钢回火碳扩散行为的表征方法

在第三代高强钢设计中,碳是最重要的合金化元素,表征碳元素在钢中的扩散行为,是设计和调控钢中显微组织结构以获得优异力学性能的关键。本文对中钢中碳原子占位及扩散行为表征技术的研究进展进行综述,分析了钢回火过程中碳原子占位状态及扩散行为与组织性能的关系,对相关表征技术进行了梳理及对比,为研究、掌握碳原子扩散运动与微观组织转变关系规律提供借鉴和参考。     

轴承磨削时的污染与氧化

应用ＡＥＳ和ＸＰＳ等测试手段，系统研究了２０ＣｒＮｉ２ＭｏＡ渗碳钢铁路轴承磨削时，由于砂轮，工件与冷却液之间的热－化学作用，在滚道面上产生的成分变化。结果表明，磨削后的滚道表面形成了吸附层，氧化层以及碳原子的深层扩散。     

关于面心立方体合金中间隙原子内耗机构的探讨

在本文中用统计方法计算了面心立方体合金中由于代位碳原子与间隙碳原子对所引起的内耗,确定了在面心立方体锰钢中的内耗是由代位碳原子与间隙碳原子对的转向所引起的,并不是由于一个空位内的两个碳原子所组成的碳原子对所引起的,更不是由于合金原子近旁的间隙原子之微扩散所引起的.     

真空扩散焊接在研究原子扩散中的应用

利用扩散偶来研究碳原子、氮原子和氧原子在钢中的扩散是一种很有用的方法。但是扩散偶在制作过程中需要进行焊接。以往的焊接法,由于焊接温度很高,在焊接过程中扩散偶内部扩散组元已发生显著地扩散。本文作者把当前在焊接工艺中已用于生产的真空扩散焊接工艺用来制作扩散偶,并为此设计制作了一台专门用于制作扩散偶的小型真空扩散焊接设备。实际使用结果表明:用它制作的扩散偶,焊接温度很低≤750℃,焊接面平直,扩散组元无明显扩散(焊接过程中产生的扩散层厚≤0.02mm),且焊接强度较大,经拉伸实验证明不会在焊接面开裂。已使用这种方法制作的扩散偶研究了碳原子、氮原子和氧原子在不同成分的钢中的扩散规律,并测出了这些原子的扩散系数。有关这方面的工作已在其它文章中发表。     

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。     

碳钢被覆金属碳化物过程中碳迁移扩散行为的探讨

本文对碳钢被覆金属碳化物过程中碳原子的迁移扩散行为进行了讨论。由于碳从基体向表面扩散形成碳化物,在基体与被覆层之间形成一假想的脱碳区△L,该区脱碳前的碳含量正好等于被覆层获得增量dl所需的碳原子总量。如果在被覆层获得增量dl的时间dt内,该区的碳能与远基体达到均匀化,则认为基体中的碳含量已足以维持被覆层的正常生长。本文对此进行了定量分析,导出了被覆金属碳化物钢中所需碳含量的数学表达式。     

深冷处理中钢铁表面覆膜层的强化

讨论了钢铁表面氧化铜覆膜层在深冷处理中所发生的变化及其对性能的影响．讨论覆膜层中空位的运动和作用．     

热压工艺对碳化硼显微结构和力学性能的影响

讨论了不同热压工艺参数对碳化硼烧结体的硼碳原子比（Ｂ／Ｃ）、显微结构和力学性能的影响．实验结果表明：在烧结过程中，粉体中的游离碳通过与碳化硼晶体之间的扩散，使碳化硼的Ｂ／Ｃ发生下降；碳化硼烧结体的杨氏模量随其体积密度的增加而升高，抗弯强度与气孔率和晶粒尺寸有关，当热压温度和热压压力分别为２０００～２１００℃和３０～３５ＭＰａ时，碳化硼烧结体的晶粒尺寸均匀，为３～５μｍ；相对密度为９２％～９８％Ｔ．Ｄ．；抗弯强度为４００～５００ＭＰａ．     

同种钢闪光对焊中焊缝贫碳带形成机理的探讨

本文主要从热力学的活度概念出发,讨论了同种钢材在闪光对焊后,焊缝处出现贫碳带的原因;指出了贫碳带的形成,是由于在加热过程中液固相共存阶段的碳迁移和随后冷却过程中固相间产生碳原子的“上坡”扩散的缘故。根据贫碳带形成的原因,提出了减弱贫碳带工艺措施的途径。     

正链烷烃的表面张力与碳原子数之间的定量关系

不同温度下，正链烷烃的表面张力与碳原子数间定量关系可表示为：由该式计算的结果与文献值吻合，并分析讨论了式中各系数的物理意义．     

表面激光快速相变的硬化层特征

本文通过光镜、电镜及俄歇谱仪分析,表明四种钢铁材料的激光硬化层到基体存在一个深台阶的急剧过渡,硬度落差高达HV400～600,这是陡峭温度场分布的直接结果。硬化层的第二个特征是碳的局部扩散(10～30μm)。上述因素导致第三个特征,即多样化的组织分层以及相应的特征组织形貌,如球墨周围形成马氏体硬化环带、中碳钢内层出现不同碳浓度的马氏体区等。     

氮掺杂单壁碳纳米管结构的第一原理计算

利用第一原理, 通过密度泛函理论计算掺杂氮原子的单壁碳纳米管几种可能的几何结构. 研究表明, 含氮的锯齿型单壁碳纳米管比含氮的扶手椅型单壁碳纳米管的几何结构稳定; 在富含氮的单壁碳纳米管中, 径向形变比轴向形变明显, 并讨论了掺杂氮后碳纳米管中碳氮原子间的键合情况.      

Correlation between structure and hardness of magnetron sputtering deposited CNx films

Carbon nitride films are deposited on Si (001) substrates by reactive dc magnetron sputtering graphite in a pure N2 discharge. The structure of carbon nitride films has been probed using Fourier transformation infrared, near edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) and high resolution electron microscopy (HREM), and the hardness has been evaluated in nanoin-dentation experiments. FTIR spectra show that N atoms are bound to sp1, sp2, and sp3 hybridized C atoms. C1s NEXAFS spectra show that the intensity of π* resonance is the lowest for the film grown at substrate temperature TS = 350℃, with a turbostratic-like structure and high hardness, while it is the highest for the film grown at TS = 100℃, with an amorphous structure and low hardness. The correlation between the structure and hardness of carbon nitride films has been discussed.     

位错和溶质原子交互作用的蒙特卡罗模拟

文章运用动态蒙特卡罗方法,模拟了二维条件下单个刃型位错和置换溶质原子间的相互作用.在假设位错始终静止的情况下,模拟得到位错中心形成密集的溶质气团,远离中心处形成弥散的溶质云层;动态结果反映,在低外加应力下位错受到溶质原子的有效钉扎,运动速度很小;高外加应力下位错运动几乎不受溶质原子的影响,速度较大;而在中间应力范围内,位错的运动状态具有歧义性,速度处于高低跳跃的状态.     

Kinetics of Hydrolysis of Cationic Reactive Disperse Dyes Containing Quaternary Group

The kinetics of hydrolysis of cationic reactive disperse dyes containing quaternary group and chemical shift（13CNMR） of the adjacent carbon atoms with pyridine-acetylamino were discussed. The results show pyridine-acetylamino reactive group had higher reactivity than chloroacetylamino and chemical shift（13 CNMR） of the adjacent carbon atoms with pyridine-acetylamino moved 18.77 ppm.     

锂离子电池碳负极中边缘碳及表面碳原子含量的理论计算

通过理论分析与计算得到边缘碳及表面碳原子含量的表达式。分析了石墨微晶结构与成键特征,研究了石墨微晶中边缘碳原子与基平面碳原子的电化学特性。结果表明:边缘碳原子比基平面碳原子更易于与其他原子或基团形成较为稳固的联接,电化学反应活性较高;在首次充电过程中,边缘碳原子附近电解质的分解与SEI膜成膜反应速度较快,有利于形成联接较为紧密的SEI膜;建立了紧密堆砌的正六棱柱颗粒模型,推导出理想石墨中边缘碳原子及表面碳原子含量与微晶参数、颗粒尺寸之间的关系式。通过引入适当因子,修正了实际石墨颗粒与理想石墨在结构、形貌、孔隙率等方面的差别,得到的表达式可适用于石墨、无定形碳及改性碳等多种碳材料碳原子含量的计算。     

碳原子团簇的形成研究

碳原子团簇的生长过程及其富勒烯的形成机理,是近十余年来科学界孜孜以求而又一直无法求解的难题。虽然有关研究人员先后提出了可能的机理,但是至今没有一种得到实验结果的证实。本研究组就此作了积极的探索和较深入的研究,创新和发展了多种形式和研究碳原子团簇的方法,精心设计了一系列实验,综合运用多种研究手段,明确了氯原子存在下碳簇的生长过程,发现了氯原子等自由基对富勒烯形成的催化作用,总结了碳等原子团簇形成的统计分布规律,表征了C60的聚合和南方坍塌过程,在碳原子团簇的形成研究中取得重要进展。     

电子显微术研究含铈铁铬合金的氧化行为

利用ＳＡＭ、ＸＰＳ和ＳＥＭ技术,研究含铈的铁－１８铬合金的氧化膜的形貌特征,测定每间隔数个纳米的不同深度的氧化层的组分,分析它的结构状态,动态分析结果,获得了铬向外迁移、改变氧化膜成分和结构、以及铈向界面扩散和偏聚的试验数据。根据结果进一步探讨了添加微量元素铈对合金元素铬在氧化过程中扩散的影响。     

填充原子的碳纳米管屈曲性能

利用分子动力学方法对填充铜原子的单壁碳纳米管进行了轴向压缩模拟计算, 并探讨了填充原子位置对完美的及含缺陷的碳纳米管屈曲性能的影响. 研究结果表明, 填充原子的位置对完美的碳纳米管的屈曲临界应变没有影响, 但影响发生屈曲变形的位置; 对于含单原子缺陷的单壁碳纳米管, 缺陷与填充原子相对位置的不同会显著影响碳纳米管的屈曲性能.     

Cd（P507）2皂化盐反向胶束形成过程的热力学研究

研究了P507皂化盐Cd（P507）2在不同有机溶剂中形成反向胶束过程的问题,获得了Cd（P507）2在有机相中的临界胶束浓度（CMC）、聚集数、胶束生成常量和热力学函数。所得热力学函数△rGθm为负值,并随溶剂碳原子数的增加而减少。△rHθm为正值,且随溶剂碳链的增长而增大,说明形成反向胶束的过程为吸热过程,△rSθm值表明,形成胶束的过程为熵增加过程,且溶剂碳原子数越多熵增加得越快。由此可以断定,形成胶束的这一过程主要为熵控制过程。