烧结过程中Ni-Al金属间化合物形成的内耗

Ni-Al金属间化合物是一类重要的高温结构材料,在多种领域具有明确的目标需求.粉末冶金技术是制备Ni-Al金属间化合物的一种重要选择.探索烧结过程中Ni-Al金属间化合物形成和转变过程,明确固相扩散反应发生温度和金属间化合物种类对调控烧结工艺和优化产品质量至关重要.本文采用内耗技术系统研究了Ni-Al粉末混合物压坯烧结过程的内耗行为.在内耗-温度谱上观察到一个显著内耗峰,随测量频率的增大而降低,但峰温无明显频率依赖性.同时,内耗峰随升温速率的增大向高温方向移动且峰值增加.分析认为,该峰与升温过程中金属间化合物NiAl3和Ni2Al3的形成有关,属于典型的相变内耗峰.此外,机械球磨可调控Ni-Al粉末混合物的微观结构,内耗峰随球磨时间增加向低温方向移动且峰值降低,表明固相扩散反应可在低温区域以较低速率进行.这与球磨过程中粉末颗粒的细化、粉末混合物的片层化、固溶度和表面能的提高以及缩短的原子扩散路径有关.同时也表明机械球磨可有效降低固相扩散反应起始温度进而降低烧结温度.     

以内耗技术探索Pb-Sn合金熔体的结构变化

以改进的低频扭摆内耗仪研究了液态PbSn合金连续升温过程的内耗行为.结果表明:合金在液相线以上500—800℃温区内出现内耗峰,其峰温不随频率变化,峰高与升温速率成正比,与振动频率成反比,这与固态相变内耗峰的特征相吻合;合金成分不同,内耗峰峰温不同;非共晶成分合金熔体的内耗曲线上出现次峰.这一现象揭示了PbSn合金熔体随温度可能发生结构转变.对PbSn合金进行差热分析,熔体出现的热效应峰与内耗峰的温区大体对应,进一步揭示熔体的内耗峰可能是由结构转变引起的. 关键词： 液态结构 内耗 Pb-Sn合金     

6066Al/SiCp复合材料内耗性能研究

用粉末冶金方法制备了6066Al合金和不同SiCp含量的6066Al/SiCp复合材料,用多功能内耗仪在200～600 K温度区间内测试了所研究材料在升温过程中的内耗变化趋势,探讨了6066 Al /SiCp复合材料在不同温度区间的内耗机制.结果表明6066Al/SiCp的内耗值比6066Al合金内耗值高,特别是在高温阶段比6066Al合金内耗值高得多;6066Al/SiCp和6066Al合金在300～470 K时的内耗主要是位错与第二相颗粒交互作用引起的位错内耗,在高温下内耗主要由Al/Al、Al/SiC的界面微滑移引起.     

铝一镁合金中的反常位错内耗峰

Al-0.03at％ Mg合金在倒扭摆上-65℃在原位进行拉伸,形变量为0.5％,然后在升温过程中测量内耗,于-30℃及60℃附近观测到内耗峰,随后从80℃的降温过程中仍在相同温度观测到内耗峰。研究了不同温度下的内耗-振幅曲线,在降温过程中出现内耗峰的温度范围内观测到了振幅内耗峰,并由此计算得到等效激活能分别为0.32及0.22eV。初步认为,当低温冷加产生的位错弯结在外力作用下作沿边往复运动时,“镁原子-空位”对和镁原子被拖曳运动是分别引起-30℃峰和60℃峰的可能的原因。 关键词：     

氢分子在几种高铬镍合金钢中微扩散所引起的内耗峰

用扭摆作内耗测量,发现八种高铬镍合金钢中含氢可以引起内耗峰。当振动频率约为每秒1.5周时,内耗峰的巅值温度在610—640℃附近。用其中一种高铬镍合金钢试样(18Cr 12Ni)进行了系统的实验,指出这个内耗峰的基元过程是一种弛豫过程,所包含的激活能约为46,000—50,000卡/克分子。根据激活能的数值以及内耗峰在升温、降温和保温时的变化情况,可以认为这个新内耗峰是由於氢分子在钢中微扩散所引起来的。内耗测量的结果也指出了在18Cr 12Ni钢中在特定的升温、降温速度下氢分子舆氢原子的转变温度范围,所得的结果舆资料上的相合。     

6066Al/SiC_p复合材料内耗性能研究

用粉末冶金方法制备了6066Al合金和不同SiCp含量的6066Al/SiCp复合材料,用多功能内耗仪在200~600 K温度区间内测试了所研究材料在升温过程中的内耗变化趋势,探讨了6066 Al/SiCp复合材料在不同温度区间的内耗机制。结果表明6066Al/SiCp的内耗值比6066Al合金内耗值高,特别是在高温阶段比6066Al合金内耗值高得多;6066Al/SiCp和6066Al合金在300~470 K时的内耗主要是位错与第二相颗粒交互作用引起的位错内耗,在高温下内耗主要由Al/Al、Al/SiC的界面微滑移引起。     

钢中马氏体在回火转变中所引起的内耗峰

用扭摆测量淬硬碳钢的内耗,当测量温度由室温渐渐升高时,在130℃附近有一个内耗峰出现。当温度达到170℃后再降温测量,这个内耗峰完全消逝不见。上述的现象在含碳0.29％到1.4％的几种淬硬碳钢和淬硬滚珠钢中都曾经看到。由内耗峰的出现可以认为马氏体在第一个回火阶段中的转变产物(ε-碳化铁)与母体具有共格性,由于共格界面的应力感生运动而引起内耗。曾用具有马氏体组织的0.25％碳钢试样作实验,没有观测到上述的内耗峰。但是当回火温度达到280-300℃以后,在降温或升温测量中都观测到一个内耗峰(在150℃附近)。这表示低碳马氏体在第三个回火阶段中的转变产物与母体具有共格性。但是由于这个内耗峰的表现与上述高碳试样的内耗峰不同,所以我们认为这转变产物并不是ε-碳化铁。     

6066Al/SiCp复合材料内耗性能研究

用粉末冶金方法制备了6066Al合金和不同SiCp含量的6066Al／SiCp复合材料，用多功能内耗仪在200～600K温度区间内测试了所研究材料在升温过程中的内耗变化趋势，探讨了6066Al／SiCp复合材料在不同温度区间的内耗机制。结果表明6066Al／SiCp的内耗值比6066Al合金内耗值高，特别是在高温阶段比6066Al合金内耗值高得多；6066Al／SiCp和6066Al合金在300-470K时的内耗主要是位错与第二相颗粒交互作用引起的位错内耗，在高温下内耗主要由Al／Al、Al／SiC的界面微滑移引起。     

四方相钛酸锶钡陶瓷中介电损耗频率响应的分岔现象

在空冷的四方相钛酸锶钡陶瓷中观测到介电损耗-温度关系对测量频率依赖关系的分岔现象.即高频测量时,出现单一的损耗峰,随着测量频率的降低,单一的损耗峰分裂成两个损耗峰,该现象只在升温时出现.内耗在相应温区亦在升温时出现两个相变型内耗峰.由于该温区内的畴界运动不可能引起相变,该相变分岔现象可能是温度变化时,空冷样品中氧缺位组态变化所致.     

粉末高速压制成形过程中的应力波分析

应用离散单元法,模拟了粉末高速压制成形过程中的压力传播过程.根据粉末高速压制成形的工艺特性,把一次压制过程分为弹性加载、塑性变形、弹性卸载三个阶段;基于离散单元法的基本理论,分别建立了三个阶段的控制方程;应用PFC2D软件对粉末高速压制过程模腔内部颗粒的运动状态进行了数值模拟,给出了压坯内部的压力分布,得出了实验中无法测量的压坯内部应力传播波形.数值模拟结果显示,压力作用曲线表现出明显的弛豫现象,形成了倾斜度不同的锯齿状加载波形和卸载波形,压坯底层的应力波与实验得到的应力波相符. 关键词： 高速压制成形 离散单元法 接触模型 应力波     

爆炸粉末烧结颗粒间摩擦引起的界面温升研究

 针对爆炸粉末烧结过程中颗粒间的摩擦效应提出了一种无夹角斜碰撞模型,分析了烧结过程中颗粒间摩擦力随温度的变化规律,借助于LS-DYNA有限元程序研究了冲击压力、颗粒大小、材料强度等因素对孔隙闭合时间的影响,给出了颗粒界面温升的表达式。研究结果表明,由摩擦引起的颗粒界面的温升与材料特性、颗粒度、冲击角度、冲击压力等因素有关,随材料的蓄热能力、传热能力和材料强度的增加而减小,并随着材料疏松程度、颗粒直径、冲击压力的增加而增加;在粉末颗粒直径和冲击压力不是太小的情况下,颗粒表面温度将达到材料的熔点。     

用内耗方法研究铜的蠕变断裂过程

在文献[1]关于工业纯铝研究的基础上,研究了工业纯铜在不同条件下蠕变过程中晶界内耗峰的变化,蠕变条件分为三类:(a)较高温度、较低应力;(b)中等温度、中等应力;(c)较低温度、较高应力;使试样分别发生晶间型、混合型和穿晶型的断裂。由晶界内耗峰的变化可以推知:在较高温度、较低应力的蠕变过程中,晶界强度变化不大;在中等温度、中等应力的蠕变过程中,晶界强度有一定程度的提高;在较低温度、较高应力的蠕变过程中,晶界强度则有比较显著的提高。这说明,在蠕变过程中,晶界强度是变化着的,在不同的蠕变条件下,晶界强化的程度不同,最终导致了不同类型的蠕变断裂。这对于“等强温度”概念是一个修正和补充。 关键词：     

石墨颗粒/CuAlMn形状记忆合金复合材料中的位错内耗峰

利用渗流技术制备出了以石墨颗粒为阻尼增强相、以Cu-11.9Al-2.5Mn(wt%)形状记忆合金为基体的复合材料，对该合金的内耗行为进行了研究. 在淬火态样品的内耗-温度曲线上观察到两个内耗峰，分别位于240 ℃和370 ℃附近. 对其中低温峰的变化规律和机理进行了研究. 实验发现，低温峰仅在复合材料中出现，峰位与频率无关，峰高随频率升高而上升；随升温速率增加，峰高增加，峰位移向高温；随石墨颗粒体积分数增加，峰高增加；经多次热循环后该内耗峰消失. 由以上特征和微观观察，可以证明该峰起因于外加交变应力与位错的相互作用.     

晶界滞弹性弛豫理论的现代进展

上世纪中期,人们通过扭摆试验测量内耗,发现晶界滞弹性弛豫峰．后来尽管很多学者提出了各种理论模型,但晶界滞弹性弛豫的微观机理仍然是不清楚的．最近,Xu根据弹性应力引起晶界溶质偏聚或贫化实验结果,提出了晶界滞弹性弛豫的微观机理是晶界吸收或发射空位,建立了晶界滞弹性弛豫的平衡方程和动力学方程,解析地表述了晶界滞弹性弛豫过程,并成功地阐明了普遍存在于金属中的中温脆性峰温度移动现象．本文将综述晶界滞弹性弛豫理论的这一现代发展．     

La2/3Ca1/3Mn1-xCuxO3(x=4%)中的热弛豫现象

采用溶胶-凝胶法并经不同温度烧结而制备了名义组分为La2/3Ca1/3MnO3和La2/3Ca1/3Mn1-xCuxO3(x=4%)的系列样品,对它们进行了阻温关系测量.从试验结果观察到:在La2/3Ca1/3MnO3样品中,降温和升温测量的阻温曲线几乎完全重合,没有观察到明显的热弛豫现象.而在不同温度烧结的La2/3Ca1/3Mn1-xCuxO3(x=4%)样品中,阻温关系有明显的热弛豫现象.同时试验还观察到该热弛豫现象随样品烧结温度(颗粒尺寸)的增加逐渐消失.     

晶界弛豫研究50年

文章综述了我国科学工作者５０年来关于晶界弛豫研究的早期开拓和近期发展．前者包括扭摆内耗仪的发明、晶界内耗峰的发现和无序原子群晶界模型的提出．后者包括澄清了关于晶界内耗峰来源的争论,揭示了晶界弛豫具有一个临界温度,从而提出了一个适合于各种温度的综合的晶界模型．一个最重要的进展是关于竹节晶界内耗峰的发现与其机理的阐明,从而揭示了晶界附近的位错亚结构能够影响晶界本身的性质和结构．这对于研究多晶金属的力学性质提供了一个广阔的途径．另外,晶界与邻域位错的非线性交互作用的发现,为奠定非线性滞弹性这门新学科提供了实验基础     

晶界驰豫研究50年

文章综述了我国科学工作者５６０年来关于晶界驰豫研究的早期开拓和近期发展,前者包括扭摆内耗仪的民昌界内耗峰的发现和无序原子群晶界模型的提出,后者包括澄清了关于介内耗峰来源的争论,揭示限晶界弛豫具有一个临界温度,从而提出了一个适合于各种温度的综合的晶界模型,一个最重要的进展是关于竹节晶界内耗峰的发现与其机理的阐明,从而揭示了介附近的位错亚结构能够影响晶一身性质和结构,这对于研究多晶金属的力学性质提供了     

Bi2Sr2Ca2Cu3Ox超导体的低温内耗和相变的研究

用倒扭摆和DSC研究了Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_x 超导体在温度100K 至300K 范围内的内耗和相变.发现有五个内耗峰分别在110K、130K、180K、190K 和210K 附近.除190K 峰外,都伴随有切变模量软化.其中180K 和210K 内耗峰明显与 DSC 的放热峰对应.认为这些内耗峰与晶格不稳、晶格参数发生跳变有关,是由类相变过程中应力感生相界面运动所引起.     

NiTi合金中马氏体相的低频力学谱研究

我们用最近研制成功的LMA型低频力学谱测试系统对NiTi合金马氏体相进行了在很大频率范围内(0.003～1Hz)的低频等温力学谱和温度谱的测量.我们研究的形状记忆合金NiTi(Ni 50.2 at%)试样长34 mm,直径1 mm细丝.经一定热处理,分别在333 K. 343 K和353 K做了内耗随频率的变化的测量.实验表明:频率越小,内耗越大,也就是内耗随频率减少而增大.同时我们采用阶梯升温的方法在八个温度下每个温度测量三种频率(1 Hz, 0.1 Hz, 0.01 Hz)的内耗,结果清楚地表明:不同频率下,内耗峰都出现在372 K(99℃).而且频率越低,峰高越高.这是具有相变峰的特点:相变峰的峰温不随测量频率不同而变化,相变峰高度随频率减少而增大.我们还测量了在1 Hz与0.5 Hz频率下内耗随温度的变化.本文用马氏体相的位错理论初步讨论了上述实验结果.     

马氏体式相变过程中所引起的内耗变化

用扭摆测量两种跌锰合金(Mn17.5％和12.8％)和一种铜铝合金(Al13％)的内耗,在发生正和反的马氏体相变的温度范围内各出现一个内耗峰。这种内耗峰出现的条件是必须伴随着马氏体式相变过程的进行。用含Mn17.5％的铁锰合金作了系统实验,观察到内耗峰的高度随升温(或降温)速度和应力的增加而增高,随振动频率和含碳量的增加而减低。可以用振动一周内试样中转变量愈多内耗也愈大的关系得到统一的解释。讨论了关于产生内耗峰的机构。认为主要由于马氏体相变是突然间完成,此时扭转的外力可视为常数,从应力和不均匀物质交互作用能的计算,可以证明外力所做的功必须损失一半,因而引起内耗。此外应力感生相变也可以引起很小一部分内耗。