Bi_2Te_(2.55)Se_(0.45)合金熔体电阻率及凝固与熔体状态相关性的探索

探索了Bi2Te2.55Se0.45热电材料熔体的电阻率温度行为,并在此基础上,采用热分析法、金相分析、X射线衍射、SEM和EDS等表征手段研究了不同熔体状态对Bi2Te2.55Se0.45合金凝固行为和组织的影响。结果所示,Bi2Te2.55Se0.45合金熔体升温过程中在840~940℃的范围内存在温度诱导不可逆液-液结构转变。凝固结果表明,熔体结构转变后合金熔体的凝固行为和组织与转变前熔体的凝固情况有明显差别,如形核和生长过冷度分别增加了17.6℃和2.2℃,形核率明显提高,凝固时间缩短了8 s,凝固组织明显细化,且分布更为均匀;此外,熔体状态的改变使合金XRD特征峰向高角度偏移,沿(00l)晶面的择优取向明显减弱。     

退火温度对(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(78.4)Si_9B_9Nb_(2.6)Cu_1软磁合金高频磁性的影响

研究了不同退火温度对(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(78.4)Si_9B_9Nb_(2.6)Cu_1纳米晶软磁合金结构和高频磁性的影响。结果表明,在初始晶化温度455℃以上退火,在非晶基体中析出α—FeCo相。随着退火温度的升高,开始出现有序的(Fe,Co)_3Si。当退火温度高于620℃时,出现硼化物硬磁相。490℃退火后合金的初始磁导率最高可达23000,晶粒尺度为19.4 nm。在490~610℃退火,随退火温度的提高,合金复数磁导率下降,但截止使用频率提高。实验观察到该合金的磁谱曲线为驰豫型,截止使用频率f_r为3.14~5.64 MHz,明显高于Fe基纳米晶软磁合金。     

熔体温度对快淬法制备纳米晶复合Nd_(8.5)Fe_(77)Co_5Zr_3B_(6.5)合金微观结构和磁性能的影响

将Nd_(8.5)Fe_(77)Co_5Zr_3B_(6.5)(at%)合金熔化至不同温度后,以18 m/s的甩带速度快淬,对淬态条带进行了退火处理,分析了其微观结构和磁性能的变化。结果表明,熔体温度对淬态及其退火态合金的微观结构和磁性能可以产生重要影响,熔体温度为1210℃时制备的快淬条带由Nd_2Fe_(14)B相和部分非晶相组成,具有一定的硬磁性;随着快淬时熔体温度的升高,淬态条带中非晶相的质量分数逐渐增加,其磁性逐渐转变为软磁性。几种合金经退火处理后均由大量Nd_2Fe_(14)B相与少量软磁相组成,熔体温度较低的合金退火后其晶粒尺寸较小,磁性能较好。熔体温度为1210℃时制备的合金退火后磁性能最佳,内禀矫顽力Hci为559.2 kA/m,剩余磁化强度Br为0.98 T,最大磁能积(BH)_(max)为127.8 kJ/m~3。     

Bi-20.5Te合金熔体结构转变及其对凝固的影响

通过对Bi-20．5Te合金熔体电阻率随温度变化的研究，发现合金熔体在642℃时存在着液一液结构转变。分析Bi-Te合金熔体在不同成分和不同温度的原子结合规律，认为这种结构转变是由于熔体中的原子团簇变化引起的。将Bi-20．5Te合金分别在熔体结构转变前温度（600℃）、结构转变后温度（700℃）的范围内熔炼、保温，测定相应的凝固曲线，并观察凝固组织。结果表明，相对于在结构转变前保温处理的熔体，将合金在700℃保温处理后，凝固时所需过冷度增大，释放凝固潜热更加剧烈，并且凝固组织显著细化。产生这种现象的原因是由于熔体结构内的Bi—Bi同类原子团簇，以及具有共价结合的Bi—Te原子团簇在高温下被打破，熔体趋向均匀，对凝固过程中的原子扩散造成影响，进而影响合金的凝固行为及组织。     

In-5％Cu合金的液态结构与粘滞性研究

利用高温液态金属X射线衍射仪研究了In-5％Cu合金熔体的结构。结果表明：随温度由400℃升高到900℃，In-5％Cu合金熔体的平均最近邻原子间距ri总体上呈现出减小的趋势，原子配位数Ns的变化比较复杂，R1和Ns都在600℃左右出现转折，原子团簇出现热收缩现象，其结构在600℃附近出现异常变化。利用回转振动粘度仪对In-5％Cu合金在液相线以上不同温度进行粘度测量的结果表明：随温度升高，In-5％Cu合金熔体的粘度值减小，总体上呈现指数变化规律，在600℃左右发生突变.粘度突变温度与结构突变温度一致。     

纳米晶Co_(78)Ni_(22)合金热稳定性

采用DSC、XRD和TEM等手段研究了喷射电沉积制备的5.1 nm纳米晶Co78Ni22合金的热稳定性,并对其热力学参数进行了分析与计算。结果表明,该纳米Co-Ni合金具有良好的热稳定性,以10℃/min加热时的DSC放热峰值对应温度为389.9℃,放热焓为14.26 J·g-1,晶粒长大激活能为269.1 kJ·mol-1。在加热过程中,温度为340℃时,合金晶粒尺寸急剧长大,同时ε相向α相转变,相变的结束温度约为370℃,高温形成的α相在随后冷却中不发生转变。DSC测定的晶粒长大为相变结束后的α相晶粒长大,其激活能与自扩散激活能相近,因此晶粒长大由晶内扩散控制。     

直流磁场下熔体温度对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪研究了直流磁场作用下的熔体温度对Mg97Y2Cu1合金凝固组织的影响。结果表明:施加直流磁场并控制熔体温度,合金的凝固组织得到改善,其初生相转变为破碎的枝晶,第二相分布变得均匀和连续。在直流磁场作用下,随着熔体温度的提高,合金的晶粒尺寸先增大后减小,其转折点为750℃;在相同的熔体温度下,磁场处理后的合金晶粒尺寸均比未处理时小。直流磁场对合金的结晶取向能产生显著的影响,合金X射线衍射图谱的最强峰从(0002)面转移到(1010)面;熔体温度对合金的结晶取向影响较小。     

Sn-6Bi合金熔体结构转变对凝固组织的影响

通过研究Sn-6Bi合金熔体电阻率随温度的变化规律,发现在不同的温度区间合金发生了两种不同类型的液液结构转变,即高温阶段(890～1095℃)不可逆转变和低温阶段(645℃)的可逆液液结构转变。分析认为可逆的液液结构转变是由四面体结构的Sn-Sn共价键团簇的打破和重聚引起的,而不可逆液液结构转变是由(Bi)n原子集团、亚稳态的Sn原子团簇引起的。根据这一结果进行凝固试验,发现当熔体经历过温度诱导结构转变后会使凝固过冷度增大,凝固时间延长,凝固过程中释放的凝固潜热略微减少,凝固组织明显细化。     

纳米晶(FeCo)78Nb6B15Cu1合金晶化过程及其磁特性研究

采用熔体快淬法制备(FeCo)78Nb6B15Cu1非晶薄带,通过DSC测试薄带的晶化特性,并据此在400,500,700和750℃进行1h退火处理。用XRD和SEM分析薄带在不同退火温度下的晶化行为,并用VSM测试薄带与粉体的静态磁参数。结果表明:对于固定成分的Hitperm合金,选择合适的退火温度,可控制晶粒大小和晶相比例。由于晶粒表面无序磁矩含量的变化,导致材料比饱和磁化强度发生变化,同时更小的纳米晶粒对降低矫顽力有利。由于淬态引入的微量结晶,薄带存在表面晶化现象,这在一定程度上会恶化材料的静态磁特性。     

Bi-20%Sb合金不同熔体状态下的凝固行为及组织

前期研究发现,升温过程中Bi-20%Sb合金熔体在829～1107℃区间存在不可逆的电阻率温度异常行为。据此,分别选取700℃和900℃进行等温电阻率试验,在700℃保温电阻率随时间无变化,而在900℃保温过程中电阻率在37～54min发生了明显降低,揭示熔体结构状态发生了改变。根据这一结果进行凝固试验,发现在相同的冷却条件下经历过熔体结构转变试样的冷却速度较慢,凝固组织明显细化;两种熔体状态下的过冷度与冷却速率分别满足分段线性关系;两种熔体状态下单位面积晶粒数和冷却速率均满足良好的线性关系。凝固过冷度增加,是因为合金熔体在结构转变后原子团簇变得更加细小均匀,需要降到更低温度时才可以发生形核。冷却速度变慢,是因为热导率随着混乱度的增加而减小,经历过熔体结构转变的熔体在降温的过程中热导率减小。     

退火温度对纳米晶BaCo_(0.90)Mn_(0.10)O_(3-δ)结构和磁热特性影响

正Amit Kumar等用溶剂-凝胶法合成纳米晶BaCo_(0.90)Mn_(0.10)O_(3-δ),就退火温度对晶体结构影响进行研究,结果表明,不同退火温度下形成不同的晶体结构,900℃退火时形成12H-型六方晶相;1 100℃退火时形成2H-型晶相。无磁场冷却和磁场下冷却的磁化强度温度依从性曲线表明,12H-型相在49K出现FM→PM有序,而2H-型相出现较弱的FM有序。2H-型相转变为12H-型相时,饱和磁化强度增高。在磁     

冷轧加工纳米结构Ti_(50)Ni_(48)Co_2形状记忆合金的超弹性行为（英文）

研究冷轧后退火对Ti_(50)Ni_(48)Co_2形状记忆合金显微组织演化和超弹性性能的影响。结果表明,在冷轧制过程中,合金的显微组织经历了应力诱导马氏体相变和马氏体塑性变形、变形孪晶、马氏体中沿孪晶和不同晶界的位错堆积、纳米晶化、非晶化以及马氏体向奥氏体的可逆相变6个基本阶段。在400℃退火1 h后,冷轧样品中形成的非晶相完全晶化,生成了一个完全纳米晶体的结构。这种纳米晶体合金的峰应力高达730 MPa,明显高于粗晶Ni_(50)Ti_(50)和Ti_(50)Ni_(48)Co_2合金。而且,纳米晶Ti_(50)Ni_(48)Co_2合金具有较高的阻尼容量和较好的储能效率。     

熔体处理温度对DZ125合金组织性能的影响

通过采用不同的熔体处理温度制备定向凝固DZ125合金,采用扫描电镜对不同熔体处理温度下的微观组织进行观察,研究了熔体处理温度对DZ125合金显微组织及力学性能的影响。研究结果表明:DZ125合金进行不同熔体温度处理后,合金的枝晶间距相当,枝晶形貌相近,熔体处理对合金的枝晶间距影响不明显;熔体处理能够改变合金中γ′相的组织形貌,随熔体处理温度的提高合金中γ′相的组织细化;熔体处理对合金980℃,235 MPa条件下的持久蠕变性能影响不大,三种熔体处理合金的持久寿命及应变速率基本相同;随熔体处理温度的提高,合金室温断裂强度和屈服强度均提高,但对塑性的影响不大。     

Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8非晶纳米晶合金微观结构的研究

对采用单辊快淬法制备Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8非晶纳米晶合金薄带在不同温度下进行退火处理。利用X射线衍射仪和扫描电镜研究合金的微观结构。结果表明:Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8合金的自由面存在α-Fe相(200)晶面择优取向;随着退火温度的升高,Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8合金自由面和贴辊面α-Fe相的平均晶粒尺寸变化比较复杂。     

热处理温度对Zr_(48)Co_(52)合金微观组织和力学性能的影响

利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜、万能试验机和扫描电镜(SEM)等仪器研究在不同热处理温度下的Zr_(48)Co_(52)合金的微观组织和力学性能。结果表明,合金在723 K和773 K温度下进行热处理后的相组成和铸态合金相组成相同,主要相仍为简单立方结构的B2相,在基体B2相上析出少量的B33相。另外,铸态合金和在热处理温度为723 K和773 K时,合金的微观组织形貌呈现"麦穗"状、长条状和颗粒状等轴晶,且等轴晶尺寸为2~4μm。在热处理温度为773 K,合金的最大抗压强度为848 MPa,而断裂强度为825 MPa,维氏硬度为396 HV。在对断口进行分析,发现以铸态合金延性断裂为主的断裂机制转变为在723 K和773 K下进行热处理的以沿晶断裂和解理断裂为主,延性断裂为辅的断裂机制。     

退火温度对FeCuNbSiB纳米晶合金磁性能的影响

用熔体快淬法制备出3种FeCuNbSiB纳米晶合金带材,绕制成50 mm×32 mm×20 mm的环形磁环,随后在530~620℃下进行等温退火,研究退火温度对合金磁性能的影响。结果表明:随着退火温度的增加,合金内部晶化相的晶粒尺寸和体积分数有所增加。在550~600℃等温退火后合金具有相对较低的矫顽力(Hc为1.0~1.5 A/m,测试条件:Bm=100 mT,f=10 kHz)和损耗值(Pm为1.4~1.8 W/kg,测试条件:Bm=300 mT,f=10 kHz),特别是经过570~590℃退火后合金在1 kHz^50 kHz频率范围内具有最佳的磁导率。同时,在1 kHz^10 MHz频率范围内,不同测试频率下合金阻抗值对应的最佳退火温度也不同。     

纳米晶(Ag-Cu28)-25Sn合金粉末的制备及表征

采用机械合金化法制备纳米晶(Ag-Cu28)-25Sn合金粉末.用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和差示扫描量热分析仪(DSC)等分析手段,对合金化过程中物相组成、微观结构及熔化特性进行表征.结果表明:(Ag-Cu28)-25Sn纳米晶合金粉末的物相组成为Cu3Sn和Ag4Sn.球磨 40 h,合金化完全,其熔化温度为548.5 ℃;球磨至60 h,合金明显非晶化,其熔化温度为554.0 ℃,熔程变小且在186.3和399.5 ℃处出现明显放热峰.HRTEM表明,纳米晶的尺寸约为5～10 nm,合金中有非晶态物质出现和晶格缺陷产生.200和400 ℃退火后,合金的平均晶粒尺寸分别为21.3和33.9 nm.     

磁场退火对纳米晶合金软磁性能的影响

利用真空退火,将非晶合金纳米晶化,并通过XRD试验手段验证了其纳米晶结构,研究了磁场退火对纳米晶合金软磁性能的影响。研究表明,在外加磁场条件下,对Fe_(74.5)Cu_1Nb_2Si_(13.5)B_9、(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9和Ni_(25)(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(48.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9纳米晶合金进行二次热处理,可以不同程度地减小合金的饱和磁致伸缩程度。然而,磁场退火后纳米晶合金在较低温度下的初始磁导率出现了不同程度的降低,原因可以归结为:在磁场退火的过程中,感生出的单轴各向异性增加了合金总的各项异性。     

熔体处理对Bi_(0.4)Sb_(1.6)Te_3+5%的Te合金热电性能的作用

采用直流4电极法探索P型Bi_(0.4)Sb_(1.6)Te_3+5%的Te合金的熔体结构转变温度范围,在此基础上,采用不同熔体处理工艺得到母合金,随后采用球磨、SPS烧结技术制备块体材料。结果表明,经历熔体结构转变后,烧结试样的电导率有明显提升,而Seebeck系数略有降低,故其功率因子增加。由于熔体结构转变试样具有更多的晶界以及晶体结构缺陷,增强声子的散射,使合金的热导率显著降低。因此经历熔体结构转变的试样具有更优的热电性能,且在120℃时ZT(热电材料性能参数)值最大,为1.17。     

退火温度对Fe-Co-(Nb,V)-B-Cu非晶合金组织及软磁性能的影响

采用单辊旋淬法制备出Fe69Co8Nb7-xVxB15Cu1(x=0,2,5,7)系列非晶合金,将非晶合金在不同温度进行退火,通过X射线衍射仪、透射电镜和B-H磁滞回线仪对退火后合金的微观组织和软磁性能进行分析。结果表明:退火温度对合金的微观组织和软磁性能影响显著,当TaTg时,由于结构弛豫,内应力的释放,非晶合金的矫顽力(Hc)降低;当Tx1TaTx2时,由于bcc结构α-Fe(Co)纳米晶相的析出,合金的饱和磁感应强度(Bs)明显增大;当TaTx2时,由于α-Fe(Co)晶粒粗化和非磁性相的析出,合金的软磁性能急剧恶化。其中Fe69Co8Nb5V2B15Cu1非晶合金在580℃退火1 h,表现出极为优异的软磁性能,其Bs=1.15 T,Hc=0.9928 A/m,μi=48460,而Fe69Co8V7B15Cu1非晶合金在650℃退火1 h,则发生软磁到硬磁性能的转变。