熔体快淬Gd96V4合金的磁性能和磁热效应

采用熔体快淬法制备了Gd96V4合金带材,利用X射线衍射(XRD)分析了熔体快淬带的相结构,通过综合物性测量系统(PPMS)研究了合金的磁性及磁热效应,并运用Landau理论分析了合金的磁性转变和比热.研究结果表明,Gd96V4合金完全保持了纯Gd的六方相结构,其居里温度为294.5K,在居里温度附近的磁特性符合二级相变规律;在5T外场下,最大磁熵变为9.35J/(kg·K).在温度为294K时计算的比热△Cp为145.23J/(kg·K).自发磁化强度M(0,0)=249.6emu/g,即每个分子式的饱和磁矩μS=6.8μB.与纯Gd相比,含少量V的Gd96V4合金具有较大的磁熵变,是一类有很大应用潜力的室温磁致冷材料.     

等离子喷涂制备MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合涂层的高温氧化行为

以高能球磨法制备的纳米MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合粉末为喷涂材料,利用等离子喷涂技术在GH4169合金表面沉积了MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合涂层,并研究了GH4169基材和复合涂层合金试样在900°C静态大气环境下的循环氧化行为。结果表明：复合涂层表现出较好的抗高温氧化性能,其氧化速率仅为1.23×10<sub>-7</sub> mg<sub>2</sub>.cm<sub>-4</sub>.s<sub>-1</sub>,这归因于MoSi<sub>2</sub>在氧化早期形成了SiO<sub>2</sub>相,可以自封氧化膜。氧化后期SiO<sub>2</sub>的脱落,Mo<sub>5</sub>Si<sub>3</sub>相的再次氧化生成MoO<sub>3</sub>和MoO<sub>2</sub>气相,以及MoSi<sub>2</sub>的内氧化直接气化,会降低涂层的抗氧化性能。     

NdFeB永磁的晶界调控和晶界扩散技术

NdFeB永磁在电机等领域的应用要求磁体不仅具有足够高的矫顽力和磁能积,还要求高的热稳定性。在提高NdFeB磁体的综合磁性能的同时降低材料成本也是非常现实的问题。因此,通过成分优化、微观组织调控和新工艺开发来提高材料性价比是NdFeB永磁的主要研究方向。本文介绍了国内外通过晶界成分和结构调控来降低NdFeB磁体的稀土含量和提高矫顽力的部分研究进展,报道了我们在晶界调控和晶界扩散方面的最新研究结果。通过调整和优化烧结与热处理工艺可以有效地光滑和清洁晶界;通过添加微量元素也可以调控晶界结够;而采用晶界扩散新技术可以将Dy或其他稀土扩散至晶界。这些工艺可以在降低NdFeB永磁稀土含量的同时,有效地提高材料矫顽力和综合硬磁性能。     

分步酸溶法提取镍基高温合金粉末中非金属夹杂物的研究

本文提出利用分步酸溶法准确提取镍基高温合金粉末中非金属夹杂物,实现夹杂物的定量表征。首先选用最佳配比为HCl:HNO3=6:1的混合浓酸溶解镍基高温合金粉末,然后利用H2O2-草酸体系和稀酸将酸溶产物和难溶金属元素完全溶解。利用SEM、EDS等表征手段分析了最终获得的非金属夹杂物的数量、形貌、成分和尺寸分布,结果表明,该方法具有简便快速、分离效率高、回收率高、对非金属夹杂物的影响较小、可提取夹杂物粒径范围广等优点。此外,本文还对比了分步酸溶法和水淘洗法的提取效果,发现分步酸溶法对粒径大于50μm的夹杂物提取效果与常用的水淘洗法基本一致,而对粒径小于50μm的夹杂物提取效果显著提升。     

室温磁制冷工质金属Gd的防腐研究

磁制冷技术是一项绿色环保型制冷技术,金属Gd充当磁制冷机中的磁热材料,而Gd易氧化腐蚀的特性给它的应用带来许多问题。针对Gd在不同pH值时的腐蚀情况,通过X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、光电子能谱(XPS)等手段进行分析,找到了一种可以使磁制冷样机长期运行的防腐流体并对该防腐机理进行了研究。实验结果表明,当Gd处在缓蚀剂溶液时其表面附着一层小于10nm厚的薄膜,而且在pH=8.0,时Gd的耐腐蚀性能最佳。     

沸腾回流法制备的MnZn铁氧体纳米粉末

以δ-FeOOH为前驱体,采用沸腾回流法直接合成了尖晶石结构的MnZn铁氧体纳米颗粒。用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对其相成分、显微结构和磁性能进行了表征。详细探讨了共沉淀的pH值和回流反应时间对生成物化学组成和磁性能的影响。结果表明,通过调节pH值和回流时间可以得到从小于10nm到大于20nm不同粒径的锰锌铁氧体颗粒,获得完全产物的最佳回流时间为6h。pH值对反应剧烈程度及磁性能有很大影响,共沉淀pH值为13.0左右时获得的制备态纳米粉末尺寸为20nm,饱和磁化强度达46A·m2/kg。     

Ta取代对纳米复合NdFeB合金的影响机理研究

用熔体快淬法(meltspinning)制备了Nd9Fe86-xB5Tax(x=0,1,2,3)直接淬火纳米晶和部分非晶薄带,研究了过渡族元素Ta取代对纳米复合NdFeB/α-Fe合金组织和性能的影响。结果发现,对于直接淬火纳米晶合金,1%的Ta取代能提高材料的矫顽力和最大磁能积,Ta含量超过1%材料的综合磁性能反而降低。但是,Ta取代并没有起到细化晶粒的效果。为了解Ta取代的作用,研究了部分非晶合金的晶化行为。结果表明,Ta取代明显提高了Nd2Fe14B相的晶化温度,含Ta合金性能降低的主要原因可能是Ta推迟了硬磁相的晶化过程,导致了软磁相的过分长大。同理可解释部分非晶合金经热处理后磁性能远远低于优化的直接淬火纳米晶合金。     

作大范围运动弹性结构振动频率及模态的摄动解

根据参数摄动理论，建立了作大范围运动弹性结构特征频率与模态的摄动理论，推导了作大范围运动弹性结构的特征频率与模态的1阶、2阶摄动方程．以作大范围运动弹性梁为例，求解了作大范围转动弹性梁振动频率与模态的1阶、2阶摄动近似解，并与结构动力学意义下的频率与模态进行了比较．该方法解决了在柔性多体系统中大范围运动对柔性体变形运动的振动频率与模态的影响这类刚-柔耦合问题，同时为任意柔性多体系统刚-柔耦合动力学程式化建模提供了高效、精确的离散方法．