Zr55Al10Ni5Cu30合金熔体与金属W的润湿行为

用座滴法研究了Zr55Al10Ni5Cu30合金液滴与W基片在连续升温和不同温度下保温20min的润湿动力学。结果表明：箍着温度的升高，Zr55Al10Ni5Cu30与W基片的接触角不断减小，润湿半径不断增大，润湿过程大约在6min内完成．在连续升温过程中，润湿动力学分为孕育、准稳态和稳态三个阶段，在1173-1223K温度范围内等温润湿动力学分为准稳态和稳态两个阶段，Zr55Al10Ni5Cu30合金液滴与W之间的润湿为反应性润湿，在界面处发生了W的溶解和扩散现象，在制备Zr55Al10Ni5Cu30/W非晶复合材料时，必须合理选择制备工艺，严格控制界面反应。     

Zr55Al10Ni5Cu30合金熔体与不锈钢的润湿行为

用座滴法研究了Zr55Al10Ni5Cu30合金熔体与不锈钢基片在连续升温和不同温度下保温20 min的润湿动力学,用扫描电镜观察了润湿冷凝样品的界面形貌,用能谱分析、X射线衍射等研究了界面反应,分析了Zr55-Al10Ni5Cu30与不锈钢基片之间的扩散和界面问题.结果表明:随着温度的升高,Zr55Al10Ni5Cu30与不锈钢基片之间的润湿角减小,润湿半径增大;1 223,1 273 K时等温润湿动力学分3个阶段:孕育阶段、准稳态减小阶段和趋于平衡阶段,温度高于1 323 K时润湿只有趋于平衡阶段;Zr55Al10Ni5Cu30合金与不锈钢之间的润湿为反应控制型润湿,界面处有明显的扩散层和界面反应层;合金熔体一侧含熔体与不锈钢反应生成的Cr2Zr,界面处含反应生成的Al5Cr;在制备Zr55Al10Ni5Cu30/不锈钢非晶复合材料时必须合理选择制备工艺,严格、控制界面反应.     

Wf／ZrTiCuNiBe非晶合金复合材料的界面特征与性能

用渗流铸造水淬法制备了φ6mm×50mm的W纤维增强的Zr4125Ti13．75Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金复合材料。采用扫描电镜（SEM）分析了相同渗流时间，不同渗流温度复合材料的界面反应形貌，并采用Push-out法测定了界面剪切强度，讨论了界面特征、界面剪切强度与宏观压缩断裂行为之间的关系。结果表明：渗流铸造法制备的W纤维增强Zr41.25Ti13．75Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金复合材料明显提高了非晶合金的塑性和断裂强度。复合材料界面结合包括界面扩散和界面反应两个过程。界面反应程度加剧时界面剪切强度增大，复合材料的破坏方式由纵向劈裂转变为剪切破坏。     

电脉冲孕育处理对Zr基块体非晶热稳定性及退火晶化的影响

通过先对Zr55Ni5Al10Cu30合金熔体施加脉冲电流处理,再利用非真空吸铸法制备出Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的方式,研究了电脉冲孕育处理对非晶热稳定性及退火晶化的影响。差分扫描量热(DSC)及X射线衍射(XRD)分析结果表明:经电脉冲孕育处理后Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的玻璃转变温度上升,晶化温度降低,过冷液相区变窄,同时玻璃转变激活能和晶化激活能有所减少。电脉冲孕育处理没有改变Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金退火晶化相演变过程,但提高了非晶退火晶化率。电脉冲孕育处理对Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的晶化起到了促进作用。     

非晶合金Zr52．5Cu27Ni5．5Al12Nb3中纳米晶的形成及其对压缩力学性能的影响

采用射流铸造法在水冷铜模中制备出成分为Zr52．5Cu30-xNi5．5Al12Nbx（x=0，3）的块体非晶合金。x=0时，样品为完全非晶结构；x=3时，试样的组织为非晶基体上均匀分布着尺度为20nm的富含Zr和Nb的成分偏聚区，同时富集区内镶嵌着尺寸为5nm左右bcc结构的Zr-Nb固溶体纳米颗粒。Zr52．5Cu27Ni55Al12Nb3合金的强度较具有完全非晶结构的Zr52.5Cu3027Ni55Al12合金有明显的提高：断裂强度由1600MPa增加到1964MPa。非晶基体上析出的纳米颗粒和成分偏聚增加了剪切变形的阻力。同时，基体变形由单滑移（x=0）转变为多滑移（x=3），并且滑移相互交错，避免了由于不均匀形夺诰成的据前脆断。提高了基体的强度。     

熔盐电解制备低成本Ti12LC钛合金的研究

利用覆盖渣技术在非真空条件下成功制备出了直径为3 mm的Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金.采用差示扫描量热法(DSC),将Johnson-Mehl-Avrami理论拓展应用于非晶合金的非等温晶化过程研究.结果表明,Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的连续升温晶化过程Avrami指数及形核率随升温速率的升高而呈下降趋势,同时随晶化过程进行呈先增加后减小的规律.Avrami指数最大值出现在晶化体积分数0.3～0.4之间,在低升温速率下Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金部分晶化过程出现三维形核界面控制长大的形式.     

Zr-Al-Ni-Cu-Nb块体非晶复合材料的制备及热稳定性

采用结构分析和热分析手段研究了Nb对Zr65(Cu0.4Al0.3Ni0.3)35-xNbx(x=0, 3, 5, 6 7) (at%)合金玻璃形成能力和热稳定性的影响,采用铜模吸注法成功制备了非晶基体上均匀分布枝晶相的Zr65(Cu0.4Al0.3Ni0.3)28Nb7块体非晶复合材料.Nb的添加导致合金的过冷液相区间的宽度显著减小,同时,Nb的加入使得合金的原子结构更加无序化,因而合金具有更好的热稳定性.     

高Nb-TiAl合金/Ni-Cr-W高温合金扩散连接界面相演化（英文）

在1000℃-50 MPa-60 min条件下对高Nb-Ti Al和Ni-Cr-W高温合金进行了扩散连接,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对扩散连接界面处显微组织及相组成进行了分析。研究结果表明,未添加中间层时,高Nb-Ti Al合金/Ni-Cr-W高温合金扩散连接接头处的相组成为γ-Ti Al、Ni2Al Ti、Ni3Ti、(Ni Cr)ss相、γ相。而高Nb-Ti Al合金/Ti/Cu/Ni-Cr-W高温合金扩散连接接头处的相组成为Ti3Al、Tiss、Ti2Ni、rich Cu-Ni Al Ti、α2-Wss、Ni2Al Ti、(Ni Cr)ss相、γ相。此外,由于Cr和W的扩散速度较慢,Cr和W原子主要偏聚在靠近Ni-Cr-W高温合金的区域。Ti/Cu箔的加入有利于界面处元素的扩散和反应,可以有效避免微裂纹的产生。     

差热分析实验条件对大块非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5晶化行为的影响

研究了差热分析实验条件对大块非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5晶化行为的影响,并结合X射线衍射研究其晶化后的物相.结果表明,大块非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5的晶化分为两个转变过程,第一个转变过程对应的是非晶相的晶化,晶化相为具有Zr2Ni结构的亚稳相和少量的Al.Ni0.3Zr;第二个转变过程对应亚稳相向稳定相Zr2Cu的转变.在差热分析实验中,用Al2O3粉掩埋的样品在900℃以上还出现了第3个放热峰,这是样品与Al2O3粉发生化学反应所引起的,但在冷却过程中未出现两个结晶峰.     

Isothermal Oxidation Behavior of Ni-20Cr-18W Superalloy at 1100 oC

在703K对Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金进行不同挤压速度的等温挤压实验,Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金的高温本构模型用一种简单的扩展指数模型来描述,并将该本构模型代入有限元软件模拟挤压过程:在挤压稳定阶段,模拟结果与实验结果非常吻合;在不同挤压速度下,Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金未发生明显晶化,但挤压试样的过冷液相区间随挤压时间的增加而减小.     

超高强度及塑性的钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃复合材料

采用渗流铸造工艺制备了钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃复合材料,利用X射线衍射、扫描电镜、压缩力学试验机研究了复合材料的相组成、界面结构及室温力学性能。结果表明,钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃复合材料界面非常清晰光洁,证明了微量Nb元素的加入能够有效地抑制界面反应的发生;含钨丝体积分数60%的复合材料具有超高的强度(断裂强度3695MPa)和室温塑性(塑性应变25.3%)。优化的界面结构和钨丝体积分数是产生这种现象的原因。     

金属基复合材料制备中有害界面反应的控制和润湿性的改善工艺

介绍了液态法制备颗粒增强金属基复合材料（以SiCp／Al为例）过程中，如何控制增强相颗粒和基体之间发生的有害界面反应、改善增强颗粒与基体润湿性的常用方法。结果表明，添加Si元素、添加Ti、Zr、Nb、V等合金元素、表面涂覆和处理以及控制工艺方法和参数都可有效地抑制有害的界面反应发生和改善基体和增强相的润湿性。     

钢纤维增强有色金属基复合材料综述

有色金属基复合材料相对于传统有色金属材料而言,具有更好的抗氧化性、高耐热性、高比强度、高比模量、耐磨损和高使用寿命。在有色金属基复合材料的众多的增强体中,非金属纤维(C/C、SiC)与金属基质结合界面的相容性是制约金属基复合材料性能的关键问题,而金属纤维与金属基质之间良好的相容性能够有效改善金属材料的性能。金属纤维增强有色金属基复合材料的制备工艺主要有扩散粘结法、液态渗透法、压力铸造法、涂层热压法、双辊轧制法。 本文主要总结了钢纤维增强有色金属基(Al、Mg、Cu、Zn和Zr)复合材料的制备方法、微观组织、界面特征和机械性能,指出了钢纤维增强有色金属基复合材料进一步研究发展所需要解决的问题。     

Interfacial characteristics and dynamic mechanical properties of Wf/Zr-based metallic glass matrix composites

Tungsten fiber reinforced Zr41.25Ti13.75Cu12.5Ni10Be22.5 metallic glass matrix composites were fabricated by means of melt infiltration casting. Their dynamic compressive tests were performed using a Hopkinson bar. The relationship between the interfacial characteristics and the dynamic compressive behavior was investigated. The results indicate that the interface characteristics of composites include interfacial diffusion and interfacial reaction, and the interfacial shear strength increases when the interfacial reaction is serious. The dynamic plastic performance are improved obviously if the suitable interface reaction occurs. The failure occurs by shear and the fibers split longitudinally if there is no interface reaction or a little reaction; in contrast, holistic failure occurs if there is too much interface reaction.     

Optimized interface and mechanical properties of W fiber/Zr-based bulk metallic glass composites by minor Nb addition

W fiber/Zr-based bulk metallic glass composites were prepared by melt infiltration casting and the interface reaction in composites was studied in detail. It was found that minor Nb addition to the matrix can suppress the interface peritectic reaction and optimize the interface structure in W fiber/Zr-based bulk metallic glass composites. Taking the interface characteristics of composites and glass forming ability of the matrix into account, an optimized alloy Zr₄₇Ti₁₃Cu₁₁Ni₁₀Be₁₆Nb₃ was selected as a new metallic glass matrix. The interface in the W fiber/Zr₄₇Ti₁₃Cu₁₁Ni₁₀Be₁₆Nb₃ bulk metallic glass composite has excellent interface bonding, and the compressive strength of 70% W fiber/Zr₄₇Ti₁₃Cu₁₁Ni₁₀Be₁₆Nb₃ metallic glass composite is 2.6 GPa, 58% higher than the unreinfored matrix. Multiple shear band formation in the matrix, which results from the interaction between W fiber and the matrix, can answer for the high ultimate fraction strength and excellent plastic deformation of the composite.     

纤维增强金属基复合材料耐磨机制的研究

根据纤维增强金属基复合材料的结构特点，研究了界面在复合材料磨损过程中的作用，磨损时，复合材料的界面可消耗纹扩展能量，阻滞裂纹扩展，氧化铝短纤维增强硅合金合材料具有优异的耐磨性；基体中的合金元素有利于形成良好的界面，改善复合材料的耐磨性。     

Al2O3f/Al-4%Cu合金复合材料界面偏析研究

利用挤压铸造制备了Ａｌ２Ｏ３ｆ／Ａｌ－４％Ｃｕ合金复合材料,研究了复合材料的界面偏析。研究结果表明,在复合材料的凝固末期,由于选择结晶,剩余液相中的溶质变化导致基体合金类型的改变,最张立生界面偏析。偏析对材料的组织结构和性能的影响可能是双重的。     

氧化铝短纤维增强锌合金复合材料的凝固组织与界面

利用挤压铸造制备了氧化铝短纤维增强锌合金复合材料，研究了其凝固组织与界面。结果表明，复合材料的组织致密，纤维分布均匀，基体组织细小；纤维与基体间存在明显的界面层，合金元素通过适当的化学反应可改善纤维与基体的结合；在凝固过程中，氧化铝纤维可作为锌合金共晶体非自发形核的衬底，纤维／基体界面上的硅在共晶体的共生生长过程中起了领先相作用，导致复合材料的共晶转变是由铝硅共晶转变和锌铝共品转变两者组成。     

Atom Probe Tomography Study of Fe Segregation at Phase Interface in Zr–2.5Nb Alloy

β-Nb is a typical second phase in Zr–Nb-based alloys used as fuel claddings in water-cooled nuclear reactors. The segregation of alloying element Fe may affect the corrosion resistance of Zr–Nb-based alloys. In this work, the Fe segregation at the interface between β-Nb phase and α-Zr matrix in Zr–2.5 Nb alloy was studied using atom probe tomography and focused ion beam. The results suggested that the Fe concentration was much lower than Nb concentration in α-Zr matrix, while Fe selectively segregated at the β-Nb/α-Zr phase interface, leading to a Fe concentration peak at some interfaces. The peak Fe concentration varied from 0.4 to 1.2 at.% and appeared at the position where Zr concentration was approximately equal to Nb concentration. The selective segregation of Fe should be affected by the heat treatment and structure defects induced by cold rolling.