THE FREE ENERGIES OF FORMATION OF Mg_3Bi_2, Ca_3Bi_2, CaMg_2Bi_2 AND K_9Mg_6Bi_7

<正> 鉛的去鉍可以用沉淀精炼的方法,用Ca,Mg,K等金属为沉淀剂,生成的金属間化合物有Mg_3Bi_2(s),Ca_3Bi_2(s),CaMg_2Bi_2(s)及K_9Mg_6Bi_7(s)等。本文目的是利用已有数据計算这些金属間化合物的标准生成自由能,以期对沉淀去鉍过程获得进一步的了解。 从Mg-Bi相图可見,在液相綫上Mg_3Bi_2(s)与熔液成平衡。因此,可以从Mg-Bi系的活度数据結合相图计算Mg_3Bi_2(s)的标准生成自由能,同样方法曾被用来計算InSb(s)的标准生成自由能。液相綫上的平衡可以用下式表示:     

ON THE HYDROGEN STORAGE BEHAVIOUR OF ALLOYS La_2Mg_(17) AND La_2Mg_(16)Ni

制备了La_2Mg_(17)和La_2Mg_(16)Ni合金,研究了其贮氢性能。给出了这两种合金的解吸等温线,并据此计算了相应的△H,△S值。解吸等温线的分析表明:La_2Mg_(16)Ni的解吸等温线有分别对应于Mg_2Ni-Mg_2NiH_4以及Mg-MgH_2的两个平台。通过X射线衍射物相分析和电子探针分析,总组成为La_2Mg_(16)Ni的合金实际上是La_2Mg_(17)型和Mg_2Ni型两相混合物。La_2Mg_(16)Ni的氢化产物是La的氢化物以及MgH_2和Mg_2NiH_4。对两种合金还作了常温低压吸氢及常压加热吸氢等应用试验。从研究结果看来,La_2Mg_(17)和La_2Mg_(16)Ni合金是性能较好的贮氢材料。     

Al_2Sr和Mg2sr相结构稳定性与弹性性能的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的CASTEP和DMOL程序软件包,计算了Mg_(17)Al_(12),Al_2Sr和Mg_2Sr柏的结构稳定性、弹性性能和电子结构.合金形成热和结合能的计算结果显示,Al_2Sr具有最强的合金化形成能力和结构稳定性.Gibbs自由能的计算结果表明,随着温度的升高,Mg_(17)Al_(12),Al_2Sr和Mg_2Sr的结构稳定性发生了变化,在实际工作温度高于423 K以上时,Al_2Sr的结构稳定性最好,Sr合金化Mg-Al基合金形成Al_2Sr有利于提高镁合金的高温抗蠕变性能.体模量(B)、弹性各向异性系数(A)、Young's模量(E)、剪切模量(G)和Poisson比(v)的计算结果表明,Mg2Sr为延性相,而Mg_(17)Al_(12)和Al_2Sr为脆性相,Mg_2Sr的塑性最好.态密度和Mulliken电子占据数的计算结果表明,Al_2Sr结构最稳定的原因主要源于体系存在强烈的共价键作用,而Mg_(17)Al_(12)结构隐定性优于Mg_2Sr是体系中离子键与共价键共同作用的结果.     

RECIPROCATING EXTRUSION OF IN SITU Mg_2Si REINFORCED Mg-Al BASED COMPOSITE

M92Si reinforced Mg-Al based composite with high amount o/silicon was prepared by permanent mould casting, and then extruded by reciprocating extrusion （RE） after the composite was processed by homogenization heat treatment. The effect of RE processing on the morphology and size of M92Si and the mechanical properties of the com- posite were investigated, to develop new ways to refine the M928i phase and improve its shape. The result showed that RE was very useful in refining the M92Si phase. The more the RE processing passes, the better the refining effect would be. Moreover, the uniform distribution of M928i phases would be more in the composite. After the composite was processed by RE for 12 passes, most M92Si phases were equiaxed, with granular diameter below 20 μm, and distributed uniformly in the matrix of the composite. The mechanical properties of the composite could be increased prominently by RE processing, and were much higher than that in the as-cast state. As the temperature rises, the tensile strength is reduced. For the composite RE processed for 12 passes, the tensile strength, yield strength, and elongation are 325.9 MPa, 211.4 MPa, and 3.3% at room temperature, whereas, 288.2 MPa, ,207.7 MPa, and 7.8%, respectively, at 150℃. In comparison with the properties at room temperature, the tensile strength and yield strength are high and only decrease by 11.6% and 1.8% at 150℃. The M928i reinforced Mg-Al based composite possesses good heat resistance at 150℃. The excellent resistance to effect of heat is attributed to the high melting tempera- ture and good thermal stability of fine Mg2Si phases, which are distributed uniformly in the composite, and effectively hinder the grain boundary gliding and dislocation movement.     

Mg_2Si及Si粒子在Al-Mg-Si合金晶间腐蚀中协同作用机理的多电极偶合研究

通过测定Al-Mg-Si合金晶界各组成相的极化曲线及不同Mg/Si比Al-Mg-Si合金晶界组成相(AlMg_2Si及Al-Mg_2Si-Si)间的动态电化学偶合行为,研究了不同Mg/Si比Al-Mg-Si合金的晶间腐蚀机理。研究表明,晶界Si电位比其边缘Al基体正,在整个腐蚀过程中作为阴极导致其边缘Al基体的阳极溶解。晶界Mg_2Si电位比其边缘Al基体负,在腐蚀初期将作为阳极而发生阳极溶解;由于Mg_2Si中活性较高元素Mg的优先溶解,不活泼元素Si富集,致使Mg_2Si电位正移,甚至与其边缘Al基体发生极性转换,导致其边缘Al基体的阳极溶解。Mg/Si1.73的Al-Mg-Si合金晶界只存在不连续分布的含Mg、Si的析出相,不能在晶界形成连续腐蚀通道,合金不表现出晶间腐蚀敏感性。Mg/Si1.73的Al-Mg-Si合金晶界同时析出含Mg、Si析出相和Si粒子;腐蚀首先萌生于Mg_2Si相;而后,Si粒子一方面导致其边缘无沉淀带严重的阳极溶解,另一方面通过加速Mg_2Si和晶界无沉淀带的极性转换,协同促进了Mg_2Si边缘无沉淀带的阳极溶解,即腐蚀沿晶界Si粒子及Mg_2Si粒子边缘的无沉淀带发展。Si粒子促进了腐蚀的发展,导致合金表现出严重的晶间腐蚀敏感性。     

机械合金化对Mg_2Ni相形成的影响

用两步法 (即由机械合金化和压制烧结两个步骤组成 )制备了Mg2 Ni合金。实验证明 :混合粉经机械合金化后 ,晶粒细化 ,增加了固态扩散的能力 ,有利于固相反应进行 ,使Mg2 Ni产率明显提高。不同温度烧结处理的结果表明 :烧结温度是影响Mg2 Ni相形成的重要因素 ,烧结温度达到 843K ,Mg Ni粉基本能完全转变为Mg2 Ni相。     

金属间化合物Mg_2Pb的电子结构和弹性性质

运用第一性原理方法计算了金属间化合物Mg_2Pb的电子结构以及弹性性质,并用Voigt-Reuss-Hill方法计算得到Mg_2Pb的弹性模量和切变模量.结果表明:Mg和Pb对态密度的贡献主要是Mg的2p轨道和Pb的5d轨道,其次为Mg的3s轨道和Pb的6p轨道,Pb的6s轨道贡献最小;在Mg原子周围有大量的电荷存在,呈典型的金属键特征,Mg、Pb之间存在共用的电荷,有较强的离域性,以共价键形式存在,但交界电荷的畸变不大,故共价键所占比例较少,金属键所占比例较大,Mg_2Pb化合物呈半金属性;Mg_2Pb的弹性模量和切变模量分别为68.6和27.9 GPa,Pugh经验判据和泊松比均表明Mg_2Pb具有脆性.     

含Si耐热镁合金中Mg_2Si相的研究进展

介绍了含Si耐热镁合金中Si的添加方式和Mg2Si相的形貌。综述了合金元素Sb、Ca、P和RE变质Mg2Si相的研究进展和变形处理(往复挤压、等通道转角挤压)对Mg2Si相的细化及破碎机制。最后指出含Si耐热镁合金目前存在的问题和今后发展的方向。     

掺Cr纳米晶Mg_2Ni合金的气态储氢性能

纳米晶Mg2 Ni1-xCrx(x =0 ,0 .1,0 .2 ,0 .3)合金由纯Mg、Ni、Cr粉在 5 0 0℃经 3h烧结后机械球磨而成。在 2 10℃吸氢、2 5 0℃放氢的条件下 ,添加Cr后合金的最大吸放氢量明显提高 ;纳米Mg2 Ni0 .8Cr0 .2 合金的气态储氢量和吸氢动力学性能较好 ,第一次放氢量就达到 3.0 % ,并且循环稳定性良好 ,吸氢后生成Mg2 NiH4 、Mg2 NiH0 .2 4 相。纳米Mg2 Ni0 .7Cr0 .3 合金的放氢量在不经过活化的条件下便达到最大值 ,然而循环稳定性差 ,这是由于循环过程中有MgH2 生成而造成的     

Mg_3MNi_2(M=Ti,Al)的晶体结构

Ａｌ和Ｔｉ对Ｍｇ２Ｎｉ结构中部分Ｍｇ的取代,得到与Ｍｇ２Ｎｉ晶体结构不同的新型合金．多晶Ｘ射线结构分析表明,其化学式为Ｍｇ３ＭＮｉ２（Ｍ＝Ｔｉ,Ａｌ）,立方晶系,空间群Ｆｄ３ｍ, Ｚ＝１６,４８个Ｍｇ坐落在４８（ｆ）,１６个 Ｍ（Ｍ＝Ａｌ, Ｔｉ）坐落在１６（ｄ）位,３２个Ｎｉ坐落在３２（ｅ）位,Ｍｇ３ＡｌＮｉ２的晶胞参数ａ＝１．１５４７４（２）ｎｍ, Ｍｇ３ＴｉＮｉ２的ａ＝１．１６１７８（２）ｎｍ．与Ｍｇ２Ｎｉ相比,Ｍｇ３ＭＮｉ２合金的晶体密度更大,Ｍｇ－Ｎｉ键长更长,吸放氢温度降低,循环寿命延长．     

Mg_2Si/Al复合材料制备技术研究现状

Mg2Si/Al复合材料具有较多的优点,有着广泛的应用前景。探讨了Mg2Si/Al复合材料的制备技术,总结了各种技术的优缺点,得出了适合大规模工业化的制备方法。     

燃烧合成Al/Mg_2Si复合材料的热力学分析

通过计算Al-Mg-Si体系的自由焓及绝热温度,对Al-Mg-Si体系反应中可能发生的反应进行了预测。结果表明,Al-Mg-S体系在自蔓延反应条件下,只有Mg-Si之间能发生反应,当反应体系中有O2存在时,有MgO生成,Al不能参与反应。通过实验成功地制备了Al/Mg2Si复合材料,并验证了热力学分析结果。     

Mg_2Si/AM60复合材料蠕变性能的研究

采用原位合成法制备了Mg_2Si颗粒增强AM60镁基复合材料,对材料进行了高温蠕变试验.结果表明,随Mg_2Si含量的增加,复合材料的抗高温蠕变性能提高.在相同应力下,随着温度的升高,材料的抗高温蠕变性能变差,稳态蠕变速率增加.     

Al4Sr,Mg2Sr和Mg23Sr6相的电子结构与弹性性能的第一原理研究（英文）

采用第一性原理计算Al4Sr,Mg2Sr和Mg23Sr6相的电子结构与弹性性能。合金形成热与结合能的计算结果显示Al4Sr具有最强的合金化形成能力和最高的结构稳定性。通过计算弹性常数、体模量、剪切模量、弹性模量和泊松比,讨论了体系的韧性与塑性行为。结果表明,Al4Sr和Mg2Sr为延性相,Mg23Sr6为脆性相,在3种金属间化合物中,Mg2Sr的塑性最好。     

Mg_2Si/Al自生复合材料的组织与力学性能研究

对金属型和砂型铸造制备的Mg_2Si/Al自生复合材料进行了磷变质和T6热处理,分析了磷变质和T6热处理对复合材料组织与性能的影响及其作用机理。结果表明:Mg_2Si/Al复合材料主要由α-Al基体、Mg_2Si增强相、CuAl_2和Si共晶相组成;P对初生Mg_2Si相形貌的影响较为显著,而对共晶硅相的影响较小;Mg_2Si相主要呈十四面体结构;P变质处理可以显著改善Mg_2Si/Al复合材料的强度和塑性。     

Mg_2Si同质纳微米复合材料的制备及其热电性能

以平均晶粒尺寸约3μm及20 nm的Mg_2Si粉末为原料,采用放电等离子体烧结方法制备出不同纳米、微米含量的Mg_2Si纳微米复合块体材料,系统研究了纳微米结构对材料热电性能的影响.结果表明:随复合材料中纳米颗粒含量的增加,晶界散射增强,导致材料晶格热导率κ_p有明显降低;同时晶界势垒散射的增强也导致Seebeck系数α显著增加,电导率σ有一定程度的降低;综合Seebeck系数α、电导率σ、热导率κ的影响,在纳米颗粒含量为50%(质量分数,下同)、823 K时,获得最大热电优值达0.45,分别是未掺杂纳米相和完全纳米相Mg_2Si材料的1.5及1.1倍.纳微米复合结构的引入,可以获得性能更好的Mg_2Si热电材料.     

铝合金中Mg_2Si相的时效析出过程

描述了Al-Mg-Si/Al-Si-Mg系合金时效析出的一般序列为α-sss→GP 区→β"→β'→β(Mg_2Si),总结了在析出序列中可能出现的各亚稳相的晶体结构模型,讨论了各阶段析出相的形成或转变过程及其强化作用;并就过量的Si、Cu、大塑性变形等对析出相的影响作了探讨.     

Al-Mg-Si合金中Mg_2Si和Si粒子在晶间腐蚀过程中的作用机理

研究Al-Mg-Si合金晶界组成相（Al-Mg2Si及Al-Mg2Si-Si）间的电化学行为和动态电化学耦合行为,提出Al-Mg-Si合金的晶间腐蚀机理。研究表明,晶界Si的电位比其边缘Al基体的正,在整个腐蚀过程中作为阴极导致其边缘Al基体的阳极溶解;晶界Mg2Si的电位比其边缘Al基体的负,在腐蚀初期作为阳极发生阳极溶解,然而由于Mg2Si中活性较高的元素Mg的优先溶解,不活泼元素Si的富集,致使Mg2Si电位正移,甚至与其边缘Al基体发生极性转换,导致其边缘Al基体的阳极溶解。当n（Mg）/n（Si）〈1.73时,随着腐蚀的进行,合金晶界同时会有Mg2Si析出相和Si粒子,腐蚀首先萌生于Mg2Si相和Si边缘的无沉淀带,而后,Si粒子一方面导致其边缘无沉淀带严重的阳极溶解,另一方面加速Mg2Si和晶界无沉淀带的极性转换,从而促使腐蚀沿晶界Si粒子及Mg2Si粒子边缘向无沉淀带发展。     

高容量La2Mg17储氢合金研究进展

氢能作为一种清洁且可再生的能源具有优秀的应用前景,而如何储存氢气则是氢能利用道路上的一个难题。在各种储氢方式中,储氢合金以其体积密度大,安全性高、运输方便的优点成为了目前储氢材料的主要研究方向。La2Mg17是一种稀土镁基储氢合金,具有高储氢容量,发展潜力巨大,但其热力学、动力学性能较差,文章从制备方法、元素替换方面总结了近年来La2Mg17合金改性的研究进展:球磨机械合金化方法和氢化燃烧合成法制备的合金具有较好的性能且使用前不需要活化;添加Ni、Ca等元素进行替换也能提升部分性能,且动力学性能好,储放氢速度快。文章指出:开发新型制备工艺,研究更多种替换元素,进一步提高合金的性能,使其能在较低温度和压力的条件下储放氢,是实现合金商业化应用的发展方向。     

Sb掺杂对Mg_2Si基化合物热电性能的影响(英文)

采用感应熔炼和真空热压的方法制备了Sb掺杂和未掺杂的Mg2Si基热电材料.研究了Sb掺杂对Mg2Si基热电材料的结构以及热电特性的影响.结果表明:通过Sb掺杂使得载流子浓度从3.07x1019 cm-3增加到1.25x1020 cm-3,电子有效质量也相应增加.测试了从室温到800 K下试样的Seebeck系数,电导率和热导率.结果显示,0.3 at%Sb掺杂使得电导率得到显著增加,在783 K时,ZT值达到0.7.