Laves相Cr_2Nb-20Ti合金定向凝固组织与取向生长

考察了Cr2Nb-20Ti(原子分数,下同)合金在5,10,20,100μm/s 4种定向凝固速率下的组织演变,研究结果表明:各凝固速率下合金的组织均由C15-Cr2Nb枝晶和枝晶间β-Ti构成,高温相β-Ti的形成是由Cr起到稳定化作用所致。随着凝固速率的增加,C15-Cr2Nb板条枝晶逐渐分裂,形貌由粗大板条转变为不规则多边形,同时凝固速率越大,扰动波长越小,枝晶组织越细,枝晶生长方向越偏向择优取向。实验中C15-Cr2Nb的择优生长晶面为(220),因该晶面有较大的裸露键能,生长时处于优势而淘汰其它生长晶面。     

定向凝固速率对Al-Al_2Cu过共晶合金中组织形态及取向变化的影响

对Al-40%Cu(质量分数)过共晶合金在2、10和100μm/s速率下进行定向凝固实验,观察了不同速率下的组织形态,并分析造成组织形态差异是由于各相之间的竞争生长所致;采用X射线衍射技术对过共晶合金中Al_2Cu相进行宏观极图测试并计算其取向分布函数(ODF),同时采用EBSD技术对定向凝固样品进行微观取向测试。结果表明:当定向凝固速率为2μm/s时合金组织为全共晶组织(Al/Al_2Cu),其中的Al_2Cu相取向集中在(001)方向;随着凝固速率增加到10μm/s时,Al_2Cu相优先共晶相生长形成初生Al_2Cu相枝晶组织,具有小平面相生长特征,其取向主要集中在(001)方向;当凝固速率达到100μm/s时,Al_2Cu相枝晶为非小平面特征的复杂枝晶形貌,其取向集中在(100),(110)和(001)等方向;且Al_2Cu相枝晶沿着平行于定向凝固热流方向生长。XRD宏观取向结果表明,取向更为集中的定向凝固组织在相对较低的抽拉速率下可以得到很好地控制。     

单晶铱纳米压痕下位错形核与形变研究

对(100)和(110)不同面的铱单晶进行了纳米压痕实验,拟合计算得到(100)与(110)面上铱单晶位错激活体积分别为1.09×10~(-3)nm~3、1.23×10~(-3)nm~3,证明该实验条件下位错来源于点缺陷的非均质形核;如果位错为均质形核,则位错激活能需达到60.57eV,激活半径达到1.971nm。在对(100)和(110)面的塑性变形中位错密度进行分析时,发现它们变形后位错密度在10~(14)m~(-2)左右,没有出现铱单晶变形后位错密度呈指数级增加的情况;金属铱发生脆性断裂或许因为铱中极小的位错激活体积导致铱产生大量的位错源及位错间剧烈的交互作用。     

Cu-75Sn合金包晶转变机制研究

对包晶相为极低固溶度的Cu-75Sn合金进行Bridgman定向凝固和等温包晶转变研究,借助扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和电子探针(EPMA)等手段分析其显微组织。结果表明,Cu-75Sn过包晶合金定向凝固为典型的非平衡凝固过程,凝固组织中存在大量初生相;包晶转变前后初生相和包晶相内的溶质浓度变化不大,接近其平衡成分,但在ε/η以及L/η相界面处溶质浓度发生突变,即溶质浓度扩散达到一定值时发生相变;利用包晶转变机制,通过静置保温可以有效消除初生相。原始板条尺度越细小,保温时间越长,初生相消失越快,包晶转变程度越高;包晶相的体积分数与保温时间t满足φ(η)=0.597×t~(0.492),符合凝固平方根定律,表明包晶转变过程为溶质扩散机制。     

熔体对流对Pb-26%Bi亚包晶合金定向凝固初生相的一次枝晶间距的影响

测量不同直径管中Pb-26%Bi（质量分数）亚包晶合金定向凝固试样的初生α相的一次枝晶间距,考察熔体对流对初生α相一次枝晶间距的影响。结果表明：一次枝晶间距随着试样直径的增大而增大。在凝固速度5μm/s,直径1.8mm的试样中的初生α相的一次枝晶间距为161.5μm,而在直径为7mm的试样中则增大到240.4μm。大直径试样中的熔体强对流将促进有效溶质扩散,加快包晶反应和包晶转变导致细小的α枝晶溶解,从而使得初生α相的一次枝晶间距增大。     

碳酸盐岩油藏非均质性对蚓孔扩展的影响

在碳酸盐岩油藏的酸化过程中,酸蚀溶解形态对酸化效果影响很大,缝洞型碳酸盐岩油藏孔洞和裂缝的存在影响酸液的流动轨迹,进而影响酸蚀溶解形态。通过1种基于双重尺度(达西尺度和孔隙尺度)的径向蚓孔扩展模型对此问题进行了研究。结果表明,存在1个形成蚓孔的最优注入速度,此时的酸液用量最少且酸化后的蚓孔具有足够大的导流能力;对于缝洞型碳酸盐岩油藏,酸液易于进入孔洞和裂缝区域,从而绕过致密区域;对于一定的模拟区域和网格划分,随着油管半径的增加,形成蚓孔所需的最优注入速度增加。     

柠檬酸溶胶-凝胶法制备纳米铜

以硝酸铜、柠檬酸和氨水为原料,利用柠檬酸溶胶-凝胶法制备含铜凝胶,在氮气气氛下将干凝胶煅烧得到纳米铜粉,探讨成胶反应温度、原料配比、pH等因素对制备过程的影响,确定最低煅烧温度;采用热重-差热分析和红外光谱分析对柠檬酸溶胶-凝胶法制备纳米铜粉的过程进行分析,利用X射线衍射和扫描电镜对实验产物进行结构、形貌表征。结果表明,将柠檬酸与硝酸铜的物质的量比控制为1∶2时溶解混合,调节pH为7,在80℃下制成凝胶,在100℃下干燥后,250℃下煅烧0.5 h,可制得粒径为70⁹0 nm的球型铜粉;推断干凝胶的结构主要为柠檬酸根与铜离子以双齿配位,以及部分为桥式配位。     

Directionally solidified microstructures and peritectic phase growth of Cu-75%Sn peritectic alloy

Directionally solidified microstructures of Cu-75 % Sn peritectic alloy were investigated at the growth rate ranging from 1 to 300 μm/s. With the growth rate increasing, directionally solidified plate-like microstructures in Cu-75%Sn peritectic alloy are refined by the increase of nucleation quantities of primary ε phases and cooling rate.Peritectic ηphase can grow by the peritectic transformation and direct solidification from the liquid. At the low growth rate varying from 5 to 10 μm/s, the width of ε phase increases due to the effect of the peritectic transformation; however, at higher growth rate, the deviation between the width of ε phase and the whole plate-like microstructure increases resulting from direct solidification of ηphase from the undercooled melt. The regressed data show that the relationship between the width of the whole plate-like microstructure (W) and the growth rate (v)satisfies as Wv0.27= 117 μm1.27 · s-0.27 and the primary dendritic arm spacing (λ) with the growth rate has a relation of λv0.208 =153.8 μm1.208 · s-0.208 as the growth rate increases from 3 to 300 μm/s.     

Microstructure And Its Scales Of Cu--70%Sn Peritectic Alloy Under High—Temperature Gradient Directional Solidification

在凝固速率1-500 μm／s的范围内,Cu-70％Sn包晶合金定向凝固组织由ε相、包晶η相和共晶体组成,ε相为 领先相与最高界面生长温度假设的分析一致.理论计算结果显示,当凝固速率大于22.35 mm／s时,η相可直接从液相中析出, 无需通过包晶反应进行.凝固速率越低,ε向η相固相转变系数越大,造成ε相尺寸在1-5μm／s范围内变化很小,而包晶η 相的体积分数随凝固速率的增加呈现先减后增的变化趋势.在凝固速率小于50#m／s时, Cu-70％Sn包晶合金一次枝晶间距 满足λV0.325=199.5μm1.325·s-0.325;在凝固速率高于50μm／s时,一次枝晶间距满足λV0.528=676 μm1.528·s-0.528.     

CMSX-2合金组织细化对γ′定向粗化行为的作用研究

对枝晶间距不同的CMSX 2单晶高温合金的持久性能及γ′定向粗化行为进行了研究 ,结果表明 ,随着凝固组织细化 ,合金的持久寿命显著提高。其原因在于 ,凝固组织细化明显影响持久变形过程中γ′的定向粗化行为 ,通过提高筏型组织形成的均匀性、完善程度和稳定性可实现提高合金的持久性能