钨丝增强Zr基非晶复合材料动态力学行为及断裂特性

采用渗流铸造法制备出d6mm钨丝增强ZrTiCuNiBe非晶合金复合材料,并利用Hopkinson压杆冲击加载装置、X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）等手段研究其动态压缩行为及断裂特性。结果表明：随着钨丝直径减小和体积分数的增加,材料的动态压缩强度增大;当钨丝直径为0．25mm,体积分数为60％时,材料的动态压缩强度高达2600MPa,断裂模式为剪切断裂和劈裂混合破坏模式,同时有钨丝与基体发生脱粘现象。非晶基体在动态压缩条件下表现出显著的热软化和熔化特征。     

钛合金真空自耗电弧熔炼过程中温度场的数值模拟

采用ANSYS软件分析了真空自耗电弧熔炼(VAR)过程中温度场的分布规律,探讨了熔炼速率和冷却条件对VAR过程中熔池形貌的影响。结果表明,在一定熔炼速率下,VAR过程中温度场由初始阶段的动态过程逐渐演变为稳态过程;熔炼速率对VAR过程温度场影响显著,表现为随熔炼速度增大,VAR熔池变宽变深,达到稳态熔炼阶段的时间缩短;而冷却条件仅对VAR过程熔池达到稳态阶段的时间和铸锭高度略有影响。     

α-Zr基体显微组织对新锆合金氧化膜的形成及其耐腐蚀性能的影响

通过静态高压釜实验研究了NZ2、NZ8两种含Nb锆合金在400℃/10.3MPa蒸汽中的腐蚀规律;透射电镜及中子衍射对两种新锆合金α-Zr基体的显微结构进行分析;X射线衍射法、拉曼光谱法研究了它们在400℃蒸汽中腐蚀后氧化膜的晶体结构。腐蚀规律研究表明,400℃蒸汽中,NZ2合金的耐腐蚀性能较NZ8的好。α-Zr基体的显微结构研究显示,NZ2合金第二相粒子主要包括C14型Zr(Fe,Cr)2和Zr(Fe,Cr,Nb)2两种类型,α-Zr基体中固溶的Nb含量低于平衡固溶度;NZ8合金中只发现了一种Zr-Fe-Nb第二相粒子,Nb元素过饱和存在于α-Zr基体。氧化膜晶体结构研究显示,转折前氧化膜由四方相和单斜相组成,转折时,氧化膜内部出现了立方相,立方相的形成与Nb的添加密切相关;氧化膜中四方相含量越高,锆合金的耐腐蚀性能越好。大量Zr-Fe-Nb第二相粒子以及α-Zr基体中过饱和的Nb含量增加了NZ8合金氧化膜局部体积膨胀,促进了裂纹的生成,加速了氧化膜内部四方相向单斜相的转变,从而使腐蚀加速,而α-Zr基体中低于平衡固溶度的Nb含量及少量Zr(Fe,Cr)2和Zr(Fe,Cr,Nb)2第二相粒子使NZ2合金耐腐蚀性能相对较好。     

多芯MgB2超导线材的挤压制备技术及微观结构研究

为了提高多芯MgB2超导线材中芯丝相互之间的结合强度和超导芯丝的致密度,将传统的热挤压技术引入到MgB2线材制备过程中。采用挤压工艺制备180芯导体结构的多芯MgB2/Nb/Cu超导线材,Φ64mm的复合包套通过单道次挤压工艺加工到Φ20 mm。挤压后的线材通过冷拉拔和中间退火热处理最终加工到Φ0.81 mm。对加工不同阶段的复合线材进行了微观结构分析,发现多芯线材中MgB2超导芯丝分布良好,Nb阻隔层厚度分布较为均匀,无破损现象。通过该工艺已成功制备出百米量级长度的多芯MgB2超导线材。该技术为MgB2超导长线的制备提供了新途径。     

YBCO的生长取向及定向凝固机制研究

利用定向凝固技术制备了取向良好的YBCO棒材,其a-b晶面与提拉方向的夹角小于5°.为研究YBCO生长的各向异性及其定向凝固机制,分别通过空淬及炉冷的方式获取了熔体生长的YBCO晶粒形貌及固液界面形貌.YBCO晶粒呈现片层状结构,其长厚比约为2～5.晶体生长的固液界面清晰反映出了外延生长的特征.基于上述结果,讨论了YBCO的定向凝固机制,认为YBCO的定向凝固是由择优生长及外延生长两阶段构成,这很好地解释了本文的试验结果.     

矫直工序对MRI磁体用超导线材性能的影响

通过研究铜比7,尺寸为1.8 mm×1.2 mm线材在复绕过程中添加矫直这一冷加工变形工序,研究了矫直工艺对线材的低温性能、尺寸和绝缘电压的影响。结果表明:增加矫直工序后,对线材起到了一定的加工硬化作用,线材的RRR值和绝缘电压分别下降了7%~15%,但对线材尺寸和临界电流影响不大,对比线材的使用要求发现,经矫直工序后的线材完全可满足线材的使用要求。     

不同介质溶液对多孔钛微观结构和力学性能的影响

采用钛网层叠烧结法制备出孔隙率为45%的多孔钛,研究酸洗处理、碱热处理、模拟体液浸泡中不同介质溶液对多孔钛表面微观结构和力学性能的影响规律。结果表明:酸洗处理在多孔钛表面形成"阶梯"型层状光滑表面,碱热处理在多孔钛表面形成微/纳米孔,模拟体液浸泡处理则在多孔钛表面形成均匀的羟基磷灰石涂层。在力学测试中,酸洗处理及碱热处理能显著地降低多孔钛的弹性模量,对于屈服强度则无显著影响;模拟体液浸泡处理则能显著提高多孔钛的杨氏模量和屈服强度。     

Wf／ZrTiCuNiBe非晶合金复合材料的界面特征与性能

用渗流铸造水淬法制备了φ6mm×50mm的W纤维增强的Zr4125Ti13．75Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金复合材料。采用扫描电镜（SEM）分析了相同渗流时间，不同渗流温度复合材料的界面反应形貌，并采用Push-out法测定了界面剪切强度，讨论了界面特征、界面剪切强度与宏观压缩断裂行为之间的关系。结果表明：渗流铸造法制备的W纤维增强Zr41.25Ti13．75Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金复合材料明显提高了非晶合金的塑性和断裂强度。复合材料界面结合包括界面扩散和界面反应两个过程。界面反应程度加剧时界面剪切强度增大，复合材料的破坏方式由纵向劈裂转变为剪切破坏。     

钛表面辉光等离子无氢渗碳的研究

采用双层辉光离子渗碳技术在本底真空度为 5×10-3Pa 的高真空下,用 99.999%的高纯氩气进行无氢渗碳。在整个工艺过程中,没有涉及到氢元素,实现了无氢渗碳。试样材质为 TA1 工业纯钛,用透射电镜(TEM)观察渗层结构;X 射线衍射(XRD)测定渗层的相组成;用 M200 耐磨试验机测定渗碳试样的耐磨性能;渗碳试样的磨痕表面状态用 TR240型粗糙度仪测定。渗碳层厚度大于 100 μm。表面层生成的是 TiC,基体仍为 α-Ti。近表面渗层维氏硬度为 6 000 MPa,表面的硬度远大于此值。摩擦系数 0.11。纯钛经过无氢渗碳后,与未经过处理的纯钛相比磨损量仅为纯钛试样的1/1 592.5。研究得出:钛材经过双辉等离子无氢渗碳后,不仅提高了表面的硬度,同时降低了摩擦系数,因而使耐磨性能得到了大幅度的提高。     

Effects of 5%Ni addition on thermal stability and crystallization behavior of Mg65Cu25Tb10 bulk metallic glass

The effects of 5%Ni addition on the glass forming ability, thermal stability and crystallization behavior of Mg65Cu25Tb10 bulk metallic glass were investigated using X-ray diffractometry, differential scanning calorimetry and transmission electron microscopy. The small amount of Ni addition reduces the glass forming ability and thermal stability due to a significant decrease in the crystallization activation energy. Analyses of crystallization kinetics give evidence to the existence of quenched-in nuclei in amorphous Mg65Cu20Ni5Th10. Final crystallization products are basically same for Mg65Cu25Tb10 and Mg65Cu25Ni5Tb10.