Co-Cu-Zn三元系相平衡的实验研究

本实验通过采用电子探针显微分析和X-ray衍射分析方法实验研究了Co-Cu-Zn三元体系在800°C和1000°C时的相平衡。在这两个等温截面中均未发现三元化合物。在800°C等温截面,Co在β-CuZn相中的固溶度为32.36%,Cu在β1-CoZn相中的固溶度为5.28%。除此之外,γ-Co5Zn21和γ-Cu5Zn8具有相同的晶体结构,因此,它们之间形成了一个贯穿连续固溶体相。1000°C的等温截面中,β-CuZn相、β1-CoZn相、γ-Co5Zn21相、γ-Cu5Zn8相都消失了。随着温度从800°C上升到1000°C,液相区域增大。     

Ni-Co-Sn三元系相平衡的实验研究

本实验通过采用电子探针显微分析和X-ray衍射分析方法实验研究了Ni-Co-Sn三元体系在700°C和1000°C时的相平衡。在这两个温度截面中均未发现三元化合物。βCo3Sn2相和Ni3Sn2（h）相形成了一个贯穿连续固溶体相。Ni-Sn侧包含Ni3Sn（l）、Ni3Sn（h）和Ni3Sn4三个化合物相,它们中Sn的固溶度是有很大区别的。700°C时,Co在Ni3Sn（l）和Ni3Sn4中的最大固溶度在分别约为6.9 at.%和25.6 at.%,在1000°C时,Co在Ni3Sn（h）中的最大固溶度约为15.5 at.%。在700℃和1000℃下,Ni-Co侧的（αCo,Ni）相为一个贯穿连续固溶体相,并且Sn在（αCo,Ni）相中的固溶度约为1 at.% ~10.5 at.%。Ni在线性化合物CoSn相中的溶解度约为15.9 at.%。     

热压烧结制备Cu/FeCoCr复合材料的显微组织及热物理性能

利用相图计算的CALPHAD方法和超音雾化制粉技术,在CuFeCoCr体系中设计并制备了一系列微米级复合粉体。通过热压烧结方法在烧结温度为950℃,烧结压力为45 MPa的工艺条件下成功获得块体复合材料。研究了块体复合材料中Cu含量对显微组织,热导率,热膨胀系数以及显微硬度的影响。结果表明:CuFeCoCr块体复合材料均由fcc富铜相和fcc富铁钴铬相组成。该系列复合材料经600℃时效处理8 h后,其热膨胀系数变化范围为5.83×10-6~10.61×10-6 K-1,热导率变化范围为42.17~107.53 W·m-1·K-1。其中Cu55(Fe0.37Cr0.09Co0.54)45复合材料表现出良好的综合性能,即其热膨胀系数和热导率分别为9.08×10-6K-1和91.09 W·m-1·K-1,与电子封装半导体材料的热膨胀系数相匹配。     

热处理对Fe81Ga19合金组织结构与磁致伸缩性能的影响

采用电弧熔炼法制备了Fe81Ga19合金多晶样品,研究了不同热处理工艺对合金组织结构及磁致伸缩性能的影响.样品经过700℃、800℃和900℃保温后采用空冷、炉冷和淬火3种冷却方式.结果显示,经过不同热处理后样品的微观组织均为单相bcc结构,而磁致应变从34×10-8到94×10-6不等;当热处理温度为800℃时,淬火处理后可获得较好的磁致伸缩性能(88×10-6),而热处理温度较高(900℃)时,采用炉冷的方式可获得较好的磁致伸缩性能(94×10-6).推测热处理方式和晶体取向对Fe81Ga19合金磁致伸缩性能有较重要的影响.     

Ni_（56）Mn_（25-x）Cr_xGa_（19）（x=0,2,4,6）高温形状记忆合金

详细地研究了Ni56Mn25-xCrxGa19（x=0,2,4,6）合金的微观组织结构、马氏体相变特性、力学性能及形状记忆效应。结果表明：当x=0时,合金呈现出单一的四方结构马氏体相;当x≥2时,合金的微观组织为包含马氏体相和γ相的双相结构;随着Cr元素的增加,合金的马氏体相变温度逐渐降低,其峰值温度从x=0时的401℃降低到x=6时的197℃。热轧和拉伸试验表明：通过添加Cr元素在合金微观组织中引入γ相可有效地提高合金的热加工性能和塑性,x≥4的合金可通过常规热轧得到表面状态良好的1mm厚的片材,合金的拉伸应力和应变在x=4和6时分别为497MPa,8%和454MPa,5.5%;x=4的合金在残余应变为4.5%时可得到2.7%的形状记忆回复,而x=6的合金在残余应变为3.5%时的可回复应变为1.9%。     

Ge元素的添加对Co-V-Si高温形状记忆合金的组织和热稳定性能的影响

本文对Co₆₄V₁₆Si₂₀形状记忆合金中的硅元素用锗元素取代进行了研究。系统研究了Co₆₄V₁₆Si_20-xGe_x (x = 2,4,6,8, at. %)系列合金在热循环过程中的组织、马氏体转变、热循环稳定性和微观结构演化。当x = 2时,合金为具有D0₂₂结构的单相马氏体组织。随着Ge含量增加到4 at. %和6 at. %,观察到(αCo)相和D0₂₂马氏体相的两相组织。当Ge含量达到8 at. %时,合金呈现(αCo)相 + D0₂₂马氏体相+ R相的三相组织。结果表明,与Co₆₄V₁₆Si₂₀基体合金相比,加入锗元素进行合金化可使可逆马氏体转变温度提高近50℃。虽然在热循环过程中伴随着(αCo)相或R相的析出,但是可逆马氏体相变峰仍然出现在十次热循环中。结果表明,锗元素的添加可以改善Co-V-Si高温形状记忆合金的热循环稳定性。     

生物医用Ti-55Ta-xSi合金的微观组织、力学性能及形状记忆特性

研究Si元素的添加对Ti-55Ta合金的微观组织、力学性能及形状记忆特性的影响。结果表明：合金的微观组织主要由α＇＇马氏体相和少量β相组成;当添加Si时,合金晶粒明显细化,且当x=0.2时,合金中开始析出沉淀相,这些沉淀相主要集中在晶界处,可以阻碍晶粒长大,从而进一步细化合金晶粒。背散射电子衍射分析表明,该沉淀相为（Ti,Ta）3Si相。Ti-55Ta-xSi合金的拉伸应力—应变曲线呈现明显的双屈服现象,且随着Si含量的增加,合金的拉伸和屈服强度升高,伸长率反而减小。Si的添加可以明显改善Ti-55Ta合金的形状记忆效应,且在x=0.1时,合金呈现出最大的形状记忆效应及最低的弹性模量。     

Cu-Fe64Ni32Co4合金显微组织及热物理性能研究

本研究利用相图计算的CALPHAD方法和真空电弧熔炼技术,设计并制备了Cu_x(Fe_0.64Ni_0.32Co_0.04)_100-x(x=30, 45, 60, wt. %)系列合金。实验研究了该系列合金在不同热处理工艺时的显微组织,热导率以及热膨胀系数。研究结果表明：Cu-Fe₆₄Ni₃₂Co₄系列合金在600 °C和800 °C时效处理后均为fcc富铜相和fcc富因瓦(铁镍钴)相组成的各向同性的多晶合金。该系列合金在1000 °C淬火并在600 °C时效处理50 h后,其热膨胀系数变化范围为6.88~12.36×10_-6 K_-1;热导率变化范围为22.91~56.13 W.m_-1.K_-1;其热导率明显高于因瓦合金,其中Cu₃₀(Fe_0.64Ni_0.32Co_0.04)₇₀与 Cu₄₅(Fe_0.64Ni_0.32Co_0.04)₅₅合金的热膨胀系数可以与电子封装中半导体材料的热膨胀系数相匹配。     

铁磁性Co-Fe记忆合金的马氏体相变特性及形状记忆效应

采用光学显微镜、X射线衍射、DSC、弯曲试验等方法研究了Co-Fe合金的微观组织结构、马氏体相变特性及形状记忆效应.结果表明:Co-Fe合金的记忆效应源自合金中的fcc/hcp马氏体相变;Co-xFe(x=2%～6%,质量分数)合金在x≥5.65%时为单一fcc结构的y相,在x≤5.6时为含有ε马氏体相和γ相的双相组织;该合金的马氏体相变温度随着Fe含量的增加而线性降低,之间关系为:Ms(℃)=417-69.97x(Fe%);Co-4Fe合金的形状记忆可回复应变最大为0.86%,相信通过进一步的热处理和记忆训练,该合金会表现出更好的记忆效应.