Cu,Co置换Ni对Al-Ni-La非晶合金晶化行为的影响

通过单辊快淬制备了Al85Ni9-xMxLa6和Al86Ni9-xMxLa5(M=Cu或Co,x=0～9)合金的薄带,利用X射线衍射仪(XRD)研究了薄带快淬态和退火态的结构,利用差示扫描量热仪(DSC)研究了上述合金薄带的晶化过程。结果表明,过量Cu,Co置换Ni降低合金的非晶形成能力,形成非晶相和晶态相的混合结构;Cu,Co置换Ni分别促进fcc-Al和亚稳相作为初生相析出:Al85Ni9-xCuxLa6合金的初生相由单独亚稳相MP1逐渐向单独fcc-Al转变,而Al86Ni9-xCoxLa5合金的初生相由单独fcc-Al逐渐向fcc-Al、亚稳bcc-(AlNi)11La3-like相和MP1转变,并趋于析出单独MP1;Cu,Co置换Ni分别降低和提高热稳定性:Al85Ni9-xCuxLa6和Al86Ni9-xCuxLa5合金的晶化开始温度Tx1分别从x=0时的545.5和520.3 K逐渐减至x=8时的415.0 K和x=7时的390.1 K,而Al85Ni9-xCoxLa6和Al86Ni9-xCoxLa5合金的Tx1分别逐渐增至x=6时的592.2 K和x=9时的576.8 K;Cu,Co置换Ni分别减弱和增强玻璃转变:Al85Ni9-xCuxLa6合金的玻璃转变迅速减弱,过冷液相区宽度ΔTx从x=0时的16.5 K逐渐减至x=2时的14.6 K,并于x2时完全消失,Al86Ni9-xCuxLa5合金即使当x=1时玻璃转变也随之消失,而Al85Ni9-xCoxLa6和Al86Ni9-xCoxLa5合金的ΔTx分别从x=0时的16.5和15.4 K逐渐增至x=6时的26.0 K和x=5时的19.9 K。     

Si和Co含量对快淬LaFe13-x-y SixCoy合金凝固行为的影响

采用熔体快淬的方法研究了Si,Co含量对LaFe13-x-ySixCoy合金凝固行为的影响.应用XRD和SEM分析了合金显微组织、结构和相组成.结果表明:Si,Co含量对合金的凝固行为有很大的影响,当合金中x=O,Y=0-0.4时合金显微组织由α-Fe相和La+α-Fe相组成;当x=0.5～1.0,Y=0～0.4时合金显微组织由α-Fe相和La(Fe,Co)Si相组成;当x=1.0,y=0.6时合金显微组织中出现La(Fe,Co,Si)13相.     

近平衡条件下LaFe13-x-ySixCoy合金凝固组织和相形成的研究

采用感应熔炼的方法研究了LaFe13-x-ySixCoy合金近平衡条件下的凝固行为.应用XRD和SEM扫描电镜分析了合金组织结构和相组成.结果表明:La(Fe,Co,Si)13相是包晶反应生成的.过冷度和添加Si、Co的含量对合金的凝固行为有很大影响;当过冷度△T≥40 K,x=1.5时合金凝固组织中出现La(Fe,Co,Si)13相.应用经典形核理论对此进行了解释.     

Co68.5Fe4Si10B17.5非晶合金晶化动力学行为研究

采用示差热分析(DSC)研究了旋铸急冷法在大气环境中制备出的Co68.5Fe4Si10B17.5非晶合金的非等温晶化的动力学行为。研究发现:在连续加热条件下,随升温速率的加快,合金的特征温度Tg,Tx,Tp均向高温区移动。当分别采用晶化开始温度和峰值温度时,所得非晶合金的激活能并不是稳定值。用Doyle-Ozawa方法计算出的激活能值比Kissinger法计算出的激活能值要大。非晶态Co68.5Fe4Si10B17.5合金的晶化百分比与退火温度和退火时间的关系曲线均呈S型。随加热速度的增加,非晶合金的晶化百分比与温度的关系曲线向高温处移动。     

(Ni0.75Fe0.25)70Zr8Si10B12非晶合金非等温晶化行为研究

采用旋铸急冷工艺在真空条件下制备出(Ni0.75Fe0.25)70Zr8Si10B12合金条带.经X射线衍射(XRD)分析表明样品为完全非晶.用Diamond TG/DTA差热分析仪在高纯氩气保护下测量了非晶薄带的热稳定性参数玻璃转变温度Tg、晶化起始温度Txi、晶化峰值温度Tpi.选用不同的升温速率,即10,20,30,40 K·min-1研究其晶化行为.结果表明,随升温速度的增大,特征温度Tg,Txi,Tpi均向高温区移动,其玻璃转变与晶化行为都与加热速率有关,均具有动力学效应.应用Kissinger法与Ozawa法研究了(Ni0.75Fe0.25)70Zr8Si10B12非晶合金的非等温晶化动力学行为.计算了不同特征温度下的激活能E、频率因子,用Kissinger法和Ozawa法计算的激活能结果是一致的.     

Si和Co含量对快淬LaFe13-x—ySixCoy合金凝固行为的影响

采用熔体快淬的方法研究了Si,Co含量对LaFe13-x-ySixCoy合金凝固行为的影响．应用XRD和SEM分析了合金显微组织、结构和相组成．结果表明：Si,Co含量对合金的凝固行为有很大的影响,当合金中x=0,y=0～0．4时合金显微组织由α—Fe相和La＋α-Fe相组成;当x=0．5～1．0,y=0～0．4时合金显微组织由α-Fe相和La（Fe,Co）si相组成;当x=1．0,y=0．6时合金显微组织中出现La（Fe,Co,Si）13相．     

机械合金化MlNi_(3.55)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.3)/Mg复合储氢合金的相结构和电化学性能

采用机械合金化法制备了MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3+x%Mg(Ml=富镧混合稀土;x=3,5,7,10)复合储氢合金。利用X射线衍射和电化学测试方法对MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3铸态合金和MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3/Mg复合合金的相结构和电化学性能进行了研究。X射线衍射结果发现,MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3合金由单一的La Ni5相组成。而MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3/Mg复合合金由La Ni5主相和小量的(La,Mg)2Ni3相组成,且合金中(La,Mg)2Ni3相的含量随镁含量x的增大而增多。此外,当复合合金中镁含量较多(x=10)时,复合合金有非晶化的趋势。电化学性能测试结果发现,当添加镁含量较少(x≤7)时,合金的最大放电容量、放电性能以及循环稳定性都好于MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3合金的相应性能,其中x=5时,合金的综合电化学性能最佳。合金电化学性能的改善得益于合金中形成恰当比例的La Ni5和(La,Mg)2Ni3相。     

LaFe11.2Co0.7Si1.1Bx合金在室温区的大磁热效应

从室温磁制冷目的出发,用工业纯原料制备了具有NaZn13型结构的稀土铁基化合物LaFe11.2Co0.7Si1.1Bx(x=0,0.1,0.2,0.25,0.3,0.4,0.5),并对其磁热效应进行了研究.实验结果表明,LaFe11.2Co0.7Si1.1Bx合金在室温区具有大磁热效应,在x＝0.2时,磁熵变|ΔSm|的峰值位于居里温度TC＝270K处,1.5T外磁场下达到7.3J/kg·K,直接测量绝热温变ΔTad达到2.7K;B元素作为置换原子和间隙原子进入NaZn13相,显著提高了合金的磁熵变和居里温度.     

Fe-Cu-Nb-Si-B薄带的淬态纳米化与巨磁阻抗效应

使用较低的快淬速度(V =2 2m·s- 1 ) ,可以使Fe Cu Nb Si B薄带实现淬态纳米晶化。Fe Cu Nb Si B薄带析出αFe(Si)纳米相,其晶粒尺寸在淬态薄带Fe73Cu1 .5Nb3Si1 3.5B9中约为15nm ,在Fe71 .5Cu3Nb3Si1 3.5B9中约为10nm。添加Cu元素可以细化淬态薄带的晶粒。实验发现磁阻抗ΔZ/Z0 ,磁电阻ΔR/R0 ,磁电抗ΔX/X0 三条曲线交叉于一点,通过推导发现此现象具有必然性。淬态薄带Fe74 .5-xCuxNb3Si1 3.5B9的磁阻抗显示了较强的Cu含量依赖性。在快淬速度v =2 2m·s- 1 下,在x =1.5和x =3左右观察到磁阻抗峰值现象。     

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5-xFex(x=0～0.3)贮氢合金相结构及电化学性能研究

采用感应熔炼方法制备了La0.75Mg0.25Ni3.5-xFex(x=0.0.05,0.1,0.2,0.3)四元贮氢合金,系统地研究了合金B侧Fe对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5-xFex由(La,Mg)2Ni7相(包括Gd2Co7型高温相和Ce2Ni7型低温相)组成.此外,随着Fe元素的加入,该类合金中出现CaCu5型LaNi5相,且随着Fe含量的增加而增多.电化学测试表明,随Fe含量的增加,合金电极活化次数变化不大,而其最大放电容量呈现先增后减的趋势,合金的最大放电容量由x=0.05时的376.21 mAh·g -1下降到x=0.3时的340.89 mAh·g-1;合金的高倍率放电性能随着Fe含量的增加而降低,当电流密度为900 mA·g-1时,合金的高倍率放电性能由83.66%(x=0)减小到62.23%(x=0.3);循环稳定性先增加后下降.     

热等静压铁钴镍基高温合金的显微组织和力学性能

以气雾化（gas atomization,GA）粉末为原料,采用热等静压（hot isostatic pressing,HIP）致密化烧结工艺制备Fe18Ni23Co25Cr21Mo8WNbC2铁钴镍基高温合金,研究热等静压温度对致密化Fe18Ni23Co25Cr21Mo8WNbC2粉末高温合金金相组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明:热等静压技术制备的高温合金致密化程度很高,烧结体由（Fe,Ni）固溶体相和弥散分布的M6C碳化物强化相组成;热等静压温度为950~1050 ℃时,烧结体的密度、力学性能随着热等静压烧结温度的提高而提高;当热等静压温度达到1100 ℃时,致密化烧结体晶粒组织明显长大,其力学拉伸性能降低;致密化烧结体的室温拉伸断口以穿晶断裂为主,局部区域晶粒被拉伸开裂,650 ℃高温断口为穿晶断裂和沿晶断裂的混合形貌,基体相存在沿应力方向被拉长的韧窝。     

CoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金在0.75%SO_2气氛中的腐蚀行为研究

应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(能谱分析)(SEM-EDS)和电子探针显微分析等方法探讨了预涂覆碱金属硫酸盐的Co Cr Fe NiTi_(0.5)高熵合金在0.75%SO_2气氛中的腐蚀行为。结果表明:在0.75%SO_2气氛中,合金的腐蚀动力学曲线遵循"抛物线"规律;合金表面生成由Ti,Cr_2,Fe氧化物,尖晶石结构复杂氧化物AB_2O_4以及(Fe,Ni)硫化物组成的腐蚀产物;升高温度显著增加氧化膜厚度以及腐蚀影响区的孔隙密度,这使得氧化层与基体结合程度变差甚至剥离,腐蚀深度增大。Co Cr Fe Ni Ti_(0.5)高熵合金在含硫气氛下的腐蚀归因于腐蚀初期合金元素的氧化,以及随后发生的金属氧化物的硫酸盐化、三元共晶复合盐的形成以及合金元素Fe在熔盐中的溶解反应;不仅如此,介于合金基体与金属氧化层间的腐蚀影响区还发生了合金元素(Fe,Ni)的硫化。     

Co77.5Si13.5B9非晶合金的制备与非等温晶化动力学效应

采用旋铸急冷工艺在大气环境中制备出了Co77.5Si13.5B9非晶合金带材。X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）分析表明样品为完全非晶。用差热分析仪测量了非晶薄带的热稳定性参数Tg,Txi,Tpi,加热速度分别为5,10,15,35,55,75,95 K.min^-1。分析了合金的非等温晶化动力学行为,计算了两个析晶峰的晶化表观激活能。研究发现：不同升温速率的DTA曲线表明非晶合金的晶化过程为两步晶化,在连续加热条件下,随升温速率的加快,Co77.5Si13.5B9非晶合金的特征温度Tg,Txi,Tpi均向高温区移动,说明其玻璃转变和晶化行为均有动力学效应。当分别采用晶化开始温度和两个峰值温度时,所得非晶合金的激活能并不是一稳定值。Ozawa方法计算出的激活能值与Kissinger法计算出的结果是一致的。非晶态Co77.5Si13.5B9合金的晶化百分比与退火温度和退火时间的关系曲线均呈S型曲线,随加热速度的增加,非晶合金的晶化百分比与温度的关系曲线向高温处移动,晶化百分比与时间的关系曲线则向时间缩短的方向移动。     

铁镍替代钴硬质合金的微观结构与性能

以Fe与Ni部分或全部替代Co作为粘结相,制备硬质合金WC-15Fe-5Ni和WC-13Fe-3Ni-4Co,测试和分析合金的性能与微观结构,并与WC-20Fe合金和传统WC-20Co硬质合金进行对比。结果表明:WC-15Fe-5Ni和WC-13Fe-3Ni-4Co合金的致密度都达到99%以上,抗弯强度比WC-20Fe合金(1 850 MPa)和WC-20Co合金(2 720 MPa)都高,其中以Fe与Ni部分替代Co的WC-13Fe-3Ni-4Co合金,其抗弯强度和硬度都最大,分别为2 880 MPa和1 066.3 MPa。WC-15Fe-5Ni和WC-13Fe-3Ni-4Co合金粘结相中W的溶解量较少,平均晶粒尺寸小,晶粒形貌多为边界圆滑的多面体,Ni和Co固溶于Fe中,起到固溶强化作用;这2种合金的弯曲断口存在明显的粘结相塑性变形撕裂,自腐蚀电流密度分别为4.26×10~(-4) A/cm~2和1.86×10~(-4) A/cm~2,均接近WC-20Co合金的自腐蚀电流密度3.27×10~(-5),比WC-20Fe合金的自腐蚀电流密度(4.34×10~(-2) A/cm~2)低2个数量级。     

Mn元素对Fe-Ni-Co合金热膨胀性能影响

研究了Mn对(Fe64Ni32Co4)1-xMnx(x=0,2.2,4.4,6.6(%,质量分数))合金物相、热膨胀性能影响,利用穆斯堡尔谱分析了合金内场分布及Mn对合金热膨胀性能的影响机制。结果表明,Mn促使合金生成FCC单相,增大其热膨胀系数。Mn含量较低时,穆斯堡尔谱为连续的铁磁六线谱迭加而成,当Mn含量增加到6.6%后则由顺磁单峰和铁磁六线谱迭加组成,Mn元素添加降低了合金中高自旋Fe原子数量,进而减弱升温过程中高自旋Fe原子向低自旋原子引起的体积缩小作用,是导致合金热膨胀系数增加的主要原因。     

铌对纳米晶Nd2Fe14B合金组织结构与磁性能的影响

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了单相Nd2Fe14B纳米晶合金。研究了添加Nb对Nd12.3Fe81.7-xNbxB6.0(x=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0)系列合金的微观组织、磁性能和晶化行为的影响规律。结果表明:添加Nb可提高晶化温度并稳定非晶相;在退火晶化过程中,加入Nb后形成的析出相可以抑制晶粒长大,使晶粒细化且分布均匀,进而提高了材料的综合磁性能。通过对系列合金磁性能分析可知:Nd12.3Fe81.2Nb0.5B6.0合金在600℃退火处理10min后的磁性能最佳,磁能积(BH)m=141.13kJ.m-3,矫顽力Hci=867.95kA.m-1,剩磁Jr=1.02T。     

铝合金中空制品的高内压成形法

正瑞士专利5766546本专利介绍了一种用Al Mg Si系合金生产制品的工艺,该合金主要成分为(质量分数,%):Si0.3～0.6、V 0.05～0.3、Mg0.3～1.3、Co最大0.3、Fe最大0.5、Cr最大0.3、Cu最大0.9、Ni最大0.8、Mn最大0.5、Zn最大0.3,其它合金元素每种最多0.05%,总量不得超过0.15%,余量为铝。其工艺是用上述合金通过高内压成形法生产出中空制品,将中空制品在模具中通过施压、变形成为所需形状。Al Mg Si系合金具有细晶组织,加工性能优异,伸长性好。     

不同粘结相WC基硬质合金微观结构与性能

以碳质量分数为理论含碳量的WC为硬质相，在1450℃下通过气压烧结制备WC-20Fe,WC-20Ni和WC-20Co硬质合金，通过X射线衍射、扫描电子显微镜、电子探针和力学性能测试研究了不同金属粘结相对烧结硬质合金微观结构和力学性能的影响。结果表明：WC-20Fe合金出现η脱碳相(Fe₃W₃C),W在粘结相Fe中的溶解度仅有1.915%(质量分数)，WC晶粒尺寸最小。WC-20Ni合金渗碳出现石墨相(C),W在粘结相Ni中的溶解度达到10.753%(质量分数)，WC晶粒尺寸最大，合金硬度最小。WC-20Co合金为正常两相区组织(WC+γ)，具有最高抗弯强度2720 MPa和最大硬度934.41 kg·mm^-2。所有合金断裂模式均为脆性断裂和沿晶断裂，WC-20Co合金断口出现明显的粘结相撕裂。     

NdFeB/SmCo_5复合永磁体界面反应规律研究

对NdFeB/SmCo_5复合永磁体界面反应可能生成的合金相及其形成能力进行了分析,以控制NdFeB和SmCo_5两硬磁相间的界面反应,有效改善复合磁体的磁性能。利用Miedema理论和几何外推模型,计算了NdFeB/SmCo_5复合体系可能反应生成的系列合金相的形成焓,分析了2∶14∶1和1∶5两硬磁合金相的元素替代规律,得出了NdFeB与SmCo_5间的界面反应热力学规律。结果表明:2∶14∶1和1∶5合金相的形成焓随稀土元素改变而变化,且1∶5合金相的形成焓更负;SmCo_5合金相较Nd2Fe14B合金相更稳定,但是稀土含量为33.3%的SmCo_2合金相的形成焓更负,其形成能力优于SmCo_5合金相;Nd(或Pr)或Fe取代SmCo_5合金相中的Sm或Co后增大了其形成焓,降低了1∶5相的形成能力;然而,Sm或Co取代Nd_2Fe_(14)B合金相中的Nd或Fe反而使2∶14∶1相的形成焓更负,增强了其形成能力。Nd_2Fe_(14)B合金相转变成Nd_2Co_(14)B合金相的热力学驱动力要显著高于其转变成Sm_2Fe_(14)B合金相的,使得Nd_2Fe_(14)B合金相优先发生界面反应形成Nd_2(Fe,Co)_(14)B合金相,而SmCo_5合金相则倾向于形成更稳定的SmCo_2合金相。     

采用溶剂萃取法分离废合金中的铁、钴、镍

高级合金使用的增多,导致积累了大量的含有价金属废料。为了回收这些有价金属,进行了各种研究,设计了溶剂萃取——电解方法,并在小型工厂中进行了试验。原料是合金废料,主要含有Mo、W、Fe、Co、Ni。经过一个特殊的工艺程序,只有Fe、Co、和Ni进入了氯化物溶液,在混合澄清器中使用Alamine 336(含25%叔胺)做为有机溶剂在