Fe—Al系金属间化合物的环境脆性机理研究

首先确定氢原子在Ｆｅ３Ａｌ和ＦｅＡｌ中占据间隙位置，然后根据计算的溶氢Ｆｅ３Ａｌ和ＦｅＡｌ的价电子结构和键能，研究Ｆｅ－Ａｌ系金属间化合物的环境脆性，分析得出，Ｆｅ－Ａｌ系金属间化合物中溶氢后原子状态发生变化，更多的晶格电子为了与氢原子成键转化为共价电子。使晶体内局域金属性下降，同时，由于氢原子参与成键，晶体内形成具有明显各向异性的键络，更易于解理，正是这些原因导致了Ｆｅ３Ａｌ和ＦｅＡｌ的环境脆性     

腐蚀促进位错的发出和运动导致应力腐蚀裂纹的形核

利用特殊设计的恒位移装置，可以在透射电子显微镜中原位观察腐蚀前后裂尖前方位错组态的变化以及应力腐蚀裂纹的形核过程，结果表明，黄铜在水中以及Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ在甲醇中ＳＣＣ时，在裂纹形核前腐蚀过程能促进位错从裂尖发出，增殖和运动，并形成无位错区，随着腐蚀促进位错从裂尖发出，增殖和运动，并形成无位错区，随着腐蚀促进位错发射和运动的进行，弹性ＤＦＺ不均匀减薄，当某处的应力达到原子键合力时，纳米级的     

PZT铁电陶瓷氢致滞后断裂的各向异性

使用单边缺口拉伸试样在恒载荷下动态充氢, 对PZT-5铁电（压电）陶瓷的氢致滞后断裂(HIC)的各向异性进行了研究. 结果表明, 极化方向平行裂纹面和垂直裂纹面的试样均能发生氢致滞后断裂, 但氢致滞后断裂门槛应力强度因子K_IH却显示各向异性, 即极化方向平行于裂纹面的门槛值大于垂直面的门槛值. 但是, 对断裂韧性K_IC归一化后就不再显示各向异性, 即 因此, 氢致滞后断裂的各向异性与断裂韧性一样, 归因于应力诱发90°畴变的各向异性. , , 和均随氢浓度的对数lnC₀升高而线性下降, 例如= 0.4-0.155 lnC₀.     

氢和氢致马氏体导致不锈钢氢脆的定量研究

对原子氢和氢致马氏体在奥氏体不锈钢氢脆中的作用进行了定量研究. 结果表明, 当氢浓度C ₀大于临界值(30×10^-6)后就会出现氢致马氏体(e +), 它随C₀升高而升高, 即M(e + ) = 62 - 82.5exp(-C₀/102), 氢致马氏体引起的塑性损失I_δ (M)随马氏体含量线性升高, 即I_δ (M) = 0.45 M = 27.9 - 37.1exp(-C₀/102). 动态充氢引起的塑性损失I_δ 减去充氢除气试样的塑性损失就是原子氢引起的塑性损失I_δ (H) , 它随C₀升高而升高, 但当C₀>100×10^-6后, I_δ (H)趋于稳定值, 即I_δ (H)max = 40%. 随应变速率 升高, I_δ (H)逐渐下降至零, 即I_δ (H) = - 21.9 - 9.9lg . 氢致滞后断裂只和原子氢有关, 其门槛应力强度因子为K_IH = 91.7 - 10.1lnC₀. 其断口形貌和KI以及C₀有关, 当KI高或C₀低为韧断, K_I低或C₀高则为脆断. 韧断和脆断的分界线方程为K_I -54+exp(-C₀/153)=0.     

硼原子对电子结构的作用及其晶界偏聚行为——Ni3Al脆,韧…

用Ｘ射线光电子能谱研究了硼原子对Ｎｉ３Ａｌ的Ｎｉ２ｐ３／２结合能的作用及其晶界偏聚规律，结果表明，纯Ｎｉ３Ａｌ的Ｎｉ２ｐ３／２结合能的作用及其晶界偏聚规律，结果表明，纯Ｎｉ３Ａｌ的Ｎｉ２ｐ３／２结合能按下列顺序增加：Ｎｉ〈Ｎｉ７６Ａｌ２４〈Ｎｉ７４Ａｌ２６〈Ｎｉ７５Ａｌ２５，如硼则使Ｎｉ３Ａｌ的Ｎｉ２ｐ３／２结合能单调下降，另外，在Ｎｉ３Ａｌ中硼有平衡放非平衡性质相叠加的晶界偏聚行为，根据组成原子     

铝铁合金熔体的微观多相结构

利用液态Ｘ射线衍射对铝铁合金系１２个成分的熔体在１５５０℃时进行了研究。用微观多相模型解释实验结果，发现铝铁合金系以Ａｌ，Ａ７Ｆｅ，Ａｌ５Ｆｅ２，ＦｅＡｌ和Ｆｅ边界分成４个浓度区间，     

氢促进位错发射和运动导致裂纹形核的研究

利用恒位移加载台，在ＴＥＭ中原位研究了油管钢在充氢和水介质中应力腐蚀前后裂尖位错组态的变化。结果表明，氢能促进位错发射、增殖和运动，并使无位错区扩大。用激光云纹干涉法原位测量了充氢前后加载缺口前端位移场的变化，结果表明，氢能使缺口前端塑性区及变形量增大。ＴＥＭ原位观察表明，当氢促进位错发射、运动达到临界条件时就引起纳米级氢致裂纹在无位错区中形核。探讨了氢促进位错发射、增殖和运动的原因以及氢致裂纹形     

Ni62.5Al37.5合金马氏体相变的计算机模拟研究

利用嵌入原子类型的势函数，进行了Ｂ２结构Ｎｉ６２．５Ａｌ３７．５单晶中热诱发马氏体相变的分子动力学模拟，通过分析形核和非形核区域内晶格振动，应变分布等的差异，探讨了马氏体形核长大的微观机理。此外，还讨论了Ｎｉ原子和Ａｌ原子振动性质的差异对相变的影响。     

fcc结构晶体层错的自身能及其交互作用能的嵌入原子法计算

采用嵌入原子法计算了不同价电子Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ和Ａｌ５种金属的层错能，结果表明，层错能主要受金属键能和点阵常数的影响，因而单价ｆｃｃ结构的不同金属不应具有相同的层错能，这与Ａｕｒｅｅ的预测不同，间隔为一层（１１１）面的两个层错的交互作用能其计算值约为层错自身能的１／４０￣１／２５０，当层错间隔两上或以上的密排层面时，其交互作用能为零，不考虑孪晶形成后的各松弛，孪晶能正好为单个内层错能的一半     

液体金属脆机理研究

从实验和计算两个角度研究液体金属脆机理,利用第一原理和陈难先三维晶格反演方法获得Ａｌ－Ｇａ和Ｇａ－Ｇａ有效对势。运用分子动力学研究液态金属吸附对位错发射的影响。模拟结果表明,当Ａｌ晶体的纹表面吸附Ｇａ原子之后,裂尖发射位错临界应力强度因子降低。     

吸附促进位错发射,运动导致脆性裂纹形核

在透射电子显微镜中原位观察了Ａｌ单晶吸附Ｈｇ原子后加载方前方位错组态的变化以及微裂纹的形核过程。结果表明：液体金属吸附后能促进位错的发射，增殖和运动；     

310不锈钢中氢致纳米空洞导致断裂的机理

对充氢的 31 0不锈钢薄膜进行TEM原位拉伸表明 ,当CH 较高时 ,氢致断裂通过纳米空洞形核 ,然后沿 {1 1 1 }面准解理扩展的方式进行 ;当CH 较低时 ,氢促进纳米空洞形核、长大和连通 ,进而导致韧断 .在此实验基础上 ,提出了一个新的模型 .该模型认为 ,位错挣脱缺陷气团的钉扎 ,并运动离开无位错区 (DFZ) ,结果沿 {1 1 1 }面产生许多空位团和氢原子簇 .氢趋于和空位团结合 ,导致纳米空洞沿 {1 1 1 }面形核 ,高密度纳米空洞来不及长大便互相连通 ,进而导致脆性扩展 ;而稀疏纳米空洞可以长大成微空洞甚至宏观空洞 ,最终导致韧性扩展 .     

有关BCC体系合金特征原子浓度的计算

本文以Nb-Mo合金系为例,根据系统合金科学框架思想和BCC体系配位原子的情况,推出了适合BCC体系的合金特征原子浓度的计算公式,计算了B2-NbMo型有序合金的特征原子浓度随有序度s和成分xMo的变化,当合金有序度s=smax时,计量成分的B2-NbMo金属间化合物的特征原子浓度等于合金的成分,即x8Nb=0.5at.,x0Mo=0.5at.;随着有序度的降低,B2-NbMo型有序合金的特征原子A8Nb和A0Mo发生分裂,且随着有序度的降低,原子分裂的程度增大,由此可进行无序和各种不同有序合金的设计。     

氢促进位错发射的分子动力学模拟

利用第一原理和陈氏三维晶格反演公式获得了Al和H的互作用对势 .分子动力学计算表明 ,当Al晶体中含H时 ,裂尖发射位错的临界应力强度因子从0 .1 1MPam降低为 0 .0 75MPam(CH=0 .72 % )和 0 .0 6MPam(CH=1 .44% ) ,即氢促进了位错的发射 .计算表明 ,氢在裂尖富集后能形成许多小气团 ,同时使平衡空位浓度升高     

C^＋离子注入改善C^＋注入多层TiN／Ti膜特性

用金属蒸发真空弧离子源（ＭＥＶＶＡ）引出的Ｃ＾＋注入多弧离子镀ＴｉＮ多层膜。Ｃ＾＋注入ＴｉＮ膜的硬度随注入量和束流密度的增加而增加，Ｘ射线分析（ＸＲＤ）表明，在注入的膜中ＴｉＣ相已经形成，退火前后ＴｉＮ（１１１）和ＴｉＣ（１１１）为优先生长相，Ａｕｇｅｒ分析表明在单层ＴｉＮ膜中碳原子按Ｇａｕｓｓ型分布，在多层ＴｉＮ／Ｔｉ膜中注入碳原子为多峰的分布。由此可见用Ｃ＾＋离子入形成Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）／ＴｉＮ／     

薄膜裂尖区域的减薄过程和薄区内的应变

在透射电子显微镜下,首先观察了３１０不锈钢和纯铝的减薄方式：一是Ⅲ型裂纹的剪切方式,二是Ⅰ型裂纹的撕开方式。利用微衍射技术分别测量了韧性材料纯铝和脆性材料ＴｉＡｌ合金中裂尖区的平均应变。测量结果表明,裂尖前方的应变可高达０．０５以上。     

超塑性拉伸似粘性变参数流变方程

给出能精确表达Ｚｎ－Ａｌ２２％，Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ和Ａｌ－Ｚｎ－Ｃｕ－Ｃｒ比较典型的３处超塑性合金的ｌｇσ－ｌｅε关系的多项式，进而用ｍ（ε）和ｋ（ε）的解析表达式求得ｍ和ｋ均变数的似粘性流变方程，方程中包含了与ｍ－ｌｇε曲线相关的３个参数ｍｍ，ｍｋ和η，并且指出，ｍｍ，ｍｍ／ｍｋ越大，合金的超塑性越好，而且Ｂａｃｋｏｆｅｎ方程只是变参数本构方程的一个特例。     

NiAl合金原子间互作用势的拟合及点缺陷的计算

采用－ＦＳ多体势形式，拟合了Ｂ２型有序金属间化合物高温合金ＮｉＡｌ的势参数。并利用Ｒｏｓｅ等提出的经验Ｐ－Ｖ关系，对势函数进行了进一步修正。作为对势函数的验证和应用，运用分子动力学方法，计算了ＮｉＡｌ合金中点缺陷的性质。     

贝氏体的精细结构和界面结构的TEM和HREM研究

使用ＴＥＭ研究了钢中贝氏体的精细结构、碳化物形貌及分布和Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中贝氏体的面貌，采用ＨＲＥＭ研究了Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金的界面结构台阶界面晶格象，加入微量元素使贝氏体铁素体组织明显细化。贝氏体铁素体由亚单元或亚块组成，碳化物形貌不一，分布在条间，片内和亚块边界。贝氏体铁素体内有极为丰富的精细组织，Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金初生贝氏体有阶存在，界面结构台阶高度在３￣４０ｎｍ范围，相当１５￣２００     

绿色能源-氢气及无机材料储氢的研究进展

氢能是二十一世纪解决化石能源危机和缓解环境污染问题的绿色能源。实现氢能的利用，氢的储运是目前要解决的关键问题。本文简单介绍了高压储氢、液态储氢和固态储氢三种储氢方式，重点介绍了无机储氢材料的研究进展，如：金属，金属氧化物，碳基材料，化学氢化物，M—N—H体系，M—C—H体系等储氢材料，并对其进一步研究进行了展望。