关于FeCrAl合金中α′相的TEM研究

对经过４７５￣５４０℃时效的Ｆｅ－（１５－２５）Ｃｒ－（４￣５）Ａｌ合金进行了Ｔ ＥＭ研究,观察到球形富Ｃｒ－α′相基体均匀析出。在４７５℃时效１０００ｈ后粒子的平均直径约８ｎｍ,间距约１４ｎｍ。电子衍射斑点沿圆弧分裂和拉长,这表明α′相开始脱离与α相的共格关系,但在长时间内两相仍有〈００１〉、〈１１１〉或〈０１１〉等晶 向大体平行的取向关系。     

Al-Mg-Si-Cu合金中晶界和晶内析出相粗化规律的研究

采用显微硬度测试仪、扫描电镜和透射电镜观察及能谱分析,研究了Al-0.5Mg-1.0Si-0.8Cu(wt.%)合金的晶界析出规律和晶内析出相的粗化机制。结果表明:180℃时效处理的Al-0.5Mg-1.0Si-0.8Cu(wt.%)合金晶界处存在富Si相和Q相两类不连续分布的析出相,它们的尺寸分别约为1 mm和几十纳米;时效0.5 h时晶界处有少量富Si相,时效5 h时晶界富Si相明显增多,时效36 h时富Si相开始粗化且间距变大,再进一步时效其形貌和分布变化不大;晶界Q相与相邻晶粒铝基体的界面取向关系是:[510]Al//[1120]Q;时效36 h晶内开始出现粗化析出相,且随时效继续进行合金晶内析出大量粗化相,存在明显的晶界无析出带现象。晶内粗化析出相主要含有Si元素,呈片状、球状和棒状3种形貌。其中,棒状Si析出相是沿〈001〉Al方向生长的,且〈112〉Si//〈001〉Al,{111}Si//{010}Al。     

固溶时效对激光直接沉积Ti6Al4V合金组织和性能的影响

采用激光直接沉积的方式成功制备无冶金缺陷的高质量沉积态样件，研究固溶温度(910～970℃)和时效温度(500～600℃)对沉积态样件的相组成、显微组织和拉伸性能的影响。研究结果表明，沉积态和固溶时效态合金的显微组织均由大量的α-Ti(α)相和少量的β-Ti(β)相构成；另外，随着固溶温度和时效温度的升高，显微组织内的α相由细长的针状转变为短棒状。拉伸性能方面，确定了固溶时效态试样(940℃/1 h/WQ+550℃/4 h/AC、970℃/1 h/WQ+550℃/4 h/AC和940℃/1 h/WQ+600℃/4 h/AC)的拉伸强度指标高于锻件国家标准要求(σ_b≥895 MPa,σ_0.2≥828 MPa,δ≥10%);断口形貌均属于塑性断裂。     

The morphology and crystallographic orientation of γ'-Fe4 ( C, N) phase in diffusion layer of plasma nitrocarburized 08F steel

利用扫描电子显微镜( SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了08F钢离子氮碳共渗扩散层中的γ'-Fe4(C,N)相的形态及其晶体学取向关系.结果表明,扩散层中的γ'-Fe4(C,N)相具有针状、片状和带状三种相貌.γ'-Fe4(C,N)相内部又分为层错型和非层错型两种,且含层错的γ'-Fe4(C,N)占多数.另外,γ'-Fe4(C,N)与α-Fe晶体学取向关系符合近似的N-W和K-S关系,即当[1-1-1]α//[1-01]γ'或者[100]α//[110]γ'时,则{110}α//{111}γ'+1.6°;当{110}α//{111 }γ',则[1- 11]α//[1-01]γ' +0.9°.     

Study of the precipitation behaviors in a triple-step-aged Al-Zn-Mg alloy

采用X射线衍射仪(XRD)和附带能谱仪(EDAX)的扫描透射电子显微镜(STEM)对Al-4.6Zn-0.9Mg合金三级时效工艺过程中强化相析出行为进行了系统研究.结果表明,100℃单级时效合金强度优于120℃单级时效;三级时效的再时效过程中,由于二级时效温度不同,合金内析出相的种类、尺寸及分布有显著差异;多级时效过程中如果二级时效温度位于300℃～400℃之间,第一级时效形成的析出相会溶解,且在再时效前期合金元素在晶界处显著偏聚,尽管在该回归温度区间内时效,很多析出相会溶解,但其中的合金元素并没有完全扩散开,依然留下了某种成份偏聚.这些偏聚的原子集团不能在后续再时效过程中重新形成GPⅡ区.这使得再时效时析出相成核数量很少但粗化速度非常快,材料强度偏低.     

多级时效对Al-Mg-Si(Cu)合金力学性能和显微结构的影响

本文通过透射电镜观察、差示扫描量热分析(DSC)和硬度测试等方法研究了6061铝合金在多级时效处理过程中力学性能和显微结构演变的规律.其中,T6I6热处理为先进行固溶处理,淬火后进行180℃预时效,然后在65℃中断时效,最后在180℃再次时效,120/T6I6热处理则将预时效温度改为120℃.结果表明,T6I6热处理不会明显提高合金的峰值硬度,合金强度与析出相类型、尺寸和分布有关系.120℃预时效后中断时效时继续形成GP区或β″前驱相,而180℃预时效后中断时效对显微结构的影响较小.120/T6I6的中断时效过程析出的主要是尺寸较小的GP区或β″前驱相,它们在再时效阶段不能成为析出相的形核点.T6I6在中断时效前GP区和β″前驱相基本全部析出.T6I6热处理和120/T6I6热处理均没有使峰值硬度明显增加,而且120/T6I6会拖延峰值时间.     

金属间化合物TiAl（Mn）中γ／α2相界面上的缺陷研究

略富Ti的TiAl金属间化合物具有优良的机械性能和较小比重等优点,其塑性差也可以通过加入Mn等合金元素以及适当地控制层状组织而得到改善。这说明γ和α_2相之间的相界面对于改进其机械性能起着重要作用。在这些层状结构中,γ相和α相总是具有固定的取向关系{111}_γ∥(0001)α_2和〈112〉_γ∥〈1120〉α_2。由于他们的点阵常数存在着一定差别,在其界面上常常形成一系列台阶位错和应力集中。这篇报告将对这些界面上的缺陷的特点及分布进行研究,并试图用O点阵理论解释其成因。实验用合金的重量百分比为Ti-34%Al-2%Mn。其热处理制度为:1250℃保温2小时,空冷至室温;再900℃保温4小时,空冷至室温。     

纳米氧化铁粉体的溶胶-凝胶法制备

以硫酸亚铁为原料,柠檬酸为螯合剂,通过溶胶-凝胶法制备Fe2O3纳米粒子,采用X-射线衍射(XRD)和差重-热重(TG-DTA)分析研究了Fe2O3晶相的形成过程,用扫描电镜(SEM)对所制得粉体的表面形貌进行了分析.结果表明,煅烧温度应高于520 ℃,所制备纳米粉体为α-Fe2O3,为球形颗粒,Fe2O3粉体粒度随煅烧温度的升高而增大,煅烧温度为600 ℃时,可获得30 nm的α-Fe2O3颗粒,粉体颗粒大小均匀,分散性好.     

Al-Zn-Mg基合金多级时效不同热处理阶段的析出行为研究

采用X射线衍射仪(XRD)和附带能谱仪(EDAX)的扫描透射电子显微镜(STEM)对Al-4.6Zn-0.9Mg合金三级时效工艺过程中强化相析出行为进行了系统研究。结果表明,100℃单级时效合金强度优于120℃单级时效;三级时效的再时效过程中,由于二级时效温度不同,合金内析出相的种类、尺寸及分布有显著差异;多级时效过程中如果二级时效温度位于300℃～400℃之间,第一级时效形成的析出相会溶解,且在再时效前期合金元素在晶界处显著偏聚,尽管在该回归温度区间内时效,很多析出相会溶解,但其中的合金元素并没有完全扩散开,依然留下了某种成份偏聚。这些偏聚的原子集团不能在后续再时效过程中重新形成GPII区。这使得再时效时析出相成核数量很少但粗化速度非常快,材料强度偏低。     

热处理对激光熔化沉积TC17钛合金显微组织及力学性能的影响

激光熔化沉积(LMD)TC17钛合金在航空航天领域具有广阔的应用前景,其沉积态试样强度较高但塑性较差,为了改善其综合力学性能,首先对LMD TC17钛合金进行退火处理,结果表明随退火温度升高α相含量逐渐减小,α片层粗化,塑性升高而强度下降,且退火后LMD TC17钛合金拉伸性能未达到盘件技术标准。进一步研究固溶时效对其组织性能的影响,固溶温度升高将使初生α相(αP)相含量降低、αP片层粗化;时效温度升高使次生α相(αS)粗化。拉伸性能受αP、αS相含量、α片层厚度等因素影响,β基体上均匀弥散析出细小αS的组织将有利于提高强度,αP含量增加、组织粗化有利于提高塑性,通过800℃/4h固溶处理后水淬以及630℃/8h空冷热处理可以使LMD TC17钛合金获得较优的强塑性匹配,拉伸性能达到盘件技术标准。     

Mg-Gd-Nd合金中晶界无析出带的电子显微镜研究

本文研究了高频感应炉熔炼的Mg-Gd-Nd合金在200 ℃等温时效过程中晶界无析出带(PFZ)的形成和生长.通过透射电镜观察并结合能谱分析发现,晶界PFZ形成初期受空位损耗控制.随着时效时间的延长,晶界析出相粗化,晶界PFZ的宽度增加,PFZ的成长逐渐转变为受溶质损耗影响.当PFZ中稀土溶质原子浓度近似达到200 ℃合金中该元素的平衡含量时,PFZ宽度最终达到其极限值,约为275 nm.     

紫外双折射晶体α-BaB2O4的光学特性

偏硼酸钡晶体(BaB2O4)以高温相和低温相两种晶型结构形式存在,其晶型转变温度为925±5℃。其中低温相的β-BaB2O4(简称β-BBO)是一种优越的非线性光学材料,被广泛应用于激光领域,而作为高温相的α-BaB2O4(简称α-BBO)晶体属三方晶系,R3c,a=b=0.7235nm,c=3.9192nm,α=β=9...     

难互溶Cu－Fe系机械合金化过程中的结构变化研究

机械合金化可使室温下几乎不互溶体系Ｃｕ＿ｘＦｅ＿（１００－ｘ）形成过饱和国溶体。ｆｅｅ相区的固溶度范围扩展到Ｘ＞３５ａｔ．％。对Ｃｕ＿（４０）Ｆｅ＿（６０）进行的高分辨电镜观察表明：球磨３小时后ｂｅｅ相与ｆｅｅ相之间存在Ｎ－Ｗ关系，即〈００１〉＿α／／〈１１０〉＿γ，〈１１０〉＿α／／〈１１１〉＿γ。表明在球磨的过程中可能发生了逆马氏体相变，ｆｅｅ相区的扩展与此密切相关。球磨６０小时后形成了尺寸比较均匀的纳米晶结构。高分辨电镜同时观察到了层状结构的形成。     

Mg/Si含量比值对Al-Mg-Si合金析出行为的影响

采用显微硬度计、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及能谱仪,研究了不同Mg/Si含量比的Al-Mg-Si合金在不同时效温度下的时效析出行为.合金为Mg含量相同,Mg/Si摩尔比接近2.0、1.0和0.5的三种A、B和C合金(合金总含量依次增多).结果表明:Mg/Si含量比对析出动力学有很大影响,温度越高Mg/Si摩尔比对时效动力学影响越大.SEM分析表明:Si含量越高的合金,晶界析出相越连续且尺寸越大,并有一定的晶界无析出带.HRTEM分析表明:过时效阶段,β′相的形成跟Mg/Si比和温度有关;两种时效温度下,在A合金中均析出β′相;而B和C合金在180℃时效主要析出β″相,250℃时效时,B合金中易形成TypeB相,C合金可析出TypeA、TypeB和TypeC三种相.     

α-Fe_2O_3纳米粉体的低温燃烧合成与表征

以硝酸铁.聚乙烯醇为反应体系,采用低温燃烧合成法制备了α-Fe2O3粉体.通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱分析等测试手段,对产物进行了表征.结果表明,硝酸铁和聚乙烯醇的摩尔比为1∶0.5,150℃时制备的干凝胶加热至400℃可发生燃烧合成反应,此温度下保温煅烧1 h后可得到纳米α-Fe2O3粉体(含少量的γ-Fe2O3),反应产物颗粒边缘光滑,粒度分布均匀,呈褐红色.XRD结果表明,有机物已完全分解,经XRD计算、TEM及纳米粒子分析仪测定,晶粒尺寸在20 nm～50 nm之间.     

Er~(3 )∶Y_(0.5)Gd_(0.5)VO_4激光晶体的生长和热学性质

用提拉法生长出Er3 ∶Y0.5Gd0.5VO4单晶,用电感耦合等离子体(ICP)光谱法测定晶体中Er3 原子数分数为0.83%,有效分凝系数为1.03。在30～1300℃测量了晶体a轴和c轴的热膨胀系数分别为2.08×10-6/℃,8.87×10-6/℃;测得晶体在25℃时的比热值为0.48J/(g.K)。采用激光脉冲法测量了晶体的热扩散系数,并通过计算得出晶体的热导率,在25～200℃温度范围,晶体在〈100〉方向上的热导率为6.1～4.9W/(m.K),在〈001〉方向上的热导率为7.7～6.2W/(m.K)。     

Al2O3陶瓷上金刚石膜生长工艺优化及α粒子响应

采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法在氧化铝陶瓷衬底上沉积金刚石膜,并制作梳状电极的α粒子探测器.通过优化薄膜生长条件,发现酒精浓度为0.8%、沉积温度为850℃时,金刚石薄膜的介电常数最接近单晶金刚石膜,X射线衍射、喇曼光谱及扫描电子显微镜测试表明金刚石膜的质量较好.探测器的FV测试结果表明暗电流在10-8～10-7A之间,α粒子(241Am 5.5MeV)辐照下电流为10-5～10-4A.     

分析型透射电子显微术在材料工业中的应用:双相不锈钢断裂韧性的研究

不同的热加工工艺导致双相不锈钢2205(50/50铁素体/奥氏体)产生了不同的断裂韧性,尤其是断裂韧性降至不可接受的低值.本文通过分析透射电子显微镜研究其显微结构,对这种现象提供了解释.尤其是对断裂韧性的急剧变化提出了试验上的观察与分析,获得正确且有效的解决此类问题的方法.β-Cr2N相沿{110}a原子平面析出是导致断裂韧性降低,特别是在低温下的断裂韧性大幅降低的根本原因.因为在韧性至脆性转变温度时形变的机制为位错的移动性,而沿{110}a原子平面析出的β-Cr2N相阻碍了位错的运动,导致α铁索体的脆性,从而使材料整体脆化.材料经1 200℃退火随即空气冷却到室温之后,断裂韧性恢复到正常值,是由β-Cr2N相的溶解所致.α-Fe(Cr)→α-Fe α'-Cr相变(又常称为在475℃失稳分解)导致断裂韧性在低温与室温下都急剧下降是由富铬的铁素体α'-Cr固有的脆性所引起.将材料加热致800℃后随即急冷至室温后,断裂韧性恢复到正常值.这是由于材料经加热将α-Fe α'-Cr相溶解并经急冷而避免了α-Fe(Cr)→α-Fe α'-Cr相变的再发生.本研究中观察到的析出相的尺寸均为纳米量级,只有应用分析透射电子显微镜后才可得以同时获得其形态、化学成分以及晶体学的结果,从而解释断裂韧性变化的根本的原因,并找出解决问题的办法.     

激光选区熔化成形TC4钛合金热处理后微观组织和力学性能

研究了退火、两相区固溶、固溶时效三种热处理方法对激光选区熔化(SLM)技术成形TC4钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在SLM成形TC4钛合金中形成了细针状马氏体组织,几乎不存在β相,强度较高,塑性较差;经过840℃/2h/空冷(AC)退火处理后,TC4钛合金的显微组织由(α+β)相构成,具有较高的强度和塑性;经过940℃/1h/水淬(WQ)固溶处理后,β相的含量增加,晶粒长大,形成交错的(α+β)网篮组织,强度明显下降,塑性提高;经过940℃/1h/WQ+540℃/4h/AC固溶时效处理后,形成了均匀弥散的(α+β)相,α相粗化,强度降低,塑性小幅提高。TC4钛合金经过热处理后,内部残余应力减小,变形开裂倾向降低。采用840℃/2h/AC退火处理工艺,可使SLM成形TC4钛合金获得较佳的强度/塑性匹配。     

Sr2SiO4:Eu2 荧光粉的发光性质及在白光二极管中的应用

用高温固相反应法制成了Sr2SiO4:xEu2 荧光粉.随着Eu2 掺杂浓度的增加,Sr2SiO4晶体结构从β相转换为α'相.Eu2 掺杂浓度小于等于0.5 mol%时,Sr2SiO4:Eu2 为β相,大于等于2 mol%时是α'相.β-Sr2SiO4:Eu2 的发光颜色为黄绿色,发射光谱由两个谱带组成,分别位于470 nm,535 nm处.α'-Sr2SiO4:Eu2 发光颜色为黄色,发射光谱由两个谱带组成,分别位于490 nm,570 nm处.这两个谱带具有不同的荧光寿命,归结为处于不同格位上Eu2 的发射.用近紫外芯片和这两种荧光粉制成了白光二极管.正向驱动电流为20mA时,用β-Sr2SiO4:0.0035 E2 抖制成的白光LED色温为5562 K;色坐标为x=0.32,y=0.40;显色指数为61;流明效率为15.7 lm/W.用α'-Sr2SiO4:0.02 Eu2 制成的白光LED色温为4 707 K;色坐标为x=0.36,y=0.37;最色指数为73;流明效率为6.7 lm/W.