大载荷连续压入及整体材料弹塑性行为的研究

用自制的具有新颖性的压入仪,对ＧＣｒ１５,４０Ｃｒ,２０Ｃｒ和退火纯铝等块状材料进行了大载荷连续加载、卸载压入实验．实验结果表明,大载荷压入时,加载曲线的载荷与压入深度具有幂函数关系,卸载曲线为自变量（ｈ－ｈｒ）的幂函数;材料硬度的测定值与载荷大小或压入深度无关,即不存在硬度的压痕尺寸效应．由大载荷连续加载、卸载曲线可得被测材料的塑性功、弹性功、弹塑性比和硬度等材料性能指标．     

TiAl基合金热机械处理新工艺技术的研究

探讨了包套锻复合热机械处理新工艺技术对（Ｔｉ－３３％Ａｌ－３％Ｃｒ）－０．５％Ｍｏ（质量分数）合金显微组织、变形亚结构和室温、高温力学性能的影响。试验结果表明，经过包套锻复合热机械处理，可以在ＴｉＡｌ基合金整个试样上获得均匀、细小的各种典型形态的显微组织。其中，具有均匀、细小全层片状显微组织的试样，显示出良好的室温和高温综合力学性能。     

烧成温度对C－B＿4C－SiC复合材料结构与性能的影响

本文就烧成温度对Ｃ－Ｂ＿４Ｃ－ＳｉＣ碳／陶复合材料结构与性能的影响进行了初步研究，发现复合材料密度、强度随烧结温度的升高而明显提高，电阻率随烧成温度的升高而下降，这和烧成体显微结构（气孔率、晶粒大小与分布、晶界状况等）密切相关。     

γ－TiAl单晶位错滑移特性的研究

利用透射电子显微术对Ｔｉ－５６％Ａｌ（原子分数）单晶变形亚结构中位错的滑移特性进行了研究．结果表明：γ－ＴｉＡｌ相单晶在室温下，沿［１１２］方向受力产生的可动位错系为｛１１１｝１／２〈１１２］型超位错，位错滑移方向为〈１１０］或〈１３２］；位错线轴向处于〈１１０］或〈１３２］方向的部分由于受到Ｐｅｉｅｒｌｓ应力势的限制而变为难滑移部分，位错继续运动的结果导致在平行于这些方向上形成２条长直的位错对     

TiAl＋Ca合金断裂及变形亚结构研究

运用ＳＥＭ和ＴＥＭ等分析手段研究了ＴｉＡｌ＋Ｃａ三元合金的室温断裂行为和变形亚结构．结果表明，少量Ｃａ的添加可以大幅度提高Ｔｉ－３４％Ａｌ合金的室温力学性能．合金断裂时不再表现为单纯的穿晶解理断裂而在γ单相中出现了河流状的解理纹，断口上还出现较多的撕裂梭；ＴＥＭ分析表明，Ｃａ的添加有助于１／２＜１１０］正常位错的启动；Ｔｉ－３４％Ａｌ－１．０％Ｃａ合金压缩变形时产生大量的位错环，当Ｃａ含量达到２．０％时，在γ相中出现了由于位错分解而产生的层错．     

锂硼合金反应合成机制研究

提出了锂硼合金反应合成的物理模型, 反应过程中有两次放热反应, 第1次放热反应可以分成3个阶段, 第1阶段是Li与B粒在界面(~330℃)的瞬时反应, 此放热量与B粒的半径成反比关系. 第2阶段是Li液通过B粒表面反应生成的LiB₃向内扩散并与内核的B反应, 此过程可用固体反应中的Johnston模型来描述. 其反应速率常数与B粒的半径平方成反比. 第3阶段是在425℃以上LiB₃溶解到Li液体之中, 但与此同时, 第2次放热反应也开始进行. 第2次放热反应通过Li-B化合物的形核和长大来完成, 它可以分成形核孕育和爆发反应两个阶段. 有足够形核数目时, 产生爆发性反应. 温度越低, 产生爆发性反应所需时间越长. 运用该模型解释了合成实验中出现的相关现象.     

纳米粉体大气环境团聚机理及无团聚纳米粉体的制备

分析了纳米粉体的表面结构与粉体间相互作用,研究了大气环境下纳米粉体的团聚机理及防止纳米粉体团聚的方法.研究结果表明:高的比表面积和表面能是纳米粉体团聚的强大动力,但常温下洁净粉体表面的本身结构调整不会导致纳米粉体团聚,只会导致其分散;外来物质(如空气、水等)在表面发生化学吸附与化学反应后,改变了表面结构和相互作用性质,在粉体表面生成具有羟基等新结构,导致粉体间相互吸引(如氢键间的作用力)与化学反应(如一OH基间聚合反应)等行为,是大多数纳米粉体团聚的真正原因.此外,还从原理上论述了真空状态、惰性气体保护及表面改性适合于无团聚纳米粉体的制备方法.     

含非晶和纳米晶Al-Ni-Y块体合金的制备

采用紧耦合惰性气体雾化技术制备Al82Ni10Y8非晶和纳米晶粉末,并利用超高压固结成形技术对雾化粉末进行致密化.利用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等对合金的热稳定性、物相组成、微观组织和形貌进行分析,研究合金的致密化机理.研究结果表明:所制备的块体材料保持了原始粉末状态的非晶及纳米晶结构;非晶相的粘滞流动和在三向应力作用下氧化膜的破裂促进颗粒结合是低温下材料获得较高致密度的主要原因.     

稀土在硬质合金球形粉末烧结体表面的富集现象

采用合金粉末烧结体表面观察法研究了稀土在WC-Co硬质合金中的作用机理.合金中的稀土分别以混合稀土(以La和Ce为主体成分)- Co预合金粉形式和La(NO3)3的丙酮溶液形式在湿磨时直接加入.用扫描电镜和能谱仪对平均粒径小于200 μm的2种球形稀土硬质合金粉末烧结体表面进行了观察与分析.研究结果表明:当以混合稀土-Co预合金粉形式加入稀土时,在烧结过程中,合金中的稀土La和Ce在合金粉末烧结体表面产生明显的富集,并与主要来自于烧结炉内气氛中的杂质元素形成了含La,Ce,S,Ca,W,C和O的复杂化合物;当以La(NO3)3形式加入稀土时,在合金粉末烧结体表面不存在La的富集或聚集.稀土的添加形式同时也影响合金粉末烧结体表面硬质相WC与粘结相的比例,当以混合稀土-Co预合金粉末形式加入稀土时,合金粉末烧结体表面粘结相含量较少.因此,稀土的添加形式影响其在硬质合金中的作用机理,当以混合稀土-Co预合金粉形式加入稀土时,合金中的稀土不但具有较强的富集杂质元素的作用,而且还可以阻止合金粉末烧结体表面富粘结相结构的形成.     

纯氧气氛下硬质合金及其原料的热稳定性

采用差热分析法研究了纯氧气氛下WC粉、Co粉、RE-Co预合金粉、WC-8Co硬质合金的热稳定性以及稀土对硬质合金热稳定性的影响.研究结果表明:费氏粒度分别为0.51μm和0.93μm的WC粉和Co粉分别在392℃和282℃就开始明显氧化,由于湿磨过程的活化作用与破碎作用,硬质合金混合料的热稳定性进一步降低,因此,在制备硬质合金混合料特别是超细硬质合金混合料的过程中对湿磨介质、混合料干燥方式与干燥温度等应进行严格选择与控制;在湿磨过程中,稀土以RE-Co预合金粉形式加入制备成含稀土的硬质合金,在混合料制备过程中RE-Co预合金粉不会发生明显氧化,其热稳定性与硬质合金基本原料WC粉和Co粉的热稳定性相当;稀土的添加量对WC-Co硬质合金的热稳定性影响不大,在合金中加入稀土不能使合金的明显氧化起始温度得到显著提高;在约700℃,WC-8Co硬质合金发生明显氧化,因此,WC-8Co硬质合金的实际使用温度应低于700℃.