镓熔点温坪复现研究

镓熔点是ITS-90国际温标中重要的定义固定点,在温度计量研究中起着重要作用。由于高纯镓从液态转化为固态时,体积膨胀约3. 1%,传统玻璃外壳的镓熔点容器在冻制过程中很容易造成损坏。为了解决这一难题,设计了一种具有金属外壳的镓熔点装置,以该装置为对象,开展了2种不同镓熔点复现方法和2种不同复现装置对镓相变温坪影响方面的研究,并与国外同类型装置的性能进行了比较。实验结果表明:不同镓点容器复现的镓熔点温度在0. 02 m K范围内一致,高纯镓中的微量杂质是造成差异的主要原因;外液-固界面复现方法比双液-固界面复现方法得到的温坪值低0. 09 m K;不同复现装置对镓熔点温坪的影响较小。     

一种新型结构的镓三相点容器

本文介绍了计量院研制的新型结构的镓三相点容器及镓三相点的复现方法。并将两个镓三相点容器与镓熔点容器进行了比对 ,结果表明 :两个镓三相点容器所复现的镓三相点温度与镓熔点温度的差值分别为1 85mK、1 71mK ;通过分析认为镓三相点容器间的温差 (0 1 4mK)主要是镓样品所含杂质成分的差异引起的。     

多晶硅定向凝固过程中固-液界面特性研究

通过真空感应熔炼炉以不同拉锭速率制备了多晶硅铸锭,通过对铸锭的金相组织及少子寿命随凝固高度的变化及径向分布的分析,研究了多晶硅定向凝固过程中的固-液界面特性。结果表明:少子寿命随生长高度的增加先增加后减少,其径向分布与固-液界面相对应。由少子寿命分布图可以看出,固-液界面的曲率随拉锭速率的减小而减小,固-液界面形貌为胞状界面。计算分析表明,胞状的固-液界面造成Fe杂质的有效分凝系数增加了3个量级以上。     

液—固界面与电化显微学

液－固界面与电化显微学（石砚编译）美国、欧洲和日本的一些科学家正在用扫描探针显微技术（ＳＰＭ）和Ｘ射线技术研究液体与固体接触界面的微观结构。液一固界面的电化学作用是影响催化、电镀、腐蚀过程和电池反应过程的关键因素。液一固界面研究开辟了电化学的一个新领...     

振动对金属枝晶凝固固-液界面形貌、组织和性能的影响

在 Bridgman 法金属枝晶凝固过程中,引入凝固系统不同共振阶次的纵向稳态正弦振动,研究振动对金属枝晶固-液界面形貌、组织和力学性能的影响。实验发现振动作用时间与振动频率对凝固过程的影响具有相同的重要性,同样的振动时间,一阶共振频率振动使固-液界面枝晶破断,而三阶共振则使其细化.实验也揭示了凝固全过程中施加一阶共振频率振动,组织中出现竹节状周期振动条纹,使力学性能下降,而引入其它阶的共振频率振动则使力学性能提高。     

一种测定定向凝固工艺参数的方法

利用连续测定试样顶面温度的方法，方便地测定了向凝固时的温度梯度以及固液界面位置，发现温度梯度受抽拉速度的影响不大，而固液界面的位置抽拉速度影响较大，随着抽拉速度的增大，固液界面位置向下移动。     

钠热管炉复现铝凝固点

介绍了利用钠热管炉复现铝凝固点的连续热流密度法.在凝同曲线达到最高值后约3 h,凝固温度下降小于0.6 mK.同时,在高精度复现铝凝固点时,必须在同定点容器内形成内液固界面和外液固界面.当内液固界面破损时,所复现的铝凝固温坪出现波动.此外,往温度计阱重新插入室温的石英玻璃管进行诱导,非常有助于延缓波动的再次发生.     

大挤压形变AZ91 D镁合金半固态等温组织演变

通过液淬法获得挤压比为40的AZ91D镁合金等温处理过程中的半固态组织,研究其球化机制.结果表明:密集位错促使再结晶速度加快,球化时间缩短.球化机制为等温过程中再结晶导致形变组织粒化,晶界低熔点组份聚集处以及位错密度相对较高的区域熔化,形成蜂巢状组织;固液界面张力和曲率过热促使多边形晶粒进一步球化.     

开口镓熔点装置的复现及气压修正

中国计量科学研究院自行研制的开口镓熔点装置实现了对镓熔点冻制及复现的自动化,建立了开口镓熔点配置标准铂电阻温度计组成的基准装置。实验结果显示:镓熔点熔化温坪长达50h,镓熔点的复现性为0.1mK,闭口结构与开口结构镓熔点量值差异经过气压修正后由0.13mK减小至0.06mK,镓熔点温度-气压线性拟合曲线所得数值与90温标中给出的镓熔点气压修正系数一致。     

多晶硅锭定向凝固过程的温度场模拟

采用数值模拟方法研究了不同的工艺条件对多晶硅锭定向凝固过程中固液界面形状和温度梯度的影响,为优化多晶硅凝固过程的参数和有效控制定向凝固过程提供了参考依据。模拟结果表明,降埚速率越大,晶体生长速率越快,硅锭内温度梯度也随之增加,当降埚速率小于60mm/h时,固液界面始终保持凹界面;保持一定的降埚速率和冷源温度不变,改变多晶硅锭的冷却速率,坩埚内固液界面的形状基本保持不变,但冷却速率对晶锭内温度梯度的影响较明显,冷却速率越大晶锭内温度梯度越大。     

Si-TaSi2共晶自生复合场发射材料的定向凝固组织特征

采用电子束悬浮区熔装置（EBFZM）制备了Si-TaSi2共晶自生复合场发射材料,系统地研究了Si-TaSi＋2共晶的定向凝固组织特征.当凝固速率在0.3～9.0mm/min范围内变化时,均可获得Si-TaSi2共晶自生复合材料,具有高精确取向的TaSi2纤维在硅连续基体中均匀分布.随着凝固速率的增大,TaSi2纤维的直径和平均间距减小,面密度和体积分数增大.采用零功率法考察了不同凝固速率时的固-液界面形貌.当凝固速率由0.3mm/min变化到5.0mm/min时,固-液界面经历了平界面→浅胞状界面→胞状界面→平界面的演化过程.     

固液界面与单晶连铸表面质量

本文研究固液界面对单晶连铸表面质量的影响,结果表明,形成中心向液体中凸出形状的固液界面,且保证铸锭表面在离开铸型之后自由凝固是获得高的表面质量的必要条件。     

凝固速率对Si-Ta合金固液界面稳定性的影响

以Si-Ta合金为研究对象,采用零功率法研究凝固速率对定向凝固固液界面稳定性的影响。结果表明:当凝固速率在0.3～9.0mm/min范围内,随着凝固速率的增大,固液界面经历了平界面→浅胞状界面→锯齿状界面→浅胞状界面→平界面的演化规律。在较低的凝固速率范围之内,实验结果与理论计算基本吻合。然而,在较高凝固速率时,实验结果与理论计算出现偏差,这是由于热力学和动力学均发生变化,使得在凝固速率V=5.0mm/min时固液界面就已经达到了稳定的平界面。     

脉冲激光诱导固—液界面反应法合成亚稳相纳米晶

评述了利用脉冲激光对液体中固体材料进行表面处理以获得亚稳态新相的方法,并采用脉冲激光诱导固－液界面反应法制备了金刚石纳米晶和氮化碳的纳米晶,简要分析了用此方法合成纳米晶的生长过程。     

单晶连铸凝固过程中的组织演化

单晶连铸是一项新型金属型材制造技术。单晶组织的演化是在引晶初期通过晶粒的竞争生长机制完成的,晶粒的竞争生长过程依赖由传热条件决定的固液界面形状。本文观察了工业纯铝单晶连铸引晶初期的组织演化过程,并通过液淬观察了宏观固液界面形状与单晶演化速度的几何模型,讨论了铸锭尺寸,连铸速度及固液界面形状因子对单晶演化速度的影响。研究表明,铸锭尺寸越大,完成单晶演化所需时间越长,提高连铸牵引速度和界面形状因子,有     

Al/Fe液-固界面扩散反应层生长动力学分析

采用镶嵌式技术制备了Al/Fe扩散偶,在铝熔点以上铁熔点以下进行扩散热处理,对Al/Fe液-固界面扩散反应层的生长动力学进行了分析,并建立了生长动力学方程。结果表明,Fe2Al5是热处理保温过程中唯一生成的新生相。在Fe2Al5连续单相层形成之前,其生长受Al原子和Fe原子的化学反应控制;一旦连续的Fe2Al5单相层形成,其生长则主要依赖于Al原子沿其晶界的扩散控制,且伴随着其晶粒尺寸的长大。在800℃以下热处理,可忽略晶粒长大对原子扩散的影响,其生长动力学方程为:y=2020.96exp(-78490/RT)t0.25。但当热处理温度超过铁熔点的0.7倍后,则不能忽略晶粒长大的影响,应适当减小生长动力学方程中的生长指数值。     

金属包覆材料固-液铸轧复合技术研究进展

金属包覆材料属于典型层状金属复合材料,是航空航天、石油化工、电力电子等领域的关键材料,其高效成形与性能控制技术一直是行业难点和国际研究热点.首先系统梳理了目前国内外金属包覆材料的典型制备工艺,并且根据初始时基体与覆层物理状态的不同将其分为3类,分别是固-固相复合法、固-液相复合法和液-液相复合法,对比分析了各种制备工艺的成形原理和主要特点.随后,从工艺原理、成形机理、复合机理、工艺优化等方面重点介绍了金属包覆材料固-液铸轧复合技术的最新研究进展.分析结果表明,以固-液铸轧复合技术为代表的融合塑性变形的固-液相复合工艺将成为行业未来一个重要发展方向,并且以固-液相复合法和液-液相复合法进行初态复合组坯,以固-固相复合法进行终态性能调控的一体化组合成形工艺具有良好发展前景.     

压力条件下固-液复合法制备铜/锌复合材料的研究

采用压力条件下固-液复合法,在不同的锌液浇注温度下制备了铜/锌复合材料,并对其界面结合质量、组织成分和硬度等进行分析研究。结果表明:在铜板预热温度440℃,锌液浇注温度420℃时,可以获得厚度约为8μm、冶金结合良好的复合界面,此时界面层抗拉强度大于40.86MPa,超过铸态锌基体的抗拉强度;随着锌液浇注温度的升高,界面层厚度增加,抗拉强度降低,界面层生成的金属间化合物(CuZn)增多;界面层硬度显著高于基体硬度。     

液-液界面生长法制备C_(60)晶体

常温常压下利用液-液界面生长法制备了不同形貌的C60晶体,并对其生长机理进行了初步探讨。采用扫描电镜和X射线衍射分别对晶体形貌和结构进行了表征,结果表明,在CS2-异丙醇两相界面上可以生长形貌均匀的棒状晶体,且获得的晶体结构为简单六方。     

CdZnTe晶体缺陷的透射电子显微分析

采用透射电子显微镜对CdZnTe晶体材料的缺陷特性进行了分析。在（111）面的透射电镜明场像中，观察到了棱柱位错环、位错墙、沉淀相、层错及倾斜的孪晶界面。应力是位错形成的主要原因，棱柱位错环的产生是由于沉淀相粒子在基体上产生错配应力；而位错网络与位错墙是两种热应力联合作用于晶体边缘的结果。晶体生长过程中，液固界面生长形态从平界面向胞状界面发展产生的沉淀相衬度不同于由于Te原子溶解度的回退产生的沉淀相衬度。CdZnTe晶体中的堆跺层错和孪晶与固液界面的稳定性相关。