再生混凝土界面过渡区纳观力学性能试验研究

对采用不同搅拌工艺的再生混凝土的宏观力学性能进行试验研究.采用纳米压痕技术和扫描电镜等设备研究了再生混凝土界面过渡区的纳观力学性能和微观结构特征.试验结果表明,采用普通搅拌工艺的新界面过渡区的弹性模量随着与老砂浆表面距离的增加而降低,但是采用二次搅拌工艺的弹性模量基本保持不变.老界面过渡区的弹性模量随着与天然骨料的距离增大而逐渐增加.采用二次搅拌工艺新的界面过渡区的微观结构较普通搅拌工艺的新界面过渡区更为致密,且孔隙率和氢氧化钙晶体含量较少.由再生混凝土的界面过渡区纳观力学性能和宏观抗压强度之间的关系,可知采用二次搅拌工艺可以改善界面过渡区的力学性能和微观结构,进而提高再生混凝土的宏观力学性能.     

电工纯铁DT4剪切带内微观组织结构与剪切敏感性分析

采用Hopkinson 压杆冲击加载装置和帽形试样对电工纯铁进行约103s-1应变率条件下的冲击压缩实验,利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察高速冲击后电工纯铁剪切带及微观组织. 结果表明,电工纯铁中的剪切带(ASB)由带中心比较平滑、细小晶粒和带边缘被拉长的变形晶粒(过渡区)组成. 过渡区中晶粒有一定择优取向,衍射花样分别为不连续椭圆状和环状. 剪切带中心晶粒直径小于0.5μm,锻态和轧制态电工纯铁ASB中心衍射花样分别为不连续和连续环状. ASB内位错密度很低,但其相邻基体内含有高密度位错. ASB内没有相变发生.     

反向凝固1Cr18Ni915F复合铸带微观组织特征和界面剪切强度

采用反向凝固法在实验室条件下研究奥氏体不锈钢复合带制取的工艺过程,通过对 复合铸带试样的金相和扫描电镜研究,发现了复合铸带由具有不同微观组织特征的３个区域 组成,即碳素钢母带区、不锈钢新相层和界面过渡区．复合铸带界面剪切强度试验的结果表明, 反向凝固奥氏体不锈钢复合铸带的界面结合性能完全达到国标的要求．     

高速切削淬硬钢主剪切区绝热剪切失稳微观机理研究

使用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对高速切削淬硬30CrNi3MoV高强度钢形成的锯齿状切屑主剪切区内材料微观特征进行了观察,并对绝热剪切失稳的微观机理进行了分析.微观观察和分析结果表明,绝热剪切带中心由平均直径0.4～0.6μm的细小等轴晶粒组成,过渡区内为碎化并沿剪切方向拉长的马氏体板条组织.锯齿状切屑的形成应归因子主剪切区材料绝热剪切失稳的发生,在此过程中,动态回复和再结晶成为微结构演化的主要冶金过程,绝热温升起到了关键作用.等轴晶组织的形成机制为旋转式动态再结晶.     

工业纯钛TA2的激光气体氮化

利用5 kW的CO2快速横流激光器对工业纯钛进行了激光气体氮化.采用扫描电子显微镜、X射线衍射和显微硬度计对氮化试样进行了微观组织、相组成和显微硬度的分析与测试.研究结果表明:TA2经激光气体氮化后在其表面得到了厚度为100μm、宏观质量良好的氮化层,氮化层与基体之间完全冶金结合.试样表层结构由氮化层、热影响区和基体三部分组成,氮化层是富钛结构,由TiN枝晶和α-′Ti构成,热影响区组织以针状马氏体为主.显微硬度最高可达HV 500,而基体仅为HV 210.     

快速凝固AlNiCuNd金属玻璃在纳米尺度上的初始晶化行为

采用熔体旋甩法制备了快速凝固Al87Ni7Cu3Nd3金属玻璃,并以等温加热和非等温加热模式处理试样.采用差示扫描量热分析、X射线衍射分析、配有选区电子衍射的高分辨电镜分析等测试手段,研究了富Al非晶合金的晶化过程及其部分晶化的微观结构.研究结果表明:快淬态薄带在微观下完全呈非晶态且分布均匀,但也包含高密度的淬态丛聚或晶籽;快速凝固Al87Ni7Cu3Nd3合金薄带在初始晶化期间从非晶基体中析出的主要是α-Al纳米晶体颗粒.基于初始晶化的部分退火薄带显微组织特征可以描述为:大量的α-Al晶体纳米颗粒均匀弥散分布在残余非晶基体中,α-Al晶体颗粒大多处于相互独立的状态,且呈随机自由取向,但当加热温度太高时,可能会有少量Al3Ni细小颗粒出现;α-Al晶体从非晶中析出是一个包括形核长大的完整过程,在初始晶化初期,α-Al晶体颗粒以极高的速率析出,由于溶质(Ni和Nd等)浓度扩散场所引起的软钉扎作用,α-Al晶体颗粒生长受阻,甚至在后期残留非晶相出现稳定化,初始晶化变得困难;在初始晶化过程中,阻碍α-Al晶体生长的主导动力学机制是软钉扎,而不是几何钉扎.     

铸造镍基高温合金K435室温旋转弯曲疲劳行为

在应力比R=-1,转速为5000 r/min(83.3 Hz)和实验室静态空气介质环境下,研究了抗热腐蚀铸造镍基高温合金K435的旋转弯曲疲劳行为,得到其应力-疲劳寿命(S-Nf)曲线,测出其室温旋转弯曲疲劳极限为220 MPa.用扫描电镜观察了疲劳断口形貌,发现裂纹主要萌生在试样表面或近表面缺陷处,断口主要由裂纹萌生区、裂纹稳态扩展区和瞬间断裂区组成;并讨论了K435合金疲劳断裂的机制.用透射电镜观察了合金微观组织的变化.     

激光冲击成形的仿真与实验研究

采用实验与仿真相结合的方法研究激光冲击成形.首先对黄铜试样进行冲击变形处理,然后对其表面形貌和变形进行实验测试和分析对比,并用ABAQUS仿真软件对冲击成形进行数值模拟.实验和仿真结果显示:试样冲击区域表面质量良好,微观组织未发生明显变化;变形区域中心节点最大位移为0.991 mm,板材变形和仿真的结果相符合.     

基于电磁感应加热的电弧增材制造试验研究

为了解决目前电弧增材制造变形及微观组织形态和力学性能较差的问题,以低碳钢为研究对象,通过试验探索电磁感应加热对电弧增材制造性能的调控作用．使用线激光扫描仪检测成形样件的变形,用金相显微镜观测试样的微观组织形态,采用红外热像仪监控成形过程中的温度场,通过拉伸试验对试样进行力学性能测试．结合温度场深入分析试样的变形、微观组织形态和力学性能,结果表明：电磁感应加热可以减小成形样件的变形,具有同步热处理的作用,可以等轴化晶体、细化晶粒,提高成形样件的力学性能．当感应功率为12.6 kW、线圈-焊枪间距为95 mm时,电磁感应作用效果较好,试样变形减小了62%,成形样件的抗拉强度提升了6.38%,伸长率提升了约1%.     

乌龟卵壳结构的研究

本文对乌龟卵壳在扫描电镜下的微观结构进行了研究.乌龟卵壳主要由钙质层与壳膜组成.钙质层由霰石状态的碳酸钙晶体组成,可分为许多个壳单位,每个壳单位由同一中心辐射出来的针状晶体构成.卵壳的外表面具有一定的饰纹,有些部位还分布有纵横交错的有机纤维和块状的有机物质.壳膜由多层网状纤维组成,没有内、外壳膜之分.龟卵在孵化过程中不形成气室.同时对孵化前后龟卵壳的结构进行了对比研究.     

Fe60 Co20 C20超细合金粉末的结构和磁性能研究

采用机械合金化方法制备出Fe60Co20C20超细合金粉末,对不同球磨时间的样品进行X射线衍射和磁滞回线的测量.X射线衍射分析结果表明:样品在球磨20 h后开始部分非晶化,在Fe-Co合金中加入C可促使其形成非晶;样品的晶粒尺寸随球磨时间的增加而减小,在一定的机械合金化条件下可获得Fe60Co20C20的非晶态超细合金粉末.VSM研究结果表明:球磨初期,样品的矫顽力增加;球磨20 h后,随着晶粒尺寸的降低矫顽力降低.机械球磨后晶粒尺寸是影响样品磁性能的主要因素.     

355 nm YAG皮秒脉冲激光晶化非晶硅薄膜的研究

 使用355 nm YAG皮秒脉冲激光对250 nm厚的非晶硅薄膜进行激光晶化的研究,并利用金相显微镜、拉曼光谱和X射线能谱（EDS: energy dispersive spectrometer）等对晶化样品进行了分析。结果表明：随着激光脉冲能量的增加,完全熔区和部分熔区的宽度均明显增大。在所研究的脉冲能量范围内（15 μJ—860 μJ）,所有样品的完全熔区的拉曼光谱均无非晶硅或晶体硅的特征峰,而位于完全熔区边缘的部分熔区的拉曼光谱却显示出晶体硅的特征峰,这可能是因为完全熔区接受到的激光能流密度过大,造成区内绝大部分非晶硅薄膜气化蒸发。这个推测进一步得到了X射线能谱分析结果的证实。X射线能谱分析结果表明,完全熔区的成份主要是玻璃与硅反应生成的硅化物,其表面被二氧化硅层所覆盖。     

激光辐照Fe78Si9B13非晶合金晶化研究

在CO2激光散光斑直径20mm的情况下,分别选择在不同功率静置的条件下辐照Fe78Si9B13非晶带实现部分晶化·用穆斯堡尔谱、X射线衍射和扫描电镜对原始非晶样品(Fe78Si9B13)和晶化后样品的微观结构进行了分析·结果表明:在CO2激光散光斑直径一定的条件下(20mm),分别选择激光功率250W和300W辐照非晶Fe78Si9B13样品20s,非晶样品可以实现约6%和9%的晶化·激光辐照非晶Fe78Si9B13合金的晶化相为αFe(Si),样品发生了织构现象,晶粒沿(200)面大量析出·激光晶化相产生在非晶带表面晶化层中·在其他条件一定的情况下,样品的晶化量随着激光功率的增加而增加·     

Y1.6SiO5:Eu0.43+稀土发光材料发光光谱研究

室温下测量并研究了晶态和非晶态Y1.6 SiO5:Eu0.43+的激发和发射光谱,发现Y16SiO5:Eu0.43+呈现5D0→7F0,5D0→7F1,5D0→7F2跃迁发光光谱.在非晶态时5D0→7F0跃迁发光峰位于579 nm;5D0→7F1跃迁光谱呈现宽峰,峰值位于587nm;5D0→7F2呈现一个强的发射单峰位于612nm.晶态时5D0→7F0发光峰强度及峰位不变,5D0→7F1发射光谱分裂成三重尖峰,5D0→7F2发光峰相对强度减弱,在长波段呈现新的发射峰.     

在水冷铜坩埚中用吸铸法制备Cu47Ti34Zr11Ni8块状非晶合金

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备了直径4．0mm的Cu47Ti34Zr11Ni8合金圆棒,利用X射线（XRD）、对合金的结构进行了测定。XRD图表明该合金圆棒的组织为明显的非晶相。试验结果表明,利用该方法可以制备Cu基块状非晶。     

AZ31镁合金氩弧焊接接头组织与力学性能研究

钨极氩弧焊(TIG)为镁合金焊接中最常用的一种焊接方法。本文采用直流钨极氩弧焊对6.0 mm厚AZ31镁合金挤压板材进行了双面焊接实验。采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机考察分析了焊接接头显微组织与力学性能。显微组织分析表明,AZ31镁合金直流TIG焊接头由母材、热影响区、焊缝区组成,焊缝组织呈现焊丝熔化后凝固组织;在母材热影响区与焊缝区之间坡口处形成过渡区,晶粒细小,为母材与焊丝的熔合区。采用AZ31焊丝焊接接头平均抗拉强度为241.0 MPa,延伸率为13.8%,分别达到了母材的86.0%和63.6%。焊接接头的断裂均位于热影响区,断口呈现韧脆混合断裂特征。     

Y1.9SiO5:Tb3+0.1发光材料的制备及其发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备Y1.9SiO5:Tb3+0.1发光材料,并在250～1000℃不同温度下进行煅烧.通过对此样品在不同温度下激发光谱、发射光谱、红外光谱以及X衍射图谱进行研究,发射谱中625nm、587nm、545nm、442nm处显示了Tb的5D4-7Fj(j=3,4,5,6)的特征跃迁,491nm处显示了5D3-7F6的特征跃迁.红外和X衍射图都显示500℃是样品从无定形到晶形的温度变化点,800℃时晶体稳定且晶形最好.无定形态时样品的荧光强度随温度升高而降低,而晶态时其荧光强度随温度变化趋势正好相反.说明无定形态时,Tb3+主要处于无反演中心格位;而在晶态结构中,Tb3+主要处于反演中心格位.     

镁基大块非晶玻璃转变的动力学性质

用真空吹铸法制备了直径2 mm的Mg65Cu25Y6Gd4与Mg65Cu25Gd10块体非晶合金棒,采用X射线衍射分析(XRD)、差热分析(DTA)分别对非晶合金的结构和形成能力进行了研究.以Mg65Cu25Y6Gd4与Mg65Cu25Gd10大块非晶合金DTA实验为基础,利用Kissinger方程对其玻璃转变的动力学性质从不同方面进行了研究.分析结果表明:玻璃转变表观激活能与频率因子v0越小,玻璃转变处Lasocka关系的B值越大,则对于同一合金系表现出玻璃形成能力(GFA)越强,这一现象是由于大块非晶合金独特的结构特点所引起的.     

Multi-scale simulation of single crystal hollow turbine blade manufactured by liquid metal cooling process

Liquid metal cooling(LMC) process as a powerful directional solidification(DS) technique is prospectively used to manufacture single crystal(SC) turbine blades. An understanding of the temperature distribution and microstructure evolution in LMC process is required in order to improve the properties of the blades. For this reason, a multi-scale model coupling with the temperature field, grain growth and solute diffusion was established. The temperature distribution and mushy zone evolution of the hollow blade was simulated and discussed.According to the simulation results, the mushy zone might be convex and ahead of the ceramic beads at a lower withdrawal rate, while it will be concave and laggard at a higher withdrawal rate, and a uniform and horizontal mushy zone will be formed at a medium withdrawal rate. Grain growth of the blade at different withdrawal rates was also investigated. Single crystal structures were all selected out at three different withdrawal rates.Moreover, mis-orientation of the grains at 8 mm/min reached ～30°, while it was ～5° and ～15° at 10 mm/min and 12 mm/min, respectively. The model for predicting dendritic morphology was verified by corresponding experiment. Large scale for 2D dendritic distribution in the whole sections was investigated by experiment and simulation, and they presented a well agreement with each other.     

SO_4~(2-)/ZrO_2和SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸催化剂的X射线衍射研究

用XRD技术研究了浸渍H2SO4后的无定性ZrO2和TiO2在不同焙烧温度下的晶化、相变及平均晶粒度的变化情况，并对四方相ZrO2的含量进行了初步的考察．实验结果表明，SO4(2-)的引入提高了氧化物的晶化温度，并对晶型的形成有走向诱导作用，使ZrO2易于形成四方相型，TiO2易于形成金红石型四方相的ZrO2含量主要受焙烧温度和处理液浓度的影响，焙烧温度越高，酸浸渍液浓度越大，四方相ZrO2含量越低