铜在陶瓷坩埚中的净化与深过冷

对大气熔炼条件下,铜在高铝质陶瓷坩埚中被熔融玻璃净化后的过冷度进行了实验和理论研究．结果发现：采用先加玻璃净化剂、等其熔化后再加金属的净化工艺,使铜在高铝质陶瓷坩埚中获得了221K的过冷度;铜在高铝质陶瓷坩埚中深过冷的获得,与所采用的净化工艺可使高铝质陶瓷坩埚表面上形成一熔融玻璃层有关;要使铜在高铝质陶瓷坩埚中获得深过冷,所用的净化玻璃必须具有一定的碱度;熔体体积对过冷度的影响比较小,从理论上预测出冷却速度为1K·s-1时,重量为1t的铜液被钠钙硅酸盐玻璃净化后,仍可获得181K的过冷度．     

金属熔体本征过冷度与熔化熵的耦合关系

利用气动悬浮和熔融玻璃净化法对液态纯铁的过冷能力进行研究, 分别获得了340 和281K 的最大过冷度, 表明在气动悬浮无容器凝固条件下液态纯铁的形核更接近于均质形核.根据经典形核理论和Spaepen 界面能公式, 建立了金属熔体本征过冷度(即均质形核对应的过冷度)与熔化熵之间的耦合关系方程. 并根据该方程预测了一系列金属熔体的本征过冷度, 对比结果表明预测值与实验值具有较好的一致性.     

深过冷Ni-P共晶合金凝固动力学分析

根据经典的形核和生长理论，通过实验分析了深过冷Ni-P共晶合金的凝固行为．实验发现，深过冷Ni-P共晶合金的凝固组织由粒状的共晶团和棒状的规则共晶所组成．随过冷度的增加，共晶团的组织逐渐细化，同时深过冷熔体晶核生长速率很大，异质形核在凝固过程中起控制性的作用．深过冷熔体的单点形核和长大现象作为特例用以描述界面的生长速率对其凝固组织的影响。     

Cu50Ni50过冷熔体惰性形核复合玻璃涂层的研究

为了在铸型中获得深过冷合金熔体,实现快速凝固,以SiO2玻璃粉,C2H5OH,H2O,37%HCl,Si(OC2H5)4和H3BO3为原料,用熔模铸造法和浸涂结合分级热处理工艺在壳型内表面制备了B-F3复合玻璃涂层.XRD分析表明,该涂层在高温下具有极高的结构稳定性,在(1 773±5)K之下B保温90min和F3保温60min均无析晶.将获得深过冷的Cu50Ni50熔体浇入该涂层中,合金溶体过冷度遗传性高达236 K.而且,在涂层中于154 K过冷度下凝固后获得了块体快速凝固单晶.     

基于小润湿角下脉冲磁场的凝固形核模型

基于Ma形核模型,理论分析了异质形核基底小润湿角下脉冲磁场金属凝固的异质形核过程,建立了凝固形核模型.考察脉冲磁场磁感应强度对金属凝固临界形核半径及临界形核过冷度的影响.结果表明:该模型中体系Gibbs自由能与异质形核基底形状系数无关.在低过冷度金属凝固条件下,当脉冲磁场磁压力功与金属熔体固液自由能差在同一数量级时,脉冲磁场可有效减小凝固形核的临界半径;在大过冷度(大于20℃)金属凝固条件下,脉冲磁场对金属凝固临界形核半径的影响可忽略.金属凝固异质形核基底粒径较大时,临界形核过冷度随脉冲磁场磁感应强度增大而有效减小.     

Al-Ce-Ni共晶合金块体金属的净化与组织细化

以Al-Ce-Ni共晶合金作为研究对象,采用熔体净化剂与循环过热相结合的方法净化合金,循环过热通过高温效应熔解、钝化异质形核质点,熔体净化剂通过化学溶解、物理化学吸附及其组元与异质形核衬底的化学反应去除异质形核质点与衬底,并减缓金属熔体的氧化.实验中使用不同的净化剂进行研究,发现使用80?O3 20%Na2O(mol%)净化,在850℃×5 min循环过热,熔体发生深过冷的效果最好.     

SiO_2涂层结构对Cu_(70)Ni_(30)熔体过冷遗传性的影响

采用热分析和红外光谱分析法 ,研究了 Si O2 凝胶薄膜热处理过程中的热失重和结构变化 ,确定了薄膜在室温～ 6 73K区间的分级热处理工艺和玻璃化处理温度。在熔模铸造壳型内表面基体玻璃涂层上制备了两类无裂纹 Si O2 薄膜涂层。析晶实验结果表明 ,第一类薄膜涂层在高温下为方石英 ,第二类薄膜经 1 773K保温 1 5 min处理后为稳定玻璃态。将获得深过冷的 Cu70 Ni30 合金熔体浇入两种涂层中分别获得了 90 K和 1 98K的过冷度 ,表明涂层结构对合金熔体过冷度遗传性有影响SiO_2涂层结构对Cu_(70)Ni_(30)熔体过冷遗传性的影响@郭学锋$西安理…     

深过冷金属熔体中单晶形成的临界条件

将形核率和晶体生长速度对过冷金属结晶晶粒数的影响用过冷度统一起来，建立了过冷金属结晶晶粒数随金属热力学过冷度变化的理论关系。结果表明：过冷金属的结晶晶粒数随金属热力学过冷度的增大而减小，过冷度增大到一临界值后，过冷金属的结晶晶粒数减小到１；所得到的在过冷金属熔体中形成单晶的理论判据与有关实验结果完全吻合。     

SiO2涂层结构对Cu70Ni30熔体过冷遗传性的影响

采用热分析和红外光谱分析法研究了 Si O2 凝胶薄膜热处理过程中的热失重和结构变化 ,确定了薄膜在室温～ 673 K温度区间的分级热处理工艺和玻璃化温度。在熔模铸造壳型内表面基体玻璃涂层上制备了两类无裂纹 Si O2 薄膜涂层。析晶实验结果表明 ,第一类薄膜涂层在高温下为方石英 ,第二类薄膜涂层经 1 773 K保温 1 5min处理后为稳定玻璃态。将深过冷 Cu70 Ni30 合金熔体浇入两种涂层壳型中分别获得了 90 K和 1 98K的过冷度 ,表明涂层结构对合金熔体过冷遗传性有影响     

波浪型倾斜板振动过程中晶粒直接球状长大行为

利用金相显微镜、能谱仪研究Al-6Si-2Mg合金的凝固与长大行为.研究发现在波浪型倾斜板振动条件下,合金流经斜板表面时在合金凝固过程中伴随着非枝晶组织演化行为,并存在晶粒直接球状长大行为.倾斜板为形核提供足够大的过冷度和异质形核基础,大量晶核在斜板表面和内部形成,使熔体爆发形核,在流动和振动作用下斜板表面形成的晶核游离,弥散到熔体内部,晶核在均匀的成分场与温度场条件下,可以保持直接球状生长.爆发形核与直接球状长大是波浪型倾斜振动条件下合金组织细化与球化的重要机制之一.     

过冷准晶熔体中初生相结构对其过冷能力的影响

在已有实验结果的基础上,根据经典形核理论,通过引入表征晶体结构的参数与熔体相对过冷度,建立了初生相结构与熔体过冷能力关系.结果表明,初生相结构参数与熔体相对过冷度存在线性关系.     

Al-5Ti-0.2C细化剂对7085铝合金形核及过冷度的影响

在7085铝合金凝固过程中添加不同质量分数的Al-5Ti-0.2C细化剂,对比其铸锭凝固组织,并用DSC测定其凝固过程熔体过冷度,探讨Al-5Ti-0.2C细化剂对铝熔体形核与过冷度的影响。研究结果表明:Al-5Ti-0.2C细化剂能够明显细化晶粒,当细化剂质量分数为0.5%时细化效果最好;细化剂质量分数的差异对DSC曲线中的熔化曲线影响较小,而凝固曲线有明显差异;在凝固过程中增大细化剂质量分数,铝熔体形核过冷度与最大过冷度都呈递减趋势,当细化剂质量分数超过0.5%时,过冷度不再有明显递减趋势;Ti C颗粒是铝熔体异质形核的核心,凝固过程中Ti C颗粒的发生团聚,从而增大形核基底颗粒粒度,减小润湿角与临界形核能,最终减小熔体中形核所需过冷度。     

双辊铸轧高速钢薄带的晶粒细化

主要介绍了W9Mo3Cr4V高速钢在双辊铸轧过程中的晶粒细化.薄带钢在铸轧过程中的冷却时间仅为0.2-0.3 s,冷却速度很快,冷却速度已达到100-1000℃/s,因此,在快速凝固的过程中,液体金属获得了较大的过冷度,晶核的临界半径随过冷度的增加而减小,晶粒必然细化.另外,过冷度增大,晶核形核功减小,形核几率增大,也使晶粒细化.     

双辊铸轧高速钢薄带的晶粒细化

主要介绍了W9Mo3Cr4V高速钢在双辊铸轧过程中的晶粒细化.薄带钢在铸轧过程中的冷却时间仅为0.2-0.3 s,冷却速度很快,冷却速度已达到100-1000℃/s,因此,在快速凝固的过程中,液体金属获得了较大的过冷度,晶核的临界半径随过冷度的增加而减小,晶粒必然细化.另外,过冷度增大,晶核形核功减小,形核几率增大,也使晶粒细化.     

稀土变质钒白口铸铁中碳化物球化机理

探索了用变质方法改善钒白口铸铁中碳化物的形貌和分布。用稀土综合变质剂对钒白口铸铁进行了变质处理,使钒白口铁中方块状先共晶碳化物和条状共晶碳化物变为圆整时球状碳化物,韧性和机械性能明显提高。 研究表明,一定的钒量是碳化物获得球化的必要条件。变质过程中产生的大量的高熔点的硫化物、氮化物是VC非均质形核的基体,对VC以离异共晶方式生长起着重要作用。稀土的脱硫脱氧作用,提高了VC—熔体间的界面能,降低了VC的表面能的各向异性,使VC各个生长锥以在致相等的速度增长,从而长成球形。同时,高的界面能有利于在生长过程中球面的稳定性。 稀土综合变质剂正是综合了提供非均质形核基体与提高VC—熔体界面能、降低界面能各向异性的优点,而且前者与后者之间互相促进,因而发挥了较强的球化作用。     

深过冷银熔体热物理性质参数的研究

将差示扫描量热与助熔剂处理相结合,研究了深过冷状态下银的比热及其他相关热物性参数．通过实验获得银熔体在深过冷范围内的比热与温度成线性关系,计算出了深过冷银熔体与对应温度固态之间的焓差、熵差和吉布斯自由能差,分析了深过冷银熔体的热扩散系数和热传导系数随温度的变化关系．     

振动对结晶过程影响的模拟研究

用氯化氨溶液进行模拟研究的结果表明:振动阻碍形核,只有在较大的过冷下才能形核生长;振动使枝晶生长受到抑制,使晶粒细化;振动对枝晶的破碎作用并不明显。可见,碎枝状及颗粒状枝晶是振动条件下生长所具有的特征。     

静态燃烧合成陶瓷涂层技术及其应用研究

磨蚀是一种常见的材料失效形式 ,陶瓷涂层技术是解决磨蚀问题的重要途径之一。介绍了燃烧合成涂层技术的原理及制备陶瓷内衬复合钢管的工艺 ,同时对涂层的结构、组成及性能进行了研究。采用静态燃烧合成表面涂层技术制备了陶瓷内衬复合钢管及弯头 ,其涂层主要由主晶相α Al2 O3 及铁铝尖晶石相、莫来石相组成。反应体系中的添加剂SiO2 可以有效地提高熔体的流动性 ,使陶瓷的凝固、结晶过程得到进一步控制 ,有助于减少孔隙及提高陶瓷涂层的致密度。现场应用试验表明这种涂层具有较好的耐磨蚀性能 ,可大大延长设备的使用寿命。     

双辊铸轧高速钢薄带的晶粒细化

主要介绍了W9Mo3Cr4V高速钢在双辊铸轧过程中的晶粒细化。薄带钢在铸轧过程中的冷却时间仅为0 2-0 3s,冷却速度很快,冷却速度已达到100-1000℃/s,因此,在快速凝固的过程中,液体金属获得了较大的过冷度,晶核的临界半径随过冷度的增加而减小,晶粒必然细化。另外,过冷度增大,晶核形核功减小,形核几率增大,也使晶粒细化。     

钛酸钡粉体的表面包覆与电子陶瓷改性

为实现改性杂质与钛酸钡粉体的均匀混合，达到对材料微结构、相结构和电学特性的准确控制，对水热纳米晶钛酸钡粉体进行了改性杂质的非均匀形核表面淀积包覆．文中利用包覆Y（OH），后的钛酸钡粉体在水中的毛细管浸润性得到改善、以及两种工艺方法制备的粉体在液一固分离离心过程中离心转速对液一固分离率的影响，判断Y（OH），对钛酸钡粉体的包覆效果；探讨了掺杂工艺对Y掺杂钛酸钡陶瓷半导化和室温电阻率的影响，以及用非均匀形核表面淀积包覆工艺制备的陶瓷PTCR和细晶介质陶瓷的性质．润湿性实验显示，利用表面淀积包覆工艺确实能获得良好的包覆效果．