定向凝固Al-Ni-Y三元共晶合金的相组成与凝固特征

在5 K.mm-1温度梯度下,选用1,5,10 mm.min-1三种拉速率对成分为96.0%Al,1.0%Ni,3.0%Y的三元共晶合金进行定向凝固实验,研究下拉速率对合金组织演化的影响规律。通过X射线衍射和光学显微镜分析表明合金由α-Al相、Al3Y相、Al23Ni6Y4相三相组成。当下拉速率为1 mm.min-1时,合金组织呈现三相共晶结构,纵截面有定向凝固趋势;下拉速率为5和10 mm.min-1时,合金组织演变成两种二相共晶:一种是Al3Y相与α-Al相形成菊花状的不规则二相共晶组织,另一种是Al23Ni6Y4相与α-Al相形成层片状的规则二相共晶组织,纵截面上均有明显的定向凝固特征。     

瓶装饮用水凝固特性分析

从水的过冷度和凝固点降低值2个角度对天然水、矿泉水与纯净水的凝固特性进行理论分析，并通过实验对分析结论进行了验证。阐明了稀溶液的依数性和离子水合作用(离子-偶极作用)对水分子之间氢键的破坏是饮用水凝固点和过冷度改变的主要原因。旨在为饮用水在低温下的选择和储存提供理论参考，并使人们从多角度正确理解水的凝固特性，促进科学认识。     

镧、铈对铝铜合金凝固过程及凝固组织的影响

本文用热分析对比法和金相法研究了微量镧、铈对Al-5wt％Cu合金的凝固过程和凝固组织的影响规律。发现微量镧、铈能改变该合金的凝固参数,增大其过冷度和明显细化组织,微量镧、铈改变了Al-5wt％Cu合金的凝固过程,使其在α相析出之后共晶析出之前有一中间相析出。加微量铈可形成Al_8Cu_4Ce。理论分析认为,Le_2O_3、Ce_2O_3、La(OH)_3和Ce(OH),可做为α相的异质核心。     

Al纳米线凝固过程的分子动力学模拟

结合EAM镶嵌原子作用势, 通过经典的分子动力学模拟研究了不同冷却速率下Al纳米线的凝固行为, 并采用键对分析技术探讨了体系中的原子团簇在不同冷却速率下的转化情况. 结果表明, 随着冷却速率的降低, Al纳米线的微观结构从非晶态过渡到多壳螺旋结构, 而多壳螺旋结构具有部分非晶结构的特征, 但是比非晶结构更稳定. 此外, 在冷却速率降低到1×10⁹ K·s-1的情况下, Al纳米线仍然保持多壳螺旋结构.     

4GPa超高压凝固Mg-6Zn-3Y合金的凝固组织及相分析

利用X射线衍射仪、扫描电镜并配合能谱分析研究了Mg-6Zn-3Y合金4 GPa超高压凝固组织.结果表明:在4 GPa超高压条件下凝固时,实验合金的凝固组织得到显著细化,基体α-Mg相的晶格间距有所减小;Zn在基体α-Mg中溶解度大幅提高,Y不溶于基体α-Mg;实验合金凝固组织中出现呈对称性的四瓣或六瓣花的初晶Y固溶体,该初晶花瓣形貌完整、尺寸较大,显示其充分自由生长;先发生的共晶反应的共晶组织为成“簇”分布的共晶团,共晶相呈点状或棒状;后发生的共晶反应的组织为离异共晶.超高压凝固显著地改变了实验合金的凝固过程.     

连铸方坯凝固过程成分分布数值模拟

从传热、传质和动量传输原理出发,建立定量描述连铸坯凝固过程的统一数学模型,将连铸坯凝固过程的三个区(固相区、固液两相区、液相区)的三个场(温度场、流场、溶质场)的定量描述统一在用同一组方程,实现了连铸批凝固过程的成分分布的数值模拟.根据生产的实测结果,初步证明本文建立的统一模型和编制的软件是比较合理可靠的.     

Al-Ni-Y三元共晶合金高压凝固组织

利用光学显微镜,扫描电镜,X射线衍射仪对不同压力(2,4,6 GPa)下凝固的Al-1Ni-3Y(%,原子分数)共晶合金组织形貌和相组成进行研究,并且与常压条件下合金凝固组织进行对比。实验结果表明,与常压凝固相比,在超高压力条件下凝固的合金的显微组织形貌发生了很大的改变,但是合金的相组成没有发生变化。常压凝固的合金具有共晶团组织,而高压下凝固的合金具有枝晶状亚共晶组织。高压凝固合金显微组织中出现了大量的初生α-Al相,这表明高压条件下凝固的合金共晶点发生偏移,使得常压共晶成分的合金在高压下变成亚共晶成分合金。同时,共晶组织的形貌发生了很大变化,常压下凝固的合金的组织为Al3Y相与α-Al相形成的菊花状的二元共晶和Al23Ni6Y4相与α-Al相形成的层片状的二元共晶,而高压下这两种共晶组织逐渐转化为离异共晶组织。随着压力的增大,共晶第二相的体积分数减小,α-Al的晶格常数增加。     

正十六烷体系凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法,根据体系热容和自扩散系数的突变,计算了正十六烷体系以及正十六烷和降凝剂α-辛基萘、α-十二烷基萘及α-十六烷基萘等α-烷基萘混合体系的凝点,凝点降低结果与实验值相一致.用径向分布函数及末端距离分布对凝固温度附近体系的微观结构变化进行了研究.结果表明,凝固过程中正十六烷分子倾向于转变成为全反式的构象,以利于分子间平行有序的排列,这和熵减小的原理相一致.结合正十六烷的构象变化,探讨了烷基萘降凝的机理.     

高效液相色谱法测定碳纤维凝固浴中二甲基亚砜

建立碳纤维凝固浴中二甲基亚砜含量测定的高效液相色谱法。选用安捷伦SB-C_(18)色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm),以甲醇-水(体积比为20∶80)为流动相,流量为0.8 mL/min,进样体积为20μL,柱温为35℃,检测波长为207 nm,检测器为紫外可见分光光度检测器。二甲基亚砜的质量浓度在9.04~361.69 mg/L范围内与色谱峰面积具有良好的线性关系,线性相关系数为0.9999,方法检出限为7.04μg/L。8次重复测定结果的相对标准偏差为0.03%,样品加标回收率为100.2%。该方法具有良好的精密度与准确度,可用于凝固浴中二甲基亚砜含量的测定。     

铈对超级双相不锈钢凝固组织的影响

研究了Ce对00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢凝固组织的影响,结果表明,随着钢中Ce含量的增加,其凝固组织中等轴晶线性比相应明显增加,Ce含量为0%,0.030%,0.047%,0.062%时,其等轴晶线性比分别为50%,60%,70%,77%。加Ce后钢中夹杂物为以Ce2O3为主、含有SiO2和MnO的复合夹杂,Ce2O3与δ-Fe具有较低的错配度,可作为形核核心提高形核率,增加了等轴晶比率。     

核磁共振波谱法测定碳纤维原丝凝固浴中二甲基亚砜

建立核磁共振波谱法测定碳纤维原丝凝固浴中二甲基亚砜(DMSO)含量的方法。考察了图谱处理方式、弛豫延迟时间、采样时间以及采样次数等条件对测试结果的影响,得到优化后的测试条件:采用手动方式调整基线和相位,弛豫延迟时间为40 s,采样时间为2.75 s,扫描次数为128,由DMSO与H2O峰面积的比值计算凝固浴中DMSO的质量分数。采用所建方法对DMSO-H2O标准溶液进行测定,测定结果的相对标准偏差为0.78%(n=5),测定值与配制值的相对偏差为0.20%。该方法取样量少,可直接进行测定,适用于凝固液组分分析。     

豆浆凝固过程中大豆蛋白质二级结构的研究

用变温ATR-FT-IR测定了豆浆加热、豆浆凝固过程中蛋白质二级结构的变化,结果显示:随着温度的升高,熟豆浆中蛋白质分子间强相互作用氢键(1β)和总相互作用氢键(1β 2β)明显下降,豆浆从20℃升温到80℃时,1β由29.2%下降到16.1%,表明蛋白质分子间的相互作用减弱;豆腐的核心结构(β α)约38.0%变化不大。随豆腐凝胶强度增加,1β由17.4%上升到43.3%,而维持蛋白质紧密结构的氢键(β α)由38.8%下降到17.4%。豆浆凝固过程中1β的变化与其凝胶特性G*变化完全一致,说明蛋白质分子间强相互作用氢键与豆腐的硬度有关。     

聚酰胺酸湿法纺丝凝固过程三元相图的初步构建

利用浊点滴定法构建了聚酰胺酸(PAA)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)/水(H2O)体系的三元相图.研究了PAA的特性黏数和分子结构变化对三元相图的影响.结果表明,PAA/DMAc/H2O三元体系只发生液-液相分离;相转变时体系的组成配比存在线性关系.在一定范围内,PAA特性黏数的变化基本不影响体系三元相图的构成.不同分子结构PAA的三元体系,其相分离过程对温度的敏感程度不同.     

铈对M2高速钢凝固组织的作用

研究了Ｃｅ对Ｍ２高速钢凝固组织的影响及其作用机制。发现Ｃｅ在高速钢中可减轻Ｗ,Ｍｏ等合金元素的偏析,使共晶碳化物量减少并细化;Ｃｅ主要偏聚在晶界共晶碳化物与奥氏体的界面上,并有部分Ｃｅ参与形成含Ｃｅ的Ｍ２Ｃ碳化物;Ｃｅ促进共晶碳化物在高温加热时的断网和团球化。     

Sn-Pb合金颗粒异质成核及其冷却凝固行为预测

The Sn-5%Pb droplets with sizes of 150 and 185 μm were generated by Uniform Droplet Spray（UDS） under N2 atmosphere with 1. 36 μmol / L oxygen. The appearance of Sn-5%Pb droplets under the optical microscope showed that the droplets are uniform and spherical. The method employed non-adiabatic calorimetry to determine the nucleation point and undercooling of droplets. The fraction covered by oxide was calculated as a function of time and temperature. The model for heterogeneous nucleation catalyzed by oxidation on the droplet surface was developed,which was a reasonable expression of the heterogeneous nucleation and solidification behavior of Sn-Pb droplets. The CCT curves were computed using above experimental results under the heterogeneous surface nucleation of droplet. The same model can be applied to predict the heterogeneous nucleation behavior of the droplets for any type of cooling schedule. The calculation results are very reliable based on the experimental data.     

液态金属铝的热历史对凝固微结构的影响

用分子动力学模拟研究了液态金属Al 系统的热历史对凝固微结构的影响.发现在同一系统中、不同的热历史条件下， 1551 键型和与1551键型相关的二十面体结构(12 0 12 0)在微结构的转变过程中均起着非常重要的作用. 特别有意义的是, 在每个温度的等温运行中能够重复出现的二十面体的数目不随温度的降低而增加, 并有一个极大值.该极大值点正好与其玻璃转变温度Tg相对应, 在不同的热历史条件下极大值的位置是能够移动的.结果还显示出, 热历史条件对微结构转变有严重影响, 且其作用主要是在玻璃转变温度点Tg以后才显示出来. 这就为我们理解和控制凝固过程中的微结构转变提供了一条新途径.     

磁场凝固处理对稀土铝合金电化学性能的影响

在Al-In-Zn-Sn合金的基础上,掺入Ce形成合金样品,将样品进行重熔与磁场凝固处理制成研究电极,通过SEM对其表面形态进行了分析,并在4 mo.lL-1的KOH溶液中进行阳极极化曲线、交流阻抗、恒流放电等电化学性能测试。结果表明:磁场凝固处理能够提高Al-In-Zn-Sn-Ce合金的腐蚀电位,减小阳极材料的阻抗,改善阳极的放电性能。     

定向凝固法制备稀土超磁致伸缩材料

对Ｔｂ０３Ｄｙ０７Ｆｅ１９５超磁致伸缩材料定向凝固过程进行了研究和分析，结合ＴｂＤｙＦｅ合金凝固特性，研究了凝固参数（包括定向凝固速率Ｖ和固液界面温度梯度Ｇ）、样品尺寸及起始晶粒取向三个主要因素对ＴｂＤｙＦｅ合金样品轴向取向的影响。当定向凝固参数（Ｇ／Ｖ）控制在适当范围，有利于保持平直的固液界面，因此有利于形成轴向＜１１２＞取向；当Ｖ增大或Ｇ减小，固液界面出现下凹，将影响择优取向的形成。样品尺寸与Ｇ和Ｖ应该相匹配，样品直径太大不利于保持平直的固液界面，因此不利于形成轴向＜１１２＞取向。采用＜１１２＞取向的晶粒作籽晶可以加快晶粒的择优竞争生长过程，有利于形成轴向完全＜１１２＞取向。这些因素的恰当控制，制备出了轴向具有完全＜１１２＞取向的Ｔｂ０３Ｄｙ０７Ｆｅ１９５合金样品，对样品进行高温退火处理，磁致伸缩性能达到了近１７００×１０－６。