Ge_4Se_(96)红外玻璃的热力学性能

通过融熔-淬冷法制备了Ge_4Se_(96)硫系玻璃块状试样,利用等温步阶方法(stepwise method)测定其DSC曲线,并采用新算法对Ge_4Se_(96)玻璃的比热进行了分析计算。通过比热算出Gibbs自由能变化△G和熵变△S,得到了△G和△S随温度变化的曲线,确定了Kauzmann温度Tk。采用热机械分析(TMA)确定了Ge_4Se_(96)玻璃的应变点、退火点、玻璃转变点、屈服点和软化点的特征温度。结果表明,Ge_4Se_(96)的玻璃化转变温度Tg是52℃,平均热膨胀系数是△L/L0=(0.0557T-1.7576)/10~3,Kauzmann温度T_k=233.5 K。     

过热温度和冷却速率对过冷Ti熔体凝固过程的影响

采用分子动力学方法研究了金属Ti熔体的凝固过程,通过径向分布函数、H-A键型结构以及最大原子团簇方法分析了Ti的凝固组织。结果表明,金属Ti熔体的凝固过冷度随过热温度的升高而增大,且过冷度与过热温度的变化曲线上出现2次转折:T_1=2100 K和T_2=2490 K,分别对应于形核团簇的原子键破坏起始温度和破坏终了温度。在此温度区间,过热熔体中微观晶核团簇随温度升高而减少。当过热温度增大到一定程度(大于T_2),其过冷度将维持定值;同时,金属Ti熔体的过冷度也随冷速的增大而增大,直到非晶结构形成;金属Ti形成非晶的临界冷速为1.0×10~(13)K/s。     

Ni-B共晶合金非平衡凝固组织形态研究

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的深过冷技术,研究共晶合金Ni-3.6%B在不同的冷却速率和过冷度下凝固的室温组织变化规律。结果表明,过冷度和冷却速度都对凝固组织形态有重要影响,过冷度从16 K逐渐增加到301 K,熔断后的初生相-αNi由棒状晶转变为粒状晶,共晶组织从层片状转变为非规则点状组织;在大过冷条件下,改变冷却条件,冷却速率由真空炉中空冷、水淬、Ga-In合金淬冷和铜模激冷逐次增加,则所得室温共晶组织形态会由非规则点状转变为规则层片状。进一步理论分析表明,在小过冷条件下,共晶合金Ni-3.6%B的室温组织形态主要由过冷度决定,而在大过冷条件下,共晶组织形态则由冷却速率决定。     

Ge_(25)Sb_(10)Se_(65-x)S_x硫系玻璃的光学和热力学性能研究

为了探究同族元素S的含量对硒基玻璃性能的影响,文中通过熔融淬冷法制备了一系列Ge_(25)Sb_(10)Se_(65-x)S_x(x=1,5,10,15,20)四元硒基玻璃试样。针对所制备试样,采用X射线衍射仪进行了非晶态分析,利用傅里叶变换红外光谱仪测定了红外透过率,分别用差式扫描量热仪和热机械分析仪标定了试样的特征温度,并计算了热膨胀系数。进而根据实验数据分析了上述参数随硫含量变化的规律。实验结果表明:少量S含量对红外透过率影响不大,而较多S含量会导致玻璃红外透过率降低。五组玻璃红外截止波长为12.5μm,S元素的加入有利于消除4.08μm处Se-H峰,玻璃成玻性能良好。随玻璃试样中硫元素含量的增加,玻璃的特征温度(包括玻璃转变温度Tg、起始析晶温度Tx、析晶峰温度Tp、应变点Tstrain和退火点Tanneal)均呈现增加趋势;热膨胀系数从8.36×10-6 K-1、1.70×10~(-5)K~(-1)、1.71×10~(-5)K~(-1)、1.75×10~(-5)K~(-1)到1.63×10~(-5)K~(-1),呈现出先增大后减小的规律。     

过冷熔体保温时间对Ni-3.3B合金凝固组织的影响

为研究熔体过冷保温处理对合金凝固过程和组织的影响,通过调控高频感应熔炼功率,调节Ni-3.3B(质量百分比w/%)合金过冷熔体的保温时间,得到不同保温时间(18～450 s)下Ni-3.3B合金的凝固组织。采用X射线衍射仪对凝固后试样进行物相分析,利用光学显微镜对凝固组织进行观测与分析,通过显微硬度试验表征其力学性能的变化。研究结果表明:Ni-3.3B合金的凝固组织由初生α(Ni)及不同形状的共晶组织(Ni+Ni_3B)组成。随着保温时间的增加,合金中初生α(Ni)分数逐渐增加,规则共晶组织片层间距减小,且分布更均匀;不规则共晶组织分数降低,随过冷熔体保温时间的增加,共晶组织的显微硬度具有增大的趋势。     

红外透波材料的发展现状与展望

本文介绍了红外透波材料的特点，制备工艺和应用。着重比较了一些晶体红外材料和非晶体红外材料的光学性能和机械性能，并讨论了红外材料的镀膜技术，指出镀膜的ZnSe晶体和硫系玻璃将会成为未来红外热成像系统光学零件和红外窗口的候选材料。     

热处理对99.5Ge_(23)Se_(67)Sb_(10)-0.5CsCl玻璃组织和性能的影响

文中运用热处理的方法来提高99.5Ge23Se67Sb10-0.5CsCl红外玻璃的力学性能.采用XRD、SEM、FTIR和显微硬度计研究了热处理对99.5Ge23Se67Sb10-0.5CsCl玻璃组织和性能的影响.研究结果发现:当保温温度低于310℃时,随着保温时间的延长,99.5Ge23Se67Sb10-0.5CsCl材料析晶数目增多而尺寸变小,材料组织细化;红外透过率缓慢降低而硬度较好.当保温温度等于或高于310℃时,随着保温时间延长,材料内部晶粒粗大,透红外性能急剧变差且硬度变差.当玻璃在290℃下保温40h后,其维氏硬度可达2 121.49MPa,比热处理前提高了20%左右,并且红外透过率在8~12μm波段仍保持在60%以上.     

DD99单晶高温合金的高温组织演化研究

为了研究DD99镍基单晶高温合金的高温组织变化规律,通过高温热处理炉对DD99单晶高温合金进行了不同加热温度和保温时间的试验.采用场发射扫描电镜和显微硬度计分别对不同热处理状态的试样进行组织观察和显微硬度的测试.结果表明:随着温度的升高,保温时间的延长,DD99中的γ′相会发生回熔、连接及合并,尺寸不断增加,然后在γ基体通道中形成二次的颗粒状γ′相,该二次相会随温度的升高逐渐长大.二次γ′相的长大程度和Al、Nb等元素的扩散密切相关.性能试验也表明DD99单晶高温合金在保温100h后的试样随加热温度升高存在着明显的变化趋势,即硬度先降低后升高.     

非平衡凝固对随后固态转变的影响

基于Fe-Ni包晶合金,Fe-B共晶合金和Ni基高温合金在快速凝固条件下的液/固相变过程对随后固态相变的影响规律,综合论述了非平衡凝固抑制包晶反应决定δ/γ转变路径,控制亚稳/稳态相转变和细化沉淀相等作用.结合相关理论分析了非平衡凝固过程与固态相变的内在物理联系.上述研究体现出进行非平衡凝固与固态转变一体化研究的科学意义.     

Ge_(20)Sb_(15)Se_(65)玻璃的比热容性能研究

为解决硫系玻璃在热加工和使用过程的稳定性判断等问题。通过熔融淬冷法制得Ge_(20)Sb_(15)Se_(65)玻璃,利用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)分别分析样品的结构和玻璃的特征温度,采用等温步阶法测定过冷液相和结晶相之间的比热差,通过比热计算吉布斯自由能和熵变,并绘制熵变曲线。根据Vogel-Fulcher-Tammann (VFT)方程拟合得到理想玻璃化转变温度。研究结果表明:样品的玻璃化转变温度、初始结晶温度和熔点分别为273.9℃、400.5℃和485℃,熔化焓为28.48 J·g~(-1)。拟合的理想玻璃化转变温度T_0为464 K,过冷液相和结晶相之间的比热差ΔC_p为0.096 9 J·K~(-1)·g~(-1)。过冷液相和结晶相之间比热差ΔC_p的测定结果为0.093 3 J·K~(-1)·g~(-1),与理论预测相近。根据熵变曲线图可以确定其Kauzmann温度T_k=506.7 K。