合金相稳定性判定的新方法

作者根据自已定义的晶体态电子浓度(?),在文献[1,2]的框架内,利用(?)的固有特性,从一个新的侧面提出一种研究相稳定性的理论和算法.并用该法先后系统地计算了σ相、x相、μ相、A15相、laves相等许多合金     

Mn8钢TEM原位拉伸变形过程的动态观察

本文采用TEM薄膜原位拉伸变形试验连续观察了Mn8钢变形过程中形变诱发马氏体的形核与长大以及位错组态的动态变化过程,并结合微区成分测定和价电子结构理论计算,对试验现象的本质从电子和原子角度进行了分析说明.1 方法试验材料采用DZG-0.01真空感应电炉熔炼,铸铁模浇注.其化学成分(质量比)为C:1.21,Mn:8.18,Si:0.24,S:0.039,P:0.015.试样经1050℃,2h的固溶处理后淬入水中,获得的组织为单一奥氏体.用H-800透射电子显微镜进行薄膜原位动态拉伸变形试验,其拉伸速度为2μm/s,拉伸力为1kg,最大拉伸量为2.5mm,加速电压为200kV;用EDAX9900型X射线能量谱仪分析试样微区成分.     

一种判定非线性发展方程差分格式计算稳定性的新方法

针对非线性发展方程的非守恒差分和式和非周期边界条件,以一维非线性平流方程为例,给出了一种判定差分格式计算稳定性的新方法。数值试验证明是实用的和有效的,得到的稳定性判据的确定是保证差分格式计算稳定的必要条件。     

Cu-Zn-Al合金贝氏体的层错形成研究

贝氏体相变是固态相变的主要类型之一,关于它的形成理论代表了一种片状相的形成理论,这种相变涉及钢铁、有色合金及陶瓷等材料领域的有关片状相的形成,具有重大的理论和实际意义.但是,由于贝氏体相变本身的复杂性,尽管材料科学工作者对其进行了半个多世纪的研究,至今仍有许多问题悬而未决,扩散和切变两大学派根据各自的实验结果,观点对立,分歧严重.     

Cu-ZN-Al合金贝氏体中台阶存在的普遍性

Cu-Zn-Al合金贝氏体α_1相的台阶结构已经报道,台阶处的等厚条纹证实了其存在的客观性,表明该相变属扩散控制的台阶生长机制.然而,亦有文献报道α_1片的生长具有明显的切变行为.因此,该合金系贝氏体中存在的台阶结构究竟是一种偶然现象还是具有普遍意义便成为关系其相变机制的     

δ相钚镓合金的结构稳定性与力学特性

钚是一种非常重要的核材料,其稳定性与力学特性研究对其在核工业中的应用有着重要意义.本文建立了研究钚镓合金稳定性的分子动力学模型,计算了面心立方(FCC)结构的?相钚的稳定性.计算结果表明,常温下钚会发生显著的晶格畸变和区域分解,但在700 K温度时可以保持较高的结构稳定性;通过掺杂镓元素可以提高钚在常温下的稳定性,且稳定性随着镓含量的增加而增强.我们进一步研究了钚镓合金的力学特性,发现其各向异性指数远高于同类结构金属铜、铝;增加镓含量可以减弱其各向异性,并增大其弹性模量.我们的结果有助于深入认识钚镓合金的结构特征和各向异性,这为钚基核材料的自辐射效应及老化机理的深入研究奠定了基础.     

Cu-Zn-Al合金中贝氏体的纳米级生长台阶

贝氏体相变机制是固态相变领域中争论时间最长、分歧最大的问题之一.切变和扩散两大学派对此均开展了大量研究工作,所得结果各自不同,观点亦大相径庭.本世纪60年代,美国学者Aaronson将蒸汽凝聚或液相凝固成晶体的台阶生长机制引入固态相变,建立了扩散控制的台阶长大模型,成功地解释了许多片状相及贝氏体相变的实验现象.迄今,已在许多钢和有色合金的贝氏体中发现了台阶结构,为扩散机制提供了实验依     

快速凝固Ni-47Al合金调幅组织的TEM研究

B2结构的NiAl具有高熔点、低密度和优异的耐蚀性能,因而有希望成为一类新型的高温结构材料。但低的室温塑性是这类材料走向实用化的主要障碍。采用快速凝固的方法细化晶粒是已知能有效地改善其室温塑性的方法之一。Gaydosh等研究了熔体旋转快速凝固NiAl薄带,性能测试表明NiAl快速凝固后的弯曲断裂应变从铸态的0增加到0.9％～1.3％,进一步在1273K退火1h后应变提高到2.25％,热处理能够明显地提高塑性表明存在其它因素影响快速凝固NiAl合金的塑性,但这一问题却一直未能澄清。近年来,随着长程有序金属间化合物研究的深入,一些研究者相继在快速凝固的强有序化相Ni_3Al,Ti_3Al,FeAl等铝系金属间化合物中发现存在亚稳组织,同样作为强有序化相的NiAl,由于其有序转变的临界温度与液固温度基本重合,因而尚未见在单相成分范围内存在亚稳组织的报道。最近,我们发现接近化学计量的快速凝固NiAl合金中存在亚稳的调幅组织,而这一现象尚未见前人报道。另外,亚稳的调幅组织的发现也使热处理提高快速凝固NiAl合金塑性的现象得到了合理的解释。     

Al3+-配位作用诱导的囊泡相

合成了表面活性剂月桂酸铝[(C₁₁H₂₃COO)₃Al], 对其与非离子表面活性剂十四烷基二甲基氧化胺(C₁₄DMAO)混合体系在水溶液中的相行为进行了研究, 观察到了Lα-相, 并利用偏光显微镜(POM)和透射电子显微镜(TEM)确认了多层囊泡的存在. 该囊泡相的形成是Al³⁺的金属配位作用所导致的, 此类配位囊泡相可被用作无机纳米材料制备的前驱体.     

锰铬奥氏体钢中合金元素及碳的短程有序分布

合金元素在固溶体中以C-Me形式呈短程有序偏聚的理论研究近年来已取得了一定成果.这一理论已从能谱等实验中间接地得到了证明.穆斯堡尔谱对钢中铁原子核周围环境十分敏感,它可以探测到原子核周围10~(-9)eV的能量变化,因而可以准确地获得铁原子核周围的电子结构、磁结构和点阵对称性等微观信息.本文首次用穆斯堡尔谱效应分析6Mn-     

关于亚稳合金相的结晶化学判据

近年来,由于急冷技术的发展,许多亚稳合金相(metastable alloy Phases)陆续制备成功。Ellner研究了Pd_5As、Au_4Al、MgGa_2等     

10Ni合金调幅分解的穆斯堡尔谱研究

自从Hillert和Cahn等提出过饱和固溶体中的调幅分解理论以来,在各种合金中发现了调幅组织和调幅分解现象。作者在10Ni马氏体时效钢中发现了“粗呢状”调幅组织。但一些研究认为,调幅结构的组织并非都是由调幅分解引起的。有些合金在形核长大机制分解的产物中,也可观察到调幅组织。为了证实10Ni合金时效组织中的调幅结构是否由调幅分解引起,本文通过穆斯堡尔谱研究了该合金时效初期相分解过程,并进一步探讨了其时效机理。     

液态三元Ni-Cu-Pb偏晶合金相分离的相场模拟

采用亚规则溶液模型对液态三元(Ni_xCu_100-x)₅₀Pb₅₀偏晶合金相分离的演化过程进行了相场计算. 结果表明, 如果不考虑表面偏析势作用, 随液体流动性增强, 相分离后组织形态由弥散向双连续组织转变. 引入表面偏析势后发现(Pb)相优先占据表层, (Ni,Cu)相依附其形核并生长. 随相分离时间延长, (Pb)相在表层粗化和生长, 偏析层厚度逐渐增加. 同时, (Ni,Cu)相向中心迁移和聚集, 合金熔体形成两层壳核组织. 对液体浓度场计算发现, 表面浓度起伏比体相大, 并以波的形式向内部传播, 最终表面(Pb)相和内部(Ni,Cu)相的成分保持稳定. 此外, 对液体的流场计算发现, 在相分离初期界面附近流场较强, 后期显著减弱. 表面偏析是影响合金熔体表面层形成、浓度分布、流场分布和液体宏观相分离的重要因素.     

Cu-Ge包晶合金中ζ相的形成规律研究

在Cu-14%Ge, Cu-15%Ge, Cu-18.5%Ge及Cu-22%Ge合金的深过冷实验中研究了z相的的快速生长, 四种合金分别获得202 K(0.17T_L), 245 K(0.20T_L), 223 K(0.20T_L)及176 K(0.17T_L)最大过冷度. 随合金中Ge含量的增大, 小过冷样品的凝固组织发生“α(Cu)枝晶+包晶相ζ→包晶相ζ→ζ枝晶+(e+ζ)二元共晶”的转变. 大过冷样品的凝固组织则发生“碎断α枝晶+包晶相ζ→包晶相ζ→ζ枝晶+ε相”的转变. 对包晶相ζ中Ge含量进行X射线电子能谱分析, 证实深过冷扩展了α枝晶的固溶能力, 从而使ζ相中Ge含量随过冷度的增大而减小. 由包晶相ζ组成的Cu-18.5%Ge合金中由于深过冷抑制了ζ相在晶粒交汇处的成分扩展, ζ相的Ge含量随过冷度的增大而增大.     

用人工神经网络研究合金相晶型和原子结构的关系

我们曾用化学键参数和模式识别方法研究合金相的晶型规律,取得较好结果。但所用的参数(金属半径和元素的电负性)系半经验参数,其物理意义和数值准确性两方面均有不够严格之处。在本工作中,我们试用描述原子核外电子各壳层结构的几个数值(组分原子的价电子数Z_1,Z_2;价电子主量子数n_1,n_2次内层的d电子数nd_1,nd_2等)作为人工神经网络输入值,用已知合金相晶型训练求得多种合金相形成条件的人工神经网络判据。我们用AB价型的合金相样本(包括CsCl型、NaTl型、CoSn型、AuCu型、CrB型),AB_2型合金相样本(包括Laves相、AlB_2型、CuAl_2型)以及AB_3型合金相样本(包括A15型、AuCu_3型)训练3层人工神经网络。求得晶型判据后试行对新发现的AB型、AB_2型和AB_3型合金相的晶型作计算机预报。其中DyMg_2,LuAl_2,NdMg_2预报为     

Cu-Ti合金时效过程中形成的一种新有序相

时效硬化Cu-Ti合金因其相变涉及到原子的短程有序化、调幅分解和长程有序化等复杂过程而成为连续相变研究的重要合金,上述每一相变行为存在与否及其发生的顺序目前仍存在很大分歧.针对上述问题,作者通过透射电子显微镜研究了Cu(-2%,3%和4%(重量百分数))Ti合金经固溶处理后,不同温度时效试样的相变过程,其结果支持了Biehl等人对该合金的原子探针场离子显微镜的研究结果.研究发现,Cu-Ti合金时效过程中除出现已经实验所证实的Dl_a型(Ni_4MO)的Cu_4Ti有序相(其电子衍射斑点如图1(a))外,     

燃料电池铂合金纳米晶催化剂的形貌控制及稳定性研究进展

具有可控形貌的铂合金纳米晶,尤其是表面由(111)面构成的纳米八面体或二十面体等,被认为是一种理想的高催化活性燃料电池电极催化剂,其重要的应用价值吸引了国际上许多研究组的兴趣和大量研究.近年来有关铂合金纳米晶的形貌可控合成和催化性能取得了突飞猛进的进展;但与此同时,如何在长期的催化反应服役过程中保持合金纳米晶的形貌和催化性能的长期稳定是拓展其实际应用的重要瓶颈.本文首先回顾了近年来在铂合金纳米晶的形貌调控和催化性能提升上的重要进展,进一步介绍了铂合金纳米晶在催化反应前后形貌和催化性能的稳定性,以及基于高分辨透射电子显微镜和谱学分析的失效机制研究;最后,总结了提高形貌和催化性能稳定性的一些可行途径.这些结果对进一步设计具有高活性、长寿命的燃料电池铂合金纳米催化剂具有较好的指导作用,同时也对用于其他催化反应的金属合金纳米晶催化剂具有一定的借鉴作用.     

Cu_(83.3-x)Ni_xP_(16.7)非晶合金的重熔平衡相

快速凝固所赋予cu-P基非晶态合金的优良韧性及化学成分均匀性使得其具备作中温钎料的潜力,从而引起广泛注意。在近期工作中,我们对cu-Ni-P三元合金的非晶形成能力,形成区域及热稳定性作了初步的探讨。同时,人们对处于介稳态的cu-Ni-P非晶合金在向热力学稳定态转变的晶化过程中所呈现出复杂的晶化相及晶化特征作了相应的研究。然而,作为一种焊接工程材料,其重熔后焊接状态的平衡相类型及其含量将对钎料的焊接性能以及焊接组织的力学和物理性能产生重要的影响。但迄今这方面尚缺乏必要的工作。本文在     

块状Cu-Ti纳米晶合金的直接形成——高压下从高温固相淬火

纳米晶材料的研究是目前材料研究的热点课题.目前,纳米晶的形成主要有两种方法,1.气相冷凝法;2.非晶晶化法.气体冷凝法是由蒸气冷凝先制得纳米晶粒,然后再压实而成块,纳米晶粒表面易污染,压后的界面很难达到很好的结合;而且压的块不致密,不利于纳米晶粒的研究和应用,非晶晶化法虽说可以解决上面的问题,但是也有不利的一面;它必须要先制成非晶,然后再对其处理晶化形成纳米晶,这样就决定了这些纳米晶体系必须首先能形成非晶,否则也不可能形成纳米晶.其次,非晶样品目前最多只能是二维大尺寸的非晶薄带,因而其处理后产生的样品也只能是纳米晶的薄带.     

Fe_(78)B_(13)Si_9非晶合金纳米晶化的新方法

Gleiter及其合作者首先用气体冷凝法合成了纳米晶材料.最近卢柯等人又发展了从非晶态合金制备纳米材料的晶化法.由于纳米晶材料中的高密度的界面组元具有既无长程序又无短程序的类气态结构,可以预期这种新材料会有不同于晶态或非晶态材料的许多优越性能.因而,近年来纳米晶材料的制备及其结构与性能的研究引起了人们的极大兴趣.本文报道制备纳米晶材料的一种新方法,即由非晶态合金经高密度脉冲电流处理使之晶化为纳米材料的方法.与上述的晶化法相比,这种方法不需高温退火处理,而是通过调整脉冲电流参数来控制晶体的成核与长大以形成纳米晶.且由脉冲电流的焦耳热所产生的试样温升远低于非晶合金的晶化温度.