Nd、Y对AZ31镁合金热轧退火薄板耐蚀性的影响

为提高AZ31镁合金热轧退火薄板的耐蚀性,本实验在合金中分别添加单一Nd和复合Nd+Y稀土元素,采用盐雾腐蚀和电化学腐蚀实验方法对其耐蚀性展开研究,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪对合金和腐蚀产物的微观组织及结构进行观察分析。结果表明:添加稀土元素Nd、Y后,AZ31镁合金表面可形成更为耐蚀的含有稀土氧化物Nd_2O_3的腐蚀产物膜,提高对基体的保护作用;添加Nd、Y元素的AZ31镁合金中新的耐蚀相Al_2Nd和Al_2Y析出,有害相β-Mg_(17)Al_(12)减少,使合金自腐蚀电位正移,腐蚀电流密度减小,腐蚀速率减缓,耐蚀性明显提高;复合添加Nd+Y比单一添加Nd更有利于提高AZ31镁合金的耐蚀性,且添加量为0.5%Nd+0.5%Y时合金的耐蚀性能提高最为显著。     

AlNp/LY1 2复合材料时效行为及微观组织

采用粒径为0.5μm和10μmAlN颗粒用挤压铸造法制备出两种体积分数为50％的AlNp/LY12复合材料,研究了两种材料的时效硬化行为及微观组织结构。结果表明：AlN颗粒的存在未改变基体合金的沉淀析出次序,但加速了基体合金的时效析出速率,且大颗粒的促进作用比小颗粒更明显。透射电镜观察表明,复合材料中基体内的位错密度高于基体LY12合金,并随增强体颗粒增大而增多,颗粒加入后引入的大量相界面和高密度位错是时效硬化速率加快的主要原因。     

Ti_3Al金属间化合物的熔盐热腐蚀

采用电化学方法并结合扫描电镜、X 射线衍射、电子探针和能谱等物相分析技术研究了 Ti_3Al 金属间化合物在800℃熔融 NaCl-(Na,K)_2SO_4体系中的腐蚀行为。结果表明,Ti_3Al 合金耐熔盐腐蚀性能远低于 Ni 基 IN738合金。腐蚀时在合金表面形成外层为 TiO_2;内层为富 Nb 的Nb_2O_5,Al_2O_3,TiO_2的混合层和中间层为富 Al 的 TiO_2,Al_2O_3混合层的多层腐蚀层结构。Ti 快速向外扩散和氧向内扩散使合金表面腐蚀产物层迅速增厚。腐蚀产物内层的富 Nb 氧化物破坏了膜层与合金基体的粘附性。     

退火超磁致伸缩合金中富稀土相析出物研究

对退火后超磁致伸缩合金中富稀土相析出物进行了研究，采用扫描电镜．能谱分析、X射线衍射和电阻应变片技术，着重研究了析出物的析出根源、相组成、相结构以及磁致伸缩性能．结果表明：过量稀土Ho的存在，是析出物析出的根本原因；析出物中富含稀土，主要包括立方结构DyFe2、HoFe2，六方结构Dy5Si3、Tb5Si3及立方结构Dy2O3、Ho2O3等物相；在磁场强度为400kA/m时，析出物的磁致伸缩系数约为100×10^-6，此时，已经饱和且远小于基体棒的磁致伸缩量（＞500×1010^-6）．配方中适当过量稀土，并采取适当的热处理工艺，可望制备高性能的稀土超磁致伸缩材料．     

含Nd镁铝合金电子结构计算与强化机制分析

基于EET理论,计算了Nd元素加入Mg-Al合金后形成的Mg-Al-Nd固溶体,第二相Al2Nd,Al3Nd价电子结构,研究了价电子结构与合金固溶强化、第二相强化、高温稳定性和晶粒细化的关系.Mg-Al-Nd最强键共价电子对数nA值和共价电子密度ρCV值均大于α-Mg的nA值和ρCV值,表明Nd的固溶有利于基体强度的提高;第二相Al2Nd最强键(nA=0.44396)与Al3Nd最强键(nA=0.38949)的键合强度均远大于基体α-Mg(nA=0.11199)的键合强度,因此,Al2Nd和Al3Nd极大地阻碍了位错的运动,提高了合金的强度;Al2Nd和Al3Nd的单位体积成键能力FV值分别为145.91和242.35,与γ-Mg17Al12(Fγ-Mg17Al12V＝44.22)相比较,它们的高温稳定性更好,其存在有利于改善Mg-Al合金的高温性能;Nd提高了液态合金中邻近原子间键合强度,增加了基体的形核率,减缓了晶粒长大速度,进而细化了晶粒,提高了合金的力学性能.     

MgH_2-K_2Ti_6O_(13)-Ni球磨复合体系的微观结构与解氢性能

采用机械球磨法制备了K_2Ti_6O_(13)晶须单独掺杂、以及K_2Ti_6O_(13)晶须与Ni粉复合掺杂的MgH2储氢复合体系,并通过XRD,SEM,DSC等检测手段对其微观结构与解氢性能进行表征。结果表明:当K_2Ti_6O_(13)晶须单独掺杂于MgH2时,K_2Ti_6O_(13)晶须起到助磨细化MgH2晶粒的作用,同时还抑制了MgH2颗粒的团聚,有效降低了MgH2基体的解氢温度,且当K_2Ti_6O_(13)与MgH2质量配比为3∶7时,MgH2解氢性能的改善效果尤为明显,其解氢温度较纯MgH2球磨体系降低了近75℃;此外,当K_2Ti_6O_(13)晶须和Ni粉末复合掺杂于MgH2时,得益于K_2Ti_6O_(13)晶须的助磨细化MgH2晶粒以及Ni固溶于MgH2晶格致使其结构稳定性降低的双重作用,从而使得MgH2基体的解氢温度较K_2Ti_6O_(13)晶须单独掺杂时进一步降低,相对于纯MgH2球磨体系降低了近87℃。     

La2O3、Nd2O3、Y2O3对高岭石高温相变动力学的影响

利用综合热分析技术、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)研究了La_2O_3、Nd_2O_3、Y_2O_3对高岭石高温条件下转变成莫来石过程的作用,并采用Kissinger方程、Ozawa方程以及JMA修正方程(Ⅰ)和(Ⅱ)分析了La_2O_3、Nd_2O_3、Y_2O_3对高岭石高温相变动力学的影响。结果表明:3种稀土氧化物的掺入对高岭石的相变动力学参数产生了影响,相变活化能和频率因子与未掺入稀土氧化物的高岭石相比有所降低,析晶方式则未发生变化,均属于体积晶化。对比掺入3种稀土氧化物的高岭石相变活化能和频率因子可以看出,Y_2O_3对于高岭石高温条件下相变的促进作用最为明显,相变活化能最低。稀土氧化物对于高岭石高温相变产物影响不大,主晶相为莫来石相,次晶相为方石英相,但稀土氧化物的掺入使得方石英相的结晶度明显提高。     

二级时效形变对Cu-Cr-Zr-Mg合金组织与性能影响研究

采用力学性能和电导率测试及透射电子显微镜等方法,研究了不同时效工艺对Cu-0.45Cr-0.15Zr-0.05Mg合金硬度和电导率等性能的影响规律。结果表明:合金在一级时效工艺(950℃×1h固溶+70%冷变形+520℃×2.5h时效)下有很强的时效强化效应,合金的显微硬度和电导率分别为155HV和85%IACS;采用二级时效工艺(950℃×1h固溶+70%冷变形+520℃×2h时效+60%冷变形+450℃×2h时效),合金在保持较高的电导率的同时强度得到较大提高。显微硬度为190HV,比一级时效提高了22.5%,而电导率保持在80%左右。显微组织分析表明,高强度主要来源于冷变形引起的亚结构强化和弥散相的析出强化。二级时效工艺可促进析出相的析出,析出的弥散质点对基体的回复和再结晶阻碍作用强烈。析出相与冷变形过程中产生的位错交互作用使析出相不仅阻碍位错的运动而且沿密集且分布均匀的位错快速析出,促进合金强度提高。     

Dy_2O_3掺杂对机械球磨Nd_2Fe_(14)B/α-Fe复合磁体矫顽力的影响

用机械球磨法制备Nd_2Fe_(14)B/α-Fe复合磁体,研究了Dy_2O_3掺杂对纳米复合磁体磁性能的影响。结果表明,掺入Dy_2O_3能显著提高复合磁体的矫顽力,且随着Dy_2O_3掺杂量的增大最大矫顽力对应的退火温度降低。X射线衍射分析结果表明,掺入Dy_2O_3使Nd_2Fe_(14)B的晶格常数减小,也即Dy部分替代Nd后生成了(Nd,Dy)_2Fe_(14)B硬磁相。因此,复合磁体矫顽力的增强主要归因于硬磁相磁晶各向异性的提高。但是,硬磁相磁晶各向异性的提高缩短了有效交换耦合长度,表现为过量掺杂Dy_2O_3使矫顽力降低。     

SiCP/Al复合材料力学性能及显微结构分析

采用粉末冶金 热挤压法制备了10%SiCP/6066Al(体积分数)复合材料.对材料拉伸性能进行了研究,并利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜对微观组织结构进行了观测.实验结果表明:SiC颗粒在铝基体中分布比较均匀;T6热处理条件下10%SiCp/6066Al复合材料的抗拉强度和屈服强度分别约为430.5、354.1MPa,其延伸率为5%,弹性模量为84.5GPa.加入SiC颗粒后合金基体晶粒细化同时位错密度提高,位错强化和细晶强化在SiCP/Al复合材料的强化机制中起了主要作用.     

含Nd的5621STi合金氧化形成的近球状突出物对氧化膜粘附性的影响机制

分析了含稀土 Nd 的5621STi 合金氧化形成的近球状复合氧化突出物在恒温氧化和冷却过程中所受应力。突出物所受生长应力通过周围合金的塑性变形大部分得以释放,而热应力却来不及释放而保持下来。这一热应力充分大,导致那些形体较大的突出物剥离基体或碎裂。即与通常起“钉扎”效应的稀土氧化突出物不同,含 Nd 的钛合金氧化形成的上述类型的突出物在冷却过程中起着氧化膜内裂纹初始发生点的作用。氧化后试样表面形貌观察以及氧化膜拉伸撕裂实验验证了上述分析。     

电沉积Co-Ni-Al2O3复合镀层微观结构及高温性能

在氨基磺酸盐电解液中,利用复合电沉积技术制备得到了Co-Ni合金基中弥散分布Al₂O₃颗粒的金属基复合镀层。通过SEM,AFM以及XRD等分析测试方法,研究了Co-Ni-Al₂O₃复合镀层的表面形貌和微观晶体结构。结果发现:Co-Ni-Al₂O₃的表面形貌和微观晶体结构主要受镀层中钴含量的影响。高钴含量复合镀层具有Hcp结构,其表面形貌比具有Fcc结构的低钴含量镀层的表面更加均匀细致。Al₂O₃颗粒在Co-Ni合金中的共沉积,没有改变合金固溶体的相组成,但却改变了各晶面的优势生长。通过研究复合镀层的硬度、高温耐磨性、高温抗氧化性、热膨胀系数和热导率表明:Co-Ni-Al₂O₃具有较好的高温耐磨性和高温抗氧化能力,并且高钴含量的复合镀层相对于低钴镀层具有较低的热膨胀系数和较高的热导率。      

LY12铝合金微等离子体氧化陶瓷膜的相分布及显微硬度分析

使用Ｘ射线衍射仪和显微硬度度计测定了ＬＹ１２铝合金微等离子体氧化陶瓷膜沿深度方向的相分布及显微硬度变化曲线。     

原位反应烧结块的高能超声稀释过程分析

对高能超声稀释原位反应烧结块制备锌铝合金基复合材料过程进行了研究,简要分析了超声稀释机理。研究表明,高能超声快速稀释烧结块是声空化与声流效应协同作用的结果。空化产生的瞬时高温可促进界面区域元素扩散,瞬时高压将裸露在界面上的长棒状的TiAl₃击断,打破了烧结块的网状结构,并将其周围的高致密度的Al₂O₃和TiB₂颗粒聚集区击碎。另一方面,声流引起的强烈搅拌作用减薄了过渡层,并使短棒状的TiAl₃颗粒及Al₂O₃、TiB₂微细颗粒均匀分布在熔体中。在上述分析基础上,建立了元素扩散模型和烧结块在锌铝合金中的稀释过程模型。      

Ln2O3—SrO—V2O5（Ln=Y,Nd）系统的相关系

在修正各二元素的基础上研究了Ｙ２Ｏ３－ＳｒＯ－Ｖ２Ｏ５和Ｎｄ２Ｏ３－ＳｒＯ－Ｖ２Ｏ５三元系统的相关系，并提出了它们的亚固相图。在后一系统中发现了一个新相Ｎｄ８ＳｒＶ３Ｏ２０．５。在近Ｎｄ２Ｏ３－ＳｒＯ二元系处发现一个三元固溶区。     

Towards the diffusion source cost reduction for NdFeB grain boundary diffusion process

Aiming at improving the performance/cost ratio in grain boundary diffusion process(GBDP),the critical RE containing Pr-Al-Cu alloy,less expensive RE containing La-Al-Cu alloy and non-RE Al-Cu alloy were employed as the diffusion sources.The preliminary results show that the coercivity was successfully enhanced from 1000 kA/m to 1695,1156 and 1125 kA/m by Pr70Al20Cu10,La70Al20Cu10 and Al75Cu25(at.%) alloys diffusion,respectively,due to the formation of(Nd,Pr)-Fe-B,La2 O3 and c-Nd2 O3 phases respectively,after diffusion.It is also found that the corrosion resistance can be improved by Al-Cu diffusion due to the positive effects of Al and Cu elements in grain boundary.The present results demonstrated the various coercivity enhancement mechanisms for the GBDP based on different diffusion sources,and provided feasible solutions for cost reduction of GBDP and NdFeB production by saving RE resource.     

Sb合金化对AE41镁合金耐热性能的影响

采用X射线、光学显微镜、电子探针、扫描电镜等手段研究了Sb合金化对AE41（Mg-4Al-1RE）镁合金组织和耐热性能的影响．结果表明,Sb取代Al优先与RE形成以RE2Sb相为主的高熔点弥散颗粒质点,而枝条状Al11RE3相数量和尺寸减小．Al11RE3相对基体的割裂作用的减弱,RE～Sb质点的弥散强化作用、以及Sb、RE等元素的固溶强化作用,使合金的常温和高温力学性能尤其是塑韧性显著提高,并且有效地改善了高温抗蠕变能力．过量的Sb反而降低了合金的力学性能和耐热性能．合金的断裂为具有塑性特征的准解理断裂．     

铌硅化物基超高温合金Si-Y2O3共渗涂层的组织及其高温抗氧化性能

采用Si-Y₂O₃包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层, 研究其在1250℃的恒温氧化性能. 采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)分析Si-Y₂O₃共渗涂层氧化前后的物相组成和组织变化. 结果表明：涂层具有明显分层的结构, 由外至内依次为(Nb,X)Si₂(X表示Ti, Hf和Cr)外层和(Nb,X)₅Si₃过渡层, 在过渡层与基体之间有不连续分布的细小(Cr,Al)₂(Nb,Ti)块状沉淀. EDS分析表明, 涂层中的Y分布是不均匀的, (Cr,Al)₂(Nb,Ti)相的Y含量为0.94at%左右, 而(Nb,X)Si₂和(Nb,X)₅Si₃相的Y含量为0.46at%～0.57at%. 经1250℃分别氧化5, 10, 20, 50和100h后, Si-Y₂O₃共渗涂层保持其原始的相组成, 并在其表面形成以TiO₂、 SiO₂和Cr₂O₃组成的致密混合氧化膜, 且与基体结合良好.     

添加元素对Mg-3Si合金组织影响

采用扫描电镜、X射线衍射对合金组织进行观察,研究在Mg-3Si(质量分数/%,下同)合金陆续添加Zn,Nd,Gd,Y元素后微观组织演变规律。结果表明:Mg-3Si合金中Mg_2Si粒子具有初生和共晶两种明显不同的形貌;添加3%Zn元素后的Mg-3.0Si-3.0Zn合金中,初生Mg_2Si粒子粗化,共晶Mg_2Si粒子完全消失;在Mg-2.0Nd-3.0Zn-3.0Si合金中,Nd元素的加入能有效地细化初生Mg_2Si粒子并生成少量的Mg_(41)Nd_5粒子;继续添加Gd,Y元素后,在Mg-8.0Gd-4.0Y-2.0Nd-3.0Zn-3.0Si合金中的Gd_5Si_3和YSi等粒子急剧增加而Mg_2Si粒子含量大大减少。通过Thermo-Calc热力学软件的热力学计算表明:Gd_5Si_3,YSi的吉布斯自由能低,Gd,Y原子与Si更容易形成化合物。在Mg-8Gd-4Y-2Nd-3Zn-3Si合金中,Gd_5Si_3,YSi,Mg_2Si三种化合物的室温吉布斯自由能分别为-9.56×10~4,-8.72×10~4,-2.83×10~4J/mol,粒子的质量分数分别为8.07%,5.27%,1.40%。     

Nd1-xSrxMn1-yCuyO3/NiFe2O4复合体系的磁电阻效应研究

采用溶胶-凝胶法制备了Nd1-xSrxMn1-yCuO3(x=0．33、0．2,y=0．05、0．2)微粉,平均粒径约为150nm;采用化学共沉淀法制备了NiFe2O4;微粉,平均粒径为70nm;将两种粉体充分混合、压成片状后烧结成多晶块体复合材料。经测量NiFe2O4质量百分比为30％的Nd0.67Sr0.33Mn0.8Cu0.2O3／NiFe2O4复合样品在1．8T磁场作用下,在293～315K温度范围内磁电阻MR基本保持在-13．6％．说明在室温附近温度稳定性较好。