马氏体相变晶体学研究的最近进展

利用原子力显微镜(AFM)定量观测马氏体相变浮凸、对马氏体相变点阵变形特征进行研究所获得的新认识.在此基础上运用"位移矢量"理论对马氏体相变晶体学和形态学进行全面分析和研究,提出了马氏体相变的"不变平面应变\\"判据不具备普遍性以及{5 5 7}板条马氏体和{22 5}片状马氏体的惯习面均发生了较大转动的新观点.据此建立了{5 5 7}马氏体的形成模型,和实验结果吻合较好.最后根据马氏体变体间的自协作原理对孪晶马氏体和形状记忆合金中的多变体马氏体进行了全面的晶体学计算,其结果和实验值吻合,这样处理使表象理论的计算过程大为简化.     

电子辐照CuZnAl形状记忆合金马氏体稳定化的研究

用能量 1.7MeV不同注量的电子辐照CuZnAl形状记忆合金样品 ,通过循环水冷的方法 ,将辐照控制在马氏体相进行 .实验结果表明 ,样品被辐照处理后 ,其马氏体相变温度和相变滞后 ,以及相变特征温度T0 都随辐照注量的增大而升高 ;当辐照注量在 6 .30× 10 2 0 m- 2 ～ 1.89×10 2 1m- 2 时 ,其相变温度变化渐趋平缓 .作者认为 ,这是由于电子辐照产生的点缺陷造成了马氏体相点阵畸变 ,从而诱生了马氏体稳定化     

利用W-L-R理论对{225}f马氏体转变的晶体学计算及其修正

分析了马氏体相变表象晶体学W-L-R理论不适用于{225} f 马氏体转变的原因,并作了修正.结果表明,修正后的W-L-R理论较成功地预测了不同合金的{225} f 马氏体转变,惯习面的理论预测值均与实验值符合较好,误差小于3.2°.     

马氏体相变切—转晶体学理论及其应用

以马氏体相变切－转点阵变形机制为出发点，建立了基于形状变形ＩＰＳ的定量晶体学理论，这个理论成功地应用于｛３ １５ １０｝ｆ和｛２ ５ ２｝ｆ两类基本马氏体相变，不仅解释了所有实测常规晶体学，而且还能用于理解各种马体形貌和｛２５２｝ｆ相变独特的晶体学特性。     

Ni-Mn基Heusler合金马氏体相变温度与电子密度的关系

价电子浓度和晶格体积是影响Heusler合金马氏体相变温度的两个主要因素.为了研究Ni-Mn基Heusler合金马氏体相变温度的变化规律,我们利用第三主族元素Al,Ga,In分别对Ni44Mn45Sn11合金中的Sn进行替代研究.实验结果表明：Al,Ga和In与Sn相比具有较少的价电子和较小的离子半径,替代导致合金价电子浓度降低和晶格体积收缩,但马氏体相变温度并不随着价电子浓度和晶格体积单调地上升或下降,价电子浓度和晶格尺寸机制均不能独立地解释Ni44Mn45Sn10R（R=Al,Ga,In和Sn）合金中的马氏体相变温度变化规律.综合价电子浓度和晶格尺寸因素,我们提出用电子密度可很好地解释Ni-Mn基铁磁形状记忆合金体系中马氏体相变温度随着电子密度的升高而升高的变化规律.     

马氏体相变的晶体取向关系

本文利用 Bain 应变和马氏体相变的表象理论阐明了马氏体相变的晶体取向关系。正是由于这附加的点阵不变切变和母相的形状协调,某些合金在某种条件下遵循 K—S 关系,而在另一些条件下遵循 N—关系或 G—T 关系。     

中厚板淬火热弹性马氏体相变潜热模型

采用扩展体积法预测中低碳中厚板淬火过程马氏体转变量,进而基于修正热弹性变温马氏体相变动力学,引入阻滞函数描述相界面阻力的热滞,建立马氏体转变动力函数并描述其与“理想”自由能函数和阻滞函数的关系.在此基础上,引入阻滞焓来表征阻滞界面所具有的焓,通过计算可逆弹性能和不可逆功,利用吉布斯函数变化计算相变潜热,建立相变潜热模型.用该模型进行的计算机模拟结果和实验结果吻合良好,表明这种理论处理方法可用来模拟中低碳中厚板淬火过程马氏体相变.     

Ge含量对Fe—24%Mn合金γ→ε马氏体转变的影响

通过X射线衍射（XRD）、拉伸性能的测定,分析了Ge对Fe-24%Mn形状记忆合金γ相点阵参数和马氏体转变的影响。发现随着Ge含量的上升,Fe-24%Mn合金γ相点阵参数增大,Fe-24%Mn合金的γ→ε马氏体相变有明显抑制作用,γ奥氏体相趋于稳定,合金的拉抻强度和屈服强度逐步降低,塑性上升。尽管Ge与Si具有相同的外层电子结构,且原子半径都比Fe小,但两者对奥氏体的点阵参数影响完全相反,Si降低γ相点阵参数能促进γ→ε马氏体相变,Ge增加γ相的点阵参数却抑制相变。     

Fe,Mn—Si—Cr合金中γ→ε马氏体相变及其逆相变的内耗特征

用静电音频内耗仪测试了Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ－Ｃｒ形状记忆合金在－１００￣３００℃温度范围内耗及模量变化,研究了γ→ε马氏体相变及其逆相变的内耗特征。结果表明,γ→ε马氏体相变及其逆相变具有不同的机制,在相变过程中未出现软模现象,可见该合金的层错形核可能无需点阵软化。相变过程中的模量变化归因子于ε相模量高于γ相的模量。     

马氏体相变塑性及其在淬火数值模拟中的应用

相变塑性是淬火过程中伴随着马氏体相变所发生的一种特殊变形现象。从Greenwood-Johnson公式出发，通过实验测试出该公式中的常数K，发现K不仅与应力有关，而且和马氏体转变量的大小也有一定关系。同时，提出了一种新的计算相变塑性的方法。将该公式应用到淬火的数值模拟中，对比计算结果和实验测试结果表明，淬火模拟的数字模型中考虑相变塑性比不考虑相变塑性更符合实际情况。     

基于氧化锌原胞的晶格优化方法研究

以氧化锌原胞的晶格优化为例,比较VASP计算程序包中2种晶格优化方法的差异:一种是状态方程拟合法,先设置参数ISIF = 2,保持晶格体积不变,优化离子位置,对体积进行缩放计算得到能量与体积之间的关系图(E-V关系图),然后通过Brich-Murnaphan状态方程(BM状态方程)拟合E-V图得到平衡体积,最后通过平衡...     

晶格常数变化与有序无序转变类型的关系

利用EAM势计算了Ni-Al系合金的有序无序转变，发现Ni3Al为一级相变，其晶格常数随长程有序度呈线性变化，而NiAl为二级相变，品格常数则呈非线性变化，此不同的转变规律是与相变类型有关，而不是完全由有序无序转变中原子构型力学平衡条件所决定。一级相变晶格常数变化是线性的，二级相变为非线性的。     

地球内核物态热效应研究

 在考虑Grüneisen系数、Debye温度随体积变化的基础上,详细讨论了各部分热压的贡献,并且结合K-primed冷压方程,得到了地球内核较为全面的物态方程,分析了内核p-V-T的关系,给出了地球内核的温度分布.其结果详实有据,为以后深入研究地球内核甚至液态外核的物态性质提供了坚实的基础.     

电气石的化学成分与其晶格常数的关系

通过对来自新疆、云南、广西、内蒙古、越南和南非等地电气石的化学成分、X射线衍射的物相分析和晶格常数的测定,研究了电气石的化学成分和晶格常数的关系.分析认为,阳离子质量浓度与离子半径是影响电气石晶格常数的主要因素;Fe和Mg元素对电气石晶格常数有较大影响;随Fe或Mg元素含量增加,晶格常数增大.不同种类电气石的晶格常数有较大差异,电气石的外观色泽与晶格常数对应关系良好.     

从fcc到sc的相变模型：压力诱导相变

提出了一个从面心立方（ｆｃｃ）到简立方（ｓｃ）的相变模型，模型中的粒子之间的相互作用是势是各向异性的Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ势，用ＭｏｎｔｅｔＣａｒｌｏ方法研究了该模型的有序无序转变以及相变温度与压力的关系，结果表明，序参量和晶格常数随温度而增大并在相变点有一个突变，亚稳态的存在和两相共存表明该相变是一个典型的一级相变，该模型可以唯象地描述固体Ｃ５０的相变特征。     

Negative lattice expansion from the superconductivity--antiferromagnetism crossover in ruthenium copper oxides

The mechanism of high-transition-temperature (high-T(c)) superconductivity in doped copper oxides is an enduring problem. Antiferromagnetism is established as the competing order, but the relationship between the two states in the intervening 'pseudogap' regime has become a central puzzle. The role of the crystal lattice, which is important in conventional superconductors, also remains unclear. Here we report an anomalous increase of the distance between copper oxide planes on cooling, which results in negative thermal volume expansion, for layered ruthenium copper oxides that have been doped to the boundary of antiferromagnetism and superconductivity. We propose that a crossover between these states is driven by spin ordering in the ruthenium oxide layers, revealing a novel mechanism for negative lattice expansion in solids. The differences in volume and lattice strain between the distinct superconducting and antiferromagnetic states can account for the phase segregation phenomena found extensively in low-doped copper oxides, and show that Cooper pair formation is coupled to the lattice. Unusually large variations of resistivity with magnetic field are found in these ruthenium copper oxides at low temperatures through coupling between the ordered Ru and Cu spins.     

Fe—Mn—Si—Cr—N形状记忆合金应力诱发马氏体量的测定

通过X射线衍射峰位置和强度的计算,可以测定Fe-Mn-Si-Cr-N形状记忆合金中应力诱发马氏体（ε相）体积分数。选择既不重叠又有足够强度的奥氏体的{111}r、{200}r和马氏体的{101}ε衍射峰用于定量测定γ相和ε相的含量,并以定量金相结果进行了验证。结果表明,该合金的应力诱发马氏体的体积分数fhcp和应变量之间符合Olsen和Cohen用于Fe-Cr-Ni合金的指数关系：fhcp=1-exp{-β[1-exp(1αη)]^n},拟合的参数α、β和n分别为12.5、2.2和0.5,其中n值与Fe-Cr-Ni合金的n值（4.5)不同,表明Fe-Mn-Si基合金在较小的应变量下就可获得比Fe-Cr-Ni合金大得多的应力诱发马氏体量,原因可归结于两种合金的相变机制不同。实验和拟合结果也证实了Olsen和Cohen认为的在Ms点以上不能通过应力诱发得到100%的马氏体。     

松散矿岩的剪切性质及其理论

本文研究了松散矿岩的剪切强度及其影响强度的重要因素,同时检验库伦公式在松散矿岩的条件下应用的可靠性,从而寻求到一个比较简单和完善的、适用于松散矿岩的数学模型。作者利用大型直剪机和先进的测试手段,对松散矿岩的不同粒度,级配、含水量和压实度等多种参数对剪切强度和内摩擦角的影响进行了试验和理论分析,发现在用土力学中的库伦公式对全部试样的结果进行处理时,如果把同一试样施加的同一垂直应力归为一组来比较,发现后面循环的剪切强度总是较前面循环试验所得的剪切强度要高。这种系统的差别表明采用库伦模型来处理像本试验中这样的松散矿岩,必定有某种未知的重要因素未加考虑。为了查明在库伦模型中未改虑的重要因素,采用典型试样L_5的结果进行了分析,从单位体积变形能的观点,推导出适合于松散矿岩的一个新的数学模型,即τ=D′_1σ+D′_2nσ+D′_3σ~2。从这个新的剪切强度公式可以看出,库伦公式未考虑的重要因素就是材料的孔隙率n。用新的公式来处理L_5的结果,不仅与数理统计理论相符,而且可从理论上解释其逻辑性。此外在实践中也可以减少大量的试验试样和试验时间。在对试样L_5进行典型分析建立的各种应力应变和剪切强度的关系,同样也适用于其他试样结果的分析,这就更进一步证明新的公式的可靠性。     

以塑性功函数为硬化参数的土的弹塑性模型

为解决清华弹塑性模型参数多和参数确定困难的问题 ,以永定河砂试验资料为基础 ,提出了以塑性功 Wp 的函数为硬化参数的土的弹塑性模型。给出了模型参数用等向压缩试验和常规三轴试验确定的方法。模型可用于三维应力状态的分析。应用所建模型对中密永定河砂的应力应变关系预测曲线与试验曲线进行比较 ,结果表明它可以较好模拟砂土变形的剪胀、剪缩特性