国产彩色显象管用不锈钢材料真空性能分析

本文通过实验分析讨论，得出的结论是：国产彩色显象管在用不锈钢材料中，出现含气量大的材料，即内部含气量比同种类的日本材料多、比日本材料含气量多的气体主要是氢气，其原因是金属材料在冶炼、热轧等热状态加工工艺过程中气体溶解在材料内，因此要采取措施，来控制好氢在材料体内的溶解量，最终减少彩色显象管用国产材料的总含气量，达到日本同类材料的水平，以便满足彩色显象管对其真空性能的要求。     

电子轰击材料出气性能

固体材料在大气中会溶解、吸附一些气体,当材料置于真空环境下,就会因气体解溶、解吸、电子轰击等而发生放气。电真空微波器件广泛应用于加速器、卫星通信、可控热核聚变、全球定位及未来军事前沿的高功率微波武器等方面,其制造过程中非常关键的步骤是真空获得。为提高微波电真空器件研制过程中的管内真空水平,本文研制了高精度真空材料放气测试装置。系统采用小孔流导法测试出气率,极限真空低于5.0×10~(-7)Pa。利用本装置进行了电子轰击材料出气的试验研究。实验表明无氧铜在脉冲电子束轰击下出气速率与电压、频率、脉宽成正比;电子轰击的材料暴露大气后,在电子束轰击下出气速率在短时间内迅速降低到以前的放气率水平。采用四级质谱仪对电子轰击时真空室内的残余气体成分进行了分析,其主要成分为H_2(2),其它成份依次为H_2O(18),N_2(28),和CO_2(44)。对电子轰击材料出气机理进行了分析。金属电离规管进行的电子轰击除气实验研究也证明了这些实验结果。因此利用热阴极或电子枪作为电子发射源,对微波电真空器件收集极、阳极等金属材料进行电子轰击除气,将是制造长寿命高可靠微波电真空器件所必要且可行的方法。     

压下率对轧制单层晶极薄带晶界滑移特性的影响

采用退火态单层晶轧制铜箔为原料,进行不同压下率的箔轧.以多晶体位错滑移及塑性流动机制为基础,建立了考虑潜在硬化和晶格转动效应的率相关晶体滑移本构模型,分析了压下率对轧制单层晶极薄带晶界附近区域变形分布特性、取向演化和滑移系激活规律的影响,并探讨其机理.确定了合理的材料本构参数,铜箔拉伸实验与晶体塑性有限元模拟得到的应力-应变曲线一致.所建立的晶体塑性有限元模型,可很好的模拟最大压下率达到80%时轧制单层晶铜箔的变形过程.结果表明:1)由于晶粒形状、晶界及晶粒取向的作用导致晶内-晶间变形分布非均匀性;2)由于晶粒间复杂的相互作用导致晶粒取向主要绕横向(TD)进行旋转,且旋转角度和取向分散度随压下率的增加而增大;3)在晶内-晶间不同区域的滑移系启动存在显著差异,启动滑移系随压下率的增加而增多,当压下率小于等于60%时,在晶粒表层和晶界处,滑移系成对发生启动,当压下率达到80%时,表层和晶界处为多滑移系启动情形;4)滑移最先从晶粒表层和晶界处开始,然后向晶粒内部延伸.     

Cu—Cr—Zr合金强化机理电子理论研究

通过自编软件建立了Cu合金液体、位错、晶界等原子集团模型,采用递归法计算了Cu合金电子结构。研究表明：Y在晶粒、表面、液体的环境敏感镶嵌能依次降低,Y从晶粒内向晶粒表面、液体Cu中扩散。扩散过程中Y原子填补在Cu晶粒表面缺陷处,阻碍Cu原子结晶,同时进入液体中的Y在晶粒周围形成含有高浓度Y的薄层,使晶粒生长受阻,晶粒细化。Sn向位错扩散,抑制Cr的沉淀析出,并能钉扎位错的攀移运动,推迟回复和再结晶。S在晶界偏析,使晶界结合强度降低。偏聚在晶界的S可将合金中的Zr吸附到晶界,使晶界得到强化。Cu晶粒、晶界与位错处的费米能级不同,电子在这些区域之间发生偏移,使合金内产生微电场。微电场对电子产生散射作用,使合金电阻增大。     

高锰钢中碳化物的形成特征及其高温固溶行为研究

通过观察高锰钢高温淬火和Si-Ca变质组织，指出高锰钢中的碳化物在高温淬火和变质处理过程中均能形成，并在一定条件下以团球状弥散分布于奥氏体晶粒内。此外，利用高温金相观察了高锰钢组织在加热或高温保温过程中的变化。发现碳化物溶入奥氏体的过程伴随着晶粒的长大。晶粒长大的方式是晶界迁移和大晶粒吞并小晶粒。表面组织层磨发现，表层碳化物溶解后，将留下小的孔洞。上述结果对开发不经热处理高锰钢及高锰钢热处理工艺的确定具有重要的参考价值。     

弥散强化Pt-10Rh合金高温微观组织结构研究

用金相显微镜、扫描电镜观测普通Pt-10Rh合金和弥散强化Pt-10Rh合金的微观组织结构,结果表明,普通Pt-10Rh合金在高温下晶粒长大趋势明显,且高温持久性低,而弥散强化Pt-10Rh合金中有强化颗粒氧化锆的存在,能减少晶界缺陷,提高晶界结合力,降低晶界的扩散速度,减缓位错攀移,有效阻止晶粒长大和晶界的滑移,从而提高材料的强度和使用寿命。     

金属材料真空性能的鉴别

鉴别电真空用金属材料真空性能的好坏,对电真空器件的生产有直接帮助。通过分析金属材料高温出气的属性,讨论了一种比较实用的鉴别方法。提出了用材料的“本征放气量”和其对应的出气曲线作为衡量材料真空性能的标准,可以较全面地鉴别出材料的真空性能。     

金刚石薄膜热导率的研究现状

分析了金刚石薄膜热导率的声子导热机理,从金刚石薄膜晶体结构的角度总结了影响热导率的因素,例如晶界、晶内杂质、缺陷、晶粒尺寸、晶粒取向、同位素;从金刚石薄膜合成工艺角度探讨了影响金刚石薄膜热导率的因素,例如基底材料及预处理、合成温度、气源及添加气体(氧气、氮气)、工作压强、功率等.     

金属Tb晶界扩散对烧结钕铁硼磁性和耐温性的影响

本文采用了真空多弧离子镀的方法在烧结钕铁硼磁体表面沉积Tb金属薄膜,并对镀膜磁体进行真空热处理,使表面的Tb金属向磁体内部晶界扩散,研究经过金属Tb晶界扩散处理的磁体的磁性和耐温性。结果表明,经过晶界扩散处理,金属Tb进入了距离钕铁硼磁体表层一定深度范围内的晶界中,磁体的内禀矫顽力Hcj提高了9000～10000Oe,磁体的高温不可逆磁损失大幅降低,磁体的内禀矫顽力和耐温性能显著提高。     

低温高磁感取向硅钢高温退火过程织构及析出物的演变行为

对低温法生产的以AlN为主抑制剂的Hi-B取向硅钢高温退火过程进行了中断实验,借助EBSD及TEM技术对高温退火连续升温过程中织构与析出物的演变进行了研究。实验结果表明,800℃时ODF图出现高斯织构组分,但强度很弱,高斯晶粒偏离角在10°以上;950~1000℃时高斯晶粒异常长大,偏离角3~6°;高温退火过程析出物主要有球形、规则立方形及不规则多面体形3种形貌,由于渗N的影响,Zener因子先增大再减小,并且析出物在高斯晶界前沿优先粗化。     

晶界预熔的研究现状

晶界预熔是指多晶材料的晶界在低于块体熔点温度时,就己经出现熔化的行为。这种行为会影响晶界的滑移阻力、晶界扩散、Coble蠕变速率等,改变多晶材料的宏观性能,显著降低材料的高温抗剪能力甚至会诱发热裂纹使材料发生灾难性失效行为。综述了研究晶界预熔的晶体相场方法的模型及结果分析;概括了国内外关于晶界预熔的研究,包括实验方法及其他模拟方法,如分子动力学方法、蒙特-卡洛方法、相场法等;指出了晶体相场方法相对于其他模拟方法的优势以及晶体相场方法研究晶界预熔的未来发展趋势。     

0.20mm CGO硅钢高温退火Goss晶粒起源及异常长大行为研究

利用X射线衍射织构分析技术和电子背散射衍射微织构分析技术,对0.20mm CGO硅钢薄板在高温退火缓慢升温过程中表层和次表层的织构演变规律进行了研究。结果表明:0.20mm CGO硅钢在高温退火过程中经历了低温回复、初次再结晶、初次再结晶晶粒长大和二次再结晶形成最终锋锐Goss织构的演变过程。Goss取向晶粒最初起源于变形回复基体中残存于{111}〈112〉形变带上少量的Goss晶粒亚结构,600℃保温2h后,Goss取向晶粒率先从变形基体中转变形核,在随后的升温过程中逐渐发生再结晶,Goss取向晶粒在此过程中并不具有尺寸优势,700℃时初次再结晶完成,基体中以γ纤维织构和{112}〈110〉织构为主;随着退火温度的升高,Goss晶粒的含量和平均晶粒尺寸逐渐增加,在900~1000℃之间,Goss取向晶粒迅速"吞噬"其他取向晶粒形成锋锐的Goss织构,1000℃时已经发生了二次再结晶。     

SnO2气体传感器的复阻抗谱研究

本文研究了静电喷雾高温分解工艺制备的ＳｎＯ２薄膜气体传感器在不同温度与气氛条件下的复阻抗谱，根据等效电路模型与复阻抗谱的变化，分析了电导调制机构与气敏机理，基于气体在晶界与表面吸附效应提出了气体敏感的物理化学模型．     

冷热枪状态下弹枪相互作用的热力耦合分析

为了研究在冷热枪状态下弹枪的相互作用,以某型自动步枪的铜被甲弹丸与枪管为研究对象,建立了其相互作用的热力耦合有限元模型,模型结合了考虑温度对摩擦因数影响的摩擦力子程序以及基于火药燃烧过程的内弹道载荷子程序,对弹丸温度变化及其在全枪管中的运动进行了数值仿真分析。结果表明:冷枪时,铜被甲弹丸表层升温在200℃左右;400℃及700℃的假设热枪状态下,刚完成挤进时铜被甲弹丸表层温度已经接近熔点,在膛内运动过程中表层铜材料剥落,枪管内膛会出现了"挂铜"现象;另外,热枪状态下弹丸在膛内的攻角变化明显大于冷枪状态下的攻角,不仅印证了热枪射击精度比冷枪射击精度差,也揭示了造成此现象的机理:由于高温下铜被甲圆柱部材料软化脱落,变形不规则,造成弹丸在膛内及出膛摆动增大。     

奥氏体不锈钢超高温服役中组织转变的EBSD“原位”研究

背散射电子衍射（EBSD）是近年来发展起来的一项研究晶粒和晶界的新技术。本文采用扫描电镜（SEM）和EBSD的观察与表征技术“原位（In-situ）”研究了高合金Fe-Cr-M奥氏体不锈钢材料在1200℃超高温服役前后的组织和晶界的变化特征与规律。“原位”观察和测试的结果显示，高温服役后，在材料的“同一位置”上除了晶粒严重长大以外，小角晶界（LABG）也明显增加，并且晶界发生平直化。研究认为，与一般的高温（900℃以下）相比，在超高温服役过程中，材料中位错运动与相互作用加剧，“回复与再结晶”过程的速度加快，但其晶粒长大机制仍符合相邻亚晶粒合并的位错模型。     

12Cr1MoV高温时效过程的动力学研究

对低碳低合金耐热钢12Cr1MoV在高温时效过程中,合金元素贫化以及从晶内向晶界扩散迁移、晶粒长大和脱溶沉淀的碳化物粒子粗化等成分、组织结构变化进行了研究,运用扩散理论、相变热力学和动力学理论对这些转变的规律进行分析和处理,并获得与实验相符合的结果.结果表明,合金元素的贫化和晶粒长大分别符合ΔC=K.t3/2和Dt=C.t1/2规律;通过Larson-Miller(P=T(C+lgt)热强参数的统一描述,指出了12Cr1MoV钢高温时效是持续而又缓慢的成分和组织结构逐渐变化(退化)的过程.     

RF-PCVD法制备纳米Al2O3粉体动力学模型

本文采用RF-PCVD法，分析了富氧高频等离子反应器内反应物AlCl3的高温氧化反应、产物Al2O3气相成核及晶粒长大过程，认为晶粒的长大过程为制备过程的主要步骤。采用Browmtian碰撞理论，经合理简化，建立了晶粒长大的动力学模型。模型分析表明：在富氧高频等离子反应器内，传递因素决定Al2O3纳米晶粒的最终粒径大小及其分布。在实验操作条件下，模型数值解与实验结果相接近，并对模型计算结果的偏大进行了初步分析。     

P92钢表层纳米组织的热稳定性

本文通过表面纳米化处理(SMAT)在P92钢表层中形成纳米组织结构,研究了回火温度对表层纳米组织演化行为和析出行为的影响.结果表明:淬火态和回火态P92钢组织经过SMAT处理后沿深度方向依次是纳米层、剧烈变形层、最终过渡到正常组织.随后分别研究了淬火和回火态SMAT试样经不同温度回火后微观组织的再结晶及长大行为.经SMAT处理的铁素体纳米晶粒在550℃时仍能保持较好的纳米结构,甚至高达650℃时表层晶粒仍为纳米晶,当温度超过760℃时表层组织发生显著的再结晶和晶粒长大现象.纳米晶界能抑制淬火态P92钢在较低温度回火时M23C6碳化物的析出.纳米组织提高了高温回火过程中合金元素在铁素体中的扩散速率,加速了M23C6碳化物的长大过程.不同温度回火过程中SMAT纳米层中析出行为的变化将在本文中详细描述.     

MB15在半固态等温处理中的组织和成分演变

为考查等温处理技术制备半固态成形用MB15镁合金非枝晶锭料的可能性,借助于液淬技术、光学和电子显微分析,研究了MB15镁合金的微观组织和成分演变.结果表明:MB15镁合金在半固态等温热处理过程中能形成晶粒细小、晶粒粗化速度缓慢的球状组织,但其圆整程度低于AZ91D合金.随着温度的升高和保温时间的延长,Zn向晶界扩散速度加快,晶界处的Zn含量逐渐增加,晶内Zr偏析逐渐扩散.冷却时,α-Mg与Zr在晶内富Zn处发生包晶反应,晶界处发生共晶反应和共析反应.     

氮化硅陶瓷的显微结构与力学性能的关系

本文以不同添加剂和制备工艺制得的五种氮化硅陶瓷为例,研究了显微结构和材料强度、断裂韧性之间的关系。指出,相互交错发育得较好的长柱状β晶粒结构能提供高强度,或在基体内镶嵌有高强度四方晶体及有高粘度玻璃相,能使材料获得优良的室温和高温强度、较高的断裂韧性。相反,材料密度较低,结构中分布着大小不均匀的气孔,晶粒发育不完全、晶界上有较多低粘度玻璃相是材料强度低、断裂韧性差、高温强度下降快的主要原因。