组成相中微观应力和应变对钛合金力学性能的贡献

分析组成相对钛合金力学性能的贡献对组织设计极为重要。通过真实组织有限元模型定量分析了α<sub>p</sub>和β<sub>t</sub>中的应力和应变,并确定了他们对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金强度和韧性的贡献。结果表明,α<sub>p</sub>和β<sub>t</sub>中的应力呈现正态分布。β<sub>t</sub>的峰值应力和应力峰高远大于α<sub>p</sub>。然而,α<sub>p</sub>具有较大的峰值应变,β<sub>t</sub>具有较大的应变峰高。随着α<sub>p</sub>体积分数从49%降低到12%,β<sub>t</sub>对抗拉强度的贡献从59%增加到92%,对失效应变的贡献从36%增加到75%。然而,随着β<sub>t</sub>贡献的增加,合金抗拉强度增加了17%,失效应变降低了21%。研究结果定量揭示了组成相对强度和韧性的贡献,为钛合金组织设计提供了基础。     

石墨烯掺杂和烧结温度对MgB<sub>2</sub>块体微观结构和超导性能的影响

我们采用未掺杂的粉末制备了MgB<sub>2</sub>块体作对比,研究了石墨烯掺杂对MgB<sub>2</sub>块材微观结构和超导性能的影响,研究了退火温度对石墨烯掺杂MgB<sub>2</sub>块材微观结构和超导性能的影响。对烧结后的样品采用XRD,SEM,SQUID进行了相组成,微观结构和超导性能等分析检测。研究发现石墨烯掺杂明显提高了MgB<sub>2</sub>超导材料的临界电流密度,在20 K和1 T磁场下,最大的临界电流密度达到1.8×10<sub>5</sub>A/cm<sub>2</sub>。     

等离子喷涂制备MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合涂层的高温氧化行为

以高能球磨法制备的纳米MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合粉末为喷涂材料,利用等离子喷涂技术在GH4169合金表面沉积了MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合涂层,并研究了GH4169基材和复合涂层合金试样在900°C静态大气环境下的循环氧化行为。结果表明：复合涂层表现出较好的抗高温氧化性能,其氧化速率仅为1.23×10<sub>-7</sub> mg<sub>2</sub>.cm<sub>-4</sub>.s<sub>-1</sub>,这归因于MoSi<sub>2</sub>在氧化早期形成了SiO<sub>2</sub>相,可以自封氧化膜。氧化后期SiO<sub>2</sub>的脱落,Mo<sub>5</sub>Si<sub>3</sub>相的再次氧化生成MoO<sub>3</sub>和MoO<sub>2</sub>气相,以及MoSi<sub>2</sub>的内氧化直接气化,会降低涂层的抗氧化性能。     

高功率脉冲氙灯铈钨电极工作过程中表面稀土元素分布和价态演变

_{为阐明高功率脉冲氙灯铈钨电极运行过程中的演变过程及工作机理,采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等手段研究了运行不同发次的高功率脉冲氙灯阴极表面形貌、铈元素的价态演变及其浓度-深度分布状况,结果表明：铈钨电极工作表面出现大量的龟裂纹,其裂纹程度和深度、烧蚀状况均与运行发次有关,工作次数越多裂纹和烧蚀情况越严重;随着运行发次增加,阴极表面铈元素含量向表面扩散,含量升高,最高达12%,分布更加均匀;通过对Ce³⁺/Ce⁴⁺比例分析发现：运行10083发次的铈钨阴极表面活性处于较佳状态;运行14486发次的铈钨阴极表面活性层明显减小,仅有6.66nm,氙灯性能处于下降状态。}     

Zn_²⁺掺杂对共沉淀法制备Ce:Gd₃Ga₃Al₂O₁₂陶瓷粉体闪烁性能的影响

本文利用化学共沉淀法制备Zn_²⁺共掺的Ce:GAGG陶瓷粉体。研究了Zn_²⁺共掺的Ce:GAGG陶瓷前驱粉体的TG/DTA和FTIR曲线;分析了不同煅烧温度对Ce:GAGG陶瓷粉体相、形貌和颗粒度分布的影响;系统研究了Zn_²⁺含量对Ce:GAGG陶瓷粉体光致发光,辐射发光,激发光谱和荧光寿命的影响。研究表明：前驱粉体在883℃的相组成为GdAlO₃相和GAGG相;前驱粉体在煅烧温度为900℃时,完全转化为GAGG相;当煅烧温度为1200℃时,GAGG颗粒尺寸控制在20nm~60nm,分布均匀;随着 Zn_²⁺含量的变化,光致发光和辐射发光强度也相应变化,特别的,当Zn_²⁺含量为0.4mol%时,光致发光和辐射发光强度达到最大值;随着Zn_²⁺掺杂含量的上升,荧光寿命出现下降的趋势。因此,Zn_²⁺含量对Ce:GAGG陶瓷粉体的辐射发光具有明显的影响,对降低荧光寿命具有积极的作用,对于提高GAGG闪烁材料的快速响应具有重要意义。     

基于基团贡献法估算(富锂)锂离子电池正极材料Li1+ xM 1- x O2 的热力学性质

富锂Li_1+xM_1-xO₂材料的研究主要集中在其结构和电化学性能上,而很少关注其热力学性能。开发具有高能量密度和容量的新型富锂材料取决于这种材料的结构、热力学性质和电化学性质之间的固有关系。对富锂材料Li_1+xM_1-xO₂的热力学性质了解不足,使得新型Li_1+xM_1-xO₂材料的开发和利用受到限制。鉴于Li_1+xM_1-xO₂材料缺乏热力学数据,根据基团贡献方法的原理对LiAlO₂进行拆分。基于热力学原理,提出了用于估计LiAlO₂的ΔG^θ_f,298、ΔH^θ_f,298和C_p的数学模型。采用基团贡献法估算了56种固体无机化合物的ΔG^θ_f,298和ΔH^θ_f,298以及54种固体无机化合物的C_p,298,以检验该模型的可靠性和适用性。利用基团贡献法估算了固体无机化合物的数学模型。利用基团贡献法拟合的基团参数选择的实验数据准确可靠。在结果令人满意的基础上,建立了用于估算3种类型的Li_1+xM_1-xO₂材料的ΔG^θ_f,298,ΔH^θ_f,298和C_p的数学模型,并估算了63种常见Li_1+xM_1-xO₂材料的ΔG^θ_f,298、ΔH^θ_f,298和C_p,298。     

高阻尼高强度铸态SiCp/Mg94Zn5Y1 复合材料的综合性能

采用铸造方法制备具有不同SiC_p含量（0.5%~2.0%，质量分数，下同）的SiC_p/Mg₉₄Zn₅Y₁复合材料，并研究了复合材料的力学性能和阻尼性能。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪测试复合材料的微观组织结构和物相组成。在基体中加入SiC_p之后，SiC_p均匀分布在基体中，增强体细化了复合材料的微观组织结构。SiC_p/Mg₉₄Zn₅Y₁复合材料包括α-Mg、I相（准晶相）和SiC_p相。分别使用动态热机械分析仪和AG-X试验机测试了SiC_p/Mg₉₄Zn₅Y₁复合材料的阻尼性能和力学性能。复合材料的力学性能优于Mg₉₄Zn₅Y₁合金，1.0%SiC_p/Mg₉₄Zn₅Y₁复合材料的抗压缩强度高达350 MPa；所有复合材料的阻尼性能都远高于基体合金的阻尼性能，其中0.5%SiC_p/Mg₉₄Zn₅Y₁复合材料具有最佳的阻尼性能。此外，根据功效系数法，SiC_p含量为1.0%的SiC_p/Mg₉₄Zn₅Y₁复合材料具有良好的综合性能。     

SOLID SOLUTION BEHAVIOR OF Y2−x−yGdxEuyO3 NANOPOWDERS DURING PROCESS OF PREPARATION AND THEIR LUMINESCENCE PROPERTIES

用柠檬酸螯合法制备Y_2-x-yGd_xEu_yO₃纳米粉体(x+y≤ 2), 通过FTIR, XRD和SEM分析了制备过程中的物相变化以及pH值对粉体 形貌的影响. 测试了Y_2-x-yGd_xEu_yO₃ 晶格常数和晶胞体积, 分析了Gd与Eu在Y₂O₃中的固溶行为及其发光性能. 结果表明: 在pH<3的体系中制备Y_2-x-yGd_xEu_yO₃粉体较为适合, 经900 ℃煅烧2 h可完全合成出立方相的Y_2-x-yGd_xEu_yO₃; 在pH=1时, 加入少量乙二醇 (5%, 体积分数) 时得到粉体形貌最佳, 粒径约90 nm, 近球形. 样品的发光性能和Y, Gd的配比以及Eu的含量有关, 当化学配比为Y_0.2Gd_1.65Eu_0.15O₃时样品发光强度最高,y值超过0.15会发生浓度猝灭, 导致发光强度降低.     

Cu添加对FeCoZrB非晶合金热稳定性和晶化过程的影响

本文选择在低B含量的Fe₄₂Co₄₂Zr₇B₉合金和高B含量的Fe₃₉Co₃₉Zr₇B₁₅合金基础上添加1at.%Cu,制备Fe_41.5Co_41.5Zr₇B₉Cu₁和Fe_38.5Co_38.5Zr₇B₁₅Cu₁非晶合金,利用同步热分析仪(STA), X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)测试分析合金的晶化曲线及晶化相的结构,研究Cu添加对Fe₄₂Co₄₂Zr₇B₉和Fe₃₉Co₃₉Zr₇B₁₅非晶合金热稳定性和晶化过程的影响。结果表明,Cu添加稍微提高了Fe₄₂Co₄₂Zr₇B₉非晶合金的热稳定性,明显提高了Fe₃₉Co₃₉Zr₇B₁₅非晶合金的热稳定性。对于Fe₄₂Co₄₂Zr₇B₉和Fe₃₉Co₃₉Zr₇B₁₅非晶合金,晶化初期XRD存在明显的峰位移动;对于添加Cu后的Fe_41.5Co_41.5Zr₇B₉Cu₁和Fe_38.5Co_38.5Zr₇B₁₅Cu₁合金,晶化过程中几乎没有峰位移动。TEM测试表明Cu添加改善了纳米晶粒分布的均匀度。Cu添加对高B含量Fe₃₉Co₃₉Zr₇B₁₅合金热稳定性和晶化过程的影响大于低B含量的Fe₄₂Co₄₂Zr₇B₉合金。     

空气气氛下碳热还原筛分法制备Magnéli相Ti n O2 n -1

介绍了一种在空气气氛中通过碳热还原筛分法制备Magnéli相（Ti_nO_2n-1，4＜n＜10）低价钛氧化物的方法，研究了还原温度和还原时间对还原产物的物相、电阻率的影响。结果表明，提高还原温度和延长还原时间有利于将TiO₂还原为Magnéli相Ti_nO_2n-1。将Magnéli相Ti_nO_2n-1 (n=4，5) 粉末在1350 ℃下干燥20 min，通过扫描电子显微镜观察，其粒径为0.5~8 μm。在还原温度为1350 ℃时，还原产物的电阻率随还原时间的延长而显著降低。在1350 ℃下还原50 min的产物的电阻率最小，为79.3 Ω?cm，其物相组成几乎全部为Ti₃O₅。     

玻璃形成能力及稳定性三角形判定准则

根据降温过程的玻璃形成能力（GFA）和升温过程的玻璃稳定性（GS）,构建了以伪四特征参数组合为顶点的判定玻璃形成能力和稳定性的三角形（Tri-FAS）,从而推导出判定GFA&GS的准则：G-FAS=T_g/T_l+T_x/T_l+T_x/T_g（T_x为起始结晶温度;T_l为液体温度;T_g为玻璃化转变温度）,并从降温过程非晶化与晶化之间的竞争关系和准则各组成项对准则的均衡贡献两个方面进行了修订：G-FAS_m=T_g/(1.5T_x)+T_x/T_l+T_x/T_g和G-FAS_m′=T_g/T_l+T_x/T_l+(T_x/T_g)^a (a≈1.5±0.2)。讨论了G-FAS与临界冷却速率R_c、G-FAS与T_xg（T_xg反映了玻璃的过冷液区,T_xg=T_x/T_g）的相关性,分别能够反映GFA和GS。通过大量金属玻璃和其他玻璃形成体从GFA和GS两方面对判定准则的有效性进行了评估,结果显示：该判定准则无论是GFA方面还是GS方面,在不同玻璃形成体系中均可靠有效,具有广泛应用性。提出的Tri-FAS和G-FAS判定准则在玻璃的生产和实际应用过程中具有指导作用。     

钛种植体表面CuO和Nb2O5共掺杂TiO2涂层的制备及抗菌性能和生物相容性

利用等离子体喷涂技术在医用钛合金表面成功制备TiO₂、50% Nb₂O₅-TiO₂和1% CuO-49% Nb₂O₅-TiO₂涂层，并对涂层的微观结构、表面粗糙度、表面亲疏水性、化学稳定性进行表征。利用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌来评价涂层的抗菌性能，利用小鼠颅顶前骨细胞亚克隆14细胞来评价涂层的细胞相容性。结果表明：等离子体喷涂TiO₂涂层主要由金红石和少量锐钛矿相组成，而在50% Nb₂O₅-TiO₂和1% CuO-49% Nb₂O₅-TiO₂涂层中均出现了Ti_0.95Nb_0.95O₄固溶体和特殊的棒状交织结构；Nb₂O₅和CuO的掺杂增加了TiO₂涂层的表面粗糙度，改善其亲水性。Nb₂O₅掺杂提高了细胞的增殖能力和成骨分化能力，CuO和Nb₂O₅共掺杂显著提高了TiO₂涂层的抗菌性能，但Cu离子的释放降低了50% Nb₂O₅-TiO₂涂层的细胞相容性。和TiO₂涂层相比，1% CuO-49% Nb₂O₅-TiO₂涂层的细胞相容性并未明显降低，说明Nb₂O₅掺入可一定程度上抑制了Cu离子对细胞的副作用。     

铜基块体非晶合金纳米压痕研究

本文利用三种不同的纳米压痕模式研究了两种铜基大块金属玻璃Cu₅₉Zr₃₆Ti₅和Cu₆₁Zr₃₄Ti₅。分别采用了加载速率控制模式、载荷控制模式和循环加载模式。当加载速率不超过5mN/S时,试样的杨氏模量随加载速率而变。Cu₅₉Zr₃₆Ti₅和Cu₆₁Zr₃₄Ti₅的弹性模量均随峰值载荷和加载速率的增加而降低。但峰值载荷和加载速率对硬度影响不大。循环加载使Cu₅₉Zr₃₆Ti₅产生轻微加工硬化,而Cu₆₁Zr₃₄Ti₅则不显示这样的结果。而且,Cu₆₁Zr₃₄Ti₅的硬度和模量都明显高于Cu₅₉Zr₃₆Ti₅。     

硅对高硅奥氏体不锈钢析出相的影响

采用XRD、TEM和压痕变形等方法研究了Si含量（4%~8%,质量分数）对高硅奥氏体不锈钢（ZeCorn）显微组织的影响。结果表明,Si含量的增加会导致ZeCor合金的相组成发生变化：ZeCor-4%Si合金组织为单相奥氏体（γ相）,ZeCor-6%Si合金主要含γ相和少量σ相,在ZeCor-8%Si合金中主要析出Cr₃Ni₅Si₂相和少量σ相。此外,Cr₃Ni₅Si₂与σ相相比具有更高的硅、镍含量。显微硬度HV高达7840 MPa的Cr₃Ni₅Si₂相是典型的硬脆相,该相的析出将大大提高ZeCor-8%Si合金中γ基体的显微硬度。ZeCor合金中γ基体的强化机制如下：固溶强化是ZeCor-6%Si合金的主要强化机制,而Si的固溶强化和Cr₃Ni₅Si₂的析出强化机制都大大提高ZeCor-8%Si合金中的γ基体的显微硬度。在ZeCor-8%Si合金中,Cr₃Ni₅Si₂相起显著作用。     

TiAl合金表面阴极微弧沉积Al&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;陶瓷涂层的生长过程与相组成

目的：利用阴极微弧沉积技术在预处理后的TiAl合金表面制备了Al&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;陶瓷涂层,研究了涂层的生长过程和相组成。方法：采用电子扫描电镜(SEM、EDS)、电子透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法,对Al&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;涂层的生长过程中的微观形貌、组织成分以及晶体结构的演变进行了研究与分析。结果：TiAl合金表面阴极微弧沉积过程中,在阴极表面发生非晶态Al(OH)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;的吸附、脱水烧结形成Al&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;陶瓷涂层的沉积。结论：Al&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;涂层生长分前期Ⅰ、中期Ⅱ和后期Ⅲ三个阶段,前期起弧阻挡层被击穿,涂层生长较慢、组织致密且与基体结合良好;反应中期涂层生长较快,Al(OH)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;不断吸附和脱水烧结,涂层结晶度提高;反应后期涂层生长速度变缓,表层组织疏松、多孔,相组成为87.5 %的α–Al&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;和12.5 %的γ–Al&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;。     

添加RE和Ti元素对Zn-2.5Al-3Mg合金微观结构和耐腐蚀性能的影响

采用XRD、SEM、TEM和XPS等研究了RE和Ti元素对Zn-2.5Al-3Mg合金微观结构和耐蚀性的影响。结果表明,Zn-2.5Al-3Mg合金的微观结构由富Zn相、二元共晶（Zn-MgZn₂/Mg₂Zn₁₁）和三元共晶（Zn/Al/Mg₂Zn₁₁）组成,而含有RE和Ti元素的合金中出现了新相(Ce_1-xLa_x)Zn₁₁和Al₂Ti。电化学阻抗谱表明,相对于Zn-2.5Al-3Mg合金,Zn-2.5Al-3Mg-0.1RE-0.2Ti合金的耐蚀性得到了显著的提高。XPS分析结果表明,RE元素的添加促进腐蚀产物Zn₅(CO₃)₂(OH)₆和MgAl₂O₄的形成,而RE和Ti元素的同时添加促进腐蚀产物 Zn₅(CO₃)₂(OH)₆、ZnAl₂O₄和MgAl₂O₄的形成,且都抑制了疏松多孔ZnO的生成。Zn₅(CO₃)₂(OH)₆、ZnAl₂O₄和MgAl₂O₄能够很好地粘附在试样表面,提供一层致密的保护层,从而提高Zn-2.5Al-3Mg合金的耐腐蚀性。     

CRYSTALLIZATION PROCESS AND NON–ISOTHERMAL CRYSTALLIZATION KINETICS OF MELT–SPUN Nd–Fe–B AMORPHOUS THICK RIBBONS

利用熔体快淬法在12 m/s的辊速下制备了Nd₆Fe₇₂B₂₂和Nd₆Fe₆₈Ti₄B₁₇C₅非晶厚带. 通过DSC和XRD, 并借助Kempen模型和 Kissinger方程, 研究了合金的非晶晶化过程及非等温晶化动力学. 结果表明, 两种合金厚带具有不同的晶化过程以及晶化动力学机制. Nd₆Fe₇₂B₂₂合金的晶化过程分为三步完成: 非晶
相 (AP)→ Nd₂Fe₂₃B₃→Nd₂Fe₁₄B+ α--Fe +Fe₃B→Nd₂Fe₁₄B+α--Fe+Fe₃B+NdFe₄B₄, 而Nd₆Fe₆₈Ti₄B₁₇C₅ 合金一步完成晶化: AP→Nd₂(Fe, Ti)₁₄(B, C)+α--Fe + Fe₃B. 与Nd₆Fe₇₂B₂₂合金由界面控制的多晶型晶化不同, Nd₆Fe₆₈Ti₄B₁₇C₅合金以扩散控制的共晶型晶化为主.     

EVOLUTION OF SECOND PHASE IN 2.25Cr-1Mo-0.25V STEEL WELD METAL DURING HIGH TEMPERATURE TEMPERING

利用TEM和EDX技术, 研究了2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝中第二相在700 ℃下保温一系列时间段的转变. 结果表明, 焊后空冷焊缝中的第二相为M₃C, 回火过程中第二相主要组成为M₃C+M₇C₃+M₂₃C₆. 长时间回火后M₃C发生球化并消失, 初期析出的低w_Cr/w_Fe(Cr与Fe的质量比)的M₇C₃是亚稳相, M₂₃C₆只能在较低的回火参数范围内存在, 后期形成了w_Crw_Fe更高的M₇C₃稳定的第二相. M₃C多呈球状,M₇C₃和M₂₃C₆多为长条状和块状.     

NH4HF2 氟化Al2O3 制备无水AlF3 研究

采用热重-差热分析（TG-DTA）方法对不同NH₄HF₂/Al₂O₃质量比的Al₂O₃+NH₄HF₂混合物的热行为进行了分析,确定了DTA曲线的临界温度。进一步分析了各临界温度前后直接热处理所得产物的形貌和物相。结果表明,质量比对临界反应温度和反应过程没有影响。氟化反应在室温下以(NH₄)₃AlF₆的形成开始,在162.3~162.8 ℃时占主导地位,在180 ℃左右完成。进一步热处理后,(NH₄)₃AlF₆在249.8~250.1 ℃分解为NH₄AlF₄,在356.8~357.7 ℃分解为β-AlF₃;随后β-AlF₃在400~650 ℃向α-AlF₃转变。     

空气反应钎焊ZrO2与GH3536接头组织与力学性能

采用Al₂TiO₅颗粒增强的Ag-CuO-Al₂TiO₅复合钎料,在钎焊温度为1050 ℃保温30 min工艺参数下,对ZrO₂陶瓷与GH3536合金进行了空气反应钎焊(RAB),分析了钎焊接头的界面结构及其形成机制;同时研究了接头在800 ℃氧化不同时间的组织演变规律及其对连接性能的影响。结果表明,钎焊过程中Al₂TiO₅颗粒分解产生Al₂O₃和TiO₂,TiO₂与ZrO₂陶瓷反应生成ZrTiO₄相。GH3536侧金属元素发生氧化形成尖晶石层,并分别与钎缝中的Al₂O₃、CuO反应,在钎缝中生成细密分布的NiAl₂O₄相及紧邻尖晶石层的团块状NiCuO₂相。ZrO₂/GH3536接头高温氧化1000 h后,钎缝中NiAl₂O₄呈团块状分布,Cr₂O₃薄层保持稳定;尖晶石层内部元素均匀化,厚度有明显增加。接头强度随着氧化时间的延长先降低后稳定在20 MPa。