碳掺杂β-FeSi2薄膜的电子显微学研究

本文利用透射电子显微镜对离子注入合成的β-FeSi2和β-Fe(C,Si)2薄膜进行了对比研究.电镜观察结果表明,选择C作为掺杂元素,能够得到界面平直、厚度均一的高质量β相薄膜,晶粒得到细化,β-FeSi2层稳定性提高.尤其在60kV、4×1017ions/cm2条件下注入直接形成非晶,在退火后会晶化为界面平滑、厚度均匀的β-FeSi2薄膜.因此从微结构角度考虑,引入C离子有益于提高β-FeSi2薄膜的质量.     

船舶钢板激光弯曲成形的实验研究

在对船舶钢板激光弯曲成形过程进行实验研究中，采用CO2激光器研究了激光功率、扫描速度、扫描次数以及钢板厚度对船舶钢板激光弯曲成形的影响规律。实验中实时测量了船舶钢板激光弯曲成形过程钢板弯曲角度和温度的变化。结果表明：钢板弯曲角度随激光功率的增加而增加，随激光束扫描速度的增加而减小，而且随着钢板厚度的增加，弯曲角度减小；激光工艺参数和钢板厚度都对钢板激光多次扫描成形产生影响，钢板的弯曲角度随着激光扫描次数的增加而增加。对于较薄的船舶钢板，钢板弯曲角度随扫描次数增加近似呈线性增加，而较厚的钢板，随扫描次数的增加，钢板弯曲角度的增加逐渐减小。     

Zr-Al-Co块状非晶的成分优化

运用等电子浓度和变电子浓度线判据实现了Zr—Al—Co块状非晶合金的成分优化．在(Al50Co50)-Zr等电子浓度线(e／α=1．5)和(Zr9Co4)—Al及(Zr78．5Co21．5)—Al变电子浓度线上设计成分，并通过吸铸法制备块状合金．实验结果表明，在(Al50Co50)—Zr等电子浓度线和(Zr9Co4)—Al变电子浓度线上可形成块状非晶合金，且非晶合金的热稳定性与非晶形成能力随电子浓度的增大而单调递增．其中，(Al50Co50)-Zr等电子浓度线和(Zr9Co4)—Al变电子浓度线交点处形成的Zr53Al23．5Co23．5非晶合金，具有最大的热稳定性和非晶形成能力，特征热力学参数Tg=783K，Tx=849K，Tg／Tm=0．637，Tg／Ti=0．590。     

Improvement of wear resistance of AZ31 and AZ91HP by high current pulsed electron beam treatment

The surface modification of magnesium alloys （AZ31 and AZ91 HP） was studied by a high current pulsed electron beam（HCPEB）. The results show that the cross-sectional microhardness of treated samples increases not only in the heat affected zone（ HAZ）, but also beyond HAZ, reaching over 250μm. This is due to the action of quasi-static thermal stress and the shock thermal stress wave with materials, which result in its fast deformation on the surface layer and so increases microhardness. For the AZ91HP alloy, a nearly complete dissolution of the intermetallic phase Mg17Al12 is observed, and a super-saturated solid solution forms on the re-melted surface, which is due to the solute trapping effect during the fast solidification process. Measurements on sliding wear show that wear resistance is improved by approximately 5.6 and 2.4 times for the AZ31 and AZ91HP respectively, as compared with as-received samples.     

真空离子镀替代电镀

电镀在工业中应用已久，但它膜不够致密，有气孔，易发生氢脆，更严重的是对环境污染厉害，三废处理费用高昂又不能根除。尤其六价铬，镍，镉元素对人体有害，是致癌物质。所以电镀被取代是工业发展必然。大连理工大学陈宝清教授等人1980年立项从事钢铁件、黄铜件、铝合金、锌基合金的真空离子镀替代电镀课题研究，至今已有二十余年，现已成功在钢铁、黄铜、铝合金、锌基合金等基材表面进行离子镀铬、钛、锆、铝、氮化物等。可替代电镀锌、电镀镉、电镀镍、电镀铬。现已申请中国发明专利有：①离子镀中间层合金＋离子镀铬（呈银白色）②离子镀中间层合金＋离子镀钛（或锆）＋离子镀金＋离子镀透明陶瓷保护膜（呈金黄色）。彻底解决电镀的缺点。     

强流脉冲电子束轰击作用下的扩散模型及其数值计算

在温度场和应力场计算的基础上建立了强流脉冲电子束轰击作用下的扩散模型,并给出了数值方法及其数值解。该模型与方法同样适用于其它高能束流作用下的扩散过程。计算表明,浓度扩散流仍然是影响扩散的主要因素;而轰击超过一定次数后,扩散的作用将减弱;当边界条件为表面扩散时,扩散进行较快,这是表面涂覆加脉冲电子束后处理快速表面合金化工艺的理论基础。对实验结果和理论结果的对比分析表明,在脉冲轰击下,扩散激活能随空位浓度的增加而下降,从而加速扩散过程;在表面有熔化的情况下,则液态时的对流混合作用是主导因素。     

强流脉冲电子束处理对Al-20Si合金微观组织和显微硬度的影响

研究了强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金Al-20Si组织结构和显微硬度的影响.通过扫描电镜和X射线衍射对改性表面的组织特征进行了分析.扫描电镜结果表明,在电子束所诱导的顶部熔化层中,初生硅溶解在铝基体中形成了铝硅过饱和固溶体.相邻初生硅颗粒由于硅元素的扩散融合成大的初生硅颗粒.X射线衍射分析表明电子束处理后铝的晶格常数下降,晶格畸变增加.显微硬度测试结果指出初生硅的表面硬度在电子束处理后从中心向边缘呈现梯度分布,并且初生硅的中心硬度随脉冲次数的增加而减小.这表明强流脉冲电子束技术在处理过共晶铝硅合金初生硅组织中有着良好的应用前景.     

核燃料用γ-U合金的成分规律

铀合金作为一种重要核燃料,其体心立方结构的高温稳定的γ-U合金具有较好的综合性能,是合金设计所追求的目标。本文引入描述稳定固溶体结构的"团簇加连接原子"模型,用于建立γ-U固溶体合金的结构模型和相应成分式,指出其结构单元为体心立方第一近邻配位多面体团簇加3个连接原子构成。进而利用该结构单元对现有合金成分进行了解析,能够稳定形成体心立方bcc结构的合金均满足上述模型,如[Mo-U14]Mo3(U-10.7Mo),[Zr-U14]Nb3(U-7.5Nb-2.5Zr,即不锈铀)等,这些合金实际上均在各自体系中具有最优良的结构稳定性,显示出优异的耐蚀性。本文证实,基于团簇加连接原子模型的成分设计方法在预测γ-U合金成分与性能上具有重要指导价值。     

强流脉冲离子束辐照对DZ4合金微观结构的影响

利用成分为Cn+(30 mol%)和H+(70 mol%),加速电压为250 kV,脉冲宽度为70 ns,束流密度为100 A/cm2的强流脉冲离子束(high intensity pulsed ion beam-HIPIB)辐照DZ4镍基高温合金,辐照次数分别为5、10和15次.利用透射电子显微镜(TEM)分析辐照前后合金表层微观结构的变化.结果显示,与原始样品比较,辐照不同次数后的样品最表面都产生了一层晶粒度为5～10 nm的多晶层,它是由DZ4合金中各元素的单质相组成的.在距表面一定深度范围内,不存在γ'相;随着深度的增加,γ'相的含量逐渐增加.     

氮含量对脉冲偏压电弧离子镀CNx薄膜结构与性能的影响

用脉冲偏压电弧离子镀设备在保持脉冲偏压一致和工作气压恒定的条件下,控制不同氮流量在硬质合金基体上制备了不同氰含量的CNx薄膜.用SEM,GIXRD,XPS,激光Raman谱和纳米压入等方法分别研究了薄膜的表面形貌、成分、结构与性能.结果表明,随着氮流量的增加,薄膜中氮含量先是线性增加然后趋于平缓,薄膜呈非晶结构且为类金刚石薄膜,其硬度与弹性模量随着氮含量增加先增加后下降,在x=0.081时出现最大值,分别为32.1 GPa和411.8 GPa.分析表明,通过氮含量的改变而使sp3键含量发生改变是影响薄膜性能变化的重要因素.