Cu掺杂对Be薄膜微结构的影响(英文)

利用离子束溅射法在硅基底上制备高纯Be薄膜并实现Cu元素的可控掺杂,利用X射线能谱、扫描电镜、X射线衍射以及透射电镜等对Cu掺杂Be薄膜进行表征分析。研究结果表明:Cu元素在Be膜内分布均一,且Cu掺杂量对Be薄膜的微观结构有显著影响。Cu掺杂能抑制Be晶粒生长,Be晶粒随着薄膜中Cu含量的增多而减小,并且尺寸分布更加均匀;Cu掺杂影响Be晶粒的生长取向,使其形成更为紧凑的薄膜结构。这些因素使得掺杂Cu的Be薄膜的表面粗糙度明显降低。     

Be对AZ91镁合金组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响

研究了Be含量对AZ91镁合金的铸态组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响.结果表明,AZ91镁合金中添加合金元素Be后,初生相α-Mg的大小以及γ-Mg17A112相的形态、大小与分布发生了明显的变化.Be对AZ91镁合金抗拉强度和伸长率的影响具有相似的趋势,即随着Be含量的增加,AZ91镁合金的抗拉强度和伸长率呈现先降后升、然后又降的趋势.当Be含量为0.15%时,抗拉强度和伸长率分别达到最大值167.74 MPa和5.87%,分别比未添加Be时增加了11.4%和215.6%.AZ91镁合金中添加Be的腐蚀率均比未加Be时高,说明Be的加入可降低AZ91镁合金的耐腐蚀性能.     

低能氩离子束对铍的刻蚀

研究了0～1000 eV的低能氩（Ar）离子束对Be的刻蚀。比较了多种不同的表面抛光方法,结果发现Ar离子束刻蚀能获得高质量的Be表面。随着刻蚀的持续进行,Be表面质量逐渐提升,表面粗糙度在600 eV和100 mA的条件下刻蚀6 h后趋于稳定,达到了0.63 μm。比较了白光干涉（WLI）和聚焦离子束（FIB）的测量方法,发现FIB测量法更适合Be刻蚀深度的测量。实验结果和理论计算表明,Be的溅射过程与其被Ar离子轰击后的电离过程较为接近。采用第一电离能作为溅射阈值,获得了Ar离子能量对Be溅射产额的影响规律,获得了Be刻蚀速率随Ar离子束流和溅射产额乘积的变化规律,为Be刻蚀的工程应用奠定了基础。     

Be/CuCrZr高温热等静压扩散连接接头组织演化及断裂机理

利用电子探针微分析术研究了具有50 μm Ti中间层的Be/CuCrZr高温（780℃ ~ 850 ℃）,不同时间（0.5 h ~ 2 h）热等静压扩散连接接头组织演化过程及断裂机理。结果表明：Be/Ti和Ti/CuCrZr界面反应扩散的产物和先后顺序符合能量-通量法则;Be在Ti中的扩散速率大于Cu在Ti中的,但Be/Ti界面反应区形成高Be含量的Ti-Cu-Be三组元相脆性高,是接头性能恶化的主要原因,而Be/CuCrZr界面反应区形成的低Be含量的Ti-Cu-Be三元相对接头性能影响相对较小;HIP连接工艺参数对样品接头性能存在明显影响,800 ℃/2 h/130 MPa连接接头性能最佳,抗拉强度为122.8 MPa,界面结合良好无连接热裂纹,断裂为Be12Ti+Be10Ti混合金属化合物层解理断裂。     

Li17Pb83-SiC、Be-SiC和Be-Mo系的相容性研究

在等温条件下采用密封实验,研究了Ⅱ17Pb83和SiC在600～1000℃间,Be和SiC在700～900℃间以及Be和Mo在800～900℃的相溶性.Li17Pb83熔体分别在600℃、800℃和1000℃退火后,可以观察到ω(Si)大约为0.017%、0.35%和＜0.05%.Be和SiC的反应是单向的,在1000～1350 K温度范围内,其反应速率由生成相Si和BBe2C中Be的扩散决定,而Be的化学扩散系数由DBe=3.0×10-5exp(-224000/RT)m2/s确定,求得面心立方结构的Be2C的点阵参数α=434.9pm.Be和Mo之间的反应也是单向的,其反应速率由Be12Mo和Be2Mo的生成相扩散来决定.只有在800℃的温度进行热处理才能发现BeMo3化合物存在.     

K9和Si(100)基片上Be薄膜微观组织、晶粒尺寸及表面粗糙度的演变规律

采用真空蒸镀法分别在K9和Si(100)基片上制备Be薄膜,在相同沉积速率下,K9基片上Be薄膜生长形态和Si基片上Be薄膜生长形态存在差异。但是两者随沉积速率增加具有相似的演变规律,即由等轴晶变化至纤维晶,再至粗大等轴晶。XRD和XPS分析结果表明:不同基片和蒸发温度下制备的Be薄膜均主要由HCP结构的α-Be相组成,且表面存在一定氧化;对于非晶K9基片,Be薄膜晶粒取向较单一,(101)始终为显露晶面;而单晶Si(100)基片上Be晶粒取向多样,在一定沉积速率下显露特定晶面;相同沉积时间下K9和Si(100)基体上生长的Be薄膜粗糙度Rq变化趋势十分相似,两者随Be薄膜沉积速率(v)增加先急剧增大后趋于平缓;以细小等轴晶生长的薄膜表面光洁度较高,而以纤维晶或粗大混晶生长的薄膜表面粗糙度较大。     

含钴锆基块状非晶合金的制备与力学性能

采用水淬法制备了Zr—Ti—Cu—Ni—Be—Co块状非晶合金(BMGs)。使用XRD进行相分析，采用热分析仪进行玻璃转变温度、晶化温度和热稳定性等的测定，用SEM观察试样压缩后的外表面和断口形貌。研究了Co对Zr—Ti—Cu—Ni—Be合金非晶形成能力(GFA)、热稳定性及力学性能的影响。结果表明：含Co的所有Zr—Ti—Cu—Ni—Be BMGs都有1个明显的玻璃转变点和宽的过冷液相区(△T）。Zr38Ti17Cu10.5Co12Be22.5合金具有和Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5合金相当的△T；Co的添加明显提高Zr—Ti—Cu—Ni—Be BMGs的力学性能，含Co量大于10at％的Zr—Ti—Cu—Ni—Be BMGs的压缩断裂强度（σf）超过2000MPa，Zr38Ti17Co22.5Be22.5合金的σf达到2230MPa，比Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5合金的σf提高23％。     

Be/CuCrZr热等静压扩散连接界面特性

采用热等静压（HIP）技术对Be与CuCrZr合金进行扩散连接,比较了不同HIP工艺下制备的Be／CuCrZr接头性能,观察了接头区域的微观组织。结果表明：在580℃,140MPa下Be与CuCrZr直接扩散连接以及采用Ti（Be上PVD镀层）／Cu（CuCrZr上PVD镀层）作过渡层的间接扩散连接均达到了较好的连接效果。材料组合及连接工艺参数等对Be与CuCrZr合金的扩散连接存在着明显的影响。表面采用Ti镀层的间接扩散连接在580℃时可有效阻止Be与Cu形成脆性相。经过580℃,2hHIP处理后,CuCrZr硬度可恢复至初始状态的77％。     

激光焊接Be/Al焊缝的组织与力学性能分析

利用纳米力学探针对Be/Al焊接截面的组织与性能做了分析.结果表明,焊缝的熔合区为细小的Be晶粒镶嵌在铝基体中的复合物,熔合区的复合物凝固点与Be之间存在着较大的差值,使焊缝的凝固温度区间加大,这极易产生热应力,导致熔合区与Be的交界处的力学性能下降.焊接接头区域显微硬度和弹性模量在界面处都存在着一定的梯度,但在焊件的热影响区的显微硬度与弹性模量相当不稳定,焊接裂纹易产生于焊接接头的Be侧区域.     

粉末热等静压和铸造Be-Al合金的室温拉伸断裂机理

研究了粉末热等静压和精密铸造成型的Be-Al合金室温拉伸断裂模式.结果表明:粉末热等静压Be-Al合金的断口上有一个主裂纹源和多个次裂纹源,裂纹起源于Be/Al相界面和Al相的细薄组织,裂纹扩展与汇合同样沿此途径进行,断裂是各个裂纹源不断汇合韧脆反复的过程,属于相间断裂,说明热等静压Be-Al合金的界面结合强度小于Be相强度;铸态Be-Al合金的断口由Be相解理和Al相延性断裂组成,断裂机理是Be相先解理断裂后,再发生Al相急剧塑性变形,最后Al相断裂,裂纹成形于Be相内部终止于Al相,属脆性准解理断裂,说明铸态Be-Al合金界面结合强度大于Be相强度.     

(Al100-x Bex)85 Gd8Ni7(x=0～8.4)合金的玻璃形成能力和初晶化

研究了Be部分替代Al对Al85Gd7Ni8合金的玻璃形成能力和初晶化的影响.结果表明,当Al-Be-Gd-Ni合金中Al/Be比例为二元Al-Be系的固溶成分时,即(Al99.75 Be0.25)85 Gd8Ni7,合金表现出最佳的玻璃形成能力和力学性能;一定的Be替代Al(x=0.25与x=1)升高初始晶化温度,抑制金属间化合物的析出,有利于获得高密度α-Al弥散分布于非晶基体的复合结构.     

Ni对Be-Al合金组织和性能的影响

通过室温拉伸试验与金相显微镜和扫描电镜观察分析，研究了不同Ni含量的铸态Be-Al合金的显微组织和力学性能。结果表明，铸态Be-Al合金的组织由Be相镶嵌在Al相基体中组成，Ni主要分布在Be相中起强化作用。Ni含量对Be—Al合金的室温抗拉强度、屈服强度和洛氏硬度有较大影响，Ni含量在4％时合金的性能最佳。合金室温下的断裂是由Al相的延性断裂和Be相的解理断裂构成的混合型断裂。     

(A1_(l00-x)Be_x)_(85)Gd_8Ni_7(x=0～8.4)合金的玻璃形成能力和初晶化

研究了Be部分替代Al对Al85Gd7Ni8合金的玻璃形成能力和初晶化的影响。结果表明,当Al-Be-Gd-Ni合金中Al/Be比例为二元Al-Be系的固溶成分时,即(Al99.75Be0.25)85Gd8Ni7,合金表现出最佳的玻璃形成能力和力学性能;一定的Be替代Al(x=0.25与x=1)升高初始晶化温度,抑制金属间化合物的析出,有利于获得高密度α-Al弥散分布于非晶基体的复合结构。     

CuCo2Be合金的熔炼和铸造

根据CuCo2Be合金的特性,在实践的基础上,系统地阐述了此合金熔炼铸造中的一些主要关键问题,为获得优质CuCo2Be合金锭提供了保证。     

多晶Be室温拉伸变形和断裂行为

通过SEM原位拉伸实验观察室温下多晶Be的变形、裂纹萌生和扩展过程,利用电子背散射衍射(EBSD)标定断裂解理面,结合OM分析孪晶变形,研究多晶Be室温拉伸变形和断裂行为及其机理.结果表明,室温拉伸应力条件下,多晶Be的滑移和孪晶变形均难以发生.滑移带仅在少数取向有利的晶粒中出现,最终孪晶变形晶粒约占晶粒总数的5%.变形过程中存在(0001)基面和{1010}柱面之间的交滑移.多晶Be的微裂纹起源于晶界一侧,发生穿晶扩展后,在另一侧晶界终止,裂纹萌生符合Stroh位错塞积生裂纹理论.因晶界对裂纹强烈的阻碍作用,多晶Be的裂纹长大依靠不同微裂纹之间的汇合,汇合路径有解理台阶和撕裂2种.多晶Be断裂基本解理面为(0001)基面和{1010}柱面,两者均是多晶Be解理萌生和扩展的主要路径.未观察到因孪晶变形诱发的微裂纹.     

Be对铸态Al-11Si-0.3Mg合金时效效果的影响

采用差分扫描量热分析和硬度测定手段，研究了元素Be对铸态Al-11Si-0.3Mg(质量分数，％）合金时效效果的影响。结果表明，在Al-11Si-0.3Mg合金中加入0．25％的Be，铸态时效时硬化相析出速度加快，析出热效应增大，时效硬化效果明显增加，动力学分析表明，亚稳相β‘的析出符合Avrami公式，Be的加入对亚稳相β‘的生长方式参数n影响不大，但明显增大了亚稳相β‘的形核率参数k。金属型铝硅合金铸件中存在很多空位“陷阱”，Be与空位结合阻空位迁移消失可以解释Be对亚稳相β‘形核率的影响。     

Be、RE对AZ91D阻燃性、组织及力学性能的影响

研究了Be的加入量对镁合金AZ91D起燃温度的影响,以及Be、RE对AZ91D显微组织与力学性能的影响.结果表明,含0.3％Be的AZ91D的起燃温度提高近300℃,Be的加入促进Mg17Al12相以离异共晶方式析出,降低了AZ91D的拉伸性能.加入1.0％RE可抑制Mg17Al12相的析出,从而强化了基体,Al4 RE相可阻止裂纹的形成与扩展,增大试验合金的断裂抗力,使抗拉强度显著提高.固溶处理后拉伸性能得到了进一步提高.     

含有铍的Cu和Ni基铸造合金

本文叙述了含有Be的析出硬化型Cu基及Ni基铸造合金的化学成份、铸造性能,熔化铸造方法、热处理方法、机械性能、耐蚀性及使用方法。Cu基及Ni基铸造合金中的含Be量为2.75%,根据二元合金状态图可知,含Be量为2.75%时,Cu基铸造合金的最高固溶温度为866℃,而Ni基铸造合金     

CuCo2Be合金的热处理工艺及组织与性能研究

借助布氏硬度计、万能试验机、涡流导电仪、金相显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射分析仪,研究了CuCo2Be合金不同热处理后的组织和性能、物相及组分。结果表明,CuCo2Be合金的最佳热处理工艺为950℃×1.5 h固溶+460℃×1.5 h时效,硬度和导电率达到较好的匹配。布氏硬度为254 HBS、导电率为47.24%IACS、抗拉强度为880.56 MPa;未固溶相主要为Co0.52Cu0.48、Cu6.69Si和Be2Cu,时效析出相可能为BeCo、Be2Cu和Co0.52Cu0.48。     

不同伸长率多晶Be室温拉伸断口分析

通过扫描电镜系统分析了伸长率5%和零伸长率多晶Be室温拉伸断口形貌。发现多晶Be无论伸长率高低,拉伸断口均平整、无颈缩;断口宏观形貌分纤维区和放射区,微观形貌既有裂纹沿一定结晶学表面扩展形成的解理断裂特征,又有一定塑性变形产生的撕裂棱,属准解理断口。但是,伸长率5%的多晶Be断口纤维区和放射区界限不清晰,放射花样细小且走向多变,断口没有明显的主裂纹源,断裂是由多个裂纹源汇合所致。而零伸长率多晶Be断口纤维区和放射区界限清晰,放射花样粗大且走向单一,并且纤维区占整个断口比例极小,放射花样则几乎遍布断口通区,断口上可见明显的主裂纹源,主裂纹源中心往往存在某种组织缺陷,断裂主要是单一裂纹扩展所致。这表明多晶Be的伸长率主要来自于裂纹形核阶段,微观组织缺陷造成裂纹过早地达到临界裂纹扩展尺寸,是导致多晶Be材室温伸长率降低的主要原因。