有关鑄鉄結晶时稀土元素对石墨球化作用机理的探討

绪言回顾球墨铸铁的历史,近代球铁的问世是从1948年Morrogh H.发现Ce对石墨的球化作用开始的。但是,球铁作为一种新兴的结构材料则是在采用镁做球化剂之后才大量用于生产的。因此,对铸铁结晶石墨球化机理的研究多以镁的作用为背景,而对稀土元素的研究却开始得较晚。我国富有稀土资源,故早在六十年代初期就开始了以稀土为主的球化剂的研究工     

铁－碳合金中球状石墨的研究

本工作采用了酸浸深腐蚀、热氧化腐蚀、离子刻蚀以及离子轰击深腐蚀等方法,对Fe－C合金中的石墨进行了腐蚀,并在扫描电子了显微镜下观察了石墨球和“蠕虫”状石墨的形态和结构。本工作揭示出球状石墨中心部分的形态并提出了有关石墨球构造的新模型。     

在铁－碳熔体中石墨的生长

本工作用热解石墨做籽晶在F e－C、F e－C－S、F e－C－S－C e合金熔体中生长。观察（0001）和（1010）晶面外延生长层的组织。用离子腐蚀法显示{0001}晶面族的取向。对从熔体中提拉出来的外延层表面进行形貌分析和X－射线衍射。本工作获得的有关在F e－C熔体中石墨生产机理的新结果验证了笔者在[11]中提出来的模型。本工作指出S、O等表面活性元素干扰微弱的情况下,石墨晶体按[0001]和[1010]晶向的生长速度相接近。但是,生长方式有所不同,按[0001]方向是以螺旋晶方式生产,而按[1010]方向则以板状树枝晶方式生产,并有一些晶体发生扭转而改变其生长方向为[0001]。S的干扰使（0001）晶面上的若干螺旋晶受到封锁,而另一些未被封锁的螺旋晶则取倾斜错开的方式分叉生长。以（1010）晶面为基底生产的晶体,因S的干扰（抑制作用）而不稳定,呈孪晶面方式改变其生长方向。C e的球化作用在于与S、O化合而牵制它们。此外,本工作还发现,球化元素还促使石墨按[0001]方向生产的晶体强烈分枝并呈“小角簇”螺旋生长;抑制石墨在[1010]方向的生长,并扭转其生长方向使之按[0001]方向生长。这些生长方式均导致球状晶的形成。     

铝硅合金加锑变质机理的探讨

目前对锑在铝硅合金中的变质作用存在着不同的看法。本工作考察了加锑对铝硅合金的结晶过程,共晶硅相形貌的影响,并考察了锑在铝硅合金中的行径,而且与加钠的合金进行了对比。结果指出,加锑使共晶的形态有所改变,并在硅相中发现了Alsb化合物的存在,认为加Sb的作用是在熔体中析出弥散的AlSb晶体做为Si的异晶核。     

生长和退火气氛对Cr：Mg2SiO4晶体光谱的影响

在不同氧含量的气氛中生长了Ｃｒ：Ｍｇ２ＳｉＯ４晶体，研究了生长及退火气氛对晶体光谱的影响。实验表明，提高生长气氛中的氧含量，有利于４价Ｃｒ离子的形成。调节生长气氛中的氧含量，可以改变所生长晶体的荧光光谱，以满足可调谐激光的要求。晶体的退火实验表明，退火气氛对晶体光谱也有明显影响。研究结果有助于进一步加强对该晶体发光中心及其作用机理的认识。