Al-Cu-Li合金中T1相的演变规律研究

利用扫描透射电镜技术结合第一原理计算,研究了新型高强Al-4.0Cu-1.0Li(wt.%)合金在165℃单级时效过程中T1相(Al2CuLi)的演变规律。实验结果表明:随着时效时间的延长,T1相存在两种生长方式,一种是沿着它的c轴方向正常生长,另一种是通过T1相的变体成核生长。T1相的变体由两个T1相单胞组成,并在两个单胞中间存在一层Li原子。通常,T1相的变体存在于Li原子过剩区,这种变体既可以单独形核,也可在T1相上形核。第一原理计算结果表明:对于T1相的结构,Van Smaalen模型能量最稳定,T1相的两种生长方式都具有能量合理性。     

Ni-Mo-Cr高温合金中μ相非基面缺陷的形成与结构表征研究

本文利用球差校正透射电镜FEI Titan G2在原子尺度下研究了Ni基高温合金中析出μ相内(1(1)2)μ及((1)11)μ面缺陷的结构,对层错的结构特征及形成原因进行了分析.HAADF-STEM成像结果显示,μ相非基面缺陷的出现与μ相的生长特性相关,产生于(001)μ面上不同结构单元相接导致的结构变化.这种形成(0...     

纯铜双层辉光离子渗钛组织形成机理及性能分析

采用双层辉光离子渗金属技术对纯铜进行了渗钛处理。用配有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪和透射电子显微镜对合金层的显微组织形貌、钛含量分布、相组成及相结构类型进行了观察与测定，对合金层的形成机理进行了探讨，并对其性能进行了对比测定。结果表明：渗钛层由合金层和扩散层组成，合金层主要由TiCu (Cu)固溶体 TiCu4构成，TiCu4为Dla型有序相，TiCu为B2型有序相，扩散层为(Cu)固溶体。渗钛处理后纯铜的表面得到显著强化。     

宽带激光熔覆梯度生物活性陶瓷复合涂层组织与性能

为了增加基材与生物陶瓷涂层之间的结合强度,消除激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的开裂倾向,设计了一种梯度生物陶瓷复合涂层并采用宽带激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金上制备了梯度生物陶瓷复合涂层,对其组织和性能进行了研究.结果表明:钙和氧元素主要分布在生物陶瓷涂层中;钛和钒元素主要分布在基材和合金化层内;磷元素分布在合金层与陶瓷层中.合金层中基底组织上分布着白色共晶组织和白色颗粒,基底组织主要为Ti(Al,P,Fe,V)相,白色共晶组织主要为Fe2Ti4O AlV3,白色颗粒为结晶析出的Al3V0.333Ti0.666;生物陶瓷层中的基底组织为胞状晶,其上分布有灰色相和白色颗粒相,胞状晶主要为GaO、CaTiO3和HA,灰色相为β-TCP及Ca2Ti2O6,白色颗粒相为TiO2.陶瓷涂层表面形成了类珊瑚礁结构及短杆堆积结构.这种表面结构将有助于为骨细胞长入生物陶瓷涂层提供通道.陶瓷层与钛合金基体之间的结合强度大于37.3 MPa.合金层的最高硬度为1600 HV0.2,生物陶瓷涂层显微硬度最大值约为1300HV0.2.     

不同热处理工艺对Al-3.8Zn-1.6Mg铝合金微结构 与腐蚀行为作用的探讨

本文针对一种经历了三级时效后获得优良力学性能的7N01铝合金,采用慢应变速率拉伸、剥落腐蚀测试,并采用透射电镜系统研究了该合金局部腐蚀行为与微观结构的关系.结果表明,三级时效状态的7N01铝合金,相比直接热处理(T4、T5、T6)的材料,其抗应力腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能均可获得显著提高.透射电镜观察发现:T4状态合金中晶界析出相以细小的GP区以及溶质原子团簇为主,且晶界处元素分布均匀;T5状态合金中晶界析出相粗大,存在晶界无析出带(PFZ),Zn、Mg元素于晶界析出相处富集;T6状态合金中晶界析出相细小且接近连续分布,Zn、Mg元素于晶界析出相处富集;虽然三级时效工艺后Zn、Mg元素也于晶界析出相处富集,但晶界析出相粗大且断续程度加大,形成较宽的耐腐蚀的PFZ,因此有着更好的抗腐蚀性能.     

凝固条件对Mg-Zn-Y合金中长周期堆垛结构的影响

应用透射电镜研究了快速凝固,常规凝固以及热处理后Mg97Zn1Y2合金中长周期堆垛结构(LPS)的形成、结构和变化特征.结果表明,快速凝固带状材料中,18R类型的LPS首先在网状第二相中形成,573 K时效20 h后,18R有向6H转变的趋势.铸态合金中LPS主要为6层堆垛结构,这种结构在573 K时效50 h后仍然保持稳定.铸态合金在823 K热处理10 h后,LPS趋于溶解,但镁基体中仍可现察到6层堆垛的LPS的存在.通过不同的凝固和热处理过程,可以获得不同结构和分布状态的LPS.     

微波功率器件中AuGe合金焊接界面特征

在微观尺度上,焊点的可靠性取决于焊料同焊盘之间界面反应生成的界面金属间化合物(IMC)的结构。通过金锗合金焊点的界面反应及微观结构随环境的变化表征了焊点的可靠性,研究了AuGe合金焊料与不同金层厚度的Ni/Au焊盘共晶焊接后其界面特征,同时总结了AuGe合金焊料在Cu和Ni等常见焊盘上的焊接润湿性及其焊接界面特征。切片分析结果显示,在共晶焊接后,厚金样品焊接界面冷却时焊料层析出富Au相形成不规则焊接结合层,Au层厚度减薄50%～60%;薄金样品的Au层全部消失,并在界面处形成很薄的一层富Ni的NiGe化合物。实验结果显示,厚Au层样品未出现Ni向焊接层扩散的现象和NiGe化合物的生成,厚Au层起到了阻挡层作用;薄金样品时,Ni通过互扩散缓慢与Ge形成NiGe化合物,在长期使用中焊接层会通过元素扩散等形式演变,使整个焊接层转变为含氧化层、富P层、NiGe层和AuCuGe合金层等多层结构的IMC,降低了焊点强度,严重影响焊接层可靠性。这说明IMC在焊接过程中主要以界面化学反应方式形成,服役过程中主要以元素扩散方式演变。     

MOCVD GaAs_(0.5)Sb_(0.5)中的有序结构

用电子衍射技术对MOCVD生长的GaAs_(1-x)Sb_x(X=0.5)外延层进行了研究,结果表明,在外延生长过程中形成了有序相。实验中观察到有两种有序相。交替的{100}向GaAs和GaSb层构成了简单的四角AuCu—I型类有序相。本实验中仅观测到两种具有垂直于生长方向四角晶轴C的衍生结构。而对于具有交替{210}向GaAs和GaSb构成的黄铜矿EI_1结构,则至少观测到两种衍生结构。 GaAs_(1-x)Sb_x,在诸如叠层太阳电池、波长在1.3—1.6μm的探测器方面的未来应用中具有重要意义。但是,此合金系列具有很大的可混带隙。在600℃时,GaAs_(1-x)Sb_x无序合金在0.8>x>0.2的组分范围内是不稳定的。固相不可混性在Ⅲ—Ⅴ材料中是个广     

γ′相的尺寸梯度对富钴镍基高温合金变形机制的影响

本文借助像差校正透射电子显微镜研究了富钴镍基高温合金在高温拉伸变形过程中不同尺度的γ′相对合金变形机制的影响。研究发现,随着γ′相尺寸的增加,基体位错以位错对的方式切割γ′相逐渐转变为以Orowan机制绕过γ′相,并在其周围形成位错环;而不全位错能否切入γ′相主要取决于层错的类型(内禀或外禀),与γ′相的尺寸无关。同时发现,层错之间的交互作用能够促使内禀层错转变为外禀层错并可逐步增加错排片层数量,最终演变为可剪切所有尺寸γ′相的变形孪晶。本文对γ′相尺寸效应的影响以及层错转变为孪晶的过程的研究将有利于对后续合金设计提供理论参考。     

凝固冷却速率影响下Al-Pd-Co复杂合金相的形成及分布特征

复杂合金相具有不同于传统金属的结构特征。为了搞清凝固冷却条件对铸态Al-Pd-Co复杂合金相存在状态的影响,本文应用TEM、SEM、HREM、EDS等多种电子显微学手段,分析了不同凝固冷却速率下Al70Pd10Co20三元合金中复杂合金相形成和分布特征。通过比较不同凝固冷却速率下凝固组织的形貌和成份的变化,推断出Al70Pd10Co20合金凝固过程中,M-Al13Co4和O-Al13Co4型复杂合金相的高温形成具有宽化的成分区间。随着凝固冷却速率的提高可导致另一具有复杂结构的W相的形成并与M-Al13 Co4和O-Al13 Co4型相共生,其结构包含与Al-Pd-Co十面体准晶同类的十面体原子团结构单元。