2013年第42卷第12期文章目次
2013, 42(12):2421-2426.
摘要:
通过OM金相显微镜，SEM扫描电镜和XRD等手段研究了不同状态(铸态，挤压态，固溶态)Mg-5Sr-10Y中间合金的组织及其对AZ31组织细化效果。研究结果表明：所有的Mg-5Sr-10Y中间合金均由α-Mg，Mg17Sr2 和 Mg24Y5相组成，但是α相的形貌以及第二相的尺寸，数量和形态却各不相同，并最终导致对AZ31晶粒细化效果的不同；各种不同状态的中间合金均能有效细化AZ31镁合金，但细化效果却不同，挤压态中间合金对AZ31细化效果最好，其次是铸态，最后是固溶态；不同的细化效果主要与非均质形核和成分过冷有关，而与遗传效应无关
通过OM金相显微镜，SEM扫描电镜和XRD等手段研究了不同状态(铸态，挤压态，固溶态)Mg-5Sr-10Y中间合金的组织及其对AZ31组织细化效果。研究结果表明：所有的Mg-5Sr-10Y中间合金均由α-Mg，Mg17Sr2 和 Mg24Y5相组成，但是α相的形貌以及第二相的尺寸，数量和形态却各不相同，并最终导致对AZ31晶粒细化效果的不同；各种不同状态的中间合金均能有效细化AZ31镁合金，但细化效果却不同，挤压态中间合金对AZ31细化效果最好，其次是铸态，最后是固溶态；不同的细化效果主要与非均质形核和成分过冷有关，而与遗传效应无关
2013, 42(12):2427-2432.
摘要:
在Ti6Al4V合金微弧氧化膜表面制备Ni-P-ZrO2化学复合镀层，微弧氧化处理时间分别为15、30、60、90 min。采用扫描电镜/能谱仪、划痕试验、热震试验、显微硬度计和球盘式摩擦磨损试验机研究了微弧氧化膜结构对Ni-P-ZrO2化学复合镀层的结合性能与摩擦性能的影响。结果表明：随着微弧氧化时间的增加，复合镀层的结合性能显著提高，原因是微弧氧化膜的多孔性结构及其机械锁合效应。与Ti6Al4V合金相比，微弧氧化+化学复合镀处理后的试样硬度和耐磨性显著提高，Ti6Al4V合金表现为是严重的黏着磨损，而Ni-P-ZrO2复合镀层以磨砺磨损为主
在Ti6Al4V合金微弧氧化膜表面制备Ni-P-ZrO2化学复合镀层，微弧氧化处理时间分别为15、30、60、90 min。采用扫描电镜/能谱仪、划痕试验、热震试验、显微硬度计和球盘式摩擦磨损试验机研究了微弧氧化膜结构对Ni-P-ZrO2化学复合镀层的结合性能与摩擦性能的影响。结果表明：随着微弧氧化时间的增加，复合镀层的结合性能显著提高，原因是微弧氧化膜的多孔性结构及其机械锁合效应。与Ti6Al4V合金相比，微弧氧化+化学复合镀处理后的试样硬度和耐磨性显著提高，Ti6Al4V合金表现为是严重的黏着磨损，而Ni-P-ZrO2复合镀层以磨砺磨损为主
2013, 42(12):2433-2436.
摘要:
以粒度为38~150 μm的两种不锈钢粉末（不规则形状和球形）为原料制备了不同孔隙度的金属多孔材料，将其在真空炉中于1250℃进行烧结，保温时间为2 h。然后利用阿基米德定律和计算机控制万能力学试验机分别测试烧结试样的孔隙度与压缩强度，采用金相显微镜观察烧结试样的微观组织，最后利用分形理论计算孔结构分形维数，并分析了孔隙度、压缩强度与分形维数的关系。结果表明：分形维数随着孔隙度的增加而逐渐增大。另外，分形维数与孔隙度之间满足玻耳兹曼模型，而压缩强度与分形维数满足指数模型
以粒度为38~150 μm的两种不锈钢粉末（不规则形状和球形）为原料制备了不同孔隙度的金属多孔材料，将其在真空炉中于1250℃进行烧结，保温时间为2 h。然后利用阿基米德定律和计算机控制万能力学试验机分别测试烧结试样的孔隙度与压缩强度，采用金相显微镜观察烧结试样的微观组织，最后利用分形理论计算孔结构分形维数，并分析了孔隙度、压缩强度与分形维数的关系。结果表明：分形维数随着孔隙度的增加而逐渐增大。另外，分形维数与孔隙度之间满足玻耳兹曼模型，而压缩强度与分形维数满足指数模型
2013, 42(12):2437-2441.
摘要:
高功率脉冲磁控溅射是一种制备高质量薄膜的新兴方法。在相同的平均功率下分别采用HPPMS技术和传统DCMS技术在凹槽工件表面制备了钒薄膜。对比研究了两种方法下的等离子体组成、薄膜的晶体结构、表面形貌及膜层厚度的异同。结果表明：HPPMS产生的等离子体包括Ar(1+)，V(0)和相当数量的V(1+)；而DCMS放电时的等离子体包括Ar(1+)，V(0)和极少量的V(1+)。两种方法制备的凹槽不同位置处钒薄膜相结构的变化规律大致相似。HPPMS制备的钒薄膜表面致密、平整；而DCMS制备的膜层表面出现非常锐利的尖峰且高度很高，凹槽不同位置表面状态表现出较大差异。DCMS制备的钒薄膜截面表现为疏松的柱状晶结构；而HPPMS制备的膜层也具有轻微的柱状晶结构，但结构更为致密。HPPMS时的膜层厚度小于DCMS时的膜层厚度。与凹槽工件的上表面相比，DCMS时侧壁膜层的厚度为上表面的32%，底部膜层的厚度为上表面的55%。而HPPMS时侧壁的厚度为上表面的35%，底部膜层的厚度为上表面的69%。采用HPPMS方法在凹槽工件表面获得的膜层厚度整体上表现出更好的均匀性
高功率脉冲磁控溅射是一种制备高质量薄膜的新兴方法。在相同的平均功率下分别采用HPPMS技术和传统DCMS技术在凹槽工件表面制备了钒薄膜。对比研究了两种方法下的等离子体组成、薄膜的晶体结构、表面形貌及膜层厚度的异同。结果表明：HPPMS产生的等离子体包括Ar(1+)，V(0)和相当数量的V(1+)；而DCMS放电时的等离子体包括Ar(1+)，V(0)和极少量的V(1+)。两种方法制备的凹槽不同位置处钒薄膜相结构的变化规律大致相似。HPPMS制备的钒薄膜表面致密、平整；而DCMS制备的膜层表面出现非常锐利的尖峰且高度很高，凹槽不同位置表面状态表现出较大差异。DCMS制备的钒薄膜截面表现为疏松的柱状晶结构；而HPPMS制备的膜层也具有轻微的柱状晶结构，但结构更为致密。HPPMS时的膜层厚度小于DCMS时的膜层厚度。与凹槽工件的上表面相比，DCMS时侧壁膜层的厚度为上表面的32%，底部膜层的厚度为上表面的55%。而HPPMS时侧壁的厚度为上表面的35%，底部膜层的厚度为上表面的69%。采用HPPMS方法在凹槽工件表面获得的膜层厚度整体上表现出更好的均匀性
5 Study on Microstructure of 6061 Aluminum Alloy Brazed with Al-Si-Zn Filler Metals Bearing Sr and Ti
2013, 42(12):2442-2446.
摘要:
制备了Sr及Ti变质的Al-Si-Zn钎料，并将其应用于6061铝合金的钎焊，研究Sr及Ti对Al-Si-Zn钎料6061铝合金钎焊性能的影响。结果表明：锌的加入使得钎料熔点由铝硅共晶温度下降至520 ℃左右。添加少量改性元素Sr及细化晶粒元素Ti，极大优化了钎料中Al-Si共晶的形态与分布，同时也细化了钎料中的α-Al固溶体。向钎料中添加0.08%Ti元素，使得原来Al-Si-Zn-Sr-0.04Ti钎料钎缝中大块团簇状的铝硅共晶均匀分布于α-Al固溶体之间。在6061铝合金钎的焊界面处可以发现较为明显的过渡层，由于钎焊过程中母材元素发生了向钎料中扩散，母材中的锰元素与钎料中的铁杂质生成块状锰铁相避免了针状β-Fe的生成
制备了Sr及Ti变质的Al-Si-Zn钎料，并将其应用于6061铝合金的钎焊，研究Sr及Ti对Al-Si-Zn钎料6061铝合金钎焊性能的影响。结果表明：锌的加入使得钎料熔点由铝硅共晶温度下降至520 ℃左右。添加少量改性元素Sr及细化晶粒元素Ti，极大优化了钎料中Al-Si共晶的形态与分布，同时也细化了钎料中的α-Al固溶体。向钎料中添加0.08%Ti元素，使得原来Al-Si-Zn-Sr-0.04Ti钎料钎缝中大块团簇状的铝硅共晶均匀分布于α-Al固溶体之间。在6061铝合金钎的焊界面处可以发现较为明显的过渡层，由于钎焊过程中母材元素发生了向钎料中扩散，母材中的锰元素与钎料中的铁杂质生成块状锰铁相避免了针状β-Fe的生成
2013, 42(12):2447-2452.
摘要:
通过透射电子显微技术（TEM）研究了Mg-6 wt%Zn-1 wt%Mn (ZM61)合金在单级和双级时效过程中过渡相β1'和β2'的演变规律以及β1'杆状相在α-Mn颗粒上异质形核的原因。ZM61合金在不同温度的硬化曲线（130、160、180、200、230 ℃）均表明：与单级时效相比，双级时效的硬化效果更好同时硬化速率更快。由于β1'杆状相的表面能和形核能垒均小于β2'盘状相，因此，峰时效之前主要发生β1'杆状相的快速形核和伸长；β1'杆状相体积分数的增加在带来硬度增加的同时也提升了体系的应变能，β2'盘状相取代β1'杆状相可以释放这一累积的应变能，因而过时效阶段主要发生β2'盘状相对β1'杆状相的逐步取代。ZM61合金在预时效后（90 ℃/24 h），组织中存在高弥散度的G. P. 区（~10 nm），它们可以作为第二级时效过程中β1'杆状相的形核核心，从而大幅提升了杆状相的弥散度。由于β1'杆状相在α-Mn颗粒上异质形核可以形成β1'/α-Mn共格界面，取代之前的非共格的α-Mn/α-Mg界面，从而有效降低了体系的界面能，因此时效态组织中普遍存在β1'杆状相在α-Mn颗粒上异质形核的现象
通过透射电子显微技术（TEM）研究了Mg-6 wt%Zn-1 wt%Mn (ZM61)合金在单级和双级时效过程中过渡相β1'和β2'的演变规律以及β1'杆状相在α-Mn颗粒上异质形核的原因。ZM61合金在不同温度的硬化曲线（130、160、180、200、230 ℃）均表明：与单级时效相比，双级时效的硬化效果更好同时硬化速率更快。由于β1'杆状相的表面能和形核能垒均小于β2'盘状相，因此，峰时效之前主要发生β1'杆状相的快速形核和伸长；β1'杆状相体积分数的增加在带来硬度增加的同时也提升了体系的应变能，β2'盘状相取代β1'杆状相可以释放这一累积的应变能，因而过时效阶段主要发生β2'盘状相对β1'杆状相的逐步取代。ZM61合金在预时效后（90 ℃/24 h），组织中存在高弥散度的G. P. 区（~10 nm），它们可以作为第二级时效过程中β1'杆状相的形核核心，从而大幅提升了杆状相的弥散度。由于β1'杆状相在α-Mn颗粒上异质形核可以形成β1'/α-Mn共格界面，取代之前的非共格的α-Mn/α-Mg界面，从而有效降低了体系的界面能，因此时效态组织中普遍存在β1'杆状相在α-Mn颗粒上异质形核的现象
2013, 42(12):2453-2457.
摘要:
设计并采用Zn-Al-Ti系列钎料对Cu和Al异种金属实施了钎焊，并对Zn-22Al-xTi/Cu界面处的相组成和金属间化合物形貌进行了分析。结果表明：在Zn-22Al中添加0.01%至0.05%的Ti可以显著细化钎料组织，而且Zn-22Al-0.03Ti在Cu基板上的铺展面积比Zn-22Al高出60.4%，但Ti的添加会提高Zn-22Al钎料的熔点和熔化区间。另外，在钎料中添加微量的Ti可以优化Cu/Al接头中Cu侧界面化合物的组织并减小其厚度。相比Zn-22Al钎料，Zn-22Al-0.03Ti钎焊所得Cu/Al接头强度要高出13.4%，而且接头断裂位置由化合物层转移至钎料内部。X射线衍射结果显示，钎焊过程中有CuAl2，Cu9Al4，CuZn 3种化合物产生于钎料与Cu基板界面处
设计并采用Zn-Al-Ti系列钎料对Cu和Al异种金属实施了钎焊，并对Zn-22Al-xTi/Cu界面处的相组成和金属间化合物形貌进行了分析。结果表明：在Zn-22Al中添加0.01%至0.05%的Ti可以显著细化钎料组织，而且Zn-22Al-0.03Ti在Cu基板上的铺展面积比Zn-22Al高出60.4%，但Ti的添加会提高Zn-22Al钎料的熔点和熔化区间。另外，在钎料中添加微量的Ti可以优化Cu/Al接头中Cu侧界面化合物的组织并减小其厚度。相比Zn-22Al钎料，Zn-22Al-0.03Ti钎焊所得Cu/Al接头强度要高出13.4%，而且接头断裂位置由化合物层转移至钎料内部。X射线衍射结果显示，钎焊过程中有CuAl2，Cu9Al4，CuZn 3种化合物产生于钎料与Cu基板界面处
2013, 42(12):2458-2461.
摘要:
采用机械球磨法制备不同比例的Al-Mg合金，然后采用超声分散法制备AlMg/KMnO4铝热剂。通过DSC、点火温度和燃烧性能测试对AlMg/KMnO4铝热剂进行了性能表征。结果表明：随着镁含量的增加AlMg/KMnO4反应温度明显降低，表明其热反应活性优于Al/KMnO4；此外随着Mg含量（质量分数）从10%增加到50%，点火温度和燃烧速度分别从723 K降低至493 K和254 mg/s降至204 mg/s，其中Al0.5Mg0.5/KMnO4火焰溅射范围大幅提高
采用机械球磨法制备不同比例的Al-Mg合金，然后采用超声分散法制备AlMg/KMnO4铝热剂。通过DSC、点火温度和燃烧性能测试对AlMg/KMnO4铝热剂进行了性能表征。结果表明：随着镁含量的增加AlMg/KMnO4反应温度明显降低，表明其热反应活性优于Al/KMnO4；此外随着Mg含量（质量分数）从10%增加到50%，点火温度和燃烧速度分别从723 K降低至493 K和254 mg/s降至204 mg/s，其中Al0.5Mg0.5/KMnO4火焰溅射范围大幅提高
2013, 42(12):2462-2466.
摘要:
基于枝晶生长的基本传输过程和元胞自动机(Cellular Automaton，简称CA)-有限元(Finite Element，简称FE)模型基本原理，建立了适应双辊连续铸轧纯铝薄带工艺特点的凝固过程形核和晶体生长的数学模型。模型耦合了宏观温度场和微观组织模拟计算，考虑了溶质扩散、曲率过冷和潜热释放等重要因素的影响，能够模拟凝固过程中枝晶生长的形态。应用本模型对双辊连续铸轧纯铝薄带凝固过程中等轴晶生长、等轴晶多晶粒生长及柱状晶生长、柱状晶向等轴晶演化进行模拟并与实验结果进行对比，模拟结果与实验结果吻合较好
基于枝晶生长的基本传输过程和元胞自动机(Cellular Automaton，简称CA)-有限元(Finite Element，简称FE)模型基本原理，建立了适应双辊连续铸轧纯铝薄带工艺特点的凝固过程形核和晶体生长的数学模型。模型耦合了宏观温度场和微观组织模拟计算，考虑了溶质扩散、曲率过冷和潜热释放等重要因素的影响，能够模拟凝固过程中枝晶生长的形态。应用本模型对双辊连续铸轧纯铝薄带凝固过程中等轴晶生长、等轴晶多晶粒生长及柱状晶生长、柱状晶向等轴晶演化进行模拟并与实验结果进行对比，模拟结果与实验结果吻合较好
2013, 42(12):2467-2471.
摘要:
研究表明：在620 ℃煅烧后，模板除去，TiO2形成。产物主要由TiO2 和少量的H2Ti3O7组成。得到的产物的比表面积为252.6 m2/g。P-C-I测试结果表明，30 ℃时TiO2显示可逆的吸/放氢过程。在吸/放氢过程中，化学键发生微小的偏移，表明氢可能和OH基团发生反应。随着吸/放氢循环的增加以及比表面积的明显的降低，多孔/中空TiO2坍塌。同时，随着温度的升高，化学吸附量增加，吸氢量升高
研究表明：在620 ℃煅烧后，模板除去，TiO2形成。产物主要由TiO2 和少量的H2Ti3O7组成。得到的产物的比表面积为252.6 m2/g。P-C-I测试结果表明，30 ℃时TiO2显示可逆的吸/放氢过程。在吸/放氢过程中，化学键发生微小的偏移，表明氢可能和OH基团发生反应。随着吸/放氢循环的增加以及比表面积的明显的降低，多孔/中空TiO2坍塌。同时，随着温度的升高，化学吸附量增加，吸氢量升高
2013, 42(12):2472-2476.
摘要:
利用HRTEM研究了复合添加Cr、Ce和Sb的Mg-8Zn-1Cu合金的时效微观组织。结果表明：在160 ℃经8 h时效的实验合金时效初期存在较高的硬化速率，其微观组织中存在层错和位错等缺陷，Moiré条纹，与基体共格且无明显边界的短杆状预沉淀相和在三叉晶界交合处析出的沉淀相；经20 h时效处理后达到峰值硬度945 MPa，其微观组织中存在大量短杆状-MgZn2相，块状-MgZn2相和粒状沉淀相；经48 h时效处理后，其微观组织中存在大量沿[0001]α方向生长的长条状沉淀相和弥散分布的粒状沉淀相，与Mg-8Zn-1Cu合金相比长条状沉淀相的尺寸明显减小
利用HRTEM研究了复合添加Cr、Ce和Sb的Mg-8Zn-1Cu合金的时效微观组织。结果表明：在160 ℃经8 h时效的实验合金时效初期存在较高的硬化速率，其微观组织中存在层错和位错等缺陷，Moiré条纹，与基体共格且无明显边界的短杆状预沉淀相和在三叉晶界交合处析出的沉淀相；经20 h时效处理后达到峰值硬度945 MPa，其微观组织中存在大量短杆状-MgZn2相，块状-MgZn2相和粒状沉淀相；经48 h时效处理后，其微观组织中存在大量沿[0001]α方向生长的长条状沉淀相和弥散分布的粒状沉淀相，与Mg-8Zn-1Cu合金相比长条状沉淀相的尺寸明显减小
2013, 42(12):2477-2480.
摘要:
基于密度泛函理论框架下的第一性原理，采用平面波赝势方法计算和分析了单层MoS2的电子结构及其光学性质，得到了单层MoS2的能带结构、电子态密度、光吸收谱、反射谱、能量损失谱、光学常数谱和介电函数谱。计算结果显示：单层MoS2具有直接带隙能带结构，禁带宽度为1.726 eV；同时发现，单层MoS2对可见到紫外区域的光子具有很强的吸收，最大吸收系数为1.98′105 cm-1。分析表明，单层MoS2适合被用于制作微电子和光电子器件，尤其是在紫外探测器应用方面具有潜在的应用前景
基于密度泛函理论框架下的第一性原理，采用平面波赝势方法计算和分析了单层MoS2的电子结构及其光学性质，得到了单层MoS2的能带结构、电子态密度、光吸收谱、反射谱、能量损失谱、光学常数谱和介电函数谱。计算结果显示：单层MoS2具有直接带隙能带结构，禁带宽度为1.726 eV；同时发现，单层MoS2对可见到紫外区域的光子具有很强的吸收，最大吸收系数为1.98′105 cm-1。分析表明，单层MoS2适合被用于制作微电子和光电子器件，尤其是在紫外探测器应用方面具有潜在的应用前景
2013, 42(12):2481-2485.
摘要:
本实验借助于XRF、OM、XRD、SEM 等测试方法对铸态合金Mg-5Sn-xEr (x=0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 4, 6, 8, 10 )进行了研究，结果发现稀土Er对合金的晶粒有明显的细化，还可以抑制圆盘状Mg2Sn相的形成，促进不规则形状稀土相的形成，因此稀土Er对铸态Mg-5Sn合金的显微组织及物相有显著影响。本工作通过对合金的衍射谱线进行了全谱拟合，计算了不同合金中的α-Mg固溶体的晶格常数，并在此基础上用 Vegard’ Law分别计算出Er在α-Mg基体中a，c轴方向的的固溶度大小，结果表明在a轴方向的计算结果更为合理
本实验借助于XRF、OM、XRD、SEM 等测试方法对铸态合金Mg-5Sn-xEr (x=0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 4, 6, 8, 10 )进行了研究，结果发现稀土Er对合金的晶粒有明显的细化，还可以抑制圆盘状Mg2Sn相的形成，促进不规则形状稀土相的形成，因此稀土Er对铸态Mg-5Sn合金的显微组织及物相有显著影响。本工作通过对合金的衍射谱线进行了全谱拟合，计算了不同合金中的α-Mg固溶体的晶格常数，并在此基础上用 Vegard’ Law分别计算出Er在α-Mg基体中a，c轴方向的的固溶度大小，结果表明在a轴方向的计算结果更为合理
2013, 42(12):2486-2489.
摘要:
LiFePO4具有优良的综合电化学性能，然而它的高倍率性能较差。为了提高其导电性能，进而改善高倍率电化学性能，利用高导电性Ti3SiC2来改性LiFePO4。采用球磨法将Ti3SiC2与LiFePO4进行均匀混合，研究Ti3SiC2添加量对LiFePO4电化学性能的影响。当Ti3SiC2质量分数为4%时，电化学综合性能最好。1、2、5 C的放电容量分别为131.7、119.6、97.4 mAh·g?1，而不加Ti3SiC2试样在相应倍率的放电容量仅为120.8、101.9、64.0 mAh·g?1；恒电位阶跃测试表明添加4% Ti3SiC2使锂离子的扩散速率从8.5×10?11 cm2·s?1提高到8.2×10?10 cm2·s?1；交流阻抗和循环伏安测试还发现Ti3SiC2的加入降低了电荷转移电阻，提高了电极材料的可逆性，从而改善了充放电过程中的动力学限制，提高了高倍率下的放电容量
LiFePO4具有优良的综合电化学性能，然而它的高倍率性能较差。为了提高其导电性能，进而改善高倍率电化学性能，利用高导电性Ti3SiC2来改性LiFePO4。采用球磨法将Ti3SiC2与LiFePO4进行均匀混合，研究Ti3SiC2添加量对LiFePO4电化学性能的影响。当Ti3SiC2质量分数为4%时，电化学综合性能最好。1、2、5 C的放电容量分别为131.7、119.6、97.4 mAh·g?1，而不加Ti3SiC2试样在相应倍率的放电容量仅为120.8、101.9、64.0 mAh·g?1；恒电位阶跃测试表明添加4% Ti3SiC2使锂离子的扩散速率从8.5×10?11 cm2·s?1提高到8.2×10?10 cm2·s?1；交流阻抗和循环伏安测试还发现Ti3SiC2的加入降低了电荷转移电阻，提高了电极材料的可逆性，从而改善了充放电过程中的动力学限制，提高了高倍率下的放电容量
2013, 42(12):2490-2493.
摘要:
采用成熟工艺制备了N型、P型调制掺杂型Si80Ge20基固溶体合金及等化学计量比的均匀掺杂型Si80Ge20基固溶体合金，重点研究了两类固溶体合金的热电性能。结果表明：温度为773 K时，N型系列、P型系列，调制掺杂型固溶体合金较均匀掺杂型的功率因子分别提高了13.6%和49.2%，热电优值ZT分别提高了7.9%和12.9%
采用成熟工艺制备了N型、P型调制掺杂型Si80Ge20基固溶体合金及等化学计量比的均匀掺杂型Si80Ge20基固溶体合金，重点研究了两类固溶体合金的热电性能。结果表明：温度为773 K时，N型系列、P型系列，调制掺杂型固溶体合金较均匀掺杂型的功率因子分别提高了13.6%和49.2%，热电优值ZT分别提高了7.9%和12.9%
2013, 42(12):2494-2498.
摘要:
采用SEM、TEM和化学相分析等手段研究了一种新型Ni-Cr-Mo高强耐蚀合金中碳化物的热稳定性，结果表明：标准热处理态下的新合金由大小不均匀的等轴晶组成，其中的碳化物主要为聚集分布的颗粒状Mo6C。在600 ℃时效时，Mo6C相的形态、尺寸和数量均无明显变化，这表明它在该温度下具有较好的热稳定性。但在650 ℃时效时，随着时效时间的延长，Mo6C相的形态将逐渐由颗粒状向片状转变，当时效时间超过500 h后，它将逐渐溶解，与此同时条状的Cr23C6相将在合金晶界逐渐析出。这表明Mo6C相在该温度下是不稳定的，故新合金的使用温度应低于650 ℃
采用SEM、TEM和化学相分析等手段研究了一种新型Ni-Cr-Mo高强耐蚀合金中碳化物的热稳定性，结果表明：标准热处理态下的新合金由大小不均匀的等轴晶组成，其中的碳化物主要为聚集分布的颗粒状Mo6C。在600 ℃时效时，Mo6C相的形态、尺寸和数量均无明显变化，这表明它在该温度下具有较好的热稳定性。但在650 ℃时效时，随着时效时间的延长，Mo6C相的形态将逐渐由颗粒状向片状转变，当时效时间超过500 h后，它将逐渐溶解，与此同时条状的Cr23C6相将在合金晶界逐渐析出。这表明Mo6C相在该温度下是不稳定的，故新合金的使用温度应低于650 ℃
2013, 42(12):2499-2503.
摘要:
采用HF-4工业用横流CO2激光照射Fe32Mn3Al7Cr反铁磁精密电阻合金，进行激光表面熔凝抗腐蚀改性。研究Fe32Mn3Al7Cr合金激光熔凝层的显微组织、相结构，显微硬度和抗蚀性。合金激光熔凝层具有细密均匀的单相奥氏体组织，依次由细小等轴胞状组织区、柱状组织区与热影响区组成，熔凝层厚度约为650 mm。激光熔凝层的显微硬度HV0.5 N约为16 GPa，较合金基体提高1倍。在1 mol/L Na2SO4溶液中，激光熔凝层距表面深度100和350 μm的阳极极化曲线，均呈现无活化-钝化转变区的自钝化特征，自腐蚀电位Ecorr由原始合金的–658 mV(SCE) 分别增至–420和–478 mV(SCE)，致钝电流密度ipp由2.9 μA/cm2分别降至1.3和1.0 μA/cm2，等轴胞状组织和柱状组织的激光熔凝层具有相近的抗均匀腐蚀性能。在pH=14的0.1 mol/L NaCl 溶液中，激光熔凝层的阳极极化曲线由原始合金的钝化-孔蚀击穿过程转变为钝化-过钝化溶解过程，无孔蚀发生。激光熔凝层在1 mol/L Na2SO4溶液中的电化学阻抗谱(EIS)，较原始合金的容抗弧直径及|Z|值增加，相位角平台变宽，利用等效电路Rs-(Rt//CPE)拟合的激光熔凝层的极化电阻Rt由原始合金的13.8 kΩ·cm2增至38.7 kΩ·cm2，计算的有效电容CB则由32.5 μF/cm2降至19.7 μF/cm2。连续激光熔凝改性的Fe32Mn3Al7Cr反铁磁精密电阻合金的抗蚀性显著提高
采用HF-4工业用横流CO2激光照射Fe32Mn3Al7Cr反铁磁精密电阻合金，进行激光表面熔凝抗腐蚀改性。研究Fe32Mn3Al7Cr合金激光熔凝层的显微组织、相结构，显微硬度和抗蚀性。合金激光熔凝层具有细密均匀的单相奥氏体组织，依次由细小等轴胞状组织区、柱状组织区与热影响区组成，熔凝层厚度约为650 mm。激光熔凝层的显微硬度HV0.5 N约为16 GPa，较合金基体提高1倍。在1 mol/L Na2SO4溶液中，激光熔凝层距表面深度100和350 μm的阳极极化曲线，均呈现无活化-钝化转变区的自钝化特征，自腐蚀电位Ecorr由原始合金的–658 mV(SCE) 分别增至–420和–478 mV(SCE)，致钝电流密度ipp由2.9 μA/cm2分别降至1.3和1.0 μA/cm2，等轴胞状组织和柱状组织的激光熔凝层具有相近的抗均匀腐蚀性能。在pH=14的0.1 mol/L NaCl 溶液中，激光熔凝层的阳极极化曲线由原始合金的钝化-孔蚀击穿过程转变为钝化-过钝化溶解过程，无孔蚀发生。激光熔凝层在1 mol/L Na2SO4溶液中的电化学阻抗谱(EIS)，较原始合金的容抗弧直径及|Z|值增加，相位角平台变宽，利用等效电路Rs-(Rt//CPE)拟合的激光熔凝层的极化电阻Rt由原始合金的13.8 kΩ·cm2增至38.7 kΩ·cm2，计算的有效电容CB则由32.5 μF/cm2降至19.7 μF/cm2。连续激光熔凝改性的Fe32Mn3Al7Cr反铁磁精密电阻合金的抗蚀性显著提高
2013, 42(12):2504-2508.
摘要:
采用高真空电弧熔炼和高能球磨相结合的方法制备 Dy-Fe-Co 和 Dy-Fe-Co-Al合金微粉，利用X射线衍射技术（XRD）、扫描电镜分析方法（SEM）和矢量网络分析仪对合金粉的相结构、颗粒形貌和吸波性能进行分析。研究发现：随着Dy的添加，DyxFe90-xCo10(x=6, 9, 12)合金的吸收峰从低频向高频移动；在低频端，Dy6Fe84Co10合金的微波吸收性能优于其他合金，在d=1.8 mm厚度下，其吸收峰出现在3.6 GHz处，峰值达到 –6.7 dB；Al的适当添加可有效改善Fe-Co合金在低频端的微波吸收性能。在d=1.8 mm厚度下，Dy12Fe70Co10Al8合金的吸收峰在5.4 GHz处，峰值达到 –9.2 dB，在3~6 GHz频率范围内其微波吸收性能优于Dy12Fe78Co10合金
采用高真空电弧熔炼和高能球磨相结合的方法制备 Dy-Fe-Co 和 Dy-Fe-Co-Al合金微粉，利用X射线衍射技术（XRD）、扫描电镜分析方法（SEM）和矢量网络分析仪对合金粉的相结构、颗粒形貌和吸波性能进行分析。研究发现：随着Dy的添加，DyxFe90-xCo10(x=6, 9, 12)合金的吸收峰从低频向高频移动；在低频端，Dy6Fe84Co10合金的微波吸收性能优于其他合金，在d=1.8 mm厚度下，其吸收峰出现在3.6 GHz处，峰值达到 –6.7 dB；Al的适当添加可有效改善Fe-Co合金在低频端的微波吸收性能。在d=1.8 mm厚度下，Dy12Fe70Co10Al8合金的吸收峰在5.4 GHz处，峰值达到 –9.2 dB，在3~6 GHz频率范围内其微波吸收性能优于Dy12Fe78Co10合金
2013, 42(12):2509-2512.
摘要:
采用快淬法制备了镨基(Nd,Pr)10.5-xDyxFe83.5B6 (x=0，1，2)系列粘结磁体，测定了快淬条带晶化转变温度，研究了添加Dy元素对快淬合金条带晶化转变温度的影响。合金中添加Dy元素，快淬态条带晶化过程中非晶态向晶态转变的开始温度及结束温度提高，转变的温度区间增大。由于热稳定性的提高，条带晶化退火需要采用较高的温度。添加2%Dy元素的(Nd,Pr)8.5Dy2Fe83.5B6合金，最佳退火温度比 (Nd,Pr)9.5Dy1Fe83.5B6和(Nd,Pr)10.5Fe83.5B6分别提高了15和30 ℃。添加Dy元素的粘结磁体，内禀矫顽力Hcj增加，但剩磁Br下降，实验制备的(Nd,Pr)9.5Dy1Fe83.5B6合金磁体的磁性能为Br=0.638 T，Hcj=611 kA/m，(BH)m=71.6 kJ/m3
采用快淬法制备了镨基(Nd,Pr)10.5-xDyxFe83.5B6 (x=0，1，2)系列粘结磁体，测定了快淬条带晶化转变温度，研究了添加Dy元素对快淬合金条带晶化转变温度的影响。合金中添加Dy元素，快淬态条带晶化过程中非晶态向晶态转变的开始温度及结束温度提高，转变的温度区间增大。由于热稳定性的提高，条带晶化退火需要采用较高的温度。添加2%Dy元素的(Nd,Pr)8.5Dy2Fe83.5B6合金，最佳退火温度比 (Nd,Pr)9.5Dy1Fe83.5B6和(Nd,Pr)10.5Fe83.5B6分别提高了15和30 ℃。添加Dy元素的粘结磁体，内禀矫顽力Hcj增加，但剩磁Br下降，实验制备的(Nd,Pr)9.5Dy1Fe83.5B6合金磁体的磁性能为Br=0.638 T，Hcj=611 kA/m，(BH)m=71.6 kJ/m3
2013, 42(12):2513-2518.
摘要:
采用机械球磨法制备Mg17Al12合金，系统研究了球磨时间对Mg17Al12形成过程的影响；并以球磨12 h的Mg17Al12合金为基体，添加5%、10%（质量分数）的Ni、Cu单质，通过机械球磨对合金进行表面复相改性。采用P-C-T测试仪测定合金的储氢性能，研究添加不同质量分数的单质对Mg17Al12合金储氢性能的影响。结果表明：球磨12 h Mg17Al12的吸氢速率较慢，吸氢时间较长，需在1400 min达到最大吸氢量为4.1%（质量分数），接近其理论吸氢量4.4%，Mg17Al12的吸放氢过程是可逆的。Cu对Mg17Al12进行表面复相改性，可以显著改善其吸氢动力学性能，添加5%Cu和10%Cu的合金在623 K，240 min的吸氢量分别为4.07%和3.9%。经过Cu和Ni复相改性后的Mg17Al12具有较好的放氢性能，添加5%Cu合金在553 K放出3%的氢气。Ni对Mg17Al12进行表面复相改性，对其性能有一定的提高，但是和Cu相比，并不明显
采用机械球磨法制备Mg17Al12合金，系统研究了球磨时间对Mg17Al12形成过程的影响；并以球磨12 h的Mg17Al12合金为基体，添加5%、10%（质量分数）的Ni、Cu单质，通过机械球磨对合金进行表面复相改性。采用P-C-T测试仪测定合金的储氢性能，研究添加不同质量分数的单质对Mg17Al12合金储氢性能的影响。结果表明：球磨12 h Mg17Al12的吸氢速率较慢，吸氢时间较长，需在1400 min达到最大吸氢量为4.1%（质量分数），接近其理论吸氢量4.4%，Mg17Al12的吸放氢过程是可逆的。Cu对Mg17Al12进行表面复相改性，可以显著改善其吸氢动力学性能，添加5%Cu和10%Cu的合金在623 K，240 min的吸氢量分别为4.07%和3.9%。经过Cu和Ni复相改性后的Mg17Al12具有较好的放氢性能，添加5%Cu合金在553 K放出3%的氢气。Ni对Mg17Al12进行表面复相改性，对其性能有一定的提高，但是和Cu相比，并不明显
2013, 42(12):2519-2524.
摘要:
基于第一原理计算方法，通过比较Co、Pd合金化前、后NiTiNb合金能态、电子、态密度等微观结构变化，表征和评判了Co、Pd掺杂对NiTiNb合金相变的影响，结果表明：Co元素在NiTi和NiTi(Nb)相取代Ni位的结合能和形成焓小于其取代Ti位，表明Co元素将以取代Ni位形式固溶，Mulliken布居和电子密度计算显示，Co固溶后将与最近邻Ti原子形成强键作用，导致Co周围Ti原子活性降低，Ni/Ti原子比升高，所以Co合金化后NiTiNb合金Ms反而降低。对于Pd元素，虽然其取代Ti位的形成焓略小于取代Ni位，但NiTi(Pd→Ni)和NiTi(Nb)(Pd→Ni)的结合能均小于Pd取代Ti位，同时Pd→Ni位后固溶相的Fermi能级处电子数减少，Pd成键峰峰值更高、峰型更集中，所以Pd以置换Ni位更稳定，Ni/Ti原子比降低，NiTiNb合金Ms升高
基于第一原理计算方法，通过比较Co、Pd合金化前、后NiTiNb合金能态、电子、态密度等微观结构变化，表征和评判了Co、Pd掺杂对NiTiNb合金相变的影响，结果表明：Co元素在NiTi和NiTi(Nb)相取代Ni位的结合能和形成焓小于其取代Ti位，表明Co元素将以取代Ni位形式固溶，Mulliken布居和电子密度计算显示，Co固溶后将与最近邻Ti原子形成强键作用，导致Co周围Ti原子活性降低，Ni/Ti原子比升高，所以Co合金化后NiTiNb合金Ms反而降低。对于Pd元素，虽然其取代Ti位的形成焓略小于取代Ni位，但NiTi(Pd→Ni)和NiTi(Nb)(Pd→Ni)的结合能均小于Pd取代Ti位，同时Pd→Ni位后固溶相的Fermi能级处电子数减少，Pd成键峰峰值更高、峰型更集中，所以Pd以置换Ni位更稳定，Ni/Ti原子比降低，NiTiNb合金Ms升高
2013, 42(12):2525-2529.
摘要:
采用气相二氧化硅法制备了LaNi4.25Al0.75/SiO2复合材料，研究了该复合材料表面形貌以及氢中微量CO对LaNi4.25Al0.75合金及LaNi4.25Al0.75/SiO2复合材料吸氢动力学性能的影响。结果表明：合金被毒化后，在表面生成含NiO、La(OH)3、La2O3、Al(OH)3的氧化层，并且吸附大量CO，导致合金的吸氢量减少，动力学变慢。表面包覆SiO2可显著改善合金抗毒化性能
采用气相二氧化硅法制备了LaNi4.25Al0.75/SiO2复合材料，研究了该复合材料表面形貌以及氢中微量CO对LaNi4.25Al0.75合金及LaNi4.25Al0.75/SiO2复合材料吸氢动力学性能的影响。结果表明：合金被毒化后，在表面生成含NiO、La(OH)3、La2O3、Al(OH)3的氧化层，并且吸附大量CO，导致合金的吸氢量减少，动力学变慢。表面包覆SiO2可显著改善合金抗毒化性能
2013, 42(12):2530-2535.
摘要:
用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）及显微硬度仪研究了Sc含量对Al-5.5Mg-0.5Mn-XSc-0.1Zr (质量分数，%) (0.05≤X≤0.50)合金铸态显微组织和时效处理后二次析出相的形貌及其强化作用的影响。结果表明：当Sc含量少于0.09%（质量分数，下同）时，凝固过程中无含Sc相析出，铸锭组织为柱状树枝晶，时效后强化作用有限；当Sc含量在0.16%~0.23%时，凝固过程中析出少量初生及共晶Al3(Sc, Zr)相，这既能够细化晶粒，又不影响时效后二次析出相的热稳定性，时效后合金的硬度也较高；而Sc含量过高（X≥0.23）时，合金中初生和共晶Al3(Sc, Zr)相的含量增多，虽然也能够细化晶粒，但凝固后基体中固溶的Zr含量也会随之降低，导致二次Al3(Sc, Zr)相的热稳定性降低，450 ℃时效24 h后二次析出相粗化严重，强化作用很弱
用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）及显微硬度仪研究了Sc含量对Al-5.5Mg-0.5Mn-XSc-0.1Zr (质量分数，%) (0.05≤X≤0.50)合金铸态显微组织和时效处理后二次析出相的形貌及其强化作用的影响。结果表明：当Sc含量少于0.09%（质量分数，下同）时，凝固过程中无含Sc相析出，铸锭组织为柱状树枝晶，时效后强化作用有限；当Sc含量在0.16%~0.23%时，凝固过程中析出少量初生及共晶Al3(Sc, Zr)相，这既能够细化晶粒，又不影响时效后二次析出相的热稳定性，时效后合金的硬度也较高；而Sc含量过高（X≥0.23）时，合金中初生和共晶Al3(Sc, Zr)相的含量增多，虽然也能够细化晶粒，但凝固后基体中固溶的Zr含量也会随之降低，导致二次Al3(Sc, Zr)相的热稳定性降低，450 ℃时效24 h后二次析出相粗化严重，强化作用很弱
2013, 42(12):2536-2540.
摘要:
研究了Cu/Al复合添加对(Pr, Nd)12.8Dy1.0FebalNb0.1B6.0 (at%)烧结磁体抗腐蚀性和磁性的影响。结果表明：添加0.6 at% Al和0.2 at% Cu时磁体的抗腐蚀性最强，磁体在0.001 mol/L HCl溶液中的腐蚀电流密度从46.90 μA·cm-2降低到11.14 μA·cm-2，在湿热环境中腐蚀100 h的质量损失从13.2 mg·cm-2降低到0.4 mg·cm-2。抗腐蚀性的提高源于Cu和Al对富(Pr, Nd)晶界相化学稳定性的提高及其分布状况的改善。同时，Cu/Al对烧结NdFeB晶界结构的优化也有利于磁体磁性能的提高
研究了Cu/Al复合添加对(Pr, Nd)12.8Dy1.0FebalNb0.1B6.0 (at%)烧结磁体抗腐蚀性和磁性的影响。结果表明：添加0.6 at% Al和0.2 at% Cu时磁体的抗腐蚀性最强，磁体在0.001 mol/L HCl溶液中的腐蚀电流密度从46.90 μA·cm-2降低到11.14 μA·cm-2，在湿热环境中腐蚀100 h的质量损失从13.2 mg·cm-2降低到0.4 mg·cm-2。抗腐蚀性的提高源于Cu和Al对富(Pr, Nd)晶界相化学稳定性的提高及其分布状况的改善。同时，Cu/Al对烧结NdFeB晶界结构的优化也有利于磁体磁性能的提高
2013, 42(12):2541-2546.
摘要:
在热模拟试验机上对铸态组织的阻燃钛合金（Ti-35V-15Cr-Si-C）进行了等温恒应变速率热压缩试验，温度范围为900~1200 ℃，应变速率范围为10-3~1 s-1，测试了其真应力-真应变曲线并对曲线上的应力σ突降进行了解释。基于动态材料模型建立了合金的热加工图，结合微观组织观察，确定了3个不同区域的高温变形机制：温度900~1030 ℃、应变速率小于0.1 s-1时，变形机制为动态回复和连续动态再结晶；温度大于1030 ℃、应变速率小于0.1 s-1时，功率耗散效率η出现峰值，除了动态回复和连续动态再结晶，还出现碳化物溶解现象；高应变速率（大致在0.01~1 s-1之间）区，是合金的变形失稳区域，较低温度时失稳机制为局部流动，高温失稳与碳化物溶解有关，=1 s-1时组织演变特征是项链状动态再结晶
在热模拟试验机上对铸态组织的阻燃钛合金（Ti-35V-15Cr-Si-C）进行了等温恒应变速率热压缩试验，温度范围为900~1200 ℃，应变速率范围为10-3~1 s-1，测试了其真应力-真应变曲线并对曲线上的应力σ突降进行了解释。基于动态材料模型建立了合金的热加工图，结合微观组织观察，确定了3个不同区域的高温变形机制：温度900~1030 ℃、应变速率小于0.1 s-1时，变形机制为动态回复和连续动态再结晶；温度大于1030 ℃、应变速率小于0.1 s-1时，功率耗散效率η出现峰值，除了动态回复和连续动态再结晶，还出现碳化物溶解现象；高应变速率（大致在0.01~1 s-1之间）区，是合金的变形失稳区域，较低温度时失稳机制为局部流动，高温失稳与碳化物溶解有关，=1 s-1时组织演变特征是项链状动态再结晶
2013, 42(12):2547-2552.
摘要:
采用液态金属冷却高梯度定向凝固技术，在2~400 μm/s的抽拉速率范围内对镍基单晶高温合金DD6的凝固组织、偏析和g/g ′共晶组织演化进行了研究。采用电子探针微区分析（EPMA）定量分析了溶质元素的微观偏析行为，讨论了溶质元素偏析及枝晶间距对共晶组织演化的影响。结果表明：随着抽拉速率增大，共晶体积分数先增多后减少。在较低的冷却速率下，固相反扩散能够减轻微观偏析，从而减少共晶体积分数，而在高的冷却速率下，固相反扩散的作用被严重削弱，枝晶间距减小对减少共晶体积分数起到了十分重要的作用
采用液态金属冷却高梯度定向凝固技术，在2~400 μm/s的抽拉速率范围内对镍基单晶高温合金DD6的凝固组织、偏析和g/g ′共晶组织演化进行了研究。采用电子探针微区分析（EPMA）定量分析了溶质元素的微观偏析行为，讨论了溶质元素偏析及枝晶间距对共晶组织演化的影响。结果表明：随着抽拉速率增大，共晶体积分数先增多后减少。在较低的冷却速率下，固相反扩散能够减轻微观偏析，从而减少共晶体积分数，而在高的冷却速率下，固相反扩散的作用被严重削弱，枝晶间距减小对减少共晶体积分数起到了十分重要的作用
2013, 42(12):2553-2557.
摘要:
采用非自耗真空电弧熔炼方法制备Zr-0.4Fe-1.0Cr-xMo (x=0，0.2，0.4，0.6)合金材料，研究了该锆合金在室温下及350 ℃下的拉伸性能。Zr-0.4Fe-1.0Cr-xMo合金的强度高于Zr-1.0Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cr合金。室温下，合金的抗拉伸强度随着Mo含量的增加而降低，而350 ℃下，合金的抗拉伸强度随着Mo含量的增加而升高，Mo 对Zr-0.4Fe-1.0Cr合金有明显的高温强化作用。形变强化指数n值随Mo含量的变化趋势与屈服强度的变化趋势相反。Mo含量对Zr-0.4Fe-1.0Cr-xMo合金拉伸性能的影响与Mo的添加引起第二相粒子特征的变化密切相关
采用非自耗真空电弧熔炼方法制备Zr-0.4Fe-1.0Cr-xMo (x=0，0.2，0.4，0.6)合金材料，研究了该锆合金在室温下及350 ℃下的拉伸性能。Zr-0.4Fe-1.0Cr-xMo合金的强度高于Zr-1.0Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cr合金。室温下，合金的抗拉伸强度随着Mo含量的增加而降低，而350 ℃下，合金的抗拉伸强度随着Mo含量的增加而升高，Mo 对Zr-0.4Fe-1.0Cr合金有明显的高温强化作用。形变强化指数n值随Mo含量的变化趋势与屈服强度的变化趋势相反。Mo含量对Zr-0.4Fe-1.0Cr-xMo合金拉伸性能的影响与Mo的添加引起第二相粒子特征的变化密切相关
2013, 42(12):2558-2562.
摘要:
采用ProCAST & CAFE模型，模拟了选晶法制备镍基单晶高温合金DD3过程中的晶粒组织演化。结果表明，选晶器引晶段的主要作用是优化晶粒取向，随着距引晶段底部距离的增加，<001>晶向与热流方向偏离角较大的晶粒逐渐被淘汰，到达距引晶段底部26 mm处时，<001>取向的晶粒与热流方向之间的夹角平均值小于10°。螺旋选晶段的主要作用是获得单一晶粒，其对晶粒的取向没有优化作用。螺旋选晶过程中，靠近螺旋通道外侧的晶粒因受到螺旋通道较强的几何阻碍逐渐失去生长空间，而靠近螺旋通道内侧的晶粒通常被选为最终的单晶。螺旋选晶段对晶粒的选择或淘汰与该晶粒在螺旋通道内所处的位置（螺旋通道的内侧或外侧）有密切关系，而与晶粒的晶体学取向没有必然联系
采用ProCAST & CAFE模型，模拟了选晶法制备镍基单晶高温合金DD3过程中的晶粒组织演化。结果表明，选晶器引晶段的主要作用是优化晶粒取向，随着距引晶段底部距离的增加，<001>晶向与热流方向偏离角较大的晶粒逐渐被淘汰，到达距引晶段底部26 mm处时，<001>取向的晶粒与热流方向之间的夹角平均值小于10°。螺旋选晶段的主要作用是获得单一晶粒，其对晶粒的取向没有优化作用。螺旋选晶过程中，靠近螺旋通道外侧的晶粒因受到螺旋通道较强的几何阻碍逐渐失去生长空间，而靠近螺旋通道内侧的晶粒通常被选为最终的单晶。螺旋选晶段对晶粒的选择或淘汰与该晶粒在螺旋通道内所处的位置（螺旋通道的内侧或外侧）有密切关系，而与晶粒的晶体学取向没有必然联系
2013, 42(12):2563-2569.
摘要:
利用炭热还原法合成了橄榄石型LiFe1-xNixPO4/C (x=0.0，0.1，0.3，0.5) 正极材料，并系统研究了Ni2+替代对材料电化学性能的影响。充放电循环、循环伏安和交流阻抗测试，结果表明Ni2+替代部分Fe2+可以显著改善LiFePO4材料的电化学性能。在0.2 C (1 C=170.0 mA·g-1)电流密度下，LiFe0.9Ni0.1PO4/C的放电比容量达到160 mAh·g-1。LiFe1-xNixPO4/C电化学性能的改善归因于材料电导率的提高和电荷传输电阻的降低。利用第一性原理对LiFe1-xNixPO4/C的电子结构进行了研究，结果表明Ni2+的铁位替代能够提高体系的电子电导性。LiFe0.875Ni0.125PO4的结构最稳定，带隙最小，导电性能最好
利用炭热还原法合成了橄榄石型LiFe1-xNixPO4/C (x=0.0，0.1，0.3，0.5) 正极材料，并系统研究了Ni2+替代对材料电化学性能的影响。充放电循环、循环伏安和交流阻抗测试，结果表明Ni2+替代部分Fe2+可以显著改善LiFePO4材料的电化学性能。在0.2 C (1 C=170.0 mA·g-1)电流密度下，LiFe0.9Ni0.1PO4/C的放电比容量达到160 mAh·g-1。LiFe1-xNixPO4/C电化学性能的改善归因于材料电导率的提高和电荷传输电阻的降低。利用第一性原理对LiFe1-xNixPO4/C的电子结构进行了研究，结果表明Ni2+的铁位替代能够提高体系的电子电导性。LiFe0.875Ni0.125PO4的结构最稳定，带隙最小，导电性能最好
2013, 42(12):2570-2575.
摘要:
采用亚晶格模型，辅助以第一性原理总能计算，研究了L12结构的Co3Ti基金属间化合物中元素的占位有序化行为。结果表明，Co3Ti化学计量比合金呈现完全有序化；对于xCo/xTi为3:1的Co72Ti24M4合金，第3合金组元M为Si或Ta时，M与Ti共同占据1a位置，M为Cu、Ni、Pd、Rh、V或W时，M与Co占据3c位置，而当M为Al、Cr、Ge、Mn、Sc或Y时，M在1a和3c位置的占位分数相同，这些元素的占位行为均不受温度影响；而当M为Fe、Hf、Mo、Nb、Ru和Zr的占位情况随温度发生变化。随原子核外层电子的增加，原子占位逐渐倾向于从1a亚晶格转向3c位置。亦预测了xCo/xTi偏离3:1的部分合金的占位分数随合金成分和温度的变化细节，预测结果与文献进行了比较，并澄清了文献上的分歧
采用亚晶格模型，辅助以第一性原理总能计算，研究了L12结构的Co3Ti基金属间化合物中元素的占位有序化行为。结果表明，Co3Ti化学计量比合金呈现完全有序化；对于xCo/xTi为3:1的Co72Ti24M4合金，第3合金组元M为Si或Ta时，M与Ti共同占据1a位置，M为Cu、Ni、Pd、Rh、V或W时，M与Co占据3c位置，而当M为Al、Cr、Ge、Mn、Sc或Y时，M在1a和3c位置的占位分数相同，这些元素的占位行为均不受温度影响；而当M为Fe、Hf、Mo、Nb、Ru和Zr的占位情况随温度发生变化。随原子核外层电子的增加，原子占位逐渐倾向于从1a亚晶格转向3c位置。亦预测了xCo/xTi偏离3:1的部分合金的占位分数随合金成分和温度的变化细节，预测结果与文献进行了比较，并澄清了文献上的分歧
2013, 42(12):2576-2580.
摘要:
为了研究7075铝合金对AZ91镁合金组织与性能的影响，采用光学显微镜、扫描电镜、X 射线衍射仪、万能材料试验机研究了AZ91镁合金的显微组织与力学性能。结果表明：向AZ91镁合金中加入7075铝合金可使该合金的铸态组织明显细化，当7075铝合金含量超过4%（质量分数，下同）时，AZ91镁合金铸态组织中Mg17Al12相数量明显减少，并且组织中生成了Al6Mn新相。合金抗拉强度与延伸率随着7075铝合金加入量的增加而提高，当7075铝合金的加入达到4%，其抗拉强度与延伸率达到最大值，分别为186 MPa和8.2%
为了研究7075铝合金对AZ91镁合金组织与性能的影响，采用光学显微镜、扫描电镜、X 射线衍射仪、万能材料试验机研究了AZ91镁合金的显微组织与力学性能。结果表明：向AZ91镁合金中加入7075铝合金可使该合金的铸态组织明显细化，当7075铝合金含量超过4%（质量分数，下同）时，AZ91镁合金铸态组织中Mg17Al12相数量明显减少，并且组织中生成了Al6Mn新相。合金抗拉强度与延伸率随着7075铝合金加入量的增加而提高，当7075铝合金的加入达到4%，其抗拉强度与延伸率达到最大值，分别为186 MPa和8.2%
2013, 42(12):2581-2585.
摘要:
采用拉伸试验、电导率测试、晶间腐蚀实验、金相显微镜观察等方法研究不同时效制度对7A85高强铝合金的力学性能和晶间腐蚀性能的影响。研究结果表明：时效温度为110~140 ℃时，7A85铝合金的电导率随着时效温度的升高而增加，晶间腐蚀深度逐渐变浅，合金的抗晶间腐蚀性能提高；在120 ℃时效温度下，时效时间为30 h时达到第1个峰值硬度；在时效温度为120 ℃时，电导率随着时效时间的延长而增加，合金的晶间腐蚀深度减小，即合金的晶间腐蚀敏感性随时间的延长而降低。经过470 ℃/2 h +120 ℃/30 h时效工艺处理后，7A85铝合金的抗拉伸强度为710.3 MPa，屈服强度为655.46 MPa，伸长率为11.25 %，电导率为30.7 % IACS，平均晶间腐蚀深度为0.100 mm；该热处理制度可以使合金在保持良好力学性能的同时，有高的耐晶间腐蚀性能
采用拉伸试验、电导率测试、晶间腐蚀实验、金相显微镜观察等方法研究不同时效制度对7A85高强铝合金的力学性能和晶间腐蚀性能的影响。研究结果表明：时效温度为110~140 ℃时，7A85铝合金的电导率随着时效温度的升高而增加，晶间腐蚀深度逐渐变浅，合金的抗晶间腐蚀性能提高；在120 ℃时效温度下，时效时间为30 h时达到第1个峰值硬度；在时效温度为120 ℃时，电导率随着时效时间的延长而增加，合金的晶间腐蚀深度减小，即合金的晶间腐蚀敏感性随时间的延长而降低。经过470 ℃/2 h +120 ℃/30 h时效工艺处理后，7A85铝合金的抗拉伸强度为710.3 MPa，屈服强度为655.46 MPa，伸长率为11.25 %，电导率为30.7 % IACS，平均晶间腐蚀深度为0.100 mm；该热处理制度可以使合金在保持良好力学性能的同时，有高的耐晶间腐蚀性能
2013, 42(12):2586-2589.
摘要:
采用微弧氧化法在医用钛表面制备羟基磷灰石（HA）/壳聚糖（CS）涂层。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）仪、红外光谱（FTIR）仪分析涂层的形貌和物相，评价HA/CS涂层对成骨细胞的毒性及其在动物体内的生物活性，分析微弧氧化法制备钛基HA/CS涂层的特征及其在骨修复中应用的可能性。结果表明：微弧氧化法可在钛表面生成HA/CS涂层，厚度40±2 mm、粗糙度3.3±0.1 mm、孔隙率(30±2)%，孔隙近圆形、直径几微米到20 mm，结合强度20.5±1.1 MPa；涂层中HA与CS之间没有形成化学键，晶体HA占10%，平均粒径37 nm，非晶体HA占90%；钛基HA/CS涂层材料对成骨细胞增殖具有促进作用，无细胞毒性，在动物体内能够诱导骨小梁形成，具有高的生物活性。微弧氧化法制备的高生物活性钛基HA/CS涂层材料，在骨修复方面具有良好的应用前景
采用微弧氧化法在医用钛表面制备羟基磷灰石（HA）/壳聚糖（CS）涂层。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）仪、红外光谱（FTIR）仪分析涂层的形貌和物相，评价HA/CS涂层对成骨细胞的毒性及其在动物体内的生物活性，分析微弧氧化法制备钛基HA/CS涂层的特征及其在骨修复中应用的可能性。结果表明：微弧氧化法可在钛表面生成HA/CS涂层，厚度40±2 mm、粗糙度3.3±0.1 mm、孔隙率(30±2)%，孔隙近圆形、直径几微米到20 mm，结合强度20.5±1.1 MPa；涂层中HA与CS之间没有形成化学键，晶体HA占10%，平均粒径37 nm，非晶体HA占90%；钛基HA/CS涂层材料对成骨细胞增殖具有促进作用，无细胞毒性，在动物体内能够诱导骨小梁形成，具有高的生物活性。微弧氧化法制备的高生物活性钛基HA/CS涂层材料，在骨修复方面具有良好的应用前景
2013, 42(12):2590-2593.
摘要:
采用中频感应熔炼方法制备Ni-5at%W合金锭，经锻造和热轧后，再冷轧到50 m长，厚度为60 μm的带材。随后在800~1200 ℃进行再结晶退火处理。在兼顾“高织构”和“浅晶界”要求下，得出1100 ℃/0.5 h是Ni5W合金基带最佳的退火工艺。根据X射线衍射(XRD)和电子背散射衍射技术(EBSD)结果，在1100 ℃/0.5 h时该Ni5W合金基带的再结晶立方织构含量达到98.9%(≤10°)，且晶粒尺寸均匀。退火后的Ni5W合金基带扫描半高宽(FWHM)值和孪晶界含量接近德国Dresden公司商业化Ni5W合金基带的水平
采用中频感应熔炼方法制备Ni-5at%W合金锭，经锻造和热轧后，再冷轧到50 m长，厚度为60 μm的带材。随后在800~1200 ℃进行再结晶退火处理。在兼顾“高织构”和“浅晶界”要求下，得出1100 ℃/0.5 h是Ni5W合金基带最佳的退火工艺。根据X射线衍射(XRD)和电子背散射衍射技术(EBSD)结果，在1100 ℃/0.5 h时该Ni5W合金基带的再结晶立方织构含量达到98.9%(≤10°)，且晶粒尺寸均匀。退火后的Ni5W合金基带扫描半高宽(FWHM)值和孪晶界含量接近德国Dresden公司商业化Ni5W合金基带的水平
2013, 42(12):2594-2597.
摘要:
以HfCl4、H3BO3、酚醛树脂为原料，通过溶胶-凝胶结合碳热还原法成功制备了HfB2粉体。分别采用XRD和SEM对高温处理后的粉体相组成和微观形貌进行了分析；采用TGA研究了粉体的高温氧化行为。结果表明：处理温度及硼酸浓度的不同会导致产物纯度、颗粒大小的不同，而且高温氧化性能也有所不同。当处理温度为1800 ℃且硼酸含量高于生成硼化铪化学计量比时，产物的纯度较高，颗粒均匀，高温氧化性能较好。对溶胶凝胶结合碳热还原法制备HfB2粉体的反应机制进行了探讨
以HfCl4、H3BO3、酚醛树脂为原料，通过溶胶-凝胶结合碳热还原法成功制备了HfB2粉体。分别采用XRD和SEM对高温处理后的粉体相组成和微观形貌进行了分析；采用TGA研究了粉体的高温氧化行为。结果表明：处理温度及硼酸浓度的不同会导致产物纯度、颗粒大小的不同，而且高温氧化性能也有所不同。当处理温度为1800 ℃且硼酸含量高于生成硼化铪化学计量比时，产物的纯度较高，颗粒均匀，高温氧化性能较好。对溶胶凝胶结合碳热还原法制备HfB2粉体的反应机制进行了探讨
2013, 42(12):2598-2601.
摘要:
采用AgCu-4.5Ti钎料直接钎焊TC4钛合金与SiO2复合材料，研究了接头界面组织结构及形成机理，分析了不同工艺参数下界面变化对接头抗剪强度的影响。研究表明：接头界面典型结构为SiO2复合材料/TiSi2/Cu4Ti3+Cu3Ti3O/ Ag(s,s)+Cu(s,s)/TiCu/Ti2Cu/α，β-Ti/TC4；钎焊温度的升高可促进两侧母材界面反应层厚度的增加，同时钎缝中部的AgCu共晶组织消失，化合物相增多；随着接头界面结构的变化，接头抗剪强度表现出先升高后降低的趋势：当钎焊温度为850 ℃，保温10 min时，接头室温最高抗剪强度达到7.8 MPa
采用AgCu-4.5Ti钎料直接钎焊TC4钛合金与SiO2复合材料，研究了接头界面组织结构及形成机理，分析了不同工艺参数下界面变化对接头抗剪强度的影响。研究表明：接头界面典型结构为SiO2复合材料/TiSi2/Cu4Ti3+Cu3Ti3O/ Ag(s,s)+Cu(s,s)/TiCu/Ti2Cu/α，β-Ti/TC4；钎焊温度的升高可促进两侧母材界面反应层厚度的增加，同时钎缝中部的AgCu共晶组织消失，化合物相增多；随着接头界面结构的变化，接头抗剪强度表现出先升高后降低的趋势：当钎焊温度为850 ℃，保温10 min时，接头室温最高抗剪强度达到7.8 MPa
2013, 42(12):2602-2606.
摘要:
研究了搅拌摩擦焊法搭接TA2工业纯钛和T2紫铜。工艺优化实验结果表明：Cu/Ti搭接搅拌摩擦焊工艺窗口较窄，在搅拌头转速800 r/min、焊速20 mm/min以及搅拌头转速900 r/min、焊接速度30 mm/min的焊接工艺参数配比条件下，可获得无缺陷且焊缝表面、搭接界面成形良好的Cu/Ti接头。对搅拌头转速800 r/min、焊速20 mm/min的焊接参数下获得的Cu/Ti接头焊缝进行金相和SEM观察，分析结果表明：搭接界面两侧Cu、Ti宏观流动现象明显，Ti向Cu一侧的塑性材料流动量要明显优于Cu向Ti一侧，且在局部机械混合区呈典型的Cu/Ti相间条带状结构；在搭接界面处形成一层平均厚度约为4.8 μm的扩散过渡层，在过渡层中Cu的扩散速度要大于Ti的扩散速度，Cu/Ti搭接界面形成冶金结合
研究了搅拌摩擦焊法搭接TA2工业纯钛和T2紫铜。工艺优化实验结果表明：Cu/Ti搭接搅拌摩擦焊工艺窗口较窄，在搅拌头转速800 r/min、焊速20 mm/min以及搅拌头转速900 r/min、焊接速度30 mm/min的焊接工艺参数配比条件下，可获得无缺陷且焊缝表面、搭接界面成形良好的Cu/Ti接头。对搅拌头转速800 r/min、焊速20 mm/min的焊接参数下获得的Cu/Ti接头焊缝进行金相和SEM观察，分析结果表明：搭接界面两侧Cu、Ti宏观流动现象明显，Ti向Cu一侧的塑性材料流动量要明显优于Cu向Ti一侧，且在局部机械混合区呈典型的Cu/Ti相间条带状结构；在搭接界面处形成一层平均厚度约为4.8 μm的扩散过渡层，在过渡层中Cu的扩散速度要大于Ti的扩散速度，Cu/Ti搭接界面形成冶金结合
2013, 42(12):2607-2612.
摘要:
采用粉末冶金方法制备医用Ti-Mo合金，通过X射线衍射、扫描电镜及力学性能测试等方法研究不同工艺参数对Ti-Mo合金孔隙率、物相、力学性能及断口形貌的影响规律。结果表明：Ti-Mo合金在烧结温度为1050 ℃时，可获得近β型钛合金。通过调整压制压力、烧结时间及Mo含量，以调节合金的孔隙率、α→β相变等，达到控制Ti-Mo合金的抗弯强度及弹性模量的目的
采用粉末冶金方法制备医用Ti-Mo合金，通过X射线衍射、扫描电镜及力学性能测试等方法研究不同工艺参数对Ti-Mo合金孔隙率、物相、力学性能及断口形貌的影响规律。结果表明：Ti-Mo合金在烧结温度为1050 ℃时，可获得近β型钛合金。通过调整压制压力、烧结时间及Mo含量，以调节合金的孔隙率、α→β相变等，达到控制Ti-Mo合金的抗弯强度及弹性模量的目的
2013, 42(12):2613-2618.
摘要:
采用热分解法在钛基体上制备钌铱锡金属氧化物阳极，通过SEM、EDX、循环伏安、电化学阻抗谱及强化电解寿命试验等测试方法，探求不同海水温度对于钌铱锡金属氧化物阳极强化电解失效行为的影响规律。结果表明：在5~20 ℃海水温度条件下，阳极寿命短，失效阳极的中心区域存在少量残余涂层，呈现龟裂状形貌，而边缘地带Ti基体基本暴露，涂层发生局部电化学溶解或剥落；当海水电解温度为40 ℃时，阳极寿命较长，阳极涂层发生均匀电化学溶解。另外，随着海水温度的升高，阳极电化学活性表面积增大，稳定性逐渐提高。5~20 ℃条件下阳极失效主要是由于Ru组元的选择性溶解和涂层局部剥落导致，而40 ℃条件下涂层也发生电化学溶解，但TiO2钝化膜的形成是引起阳极失效的主要原因
采用热分解法在钛基体上制备钌铱锡金属氧化物阳极，通过SEM、EDX、循环伏安、电化学阻抗谱及强化电解寿命试验等测试方法，探求不同海水温度对于钌铱锡金属氧化物阳极强化电解失效行为的影响规律。结果表明：在5~20 ℃海水温度条件下，阳极寿命短，失效阳极的中心区域存在少量残余涂层，呈现龟裂状形貌，而边缘地带Ti基体基本暴露，涂层发生局部电化学溶解或剥落；当海水电解温度为40 ℃时，阳极寿命较长，阳极涂层发生均匀电化学溶解。另外，随着海水温度的升高，阳极电化学活性表面积增大，稳定性逐渐提高。5~20 ℃条件下阳极失效主要是由于Ru组元的选择性溶解和涂层局部剥落导致，而40 ℃条件下涂层也发生电化学溶解，但TiO2钝化膜的形成是引起阳极失效的主要原因
2013, 42(12):2619-2624.
摘要:
采用金相组织观察、XRD分析、硬度和导电率测试等手段，研究了热机械加工(Thermo-Mechanical Processing, TMP)对2099铝锂合金挤压材组织、硬度、导电率、晶间腐蚀及剥落腐蚀性能的影响。结果表明：与经T83 (540 ℃/2 h固溶、3%预压缩、121 ℃/14 h + 181 ℃/48 h时效)热处理的2099铝锂合金挤压材相比，经TMP(540 ℃/2 h固溶、400 ℃/48 h过时效、约50%大应变变形、540 ℃/2 h再结晶/固溶)+(121 ℃/14 h + 181 ℃/48 h时效)处理的2099铝锂合金挤压材发生了明显的再结晶，硬度（HV）降低(从2006.2 MPa到1865.3 MPa)，位错强化亦降低，但导电率和抗晶间腐蚀性能明显提高，同时抗剥落腐蚀性能也有所提高。结果表明，热机械加工是不显著降低2099铝锂合金挤压材硬度，但显著提高其抗晶间腐蚀性能的有效途径
采用金相组织观察、XRD分析、硬度和导电率测试等手段，研究了热机械加工(Thermo-Mechanical Processing, TMP)对2099铝锂合金挤压材组织、硬度、导电率、晶间腐蚀及剥落腐蚀性能的影响。结果表明：与经T83 (540 ℃/2 h固溶、3%预压缩、121 ℃/14 h + 181 ℃/48 h时效)热处理的2099铝锂合金挤压材相比，经TMP(540 ℃/2 h固溶、400 ℃/48 h过时效、约50%大应变变形、540 ℃/2 h再结晶/固溶)+(121 ℃/14 h + 181 ℃/48 h时效)处理的2099铝锂合金挤压材发生了明显的再结晶，硬度（HV）降低(从2006.2 MPa到1865.3 MPa)，位错强化亦降低，但导电率和抗晶间腐蚀性能明显提高，同时抗剥落腐蚀性能也有所提高。结果表明，热机械加工是不显著降低2099铝锂合金挤压材硬度，但显著提高其抗晶间腐蚀性能的有效途径
2013, 42(12):2625-2628.
摘要:
利用化学共沉淀法制备了NiCuZn铁氧体微粉，研究了反应温度、搅拌速率和盐溶液流速对前驱体粒径的影响。通过XRD、TEM、激光粒度仪（LPS）、精密阻抗分析仪、振动样品磁强计(VSM)等手段对最优条件下得到的样品进行表征。结果表明：当反应温度为70 ℃，盐溶液的流速为0.5 mL/min，搅拌速率为300 r/min时得到尖晶石相的粉体，粒度约为30 nm。将微粉体在500 ℃预烧，在900 ℃烧结后得到样品的相对密度为98%，起始磁导率μi约为200，品质因数Q约为150。截止频率约为70 MHZ
利用化学共沉淀法制备了NiCuZn铁氧体微粉，研究了反应温度、搅拌速率和盐溶液流速对前驱体粒径的影响。通过XRD、TEM、激光粒度仪（LPS）、精密阻抗分析仪、振动样品磁强计(VSM)等手段对最优条件下得到的样品进行表征。结果表明：当反应温度为70 ℃，盐溶液的流速为0.5 mL/min，搅拌速率为300 r/min时得到尖晶石相的粉体，粒度约为30 nm。将微粉体在500 ℃预烧，在900 ℃烧结后得到样品的相对密度为98%，起始磁导率μi约为200，品质因数Q约为150。截止频率约为70 MHZ
2013, 42(12):2629-2635.
摘要:
数控热拉伸蠕变复合成形是一种精确成形钛合金薄壁零件的新技术。该技术采用自阻加热等加热方法将先进轻质钛合金薄壁板材或型材坯料加热至热成形温度后进行数控热拉伸弯曲成形，然后适量补拉工件，接着在保温阶段保持工件贴模使材料蠕变，工件内应力发生在线松弛，从而达到减小回弹，提高零件成形精度的目的。系统介绍了钛合金薄壁零件数控热拉伸蠕变复合成形新技术的研究现状、工艺原理、关键装备、工艺技术及其优缺点，并指出了这种新技术的未来应用前景
数控热拉伸蠕变复合成形是一种精确成形钛合金薄壁零件的新技术。该技术采用自阻加热等加热方法将先进轻质钛合金薄壁板材或型材坯料加热至热成形温度后进行数控热拉伸弯曲成形，然后适量补拉工件，接着在保温阶段保持工件贴模使材料蠕变，工件内应力发生在线松弛，从而达到减小回弹，提高零件成形精度的目的。系统介绍了钛合金薄壁零件数控热拉伸蠕变复合成形新技术的研究现状、工艺原理、关键装备、工艺技术及其优缺点，并指出了这种新技术的未来应用前景
2013, 42(12):2636-2640.
摘要:
锆合金β相冷却组织对于发展高性能燃料包壳具有至关重要的作用。本工作从冷却速率和杂质元素两个影响因素出发，对核反应堆用锆合金β → α转变组织的相关研究进行了综述。锆合金的马氏体转变为无扩散的切变过程，不产生表面浮凸，Ms不随冷却速率变化。成分相同时，随着β冷却速率的增加，锆合金微观结构按如下次序变化：Lenticular组织→Parallel-plate魏氏组织→Basketweave魏氏组织→马氏体。相同冷却速率下，当杂质元素参与形成难溶的第二相时，会促进Basketweave组织的形成，而当这些元素提高β转变温度时，则倾向于促进Parallel-plate组织的形成
锆合金β相冷却组织对于发展高性能燃料包壳具有至关重要的作用。本工作从冷却速率和杂质元素两个影响因素出发，对核反应堆用锆合金β → α转变组织的相关研究进行了综述。锆合金的马氏体转变为无扩散的切变过程，不产生表面浮凸，Ms不随冷却速率变化。成分相同时，随着β冷却速率的增加，锆合金微观结构按如下次序变化：Lenticular组织→Parallel-plate魏氏组织→Basketweave魏氏组织→马氏体。相同冷却速率下，当杂质元素参与形成难溶的第二相时，会促进Basketweave组织的形成，而当这些元素提高β转变温度时，则倾向于促进Parallel-plate组织的形成
