Zn对Al-Mg-Si合金时效析出相稳定性影响的第一性原理研究

6000系Al-Mg-Si合金综合力学性能优良,具有比强度高、成型性能好、焊后表面质量高、耐腐蚀性好等特点,目前已经广泛应用于制造汽车车身板材。该系合金为可热处理强化合金,可以通过提高合金的时效响应速度,使合金在时效过程中获得尽可能大的强度提升。目前常用的措施是在合金中添加少量的Zn元素来促进时效析出,但Zn对合金时效析出相稳定性的影响却尚不明确。因此,本工作主要采用第一性原理计算的方法,计算了添加Zn的Al-Mg-Si合金中可能形成的Mg-Si相(包括Mg-Si GP区、β″相)和Mg-Zn相(包括Mg-Zn GP区、η′相)的晶格常数、形成焓。其中Mg₂Si₁Al₃、Mg₂Si₃Al₆、AlMg₄Si₆、Mg₁Si₁四种可能的Mg-Si GP区晶胞的形成焓从大到小为Mg₂Si₁Al₃、Mg_2...     

Al-20Sm金属间化合物微观组织和力学性能研究

Al-Sm合金作为一种新型中子吸收材料,具有低成本、高塑性和高中子吸收率等优点,加工成箔材后可用于中子准直器、费米斩波器等中子关键器件。通过蒙特卡洛模拟(MCNP)对Al-Sm合金的中子透射率进行模拟计算,结果表明,当Sm含量增加到20%(质量分数,下同)以上时,材料在1～6 mm范围内的中子透射率均低于20%,Al-20Sm合金满足中子吸收率的同时具有一定的塑性。通过真空感应熔炼制备Al-20Sm合金,并采用XRD、EDS和SEM对该合金的微观结构和热处理前后的相转变展开研究。结果表明,铸态组织为α-Al和β-Al₄Sm,经过550℃/2h热处理后,发生同素异构转变,合金内的β-Al₄Sm全部转变为γ-Al₄Sm,550℃热处理300h以后,部分γ-Al₄Sm发生熔晶转变,形成Al₃Sm。采用纳米压痕技术测试Al-Sm中间化合物的微观力学性能,其中β-Al₄Sm、γ-Al₄Sm和Al₃Sm硬度分别为8.97、8...     

Zn添加对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金自然时效和烘烤硬化性的影响

以含Zn和不含Zn的2种Al-Mg-Si-Cu合金为研究对象,研究了Zn添加(0.64%,质量分数)对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金的自然时效行为和烘烤硬化响应的影响,并利用三维原子探针(3DAP)技术揭示了相关微观机理。结果表明,含Zn合金在80℃下预时效15 min后的自然时效过程中原子团簇的Zn含量增加,原子团簇的稳定性改变,与不含Zn合金相比,含Zn合金原子团簇生长得更快。含Zn和不含Zn合金在预时效后的自然时效过程中屈服强度增加,含Zn合金因为具有更小的原子团簇间距和更大的原子团簇剪切模量,其屈服强度始终高于不含Zn合金。预时效后自然时效不同时间后在170℃下进行30 min模拟烤漆处理,原子团簇向GP区和β"相的转变随着自然时效时间的延长而减弱,因此含Zn和不含Zn合金的烘烤屈服强度降低。Al基体中的Zn具有促进析出相转变的作用,因此含Zn合金的烘烤屈服强度始终高于不含Zn合金。     

金刚石上不同晶体结构Y2O3膜性质与增透性能研究

目的研究不同晶体结构Y_2O_3薄膜的性质及其对金刚石增透性能的影响规律。方法采用反应磁控溅射的方法,通过控制氧氩比,在金刚石膜上制备立方与单斜两种不同晶体结构的Y_2O_3薄膜,随后系统研究两种Y_2O_3薄膜的性质与增透性能。结果在低氧氩比下获得了立方结构Y_2O_3薄膜,在高氧氩比下获得了单斜结构Y_2O_3薄膜,二者表面粗糙度分别为2.57、1.07nm。两种晶体结构均呈现出符合Y_2O_3原子配比的价态。立方和单斜结构的Y_2O_3薄膜硬度分别为17.4、12.6 GPa;弹性模量分别为248.1、214.6 GPa。双面镀制立方结构Y_2O_3薄膜后,金刚石膜在10.0μm透过率最大,达89.1%,增透24.5%;单斜结构Y_2O_3薄膜在7.4μm透过率最大,达90.4%,增透25.4%。结论通过控制氧氩比可以获得热力学稳定的立方Y_2O_3薄膜和亚稳态的单斜Y_2O_3薄膜。立方和单斜结构的Y_2O_3薄膜中O与Y原子价态均符合其化学计量比。立方结构Y_2O_3薄膜呈现出更高的硬度与弹性模量。两种结构对金刚石窗口均呈现出良好的增透效果。单斜结构Y_2O_3薄膜增透效果更佳与其较低的折射率有关,且相比于立方结构Y_2O_3薄膜,增透最佳值向低波长方向移动。     

金刚石含量对金刚石强化硬质合金耐磨性影响

随着采矿和城市基建等行业的发展,对硬质合金的耐磨性提出了更高的要求。通过添加金刚石增强硬质合金的耐磨性是一种可行的新思路。本研究采用放电等离子体烧结技术（SPS）制备了金刚石体积分数为0～15%金刚石增强硬质合金,分析了合金中金刚石石墨化程度并采用砂轮法研究了材料的磨损性能。结果表明：该条件制备的硬质合金中金刚石均未转变为石墨;金刚石可以增强硬质合金的韧性;硬质合金的磨损系数K随着金刚石含量的增加先增加后降低。金刚石颗粒之间的距离减小会导致基体对金刚石颗粒的把持力降低,使金刚石颗粒易脱落且金刚石脱落形成的脱落坑也将作为缺陷降低合金的耐磨性。     

高频滤波器件中AlSc材料的应用及研究进展

伴随5G高频移动通信、物联网时代到来,微机电系统（micro-electro-mechanical system, MEMS）器件在国防安全、工业智能和智能生活等领域拥有巨大应用市场,基于压电效应的射频滤波器、传感器、换能器等是重点发展的关键半导体器件。为满足器件的高频、大带宽、小型化、集成化需求,具有高机电耦合系数并且与当前集成电路工艺高度兼容的AlScN薄膜是新一代压电MEMS器件的核心。AlSc二元合金靶材作为磁控溅射工艺制备AlScN薄膜的关键材料,其品质的好坏直接决定薄膜性能的优良。本文以AlScN压电薄膜在高频滤波器中的应用为背景,介绍了Sc掺杂AlN薄膜的研究进展,阐述了AlSc二元合金溅射靶材在磁控溅射制备AlScN薄膜中的优势,论述了AlSc二元合金靶材的制备方法和关键性能表征,分析了国内外在此领域的研究成果及未来的研究方向。深入开展AlSc二元合金溅射靶材的制备及应用研究,有助于推进新一代信息技术用高纯稀土靶材的研发进程,具有显著的现实意义。     

采用ZQS高梯度磁选机提高超细粒级(-38 μm)钛铁矿回收效果

攀钢集团矿业公司采用“强磁+浮选”工艺解决了钛回收技术难题，但是对于-38 μm粒级的钛铁矿回收率极低。为有效利用钛矿资源，进一步提高钛铁矿的回收率，探索了新型ZQS高梯度磁选机对超细粒级（-38 μm）钛铁矿的回收效果，并对磁选精矿进行浮钛条件试验和全流程试验。结果表明：当新型ZQS高梯度磁选机在给矿TiO₂品位11.47%，-38 μm含量为88.89%时，经1次磁选得到的钛精矿TiO₂品位可达到20.19%，TiO₂回收率83.56%，其中-38 μm的粒级回收率达到84.05%；磁选精矿脱硫后再进行1粗4精钛浮选试验，最终得到TiO₂品位46.80%，浮选作业回收率61.53%，对原矿回收率51.41%的钛精矿。新型ZQS高梯度磁选机回收细粒级钛铁矿非常有效，特别是对-38 μm超细粒级钛铁矿，磁选钛精矿TiO₂品位和回收率均较高，为后续浮选提供了良好的给矿条件。     

长周期有序堆垛相对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金腐蚀行为的影响

研究不同长周期有序堆垛(LPSO)相含量对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金腐蚀行为的影响,对于新型高强耐蚀镁合金的设计具有重要的指导意义.为此,通过金相观察、SEM形貌及能谱分析、电化学测试及浸泡试验等手段考察了Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金在5％NaCl溶液中的电化学及腐蚀行为,以确定不同LPSO相含量对镁合金抗蚀性能...     

氢爆工艺(HD)对钕铁硼磁粉粒度和形状的影响研究

采用热处理态钕铁硼平板铸锭作为母合金,通过氢爆工艺将平板铸锭破碎成磁粉.研究了氢爆工艺过程中温度、氢压对钕铁硼磁粉的破碎程度、粒度和形状的影响.实验发现,随着温度和氢压的提高,吸氢过程活化时间逐渐缩短,当温度为300℃,氢压为0.1 MPa时,活化过程消失,铸锭一旦暴露在氢气中,吸氢过程直接发生.热处理态平板铸锭吸氢之...     

低成本无氟水系混合溶剂醋酸锂电解液研究

利用共溶剂1,5-戊二醇(PD)和聚乙二醇(PEG)改进13 m(m=[mol盐]/[kg溶剂]质量摩尔浓度)Li OAc作为水系锂离子电池电解液的电化学稳定窗口,研制低成本无氟水系混合溶剂醋酸锂电解液。通过红外吸收和拉曼散射光谱对电解液中水分子的活性进行表征,结果表明,在混合溶剂电解液中水分子的活性受到抑制。电化学测试表明电解液成分为2 m Li OAcPD_0.5PEG_0.5时,具有最宽的电化学稳定窗口3.10 V,使Li₄Ti₅O₁₂负极可进行可逆充放电,最后Li₄Ti₅O₁₂//Li Mn₂O₄全电池测试得到初始平台电压为2.3 V,能量密度为0.0616 k Wh/kg,相较于13 m Li OAc电解液具有更高的比容量和循环稳定性。