氧化铝晶粒表面在CaO—Al2O3—SiO2系玻璃非均匀晶化形核时的作？…

抛光的氧化铝晶体表面在玻璃熔融温度和ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２（ＣＡＳ）系玻璃长时间作用下，表面上的几何缺陷全部消失，只剩下结构缺陷，通过ＤＴＡ，ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＥＤＡＸ研究，发现在朵样的热处理制度下，从ＣＡＳ系玻璃相接触的氧化铝晶全表面处生长出来的晶体层很薄，且主要是由氧化铝晶粒组成；而从玻璃表面片生长出来的昌体层却很厚，且呈均匀的细柱状晶分布，说明玻璃表面处的非均匀形核速率和生长速率大于氧化     

热处理制度对CaO—Al2O3—SiO2系玻璃晶化的影响研究

将某一配方组成的ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系玻璃在不同的热处理制度下处理，使用ＤＴＡ、ＸＲＤ和ＳＥＭ方法进行研究。结果表明，此系玻璃在玻璃转变温度Ｔｇ附近热处理发生分相；继续升温到玻璃晶化峰温度Ｔｐ热处理，玻璃表面析晶，晶体从表面向内部长成粗大的柱状晶，而玻璃内部却呈细晶结构；将此玻璃直接在Ｔｐ温度热处理，表面形成柱状晶，内部小晶体镶嵌在玻璃相中；将温度降至Ｔｇ附近继续热处理此样品，表面晶化层无     

单晶铜纳米压印亚表层晶体结构演变机理

为研究纳米压印中单晶铜亚表层晶体结构演变机理,采用分子动力学方法构建纳米压印仿真模型并模拟单晶铜纳米压印过程。采用改进的中心对称参数法分析单晶铜试件位错形核过程及缺陷演化机理,发现纳米压印时位错缺陷在压头下方形核并沿{1 1 1}滑移系向试件内部扩展形成堆垛层错,试件表面有原子台阶残留,试件亚表面损伤层存在V形位错等典型缺陷。针对位错形核区域及位错扩展区域材料晶体结构状态的识别,采用球谐函数法对模拟结果进行分析。由分析结果可知:位错形核区域材料晶体结构由FCC转变为排列更为紧密的HCP和ICO结构;位错扩展区域材料主要转变为DFCC结构。     

玻璃结石的X射线衍射分析

结石是玻璃的一种严重缺陷,妨碍玻璃的透明性,也影响制品的外观,降低制品的使用价值。分析产生结石的原因,是消除这种缺陷的关键。本文利用X射线衍射仪对玻璃中的结石进行了晶相分析,结果表明,玻璃A中的结石主要为氧化铝（α-Al2O3）晶体、黄褐色、粒状、晶粒大、来源于耐火材料,玻璃B中的结石主要为方石英和磷石英（SiO2）晶体,白色,形状不规则,晶粒小,为玻璃熔体本身的析晶。这一发现为改进工艺,更新生产设备,消除玻璃缺陷提供了依据。     

基于非均匀储存能场的低碳钢静态再结晶CA模拟

采用元胞自动机方法,基于亚晶异常长大形核机制,在非均匀储存能场条件下,建立了低碳钢静态再结晶模型,并模拟了不同变形条件下的静态再结晶过程。结果表明:储存能越大,再结晶临界形核半径越小;变形程度较小时,再结晶晶核优先在晶界和小晶粒处形成;随着变形程度的增大,再结晶晶核的分布趋于均匀,孕育期及再结晶时间缩短,再结晶完成时晶粒较为细小;模拟结果与试验结果一致。     

TA2工业纯钛连续冷却过程中β→α相变的原位观察

用共焦激光扫描显微镜原位观察了TA2工业纯钛在20℃·min<'-1>冷速下的β→α相变过程.结果表明:β→α相变分为晶界α相的形核长大和魏氏体α相的形核长大两个阶段;晶界α相由在β相晶界处的多个α晶核长大连接而成,且至少与相邻β晶粒中的一个保持取向关系;魏氏体α相在晶界α相上形核并长大,以层片状集柬形式向β相内生长,...     

微晶玻璃低温抛光表面微观形貌的研究

揭示了微晶玻璃的内部微观结构、其组成成分的结晶相和玻璃相、晶粒尺寸的测定，重点分析了超精密低温抛光后微晶玻璃的表面形貌和表现出来的微观表面缺陷。     

薄带连铸低碳钢过冷奥氏体组织转变的原位观察

利用共聚焦激光扫描显微镜对薄带连铸低碳钢过冷奥氏体的组织转变进行了原位观察。结果表明:薄带连铸低碳钢原始奥氏体晶粒粗大,平均粒径约200μm,室温组织主要由贝氏体和多边形铁素体组成;在过冷奥氏体组织转变过程中,BF板条主要形核位置为原奥氏体晶界上、奥氏体晶内夹杂处、晶界多边形铁素体或已生长的BF板条上,并且后形核生长的BF板条不会穿过先形核生长的BF板条,前后形核生长的BF板条有一定的取向角度;BF板条的生长速率受温度、形核位置和生长取向的影响。     

磨擦辅助对电铸镍组织结构的影响

在电铸镍的过程中,由于电沉积机理的复杂性,电铸层的组织结构受多重工艺参数的影响,且还需解决镍电铸层存在针孔和结瘤等缺陷的问题。采用磨擦辅助电铸技术进行电铸镍,可以有效抑制电铸层缺陷的产生,在设计的试验装置上,制备了不同微观组织结构的镍电铸层。研究了磨擦强弱对镍电铸层的表面形貌、织构等微观结构的影响。结果表明:在磨擦辅助电铸镍过程中,随着阴极表面线速度的提高,游离微珠对电铸层的整平作用和晶粒细化作用相应增强。旋转阴极在不同的线速度条件下,可以制备出大范围不同微观结构的镍电铸层,其晶粒尺寸在(100~600)nm之间。随着阴极速度的提高,镍电铸层各晶面的相对生长速率差别变小。     

元胞自动机方法模拟再结晶过程的建模

建立了模拟再结晶过程的二维元胞自动机模型,并且介绍了微观组织的显示方法,以MATLAB为平台进行程序的编制。模型采用位置过饱和形核与恒定速率形核两种形核方式,研究了不同算法下再结晶过程的动力学。结果表明：网格规模与邻居关系对再结晶动力学的Avrimi指数n几乎没有影响;采用交替Moore型邻居关系得到的最终组织与真实组织更加接近;位置过饱和形核得到的再结晶晶粒尺寸比恒定速率形核的晶粒尺寸更均匀。     

掺杂Gd2O3对ZrO2薄膜负非均匀性的影响

ZrO2膜层具有明显的负非均匀性,严重影响了在光学薄膜制备中的应用,特别是对多层增透膜有明显的影响。通过对膜层微观结构及生长成核过程的研究,揭示了ZrO2膜层负非均匀性产生的原因及特点。基于此,在ZrO2膜料中掺如一定量的Gd2O3膜料,在电子柬蒸发和适当的真空度、淀积速率、基底温度等工艺条件下,明显地降低了ZrO2膜层折射率的负非均匀性,从而提高ZrO2膜层光学使用性能。     

纳米晶体钛表面TiO_2薄膜的制备及抗凝血性能

采用直流磁控溅射法分别在纳米晶体钛和粗晶工业纯钛表面制备了TiO_2薄膜,采用X射线衍射仪分析了薄膜的晶型结构,并采用体外动态凝血时间和血小板粘附试验研究了不同薄膜的抗凝血性能。结果表明:纳米晶体钛表面的TiO_2薄膜较工业纯钛表面薄膜的晶粒细小且均匀致密,该薄膜主要为金红石和锐钛矿的混合结构;该钛基材纳米化可显著提高自身及TiO_2薄膜的抗凝血性能。     

电弧增材成形单道两层熔积过程中的晶粒生长模拟

晶粒生长的数值模拟是研究复杂微观组织演变的重要手段,现有的研究较少涉及电弧增材成形中晶粒生长的数值模拟。采用有限元和元胞自动机方法建立了碳钢电弧增材成形过程的宏观传热和微观组织演变的耦合模型,模拟单道第两层熔积的熔池凝固过程中晶粒动态演变过程。模拟结果显示,单道第一层熔积熔池凝固过程中晶粒从熔合线位置形核后向熔池中心生长,在温度梯度方向与枝晶臂优先生长方向的共同作用下,枝晶呈现竞争生长,晶粒优先生长方向与温度梯度方向一致的晶粒生长更快,部分晶粒生长被抑制,最终形成交错、完全粗大的柱状晶组织,枝晶之间出现溶质富集的现象;单道第二层熔积的晶粒在上一层粗大柱状晶基础上形核并生长,随后的生长过程与第一层类似,第二层熔积时熔池温度梯度方向的改变导致晶粒的主要生长方向与第一层之间有一定夹角。与模拟相同成形工艺的成形试样金相照片验证了模拟结果。研究结果可为电弧增材成形微观组织控制以及后续工艺规划提供依据和参考。     

铜包覆纳米碳化硅复合粉体的制备及表征

利用非均匀形核法制备了铜包覆纳米SiC复合粉体，通过XRD、SEM、EDS、TEM等手段对复合粉体进行了微观测试和表征。结果表明：纳米SiC颗粒表面的铜包覆层均匀、连续，铜晶粒平均粒径约38nm，部分氧化成CuzO，氧化率为11．54％。用质量分数为0．5％的PEG-20000作为分散剂，能有效地分散纳米SiC颗粒，并阻止包覆在纳米SiC颗粒表面的铜晶粒过度长大。     

化学不均匀性对粉末烧结钢下贝氏体组织的影响

研究了Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｕ－Ｍｏ－Ｃ系粉末烧结钢中碳和镍分布的不均匀性对下贝氏体组织形貌和分布的影响。结果表明，孔洞及晶界处出现的贫碳区促进下贝氏体组织在其附近优先形成，镍能够抑制下贝氏体针的形核和长大，碳以镍包石墨形式加入比以石墨粉形式加入获得的下贝氏体针分布更为均匀，数量更多。     

TiO2掺杂对CaO-Al2O3-SiO2系玻璃结构和性能的影响

采用传统熔体冷却法制备TiO₂掺杂量（物质的量分数）为0～5.0%的CaO-Al₂O₃-SiO₂（CAS）系玻璃,研究了TiO₂掺杂量对该玻璃微观结构、热稳定性、弯曲强度的影响规律。结果表明：TiO₂在CAS系玻璃网络中主要以[TiO₅]单元的形式存在,随着TiO₂掺杂量的增加,玻璃中的[TiO₅]单元和Ti-O-Si键数量先增加后降低,玻璃网络中的桥氧数量先增多后减少,玻璃的光学带隙先增大后减小,且均在TiO₂掺杂量为4.0%时达到最大值;随着TiO₂掺杂量的增加,CAS系玻璃的热稳定性和弯曲强度均先提高后降低,当TiO₂掺杂量为4%时综合性能最好,此时玻璃化转变温度、弯曲强度和光学带隙分别为798.24℃,95.58 MPa, 3.75 eV。     

含与不含晶界空穴双晶体晶体滑移与应力场分析

基于晶体滑移理论对双晶体进行研究,考虑平行和垂直于外加应力方向的两种晶界(gain boundary, GB)状况,同时在晶界上引进空穴的影响.采用各向异性有限元程序对双晶体的应力场和滑移系开动规律以及微空穴的生长规律进行计算分析,考虑晶体取向的影响.结果表明,晶界的存在显著改变双晶体应力场,在晶界附近产生应力集中,对此两晶粒的取向有较大的影响;在相同的加载参数下,滑移系的开动主要取决于两个晶粒的取向差别;微空穴的长大与晶界类型和晶粒的晶体取向有强烈的依赖关系,其中垂直晶界更有利于晶体的滑移和微空穴的生长,滑移系开动后微空穴增长速率明显加快.文中分析表明,只有从细观的角度出发,才能准确理解晶界和微空穴对双晶乃至多晶材料的变形损伤规律和失效机理.     

采用EBSD技术分析热浸镀铝层的显微组织

采用热浸镀方法在Q235钢板表面制备了镀铝层,通过扫描电镜观察了镀铝层的微观形貌,利用电子背散射衍射技术分析了镀铝层/基体界面的相分布、晶粒微观取向以及晶粒尺寸。结果表明:镀铝层的相组成包括最外层的铝和靠近基体的Fe2Al5,其中柱状Fe2Al5随浸镀时间的延长而逐渐长大;铁和铝扩散速率的不同导致镀铝层中形成一些孔洞;Fe2Al5晶粒优先选择沿着扩散方向从镀铝层表面向基体内部生长,导致镀铝层界面不均匀生长而形成舌型柱状晶;界面处基体中α-Fe的晶粒取向是随机分布的,并未受浸镀时扩散反应的影响;Fe2Al5柱状晶内部存在一些小于5°的小角度晶界;Fe2Al5晶粒的平均直径约为20μm,而基体中α-Fe的约为8μm。     

电子束多道扫描对45钢表面熔凝处理后的影响

对45钢表面采用多道搭接的方法进行电子束表面熔凝处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪分析和研究了电子束表面改性层的显微组织结构、晶粒生长方向和裂纹开裂情况。实验结果表明,经电子束扫描过的表面完全熔凝形成强化层,强化层组织主要为枝晶和柱状晶,且晶粒得到细化,在扫描区产生了微观的和宏观裂纹。     

退火过程中均质和异质结构纯铜晶粒的生长

通过相场模型和理想晶粒生长模型,模拟了均质结构及异质结构(梯度结构和双峰结构)纯铜在退火过程中的晶粒生长.结果表明:晶界能垒变化对均质结构晶粒生长速率的影响较小;退火时间大于600 s时,均质结构晶粒的生长速率有一个较大的阶梯性变化;对于异质结构晶粒,晶界能垒越大,晶粒生长越慢;梯度结构中,小晶粒的生长速率最快,中晶粒的次之,大晶粒的最慢,且晶粒尺寸越大,晶界能垒对生长速率的影响越小;双峰结构中,晶界能垒对粗晶生长速率的影响较细晶的大,增加粗晶数目,细晶的生长速率明显降低,粗晶的生长速率增加.