镍基高温合金在变形热处理过程中的组织和织构演变

采用电子背向散射衍射技术研究了镍基高温合金冷变形和再结晶退火过程中的组织演变、晶界特征分布、应变分布及织构演变规律。结果表明,当冷变形量较小（ε≤45%）时,晶粒沿着轧制方向被拉长,呈扁平状于基体中均匀分布,应力主要集中在晶界和孪晶界（TB）附近,大角度晶界（HAGBs）和TBs逐渐向亚晶界（Sub-GBs）和小角度晶界（LAGBs）转变。同时,出现Goss织构 {110}<001>、Brass-R织构{111}<112>、Twinned-Copper织构{552}<115>和Copper织构{112}<111>。当轧制压下量超过70%时,晶粒形状逐渐从扁平变为纤维状,晶粒的变形均匀性逐渐变好,应变分布变得均匀,LAGBs开始占主导地位。同时,织构类型保持不变,但织构强度增加。在1120 ℃退火15 min后,孪晶的长度分数随着轧制压下量的增加而增加。同时,变形织构转变为再结晶织构,织构类型增加,但织构强度减弱。此外,当退火孪晶的比例增加时,Copper织构{112}<111>不断向Twinned-Copper织构{552}<115>转变,并且经过30%~80%轧制变形的试样产生织构{124}<211>。     

EBSD ANALYSES OF THE MICROSTRUCTURAL EVOLUTION AND CSL CHARACTERISTIC GRAIN BOUNDARY OF COARSE--GRAINED NiAl ALLOY DURING PLASTIC DEFORMATION

采用EBSD分析了1075℃和初始应变速率为8.75×10^-4 s^-1条件下大晶粒NiAl合金高温塑性变形过程中的组织演变 与重位点阵 (CSL) 特征晶界分布. 变形前大晶粒NiAl合金以大角度晶界为主, 小角度晶界比例极低. 在高温塑性变形过程中, 取向差5°以下的小角度晶界不断产生. 随变形量的增大, 新形成的小角度晶界取向差增加, 转变为取向差较大的6°---15°小角度晶界, 进而转变为15°以上的大角度晶界. 小角度晶界的产生速率与转变为大角度晶界的速率趋向动态平衡. 小角度晶界向较大角度晶界不断转变导致晶粒显著细化. CSL特征晶界分析表明, 大晶粒NiAl合金高温塑性变形过程中, CSL晶界分布发生改变, 将对合金室温力学性能产生影响.     

形变热处理对2A12铝合金微观组织、织构及性能的影响

利用扫描电镜显微观察（含能谱分析）和电子背散射衍射技术（Electron Backscatter Diffraction， EBSD）等分析方法研究了不同形变热处理制度对2A12铝合金板材的微观组织、织构及性能的影响。结果表明：2A12铝合金经形变热处理后，晶粒沿轧制方向拉长，晶粒尺寸减小。随着形变热处理反复次数的增加，亚晶界比例降低，2°?15°的小角度晶界比例提高，大角度晶界比例先增后减，此时的退火过程由回复多边化主导转变为再结晶主导，再结晶程度提高。单步形变热处理样品因形变量较小，大小晶界和亚晶界比例较为接近。与退火制度相同的小变形样品相比，大形变热处理样品亚晶减少，大角度和小角度晶界增加，再结晶程度提高。形变量较大时，将存在Brass→R-Cu和m-Brass→Goss→R-Goss→Cube、T和P_0°→Near rotated Cube和｛102｝<201>的织构演变路径。单步小变形退火时，路径将改变为：R-Cu和m-Brass→Goss→R-Cube。随着变形量的增加，2A12铝合金的强度和硬度增加，韧性和塑性降低。     

形变及热处理对GH3625合金晶界特征分布的影响

在不改变GH3625合金化学成分的前提下,通过晶界工程(GBE)优化和调控合金组织,从而改善合金的高温组织稳定性以及使用可靠性。采用电子背散射(EBSD)和取向成像显微技术(OIM)研究了形变热处理对GH3625合金晶界特征分布(GBCD)的影响。结果表明,GH3625合金晶界特征分布的优化主要是通过再结晶过程中形成的Σ3_n晶界来实现的,同时主要受冷变形量和退火条件的影响;GH3625合金中低ΣCSL晶界比例随着冷变形量的增加而减小,随着退火温度的升高而增加,当合金在ε=35 %,退火温度为1120 ℃保温15 min时,低ΣCSL晶界比例可提高到63.16 %以上(Palumbo-Aust标准);同时形成大尺寸的“互有Σ3_n的取向关系晶粒的团簇”此外,GH3625合金中出现了大尺寸的晶粒团簇,在晶粒团簇内的晶粒之间具有Σ3_n的取向关系;晶粒团簇尺寸和内含Σ3_n晶界的数量随着冷变形量的增加而减小,随着退火温度的升高而增加。     

超声辅助对共沉淀法制备富锂锰基正极材料Li[Li_0.144Ni_0.136Co_0.136Mn_0.544]O₂性能影响的研究

通过超声辅助共沉淀法成功制备了富锂锰基正极电极材料,研究了不同的超声时间对材料形貌、结构和电化学性能的影响。研究发现,超声辅助能够使材料颗粒更加均匀,结构更合理,有利于材料电化学性能的提升。当合成前躯体材料超声时间为8h时,复合材料的放电比容量最好,在0.1C的初始放电比容量为327.8 mAh g_-1,均高于未超声的复合材料的265.2 mAh g_-1,1C下循环50圈后放电容量为181.6 mAh g_-1,保持率为84.8%。通过循环伏安法测试和电化学交流阻抗测试,发现超声后的复合材料还原氧化峰电流更大,电荷转移阻抗更小,具有较好的倍率性能。     

磷酸铁锂/石墨烯复合材料的低温微波水热法制备及性能

采用喷雾干燥结合低温微波水热法制备了石墨烯/LiFePO₄复合正极材料,利用SEM、XRD、DLS等对其微观形貌、结构、粒度分布进行了表征,并利用恒流充放电、CV、EIS等测试研究了复合正极材料的电化学性能和电极动力学过程。结果表明,与未包覆的样品相比,石墨烯包覆的LiFePO₄具有优异的倍率性能(5C放电比容量为125.4 mAh?g_-1)和循环稳定性(1C条件下100次充放电后容量保持率在95%左右)。包覆石墨烯后LiFePO₄正极材料的电荷迁移电阻减小,电化学可逆性增强,从而提高了材料的倍率性能。本文提供了一条提高磷酸铁锂正极材料电化学性能的简便途径,具有良好的应用前景。     

晶粒取向对镍基超合金Inconel 690离子渗氮速率的影响

对镍基超合金Inconel 690进行了离子渗氮处理.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及电子背散射衍射(EBSD)等手段对渗氮层进行了表征.结果表明Inconel 690经低温离子渗氮处理生成氮在奥氏体中的过饱和固溶相(γN相);取向不同的晶粒γN层厚度不同;γN层生长速度在θ<100>(<100>晶向和渗层生长方向的最小夹角)值较小的晶粒内比在θ<100>值较大的晶粒内快,并且γN层厚度与θ<100>大致呈线性关系.     

Nd对Mg-13Gd-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子拉伸试验机等设备研究了Nd对Mg-13Gd-0.5Zr合金组织和力学性能的影响,结合错配度理论、位错密度的变化规律讨论了合金晶粒细化的机理,并从细晶强化和析出强化等方面阐述了合金强化机制。研究发现Mg-13Gd-0.5Zr合金的组成相主要有α-Mg、Mg₅Gd,Nd的加入在合金中形成了新相Mg₄₁Nd₅,并细化了合金晶粒。Nd的加入显著提高了Mg-13Gd-0.5Zr合金的室温和高温力学性能,当Nd的添加量为2%时,合金在室温和高温下的力学性能达到最大值279(室温)、319 MPa(250 ℃),合金力学性能的提高主要归因于Mg₅Gd和Mg₄₁Nd₅相的析出强化和细晶强化的双重效果。Mg-13Gd-2Nd-0.5Zr合金在不同温度下的断裂方式主要以脆性断裂为主,随着拉伸温度的升高并由脆性断裂向韧性断裂转变。     

室温变形γ—TiAl基合金中形变孪晶与α2片的交截机制

利用透射电镜在室温变形的γ-TiAl基合金中研究了一种新的形变孪晶与α2片的交截机制.选区电子衍射和矩阵分析结果表明γ基体中的形变孪晶切过α2片时,如果形变孪晶的宽度与α2片宽度相当,则α2片可以通过K1={3031},η1=1/18<10 16>的孪生机制来协调形变孪晶产生的切变.由于α2片与γ基体之间存在(0001)α2∥{111}γ,<1120>α2∥<011>γ的晶体位向关系,α2片的1/18<10 16>{3031}切变矢量等价于形变孪晶的切变矢量1/6<112]{111},因此形变孪晶产生的切变可完整地切过α2片而不需要交截区附近γ基体中其它滑移系或孪晶系开动来辅助协调变形.     

690合金的显微组织研究

应用透射电子显微镜（TEM）研究了690合金经固溶热处理,及经不同温度（600－800℃）和不同时间（0．5－200h)时效热处理后的显微组织,结果表明：690合金经过固溶处理及时效热处理后,在晶界上析出面心立方结构的碳化物M23C6;碳化物优先在晶界位错缠结后成核。在大角度晶界处,一偶晶粒的（100）晶面与界面接近平行时碳化物更容易析出;晶界上析出的碳化物总量与同一侧的基体有立方－立方的共格取向关系;碳化物不在孪 晶面上析出,但会在孪晶端头的非共格界面上析出,析出后沿＜110＞生长较快,形成针状;通过特殊热处理可以控制和调节晶界面碳化物的长大和贫Cr区中的Cr 含量,以获得最佳耐腐蚀性能。     

大块高温超导氧化物单晶生长研究中关键问题探讨

高温超导大块单晶体,可以用于精确地测定其晶体结构,掌握结构与各种物性的关系,获得反映其内禀性质的各种信息,对理解和解释高温超导电性机制有重要的理论意义,而且优质的单晶样品也有重要的应用意义.由于高温超导氧化物晶体生长过程中均存在包晶反应及包晶转变,且从液相凝固为固相的过程为非同等成分转变,使这种大块单晶十分不易获得,特别是YBCO,由于其液固相线较陡,制备更为困难.本文讨论了与高Tc氧化物超导单晶生长有关的晶体生长物理理论,以及制备超导氧化物单晶过程中的关键工艺问题,特别是影响其生长速率的因素以及提高生长速率的方法.同时,综述了目前国内外采用的制备方法.     

The Crystal Packing of Organic Molecules: Challenge and Fascination Below 1000 Da

Abstract

Studies and insights on the crystal packing of organic molecules are reviewed, beginning with the first investigations of intermolecular effects in the sixties, the early database studies in the seventies, and proceeding to the structure correlation principle and the Kitaigorodski approach to intermolecular analysis. Present-day instrumentation allows a new attitude towards organic small-molecule X-ray crystallography: connections with solid-state thermodynamics and kinetics are envisaged. Recent Cambridge Database studies, new intermolecular “bonds”, optimizations of crystal potentials, and crystal structure generation and prediction software, are critically analyzed, together with crystal engineering which, as it appears now, is a branch of synthetic organic chemistry. The future of theoretical studies of crystals, and more generally of all physical chemistry, is molecular dynamics; its use in simulating and describing solids, liquids and solutions is outlined, with special attention to crystal nucleation and growth. In summary, a broader definition of the crystallographically oriented scientist is sought, and it is argued that crystallography should not be surrendered to macromolecular chemistry without fighting.     

大尺寸钼-铌合金单晶的研制

报道了φ31mm×500mm大尺寸定向生长钼-铌合金单晶的研制情况,介绍了原料选用与制备时所必需遵循的原则,论述了坯料直径与生长单晶直径的关系,并分析了所研制的定向生长单晶的晶向偏角、力学性能和组织结构。     

单晶高温合金的选晶行为

对高温合金单晶选晶生长工艺进行了实验研究,揭示了螺旋选晶器和缩颈选晶器的原理,实验结果表明,在螺旋选晶器中,晶体横向拚优生长与螺旋结构的耦合作用,形成连续选晶过程,是螺旋选晶的主要原理,其选晶作用良好;而在缩颈选晶器中,几乎只存在单一的机械阻隔选晶行为,多重缩颈结构对于改善选晶作用并不明显,选晶效果不好。     

1200铝合金熔铸工艺研究

从熔铸方面总结了1200铝合金的一些特性，论证了该合金作为空调箔用料优于1100铝合金的一些方面。并从细化晶粒方式着手，讨论了不同细化剂对1200铝合金组织、性能等方面的影响。     

单晶UBM在电子封装微互连中的研究进展

3D封装是未来电子封装制造技术领域的重要发展方向,3D封装中微凸点的尺寸将急剧降低,此时,芯片凸点下金属层(UBM)可能仅包含几个甚至单个晶粒。因此,UBM的晶体取向对界面金属间化合物(IMC)的形核和生长过程将具有显著影响,而界面IMC的特性会直接影响到凸点微/纳尺度互连的可靠性。因此,以单晶作为UBM研究界面物质的传输与IMC的生长规律,具有重要的理论和应用价值。本文对近年来以单晶Cu、Ni和Ag作为UBM焊点的界面反应进行综合分析,总结了单晶UBM上特殊形貌IMC晶粒的形成条件、界面IMC与单晶基体的位向关系、IMC的生长动力学过程、柯肯达尔空洞的形成规律、单晶UBM上IMC的晶体取向调控方法及晶体取向对无铅焊点力学性能和可靠性的影响,为评价单晶UBM凸点的力学性能和可靠性及提供指导。     

较低剪切速率下过冷熔体非枝晶组织的形成与演化

采用SCN-5H2O(摩尔分数,%)透明模型合金研究了较低剪切速率范围内过冷合金熔体中晶体的生长与演化行为.结果表明,在较大过冷度下,存在一个剪切速率阈值,当熔体剪切速率高于阈值,晶体能够以球状形态生长;当剪切速率低于阈值,晶体以枝晶形态生长.在较低剪切速率下,过冷度较大时,球晶失稳后呈枝晶形态,过冷度较小时,球晶失稳...     

表层绝热对定向凝固Ni60合金涂层凝固行为的影响

采用超音速等离子喷涂技术在45钢基体上制备Ni60合金涂层,在高频感应重熔+强制冷却处理条件下,研究了表面散热条件对涂层的组织结构、元素分布和性能的影响。结果表明:在自然散热条件,涂层形成了定向树枝晶结构组织,通过表面覆盖层的保护,改变表面散热条件,使涂层组织向具有熔结特征的等轴晶转变,并且形成了两个明显不同组织的区域,在靠近基体区域,组织细小致密,但组织和元素分布不均匀;而靠近涂层表面区域,组织具有长大现象,但元素和组织均匀性明显提高。相对于未加覆盖层涂层,附加覆盖层的涂层元素和基体元素在界面处具有更充分的扩散,基体元素向涂层中的扩散较涂层元素向基体扩散更加强烈。覆盖层的附加明显提高了涂层硬度,使涂层表面的宏观硬度由33.4 HRC提高到54.4 HRC,涂层截面的显微硬度由566.1 HV0.2提高到659.2 HV0.2。     

Relationship between solid/liquid interface and crystal orientation for pure magnesium solidified in fashion of cellular crystal

The relationship between the solid/liquid interface and the crystal orientation for pure magnesium,which grows in fashion of cellular crystal in unidirectional solidification,was investigated.The results show that the energy of the solid/liquid interface is the lowest during cellular crystal growth of pure magnesium;and the solid/liquid interface is covered by the basal face{0001}and by the crystal face made up of three atoms located at the orientation{0001}<0100>and two atoms located at the inner of magnes...     

TC17钛合金自表面纳米化机制及组织演化

采用二元合金晶体相场模型,耦合原子密度场和浓度场,在扩散时间尺度上模拟过冷熔体的形核,生长及粗化过程.研究表明:增加冷却速率,模拟区域内晶核富集,快速长大;一定范围内,随着冷却速率增大,晶粒尺寸减小,组织细化;晶粒长大过程中,晶界主要依靠位错的迁移或攀移进行运动.二元合金模拟还可以应用到枝晶凝固、外延生长,调幅分解中,前景广阔.