FCC晶体中晶体取向对孔洞长大和聚合的影响

通过编制率相关有限元用户子程序，采用包含一个和两个球形孔洞的单胞探求了FCC晶体中晶体取向对孔洞长大和聚合的影响。计算结果表明：晶体取向对孔洞长大的影响较大，孔洞的形状和长大方向与晶体取向密切相关：由于变形不均匀，孔洞在晶界处产生尖角，易形成裂纹。由于约束较少，孔洞周围和两孔洞间的区域塑性变形较大，晶体的转动和滑移主要集中在孔洞周围以及两孔洞间的区域。     

纳米碳化钽对SPS烧结钨显微结构的影响

通过放电等离子体烧结(SPS)方法在1700℃下制备纳米碳化钽(TaC)弥散强化钨块,研究钨粉原始粉末粒度大小和添加碳化钽的量对烧结钨块微观组织的影响。结果表明:不同粒度钨粉(30nm、200nm和3μm)制备的钨块,烧结后的粒径随原始粉末粒度的增大而增大,3μm钨粉烧结后的晶粒平均直径为22.19μm;同一种粒度钨粉(如200nm)中分别添加质量分数为0%,1%,2%和4%的碳化钽,烧结后钨晶粒的平均直径随碳化钽添加量的增加而减小,加入量为4%时晶粒平均直径为5.91μm。通过SEM分析可以看出,碳化钽在烧结钨中是以球形状态存在的。从断口可以看出,纯钨烧结体为穿晶断裂,加入碳化钽的钨烧结体为晶间断裂。     

TiN粉体粒径大小对SPS烧结过程的影响

采用低温液相还原法,即在液氨中采用金属钠为还原剂,通过还原四氯化钛(TiCl4)成功制备了纳米氮化钛粉体,通过XRD、SEM、TEM分析表明,粉体颗粒尺寸小于20 nm,并且为立方相的纳米氮化钛.以所合成的纳米TiN粉体为初始原料,采用SPS进行快速烧结,同时进行了微米TiN的烧结.结果发现采用SPS烧结技术可以抑制纳米TiN的晶粒快速长大过程,晶粒长大到100 nm～150 nm.但是纳米TiN粉体的烧结温度明显低于微米TiN粉体,并且致密度更高.     

应用劳埃法测定晶体的取向和对称性

1 前言 劳埃法目前主要用于测定晶体的取向和对称性。多晶材料的性质在相当大的程序上取决于组成它的单晶体,但单晶体是各向异性的,在研究其性能之前须先确定其取向。在很多实际应用中,例如压电石英、金刚石、半导体材料、激光材料以及磁性材料的单晶体定向切割、琢磨、安放等,都需要测定晶体的取向。较常用的测定晶体取向的方法有光学测角仪法,化学刻腐法,X射线法等,其中用X射线法最准确,所受的局限也最小。     

烧结方法对AlN陶瓷微观形貌及热导率的影响

采用真空烧结、N2保护无压烧结、放电等离子烧结等方法对AlN粉末进行烧结,研究烧结方法对粉体烧结行为以及产物物相组成、微观形貌及热导率的影响。结果表明:真空烧结会显著降低AlN材料的脱氮分解温度,无法实现其致密化;而通过N2保护无压烧结和放电等离子烧结的方法均能得到结构致密、热导率较高的AlN陶瓷,其中后者的烧结温度更低、制得陶瓷样品的致密度和热导率更高,在1650℃保温10min即可烧结得到热导率为121.5W·m-1·K-1的AlN陶瓷。     

晶体取向对单晶高温合金一次枝晶间距的影响

在固液界面微单元热量平衡分析的基础上，建立了晶体取向对一次枝晶间距影响的理论模型。该模型表明，一维择优晶体取向与宏观定向凝固方向偏离越远，一次枝晶间距越小，对ＤＤ８单晶高温合金凝固组织尺度的实验研究结果表明，晶体取向对一次枝晶间距的影响趋势和理论模型相吻合，其影响程度和固液界面温度梯度及定向凝固速率有关。模型及实验都表明，提高固液界面温度梯度和定向凝固速率，晶体取向对一次枝晶间距的影响程度减弱。     

镧含量对无取向硅钢热轧板常化处理后成品组织及织构的影响

在实验室制备了含镧实验钢,研究了不同镧含量的无取向硅钢常化后成品组织及织构的变化,观察了再结晶组织并统计了再结晶晶粒尺寸,利用XRD分析了试样的再结晶织构。结果表明,加入稀土后无取向硅的成品晶粒尺寸增加,加入0.0015wt% 镧所获得的成品晶粒尺寸最大,为37.19 μm。加入镧的再结晶织构类型变化不大,{111}织构密度水平下降。同时,与不加镧的试样相比,含镧0.0015wt%的试样立方织构密度水平提高了33.3%。     

晶体取向对蓝宝石晶片抛光加工的影响研究

目的 对比分析不同晶向蓝宝石晶圆抛光结果,优化加工参数,探究晶体取向对抛光结果的影响规律.方法 选取A、C面蓝宝石晶片(50.8 mm)为研究对象,采用控制变量法,分别以加工载荷(9.87、14.81、19.75 kPa)和抛光盘转速(20、40、60、80 r/min)为变量,以表面粗糙度Ra和材料去除率MRR为评价指标,对两种晶体取向的蓝宝石晶片进行抛光加工试验,借助3D表面轮廓仪与扫描电子显微镜SEM,对加工前后蓝宝石晶片的表面形貌进行对比,并根据试验结果优化加工参数.结果 A、C面蓝宝石晶片的表面粗糙度与材料去除率,随时间均表现出先快速下降,然后逐渐变缓,最后趋于稳定的趋势.当选取转速60 r/min、载荷14.81 kPa的参数组合时,两种晶片获得目标最小粗糙度和最大材料去除率,最终得到A面Ra=24.874 nm,MRR=3.715 nm/min,C面Ra=2.763 nm,MRR=7.647 nm/min,C面材料去除率为A面的2.1～2.5倍.结论 蓝宝石晶体取向作用对材料加工结果存在显著影响,在相同的加工条件下,相较于A面蓝宝石,C面蓝宝石更容易获得纳米级的表面质量和更高的材料去除率,即C面更易加工.     

晶体取向对激光快凝重熔区组织形态的影响

利用5kWCWCO2激光器对DD2单晶合金进行了表面熔实验,研究了基材晶体取向对重熔区微观组织生长方向的影响,结果表明：熔池中微观组织的生长方向强烈地受基材晶粒取向和激光束扫描方向的影响。在同一晶面上,沿不同晶向进行扫描时,重熔区组织生长方向明显不同,枝晶生长条件下,择优取向对枝晶生长方向的影响要较热流的影响大。     

晶体取向对镍基单晶高温合金纳米压痕行为的影响

为了研究晶体取向对镍基单晶高温合金纳米压痕行为的影响，采用带原子力显微镜的Berkovich压头对[001], [011]和[111]取向的镍基单晶高温合金开展了纳米压痕试验。试验结果显示晶体取向对压痕载荷-深度曲线、硬度和弹性模量有显著影响。晶体取向会影响γ^"强化相形状和体积分数，进而会影响其力学性能。采用晶体塑性理论对三种典型晶体取向下的纳米压痕响应和分解切应力分布开展有限元模拟，模拟结果与试验结果符合得较好。     

残余应力对W-Cu复合材料导热性能的影响

用熔渗法制备的W-Cu复合材料在小批量生产时，发现熔渗结束后样品的热导率数据分散不稳定，受熔渗时摆放位置的影响很大。将熔渗结束后的样品退火，采取不同的方式冷却。用X射线衍射法测量其残余应力，用热脉冲法测量其热导率，研究了残余应力对材料导热性能的影响。结果表明：随冷却速度的加快，残余应力值增大，热导率降低。钨和铜的热膨胀系数相差较大，从高温冷到室温时两相收缩程度不一样，冷却速度过快时，在界面处产生残余应力，使材料的热导率降低。分析了残余应力对材料导热性能的影响及机制。     

REy（Fe／Ni）xCO4-xSb12化合物的原位反应合成及热电性能

采用放电等离子烧结（sps）技术在800～1000K温度范围内，原位反应合成了以ce，La作为填充原子及Ni，Fe作为置换原子的填充式方钴矿化合物REy（Fe／Ni）xCO4xsb12（x=0～1．0，y=0～0．4）。系统研究了填充原子的种类、填充方式以及置换原子的种类对晶格热导率及热电性能的影响。结果表明，在Co位置上Fe或Ni的置换，能显著降低其晶格热导率，与Fe相比，Ni对晶格热导率的影响更显著。在Skutterudite结构sb组成的二十面体空洞填充ce，La原子可以显著降低其晶格热导率，在填充分数相同时，两种稀土原子复合填充较单一原子填充更能有效降低晶格热导率。电导率随ce，La填充分数的增加而降低，Seebeck系数随填充分数的增加而升高。填充分数为0．3的ce0.1La0.2FeCo3Sb12化合物具有最低的晶格热导率和最大的zT值，在800K时达0．6左右。     

点缺陷对MOX燃料热导率的影响研究

MOX燃料作为快堆燃料重要的候选燃料类型之一,是核燃料闭式循环的关键环节。导热性能是MOX燃料在堆内服役的关键参数,将直接影响快堆的安全性。目前通常只对实测数据进行拟合得到其热导率经验公式,缺乏对不同Pu含量和氧金属比（O/M）的MOX燃料热导率的理论分析。本文基于经典声子热传导理论,通过对MOX燃料在不同Pu含量和O/M下热导率影响因素的分析,研究了不同类型点缺陷对其热导率的影响。研究结果表明,采用声子传导模型可以很好地预测不同成分MOX燃料的热导率。MOX燃料中离子替代型点缺陷造成的质量差和半径差对热导率的影响权重相对较小,而MOX燃料不同O/M比造成的氧空位型点缺陷对热导率的影响权重相对较大。本研究对于不同成分MOX燃料的热导率预测和成分设计具有重要意义。     

钢液导热系数对大型钢锭凝固过程的影响

数值模拟是提高大型钢锭质量、优化浇铸工艺、降低实验费用和帮助缺陷诊断分析的重要手段之一.模拟结果是否可靠很大程度上取决于数学模型假设是否合理,合金热物性参数和边界条件的设置是否准确等因素.利用ProCAST铸造模拟软件,分析了钢液导热系数对钢锭充型和凝固过程中的温度分布、凝固时间和缩孔、疏松的影响规律.结果表明,导热系数的提高显著缩短钢锭整体凝固时间,增加钢锭中心产生缺陷的可能性,因此有必要在模拟计算之前准确测量该物性参数.另外,对于在同一模具中浇铸具有不同物性参数的各类合金,该结果为了解其凝固规律提供了参考.     

MgO掺杂对稀土锆酸盐Sm2Zr2O7热导率的影响

通过掺杂二价元素以改变稀土锆酸盐中缺陷浓度的方法，研究了不同含量MgO掺杂对稀土锆酸盐Sm2Zr2O7热扩散系数及热导率的影响。采用高温固相法在1600℃烧结10h制备得到了致密的试样，所有试样均保持单相的焦绿石结构。结果表明，随着MgO掺杂量的增多，热导率没有降低，反而有升高的趋势：在掺杂量为0．075-0．100范围内有一个斜率的变化，这些变化规律可能与MgO在Sm2Zr2O7中的固溶机理及其变化有关。     

定向凝固速度对Mg-wt%Ag-Zn合金导热率的影响

制备铸态Mg-1Ag-Zn, Mg-3Ag-Zn 和 Mg-5Ag-Zn合金试样,并计算其导热率。随着Ag含量的增加,铸态合金试样的导热率减少。再将其铸态合金的试样以三种不同的定向凝固速率（v=25μm/s, v=50μm/s, v=75μm/s）制备成定向凝固试样,计算其定向凝固试样的导热率。结果显示：随着定向凝固速率的增加,合金的导热率降低。合金中溶质元素的含量与定向凝固速率是影响导热率的重要因素,这两个因素可以增强电子和声子的散射过程,减少自由行程,最终降低合金的导热率。     

基于第一性原理的金属导热性能研究

基于第一性原理提出了一种纯金属热导率的高效计算方法。引入常弛豫时间近似,应用密度泛函理论(DFT)与最大局域化Wannier函数(MLWFs)方法求解金属材料的电子热导率,简化了电子热导率的计算流程;在计算声子热导率时,将Birch-Murnaghan状态方程与Debye模型引入Slack方程,提高了声子热导率的计算效率。采用本方法计算了Al、Mg、Zn 3种材料在300~700 K温度范围内的电导率和热导率,计算值与实测值吻合良好,验证了计算方法的准确性。结果表明,材料的电子和声子的结构是影响热导率的关键因素,在金属材料的导热过程中,电子始终发挥着主要的输运作用,并且随着温度的升高,电子热导率占总热导率的比率也逐渐上升。     

铸铁的组织与导热性

本文详细总结了铸铁中除石墨和碳化物外的其他组织对铸铁导热性的影响,探讨了各种组织因素对铸铁导热性的作用,提出了受热铸铁件组织选择的原则。     

铁钴基块体非晶合金的热膨胀特性和热导率研究

采用真空非自耗电弧炉制备出Fe24 XCo24XCr15Mo14C15B6Y2(X=0,2,4,6,8)块体非晶合金,利用热膨胀测试仪和激光闪射热导率测试仪测量合金的热膨胀系数和热导率并与差示扫描量热曲线和高温XRD图谱进行对比,研究不同Co含量块体非晶合金的线性热膨胀行为随温度的变化规律和Co元素含量、不同组织对铁钴基块体合金热导率的影响。结果表明,随着Co含量减小,不同Co含量铁钴基非晶合金均出现规律相似的两次晶化过程,并且二次晶化起始温度依次提高。当X=0时,在875 ℃附近热膨胀系数出现第三个极大值点;25 ℃时Fe24 XCo24-XCr15Mo14C15B6Y2 (X=0,2,4,6,8)铁钴基非晶合金热导率在7.12~7.35 W/(m.K)范围内,在700 ℃温度退火处理的Fe24 XCo24-XCr15 Mo14C15B6Y2 (X=0,2,4,6,8)铁钴基非晶合金的热导率值为7.5~9.46 W/(m.K),然而920 ℃退火处理后,热导率变化比较显著并出现先升高后下降的趋势。