ和γ′相间的分配系数对合金强化效果的影响规律.结果表明:合金元素Ni明显提高γ′相热力学稳定性,随Ni含量的增加,γ′相的成分范围扩大,定存在温度提高,说明Ni有利于提高Co-Al-W基高温合金的高温性能;计算分析了合金元素在γ和γ′相间分配行为及其对合金强化的影响规律.探明Co-Ni-Al-W-Cr合金中x(Al)/x(W)对合金元素Ni的分配系数KγN′i/γ影响较大,当Al,W原子分数比值为2.60时,KγN′i/γ达到最...     

La0.7Mg0.3Ni3.4-x(Al0.3Co0.4)0.2+x(x=0~0.3)合金电极电化学性能研究

在氩气保护下,采用悬浮熔炼法制备La0.7Mg0.3Ni3.4（Al0.3Co0.7）x（x=0,0.2,0.4,0.6）储氢合金,用X射线衍射仪测试相组成,并用MDI Jade 5.0软件分析相组成和晶胞参数,用开口三电极法测试电极电化学性能。结果表明,合金相主要由LaNi5、LaMg2Ni9、La2Ni7和LaNi2.28相组成,随着合金中Al和Co含量的增加,合金放氢平台压下降,最大吸氢量为1.43%（x=0）,合金电极最大放电容量Cmax为381mA.h.g-1（x=0）,合金电极100个充放循环后的容量保持率S100从53.0%（x=0）增加到57.1%（x=0.3）,循环稳定性增强。当x=0.1时,合金电极的电化学动力学性能较好。     

柠檬酸盐溶胶-凝胶法合成Li3-2xZnxPO4及其离子导电性

采用柠檬酸盐溶胶－凝胶法制备了组成为Li3-2xZnxPO4(x=0.1-0.5)的固体粉末和饱结体,对其相结构的研究结果表明,当x=0.1-0.4时,烧结体是由γI-Li3PO4和α-Li4Zn(PO4)2两相构成的混合相,而x=0.5时,烧结体的相组成为α-Li4Zn(PO4)2单相,用这种合成方法得到样品的合成温度较传统的固相合成降低了约400℃,用交流阻抗技术测定了烧结体的导电性,随着组成的不同,样品显示不同程度的导电性,当x=0.5,相结构为α-Li4Zn(PO4)2时,样品具有最高的导电性,25℃时σ=1.66μS/cm.     

Ti对La_(0.7-x)Ti_xMg_(0.3)Ni_(3.5)(x=0.00,0.05,0.10)合金电极电化学性能的影响

在氩气保护下用悬浮熔炼制备La0.7-xTixMg0.3Ni3.5(x=0.00,0.05,0.10)储氢合金,研究Ti含量对合金电极电化学性能的影响。X射线衍射(XRD)分析表明,合金相主要由LaNi5、LaMg2Ni9和La2Ni3相组成。当x=0.10时,合金中有TiNi3相产生,随着Ti含量的增加,LaNi5、LaMg2Ni9和La2Ni3相的晶胞体积减小。电化学性能测试表明,合金电极最大放电容量分别为370 mAh/g(x=0.00)、331 mAh/g(x=0.05)和252 mAh/g(x=0.10);合金电极循环伏安特性曲线氧化峰电位随着Ti含量的增加而降低,表明Ti的加入使合金电极易于发生氧化反应。     

激光熔覆AlFeCrNiTiCu_x系高熵合金涂层

采用激光熔覆工艺在Q235基体上制备AlFeCrNiTiCu_x系高熵合金并进行了组织结构和性能的分析。结果表明:所制备的AlFeCrNiTiCu_x系高熵合金涂层均具有简单的面心立方(face center cubic,FCC)+体心立方(body center cubic,BCC)混合结构。激光熔覆冷却速度极快,有利于抑制晶粒的长大,在涂层中获得了微米级别的等轴状树枝晶结构。随着Cu含量的加入,促进了FCC相的形成,抑制了BCC相的形成,也降低了涂层硬度。由于混合熵的提高,金属间化合物相的生成随着Cu的加入受到抑制。由于Cu和其他合金元素正的混合焓,涂层熔凝过程中,Cu受到排挤易在晶间偏析获得富Cu的FCC组织。     

稀土Dy对FePt合金微结构和磁性能的影响

应用XRD,SEM,EDS和PPMS等方法对DyxFe60.5-xPt39.5(x=0,0.5,1.0,1.5)纳米复合材料进行微结构和磁性能研究.研究发现,在1 300℃该合金是无序的面心立方相(FCC),而在600℃是以有序的面心四方相(FCT)的形式存在;当稀土Dy的添加量x为1.5时,FePt合金中出现富稀土相颗粒,并均匀弥散分布在基体FePt合金中,验证FePt合金对稀土Dy的固溶度在1.5%at.以内.随稀土Dy含量的增加FePt合金晶粒显著得到细化,当Dy添加量x为0.5,退火时间为5 h,该合金的矫顽力和剩磁比达到最大值μoHc=0.326 T,mr(Mr/Ms)=0.68,并得到最大的磁能积BH(max)=9.4 MGOe.认为稀土Dy的加入改善和提高了FePt合金的诸多性能.     

La_(1-x)Ag_xMnO_3多晶非均匀颗粒系统的巨磁电阻效应

采用固相烧结法制备了名义成分为La1 xAgxMnO3(0≤x≤ 0 .50 )的大块多晶样品 ,并且首次研究了它们的巨磁电阻效应 .分析表明 :当x≤ 0 .2 5时 ,样品基本上由单一的钙钛矿结构相组成 ;当x >0 .2 5时样品明显由两相组成 ,钙钛矿结构相和富Ag合金相 .它们组成了一个非均匀的颗粒系统 .在x =0 .30时 ,具有高达 2 5.5%的巨磁电阻效应 .非均匀颗粒系统呈现的磁电阻效应与电子在两相颗粒界面的自旋相关散射有关 .