宏观孔对金属材料阻尼行为的影响及其阻尼机制研究

采用空气加压渗流技术制备了含宏观孔开孔泡沫金属材料,运用内耗技术研究了宏观孔对金属材料阻尼行为的影响及其阻尼机制,宏观孔的引入大大提高了材料的阻尼性能。泡沫金属材料的基体为工业纯铝和锌铝共析合金,宏观孔的平均直径约0.5mm和1.4mm,宏观孔孔隙率为69%和65%。在多功能内耗仪上采用连续变温受迫振动方式测量了泡沫金属材料的内耗和相对动力学模量。实验表明泡沫金属材料的阻尼能力随着宏观孔的减小、宏观孔孔隙率的增加而增加,依据实验结果提出了泡沫金属可能的阻尼机制:晶界阻尼、位错阻尼、孔周围的应力集中和模式转换、孔洞/金属基体界面处由于动力学模量相差很大而使机械能转化为热能和孔洞发生不均匀膨胀或畸变使外加应变能耗散为热能。     

含宏观孔开孔泡沫铝的阻尼机制研究

采用空气加压渗流技术制备了含宏观孔的开孔泡沫铝材料,通过多功能内耗仪采用内耗技术测试了泡沫铝在不同温度、不同频率和不同振幅下的内耗谱特征,研究表明与致密工业纯铝的阻尼能力相比,泡沫铝的阻尼能力得到很大的提高,泡沫铝的内耗随着测量频率的增加而增大,同时,内耗也随着应变振幅的增加而增大。经透射电子显微镜观察发现在晶界附近存在大量的位错亚结构。根据内耗测量和微观观察提出了泡沫铝中可能的阻尼机制:孔周围的应力集中和模式转换,孔洞/金属基体界面处由于动力学模量相差很大而使机械能转化为热能,孔洞发生不均匀的膨胀或畸变使外加应变能耗散为热能。     

纳米SnO_2固体的相变内耗和模量

系统测量了不同颗粒尺度纳米 SnO_2固体的内耗和模量,发现60℃附近存在一个内耗峰,对应的模量出现异常.烧结温度升高,峰高变化不明显,模量异常减弱.当烧结温度高于400℃时,模量曲线在-15℃附近出现异常,这种模量异常随烧结温度升高而加强,对应的内耗曲线出现一小峰.初步认为,60℃附近内耗峰和模量异常与纳米固体中的结构再有序有关,而-15℃处的模量异常为结构相变引起.     

Sc、Zr对Al-Mg-Mn合金再结晶行为及内耗性能的影响

为了研究微量Sc、Zr在Al-Mg-Mn合金中的作用,采用铸锭冶金方法制备了Al-6.0Mg-0.5Mn-(Sc、Zr)合金,通过光学显微镜、显微硬度、透射电镜组织观察和低频扭摆法测量内耗方法研究了微量Sc、Zr对Al-6.0Mg-0.5Mn的组织、再结晶行为及内耗性能的影响.研究表明:添加质量分数为0.21%Sc和0.15%Zr可显著细化Al-6.0Mg-0.5Mn合金铸态组织;粒状Al3Sc1-xZrx相对位错、晶界有强烈钉扎作用,抑制合金再结晶;冷变形后的Al-6.0Mg-0.5Mn-0.21Sc-0.15Zr合金的内耗表现出非线性特征,频率越低或温度越高,合金内耗Q-1越大.在频率为1Hz、应变振幅为4.6×10-5下,冷变形Al-6.0Mg-0.5Mn-0.21Sc-0.15Zr合金升温Q-1-T曲线上在326℃时产生内耗峰,该峰可由Al3Sc1-xZrx沉淀粒子与位错脱钉机制解释.微量Sc、Zr可以细化Al-Mg-Mn合金组织,抑制合金的再结晶,导致合金在升温Q-1-T曲线上产生内耗峰.     

扭摆法和振簧法测量内耗振幅效应的修正公式

传统的内耗测量规范多采用扭摆法和振簧法,并没有涉及内耗随应变振幅变化的情况。为更加准确测量材料在不同应变振幅下的内耗和模量值,该文根据不同内耗测量方法中试样的应力分布情况,从内耗基本定义出发,考虑内耗随应变振幅变化的情况,重新推演扭摆法和振簧法测量内耗和模量的基本方程,获得采用扭摆法和振簧法测量内耗(模量)-振幅曲线的修正公式,为准确测量大应变振幅激发情形下高阻尼材料的内耗和模量提供参考。     

恒速拉伸过程中纯 Cu 晶界内耗峰的变化

研究了纯 Cu 晶界内耗峰和模量弛豫在不同温度下恒速拉伸形变过程中的变化。考查了以下四种晶界弛豫参量的变化:(a)峰温,(b)峰高,(c)激活能,(d)模量弛豫强度。所得结果表明:在形变过程中晶界强度是变化着的,并且这种变化与断裂类型有密切关系。本文进一步肯定并扩展了我们以前在蠕变方面的工作。     

喷射沉积Al-3.3Fe-10.7Si合金的组织、韧性及内耗性能研究

利用喷射沉积工艺制备Al-3.3Fe-10.7Si合金坯,经挤压制成试样.研究了合金组织、韧性及内耗行为,得出该合金在60～250℃温度范围产生的内耗峰,是由于晶界滑动弛豫引起的,弛豫过程激活能为172.2kJ/mol.在内耗峰位置晶界滑动消耗部分振动能,合金韧性在此处出现极大值.     

用内耗技术研究La0.7Pb0.3MnO3巨磁电阻材料

用低频扭摆法在多功能内耗仪上测量了巨磁电阻材料La0.7Pb0.3MnO3(LPMO)的温度内耗谱和弹性模量。结果表明，内耗峰位与测量频率无关，并且峰高与频率成反比，弹性模量在对应的内耗峰处有明显的转折，内耗峰表现为相变峰的特征，结合电阻和磁化率的测试，解释了内耗和电阻-温度曲线的双峰现象，高温内耗峰和高温电阻峰与居里温度有很好的对应，来源于顺磁半导体向铁磁金属的转变，低温内耗峰和磁化率的单调下降来源于铁磁相分离过程。而较大的低温电阻峰部分来源于相分离过程。     

不同边界条件下泡沫铝硅合金的内耗特征

为了获得不同边界条件下泡沫金属的内耗特征,通过采用动态机械分析仪在不同弯曲模式下对泡沫铝硅合金的内耗进行实验研究.结果表明:泡沫铝硅合金在不同边界条件下的内耗峰出现情况不同,且温度对三点弯曲模式时内耗的频率特性影响最大;三种边界条件下泡沫铝硅合金的内耗的振幅效应基本相似;温度对该材料在三点弯曲模式比单双悬臂梁振动模式下内耗的影响更大.     

用内耗技术研究La0.7Pb0.3MnO3巨磁电阻材料

用低频扭摆法在多功能内耗仪上测量了巨磁电阻材料La_0.7Pb_O.3MnO₃(LPMO)的温度内耗谱和弹性模量.结果表明,内耗峰位与测量频率无关,并且峰高与频率成反比,弹性模量在对应的内耗峰处有明显的转折,内耗峰表现为相变峰的特征.结合电阻和磁化率的测试,解释了内耗和电阻-温度曲线的双峰现象,高温内耗峰和高温电阻峰与居里温度有很好的对应,来源于顺磁半导体向铁磁金属的转变,低温内耗峰和磁化率的单调下降来源于铁磁相分离过程,而较大的低温电阻峰部分来源于相分离过程.