金属熔体中的液-液结构转变现象及其对凝固的影响（英文）

液态合金结构和性质的研究一直是凝聚态物理和金属材料科学领域的重要研究方向之一。液态合金并非理想的均质液体,在温度和压力等作用下会发生不连续转变。液-液结构转变广泛存在于金属和合金中,并且对最终凝固组织和性能有着很大的影响。系统阐释金属熔体中液-液结构转变现象,总结液-液结构转变对最终凝固组织和宏观性能的影响等方面的主要研究进展。结果表明,利用熔体液-液结构转变可以有效调控金属及合金的组织,改善其宏观性能。     

Co79.5Sn20.5合金结构及等效磁导率的变化

使用DSC分析Co79.5Sn20.5合金在降温过程中的热量变化,并使用自主设计的等效磁导率测量仪测量此合金在降温过程中等效磁导率的变化情况。当Co79.5Sn20.5合金发生结构变化时,其热量和等效磁导率都存在明显的突变。研究Co79.5Sn20.5合金在固态的无序-有序相变过程中结构及等效磁导率的变化,比较不同物理性质对合金结构变化的表征情况的结果表明,合金等效磁导率的变化可以表征其液-固相变、居里转变以及固态相变等结构转变。     

Pb-Sb30%液-液结构转变的不可逆性及其对凝固的影响

在前期研究发现一些二元合金在液相线上数百度温度范围内发生温度诱导液-液结构转变的基础上,进一步研究了Pb-Sb30%合金液-液结构转变的可逆性,结果表明,该合金熔体发生的结构转变是不可逆的;并探讨了液-液结构转变对其凝固行为及组织的影响,发现结构变化后的熔体凝固过冷度增大,初生相和共晶相组织明显细化,且维氏硬度值提高约30%。     

温度诱导的液-液结构转变对Sn-10％Bi合金凝固的影响

以温度诱导的液-液结构转变为切入点,研究了Sn-10％Bi合金经不同过热处理后凝固行为和凝固组织的变化.首先利用自制的定向凝固装置进行了液-液结构转变对Sn-10％Bi合金的定向凝固影响的研究.然后测定经不同过热处理的合金熔体相应的凝固曲线,并观察凝固组织.结果表明,相对于在结构转变前保温处理的熔体,经历了结构转变的合金熔体,凝固时所需过冷度增大,并且凝固组织显著细化;揭示了温度诱导液-液结构转变对合金凝固行为及组织有着明显影响.     

93.3Sn3.1Ag0.5Cu3.1Bi钎料熔体结构转变及其对凝固的影响

本文采用直流四电极法研究了93.3Sn3.1Ag0.5Cu3.1Bi无铅钎料合金熔体在连续两轮的升降温过程中电阻率随温度的变化关系,探讨了温度诱导的液-液结构转变;以此为基础进一步研究了该合金在结构转变前后的凝固。结果表明,93.3Sn3.1Ag0.5Cu3.1Bi合金中存在液-液结构转变,并且该结构转变在第一轮升温后的转变过程是可逆的。结合实验结果及分析可知,在首轮升温过程中,结构转变包括不可逆的和可逆的两种不同类型的结构转变。     

金属熔体结构及其控制技术的研究进展

综述了国内外在熔体结构研究方面的现状与进展,介绍了通过控制合金熔体的预结晶状态来改善合金组织和性能的相关技术及成果。可以得出：温度和压力可使金属熔体发生液／液结构转变,金属熔体结构随温度的变化存在滞后性,利用熔体结构随温度变化的滞后性可控制合金的凝固过程、明显细化合金的凝固组织、大大提高合金的力学性能。     

铝硅合金的液相结构转变

通过合金液电阻率测定及差热分析，发现铝硅合金的物理性能与温度关系曲线在液相线以上存在明显转折，结合对铝硅合金液态激冷试样的透射电镜观测，证实铝硅合金在液成也有结构转变；将转米区以上的高温铝硅合金液快速冷至正常烧注温度浇注，合金的力学性能显著提高，抗拉哟度提高１７％，延伸率提高１倍。     

温度诱导的液-液结构转变对Sn-10%Sb合金凝固的影响

Sn-10%Sb合金在856～960℃可以发生温度诱导的液-液结构转变。研究了温度诱导液-液结构转变对Sn-10%Sb合金凝固行为及组织的影响。结果表明,合金熔体经历结构转变后,凝固时所需过冷度增大,并且凝固组织显著细化。     

Fe含量对Zr60Cu40-xFex相分离非晶合金组织结构、电阻性能和纳米压痕行为的影响

在Zr60Cu40单相非晶合金中引入与合金次要组元Cu具有正混合焓的Fe元素,设计了Zr60Cu40-xFex相分离非晶合金,研究了 Zr60Cu40-xFex三元合金的液-液相分离行为.结果表明,二元Cu-Fe合金的液态组元不混溶区域可以延伸至三元Zr60Cu40-xFex合金中;在快速凝固条件下,该合金在冷却过程中会发生液-液相分离,形成富Cu和富Fe两液相;基于Zr60Cu40-xFex合金液-液相分离凝固特征,考察了 Fe含量对Zr60Cu40-xFex合金组织及相结构的影响,讨论了Zr60Cu40-xFex体系组织演变及相形成机制.Zr60Cu20Fe20合金在冷却过程中液-液相分离形成的富Zr-Cu和富Zr-Fe两液相分别发生玻璃转变,最终形成了高数量密度(1024/m3数量级)的纳米富Cu非晶粒子(尺寸为2～10nm)分布在富Fe非晶基体上的相分离非晶合金组织.研究了该合金样品的电阻性能和纳米压痕行为,讨论了 Zr60Cu20Fe20合金晶化过程的电阻反常变化行为,并分析了 Zr60Cu20Fe20合金的纳米尺度相分离组织结构对剪切转变区的影响.     

具有液-液相分离性质的Bi60Ga40合金熔体黏滞性的研究

通过对Bi60Ga40合金熔体的黏度的系统测量和分析,研究了Bi60Ga40合金熔体的黏度随温度变化的规律和熔体结构的变化.结果表明,Bi60Ga40合金熔体的黏度随温度的变化呈明显的不连续性,根据黏度的变化可以将熔体状态分为高温区、中温区和低温区,各温区间存在黏度突变温度区间.DSC进一步验证了Bi60Ga40熔体在620,-650℃之间发生了结构突变,在260～290℃之间由于液.液相分离引起了结构突变.文中对试验结果进行了讨论.     

多孔储液材料的仿生制备及其摩擦学性能研究进展∗

多孔储液材料因其优异的自润滑性能备受关注,特别是其孔隙结构参数与性能间对应关系的研究一直是学术界和工业界亟待解决的问题。 针对该类多孔储液材料,从来源、制备方法以及摩擦学特性等方面对其发展脉络及面临的问题进行梳理和分析,认为在仿生关节软骨制备适合工业应用的摩擦副方面,如何提取关键仿生特征参数是关键。 目前在进行服役可靠性、工况适应性分析时,多用孔隙率来表征多孔结构特征,在明晰孔隙形态参数(孔径,分布,贯通型等)与力学-物理性能、润滑状态之间的映射关系方面存在明显的不足,导致从优化孔隙形态参数入手实现多孔储液材料力学-物理性能与摩擦学性能的统一方面仍具挑战性。 3D 打印技术的快速发展有望解决当前多孔材料成形过程中孔隙形态参数不可精确控制的问题,并为其自润滑理论的发展提供有效试验手段。     

教育经费结构对高校教育科研质量的影响

本文考察了教育经费结构对高校教育与科研质量的影响。结果表明，高校的经费收入越多其教育质量与科研水平越高。高校经费中财政预算拨款、校办产业等收入、社会捐集资收入以及除学费之外的其他收入所占的比例越高。高校的研究生教育质量与科研水平则越高。不同类型的高校为提高教育与科研水平采用了不同的财政策略。     

应用连续性方法模拟枝晶生长

为了能够从微观尺度上准确的描述凝固过程中枝晶生长情况，采用连续性模型使界面区域内的物理性质不连续现象变成连续型过渡，此外在界面区域内用平均溶质浓度来保证溶质守恒，模拟结果表明这种方法能够很好的处理固／液两相物理性质的差异，显示凝固过程中枝晶的生长、界面失稳、二次枝晶臂、三次枝晶臂的演化和显微偏析。     

Atomistic model of amorphous materials

An atomistic model, the tight-bond cluster model, was constructed for amorphous materials. This model contains essentially three major parts: (I) clusters with tight bonding; (II) redefined loosely bonded free-volume regions between clusters; and (III) interconnecting zones, which interconnect the clusters. The reversible transformation between the free-volume regions and interconnecting zones around glass-transition temperature determines the amorphous solid and supercooled liquid status. The atomistic model presented in this short article also contributes to a fundamental understanding of the structure of amorphous materials at the atomic level as well as the relationship between the structure and mechanical and physical properties of amorphous metallic glasses in solid and supercooled liquid states.     

离子液体电沉积及其应用

离子液体是一种新型的环保型液体,具有独特的物理、化学性质。本文在介绍离子液体的发展历史、特点;以及在金属电沉积中特殊优势的基础上,综述我们在离子液体电沉积应用于不锈钢表面阻氚涂层、钢铁表面韧性FeAl合金渗层以及稀土永磁材料NdFeB的耐蚀抗磨涂层制备方面的研究结果。     

泡沫铝材料结构与性能及其应用研究

本文对泡沫铝材料的结构特征、性能和应用现状进行了全面的概述,并介绍了泡沫铝材料的结构敏感因素。泡沫铝材料的性能包括力学性能、声学性能、电学性能、热学性能等。研究分析了泡沫铝材料结构与其性能的相互关系。泡沫铝由于具有独特的结构与优异的性能,使其能够广泛应用到诸多领域,如建筑工业、汽车与交通工业、军事与航天工业、机械制造工业等。最后指出泡沫铝材料制备工艺、结构与性能的研究方向,对泡沫铝的性能研究和应用开发具有重要意义。     

瞬间液相扩散焊过程中的接触熔化与等温凝固模型

接触熔化与等温凝固是瞬间液相扩散焊过程中两个非常重要的阶段,是获得优质连接接头的关键,一直以来也是学术界研究的热点.综述了接触熔化与等温凝固过程的动力学模型,包括接触熔化与等温凝固时间的解析解,接触熔化过程中反应层厚度与连接时间符合扩散控制的抛物线规则,以及等温凝固过程中液/固界面迁移的速度方程.并对现有模型进行了分析和讨论.     

含铜PVD硬质涂层的结构及其性能研究现状

表面摩擦和磨损是机械零部件失效和损伤的主要形式,影响和决定着材料的使用寿命。传统降低材料磨损的主要措施是采用液体润滑油,但在高温、真空和海水等环境下,润滑油脂无法充分发挥作用,PVD硬质耐磨减磨涂层成为减磨润滑材料发展的新成果,目前已得到广泛的研究和开发。在海洋工业领域,淤泥、海藻和细菌等海洋生物附着于舰船和海工装备表面,降低了船舶的抗摩擦性能和设备稳定性,影响船舶航行速度,增加船舶的燃料消耗,严重威胁着海洋航行安全。硬质防污涂层可以很好地应用于海洋装备零部件的保护。综述了将软质金属Cu引入物理气相沉积的硬质涂层,来拓展硬质涂层的功能,实现硬质涂层自润滑耐磨及抗菌防污性能的研究现状。重点介绍了Cu的引入对PVD硬质涂层结构、硬度、摩擦学行为和抗菌性能的影响,探讨了硬质涂层中Cu的减摩机理,阐明了Cu的抗菌机制,展望了含Cu物理气相沉积硬质涂层未来的发展方向和应用前景。     

Recent advances in understanding physical properties of metallurgical slags

Present-day knowledge of the structure and physical properties of metallurgical slags is summarized to address structure-property and inter-property relationships. Physical properties of slags including viscosity, electrical conductivity, and surface tension is reviewed focusing on the effect of slag structure, which is comprehensively evaluated using FT-IT, Raman, and MAS-NMR spectroscopy. The effect of the slag composition on slag structure and property is reviewed in detail: Compositional effect encompasses traditional concepts of basicity, network-forming behaviors of anions, and secondary impact of network-modifying cations. Secondary objective of this review is elucidating the mutual relationship between physical properties of slags. For instance, the relationship between slag viscosity and electrical conductivity is suggested by Walden’s rule and discussed based on the experimental results. Slag foaming index is also introduced as a comprehensive understanding method of physical properties of slags. The dimensional analysis was made to address the effect of viscosity, density, and surface tension on the foaming index of slags.     

TiSiO非晶结构光学薄膜的性能调控机理研究进展

TiSiO复合薄膜的制备方法主要包括溶胶-凝胶、物理气相沉积和化学气相沉积等,针对不同制备工艺条件下SiO2改性TiO2的微观结构与光学参量的调控机理的研究,仍处于探索阶段。综述了近年来国内外在不同工艺条件下沉积的TiSiO薄膜的结构和光学性质,从溶胶体系和热处理工艺两方面,对溶胶-凝胶工艺制备的TiSiO薄膜展开论述,分别归纳了溶胶体系和热处理工艺调控TiSiO薄膜的结构和光学性质的一般规律;从溅射工艺和蒸发工艺两方面对物理气相沉积工艺制备的TiSiO薄膜展开论述,分别阐述了在溅射工艺和蒸发工艺过程中,调控TiSiO薄膜的结构和光学性质的一般规律;从低（常）压化学气相沉积和等离子增强化学气相沉积等方面,对化学气相沉积工艺制备的TiSiO薄膜展开论述,分别阐述了在不同化学气相沉积技术中,通过调节一些重要参数调控薄膜结构和性能的一般规律。总结了不同工艺制备并调控TiSiO薄膜的一般规律的内在联系,并指出了这类薄膜制备工艺存在的问题和后续的研究方向。