非晶软磁合金Fe73.5 Cu1Nb3Si13.5 B9的退火处理与性能研究

研究了非晶软磁合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9在753～953K温度间等温退火后的纳米晶化行为和性能.实验证明,Cu和Nb等元素的加入有助于提高晶化温度、稳定非晶组织.同时采用差热分析和X衍射仪分析该合金的晶化相,退火后在非晶基体上析出单一的bcc结构的α Fe(Si)固溶体,在813～873K温度范围内可获得由非晶和纳米晶组成的双相组织,平均晶粒尺寸可达8～11nm.该合金在813K退火1h后可获得优良的软磁性能,即矫顽力为0.0703A/m,饱和磁化强度为105.9451Am2/kg,实现了延性和磁脆性的最佳配合.     

常压化学气相沉积ZrC涂层动力学与组织结构

以ZrCl4-CH4-H2-Ar为反应体系,采用常压化学气相沉积(APCVD)法在1 473～1 873 K制备ZrC涂层,用X线衍射和扫描电镜分析涂层的相成分、ZrC晶粒择优生长及微观形貌,研究ZrC涂层沉积动力学和涂层组织结构.研究结果表明:随沉积温度的升高,APCVD ZrC涂层的沉积速率增大,ZrC微晶表观尺寸也相应增大;1 473～1 673 K沉积时,化学气相沉积过程的表观活化能为71.69 kJ/mol,沉积过程由化学动力学控制;1 673～1 873 K沉积时,过程的表观活化能为14.28 kJ/mol,沉积过程由扩散控制.沉积温度由1 473 K上升至1 673 K时,ZrC晶粒的择优生长取向出〈220〉转变为〈200〉,ZrC涂层组织为典型的针状晶结构,涂层较疏松、粗糙;1 873 K沉积时,ZrC晶粒呈短柱状,ZrC涂层致密平整,且沉积速率最高.     

电解液pH值对电沉积纳米晶Cu的影响

通过直流电沉积纳米晶铜实验,研究电解液pH值对电沉积速率和沉积层微观结构的影响。结果表明,电沉积速率随着电解液pH值的升高而下降。pH值为8.0时,沉积铜层具有明显的(111)方向织构,晶粒尺寸大于100 nm。随着pH值的升高,沉积铜层(200)晶面的择优取向程度不断上升,晶粒尺寸逐渐减小。pH值为9.0时,铜晶粒平均尺寸为44.2 nm。实验发现,电解液pH值的最佳范围为8.8~9.0。     

纳米晶Fe-Ti-N软磁薄膜的研究

用射频反应溅射法制备了含Ti量高低不同的两种Fe Ti N合金薄膜 .研究发现 ,沉积态低Ti含量的薄膜是α Fe的多晶体 ,晶粒尺寸约 2 0nm ,沉积态高Ti含量的薄膜则是非晶结构 ,经适当热处理后 ,纳米晶α Fe从中晶化生成 ,晶粒尺寸约 10nm .和低Ti含量Fe Ti N薄膜相比 ,高Ti含量Fe Ti N薄膜显现出良好的软磁特性     

退火对表面纳米化纯钛热稳定性的影响

采用表面机械研磨技术实现纯钛材料表面纳米化,并研究了纳米化处理后的材料表层组织结构,详细分析了样品表层纳米晶组织在不同温度、不同时间退火后的热稳定性.结果表明:纯钛TA2经过表面机械研磨处理后可以在表面形成等轴且取向随机的纳米晶层,晶粒尺寸约为12nm.对表面纳米化样品退火后发现,表层纳米晶组织在773 K以下温度退火后具有良好的热稳定性,晶粒尺寸没有明显增大;在773 K温度退火150min后晶粒尺寸稍有增大,而在773 K温度退火240min后晶粒尺寸明显增大,且横截面显微硬度也比表面纳米化后未退火样品显著下降,良好的热稳定性消失.     

脉冲电沉积纳米晶Ni-Co合金的组织结构与力学性能

采用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDS)等方法研究了脉冲电沉积法制备的纳米晶Ni-Co合金的微观组织结构和成分.测定了纳米晶Ni-Co合金的显微硬度和拉伸性能,研究了纳米晶Ni-Co合金中合金成分与力学性能的关系,并利用SEM对拉伸后断口进行分析.结果表明:合金中Co含量随镀液中Co2+浓度的增加而显著增加,并且随着Co含量的增加合金晶粒尺寸减小;合金显微硬度值随着Co含量的增加而增加.随着合金中Co含量的增加,断裂延伸率先逐渐减小,而后随着Co含量的增加而逐渐增大.拉伸过程晶粒尺寸明显增大,断口微观形貌呈韧窝状.     

新型铁基纳米晶合金的微组织和磁性能

研究了纳米晶Fe85.2Cu1Al1Zr3.3Nb3.5B3Si3合金淬火态和退火态的微组织和磁性能．研究表明，样品经673～873K退火0．5h后，体心立方结构的纳米晶态α—Fe(Si)析出，晶粒尺寸呈线性增长，最终趋于15nm左右．合金的微组织是典型的纳米晶相，残余非晶相和粒问相的混合，其中各种相的体积分数变化都会影响其磁性能．在813K等温退火0．5h后，纳米晶相体积分数为40％，饱和磁感应强度为1．56T，矫顽力为1．787A．m^-1．     

共沉淀法制备的铁酸锌纳米材料的晶化与晶粒生长行为

采用共沉淀法合成了纳米铁酸锌粉体,并对所制粉体在100~1000℃不同温度下进行热处理,用TEM、XRD等手段对所制备的纳米铁酸锌晶体进行了表征,并对纳米铁酸锌晶体的晶粒生长进行了探讨.结果表明,具有尖晶石结构的铁酸锌纳米晶在共沉淀反应时就已形成,但晶粒的尺寸较小;随着热处理温度的进一步升高,晶粒迅速长大,粒径的尺寸分布在5~30 nm;当热处理温度升至1000℃左右时,晶粒尺寸已达微米数量级.对照TEM和XRD测量结果,表明所制备的铁酸锌纳米粉颗粒为单晶颗粒.     

金属纳米晶的界面热力学及热稳定性研究

以六方相Co为例，采用界面膨胀模型和普适状态方程，引用固体比热的Debye函数，模拟计算了金属纳米多晶体界面的热力学性质，描述了纳米晶界面过剩焓、过剩熵和过剩Gibbs自由能随过剩体积的变化规律.利用界面过剩体积和过剩自由能的非单调关系，预测了发生失稳快速晶粒长大的临界过剩体积和临界温度.实验研究中发现的α-Co纳米晶在宽温度范围内退火时，在较低温区内晶粒长大非常缓慢、而在773—873K温区内纳米晶突发快速晶粒长大的结果与理论预测符合良好.     

纳米多晶镍钨合金力学性能的分子动力学研究

为了研究钨原子分数与平均晶粒尺寸对镍钨合金纳米多晶力学性能的影响，本文运用分子动力学方法在10 K与300 K时对镍钨合金纳米多晶模型进行拉伸与剪切模拟，计算分析了不同钨原子分数(0%、5%、10%、15%、20%)的镍钨合金的抗拉强度、延伸率与抗剪切性能等力学性能，进一步研究了不同晶粒尺寸(2.4 nm、1.9 nm、1.5 nm)对镍钨合金多晶力学性能的影响。结果表明，当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数为0%时，在10 K或者300 K时，平均晶粒尺寸小的镍钨合金纳米多晶抗拉强度大，但是抗剪切强度反而小；当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数在0%～20%之间时，随着钨元素含量的增加，抗拉强度与抗剪强度也逐渐增大；当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数在0%～15%之间时，温度为10 K或者300 K时，平均晶粒尺寸为1.5 nm的镍钨合金纳米多晶的延伸率大于平均晶粒尺寸为1.9 nm或者2.4 nm的镍钨合金纳米多晶的延伸率。     

超轻细晶Mg-8.4Li合金的低温超塑性

Mg-8.4Li合金铸锭经573 K×24 h均匀化处理和473 K温轧得到1.5 mm厚板材,总加工率为92.5%.该板材经盐浴再结晶退火后在473 K,应变速率1.67×10-3s-1条件下获得500%的超塑延伸率.唯象学计算的应变速率敏感性指数为0.47,反映晶界滑移是其主要变形机理.利用透射电子显微镜和光学显微镜研究了板材573 K×1 h盐浴退火和超塑性变形后的组织,发现盐浴退火后的晶粒尺寸为2.4μm,超塑变形后标距内晶粒尺寸为5.8μm,发生了一定程度的晶粒长大,这与原子扩散机理有关.利用扫描电镜观察了超塑变形后试样的断口形貌,发现断口中韧窝细小而深,呈圆形分布,保持了晶粒等轴化...     

镍铁复合金属氧化物的制备与表征

共沉淀法合成的镍铁类水滑石为前驱体，经高温焙烧得到复合金属氧化物．采用XRD、FTIR、SEM等分析手段表征了镍铁复合金属氧化物及其前驱体的结构和形貌．结果表明，制备的镍铁类水滑石前驱体呈典型的层状结构，经200℃焙烧水滑石结构没有遭到破坏，300～500℃焙烧后只出现氧化镍的特征衍射峰，当焙烧温度达到600℃时，同时出现氧化镍和镍铁尖品石的特征衍射峰，随焙烧温度的升高强度均逐渐增大．     

焙烧温度对钨酸铋光催化剂的影响

本文采用固体漫反射紫外扫描(DRS)、热重(TG)、差示热量扫描(DSC)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等研究了焙烧温度对钨酸铋光催化剂结构的影响.研究表明:焙烧温度对钨酸铋光催化剂具有重要的影响.通过比较,钨酸铋光催化剂的适宜的焙烧温度为873 K,其禁带宽度为2.75 eV.该催化剂可在2 h内使糖蜜酒精废水的色度催化降解89.4%.热分析表明,钨酸铋光催化剂的前驱体分解温度在473~573 K,晶相形成温度在673~820 K之间.催化剂的焙烧温度也影响其表面羟基的含量,873 K焙烧的钨酸铋光催化剂表面富含羟基,而催化剂表面羟基含量直接影响催化剂生成具有强氧化能力的羟基自由基的能力,所以直接影响催化剂的催化活性.     

直接煅烧硝酸银与聚乙烯吡咯烷酮的复合物制备微米银

在573 K的温度下煅烧PVP和硝酸银的复合物制备了白色柔软的微米银。红外光谱表明随着硝酸银含量的增加,PVP的羰基峰位逐渐发生红移,这说明硝酸银与PVP的羰基存在着配位作用。XRD图表明,在573 K的温度下煅烧硝酸银与PVP的复合物可以生成单质银,而在此温度下单独煅烧硝酸银则没有银的生成,这表明PVP与AgNO3结合后能够有效地降低AgNO3的热分解温度,从而形成微米银颗粒。     

ZK31+0.3Yb镁合金的热力模拟

通过热压缩变形实验, 利用光学显微镜观察, 对ZK31 0.3Yb镁合金变形过程的流变应力和组织演变进行研究. 研究结果表明: 663 K/0.1 s-1是最佳的变形条件, 在此条件下, 合金的流变应力低, 动态再结晶充分激发, 合金的塑性好;当变形温度降至623 K和573 K时, 动态再结晶不能充分激发, 合金变形的流变应力明显提高, 尤其是573 K变形时流变应力达到185 Mpa;而变形温度提高到723 K时, 晶界处形成楔形裂纹, 合金的塑性差;在663 K时变形, 尽管应变速率降低至0.001 s-1, 合金的动态再结晶充分激发, 流变应力下降, 但变形的进程被减缓;当变速率提高到1.000 s-1时, 晶粒间的协调变形不能发挥作用, 合金的塑性最差.     

Optical parameters induced by phase transformation in RF magnetron sputtered TiO2nanostructured thin films

Pure TiO2 thin films were deposited onto quartz substrates using a ceramic TiO2 target at an elevated substrate temperature of 573 K by RF magnetron sputtering, and an analysis of structural, optical and photoluminescence characteristics of the films upon phase transformation is reported in this paper. Structural investigations using X-ray diffraction revealed that the as-deposited film was amorphous in nature. Thermal annealing for 2 h at 873 K in air resulted in the formation of anatase phase, and a phase transformation to rutile was observed at 1073 K.An increase in grain size and an improvement in crystallinity were also observed on annealing. Rod- like rutile crystallites were observed in the SEM images of the film annealed at 1273 K. As-deposited films and films annealed up to 1073 K were highly transparent in the visible region with a transparency 480%. Optical band gap of the films decreased upon thermal annealing which is attributed to phase transformation from amorphous to anatase and then to rutile. Optical parameters such as refractive index, optical conductivity and optical dielectric constant increased with increase in annealing temperature. Since rutile is the optically active phase, the superior refractive index of the film annealed at 1073 K along with its high transparency in visible region suggests the application of this film in antireflective coatings. Photoluminescence emission of maximum intensity was observed for the film annealed at 873 K, which exhibits anatase phase. Intense blue emission observed in this film makes it suitable for use in optoelectronic display devices.     

Al/Cu扩散偶相界面的实验研究

采用“铆钉法”制备了Al/Cu曲面接触扩散偶,用彩色金相、显微硬度测试方法对其界面区域进行了观察分析。实验结果表明,烧结温度对相层数量起主要作用,并和保温时间一起影响扩散溶解层厚度。在873 K,823~723 K,623 K扩散偶的扩散溶解层分别由4个,3个,1个相组成,在Al/Cu扩散偶中各相层的硬度由铜侧相向铝侧相逐渐增大并在出现硬度峰值后减小。     

Al2 O3掺杂对Ce0.8 Gd0.15 Y0.05 O2-δ固体电解质的微结构与电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了AlO1.5掺杂浓度为0.5%,1.0%,2.0%的AlO1.5/Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ固体电解质材料,利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和交流阻抗谱研究了Al2O3掺杂对Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ微观结构及电性能的影响,结果表明：800℃焙烧的所有粉末样品均为单相立方萤石结构,在所有样品中,AlO1.5掺杂量为0.5%的样品晶粒均匀,较致密,交流阻抗谱测试表明掺杂AlO1.5（x=0.5%）使Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ晶界电阻减小,晶界电导率增高;当AlO1.5掺杂量x≥1%时,Al2O3对晶界的阻塞作用使晶界电导率降低,在所有样品中Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ/0.5%AlO1.5晶界电导率最高（σ700℃=8.12×10-3S/cm）,说明在Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ少量掺杂AlO1.5（x=0.5%）具有烧结助剂和晶界清除剂的作用.     

S、H2S及CS2在氧气中燃烧反应机理

利用公式△H=-0.1196n/λ计算了S、H2S及CS2在氧气中燃烧反应的火焰温度,并推测了三种物质燃烧反应的机理.S在氧气中燃烧反应的火焰温度计算值为2086 K,与测定值2093K接近,误差为-0.30％.H2S在氧气中燃烧反应的火焰温度计算值为2238K,测定温度2383K,误差为-6.1％.CS2在氧气中燃烧反应的火焰温度计算值为2502K,测定温度2468K,误差为0.14％.根据燃烧反应的火焰温度,推测S、H2S及CS2在氧气中燃烧反应机理.S燃烧反应机理为：（1）O2＋ hv→2O·,（2）S ＋O·→SO＋hv,（3）2SO＋O2→2SO2,（4）SO2＋O·→SO3 ＋hv.H2S燃烧反应机理为：（1）O2＋ hv→2O·,（2） H2S→H2 ＋S,（3）H2 ＋O·→H2O＋hv,（4）S＋O·→SO＋hv,（5） 2SO＋ O2→2SO2,（6）SO2 ＋O·→SO3＋ hv.CS2燃烧反应机理为：（1）O2＋hv→2O·,（2） CS2→C ＋2S,（3）C＋O·→CO＋ hv,（4）CO＋O·→CO＋hv,（5）S＋O·→SO＋ hv,（6）2SO＋ O2→2SO2,（7）SO2＋O·→SO3＋ hv.     

Deformation mechanism of compression of 2024 Al alloy in semi-solid state

The deformation mechanism of alloy in the semi-solid state has been investigated, with the compression of 2024 Al alloy in the semi-solid state as an example. Experimental results showed that the compressive deformation of 2024 Al alloy in the semi-solid state was mainly caused by the liquid flowing under the hydrostatic compressive stress, the grain boundary sliding under the shear stress and the plastic deformation of grain under the normal compressive stress. Among them, the grain boundary sliding was mainly accommodated by the nucleation and growth of cavity under the hydrostatic tensile stress.