用正电子湮没技术研究锌液对钛铝基合金的腐蚀

研究了Ti-50AI和Ti-45Al-8Nb合金在锌液中的腐蚀行为，并测量Ti-50Al和Ti-45Al-8Nb合金的正电子寿命谱，利用正电子寿命参数分别计算了合金基体和缺陷态的自由电子密度。TiAl合金自由电子密度比金属Ti和金属Al基体的低，当Ti和Al组成TiAl合金时，Ti原子和A1原子的部分价电子被局域化，TiAl合金中金属键和其价键共存。TiAl合金晶界缺陷的开空间较大，晶界缺陷处的自由电子密度较低，金属键结合力较弱。在TiAl合金中加入Nb元素，Ti-45A1-8Nb合金基体和晶界的自由电子密度增大，明显减慢了锌液对钛铝基合金的溶解速度。     

掺V和Ag的TiAl合金中缺陷和电子密度的正电子湮没研究

测量了Ti50Al50，Ti50Al48V2，Ti50Al48Ag2合金和充分退火的Ti，Al，Ag，V金属的正电子寿命谱，利用正电子寿命参数分别计算了合金基体和缺陷态的自由电子密度。TiAl合金的脆性与其基体和晶界缺陷处的自由电子密度较低有关。在富Ti的TiAl合金中加入V，V原子比Al和Ti原子能提供较多的自由电子参与形成金属键，因而提高了合金基体和晶界缺陷处的自由电子密度；在TiAl合金中加入Ag也有类似的效应。在TiAl合金中加入V和Ag，有利于提高合金的韧性。     

用正电子湮没技术研究Zr对Ni3Al缺陷态的影响

本文用正电子湮没技术（ＰＴＡ）研究了含不同Ｚｒ量多晶Ｎｉ３Ａｌ的ｅ＾＋寿命谱，结果表明：在Ｎｉ３Ａｌ中加入Ｚｒ，一部分Ｚｒ原子进行原子替位，晶格发生畸变，导致基体中正电子寿命（τ１）增长；另一部分在晶界偏聚的Ｚｒ调整了晶界结构，使平均寿命（τ）下降，当Ｚｒ量为１．２ａｔ－５时，缺陷态的寿命τ２显著增长，表明有自由体积较大的缺陷组态生成。     

用正电子湮没技术研究Zr对Ni_3Al缺陷态的影响

本文用正电子湮没技术（ＰＴＡ）研究了含不同ｚｒ量多晶Ｎｉ３Ａｌ的ｅ＋寿命谱。结果表明：在Ｎｉ３Ａｌ中加入Ｚｒ，一部分Ｚｒ原子进行原子替位，使晶格发生畸变，导致基体中正电子寿命（τ_１）增长；另一部分在晶界偏聚的Ｚｒ调整了晶界结构，使平均寿命（τ）下降。当Ｚｒ量为１．２ａｔ．－％时，缺陷态的寿命τ２显著增长，表明有自由体积较大的缺陷组态生成．     

STUDIES OF Nb–TiAl ALLOY BY POSITRON ANNIHILATION TECHNIQUES

利用正电子湮没寿命谱(PALS)和符合Doppler展宽(CDB)技术研究了Ti51Al49合金中Nb的掺杂效应.结果表明:低含量掺杂时,Nb原子主要偏聚在合金晶界处,提高了晶界位置的自由电子密度,有利于改善合金的室温韧性;而较高含量的Nb掺杂时,由于形成了新的晶体结构,合金基体及晶界处的自由电子密度减少,导致合金的脆性增加.     

Cr对TiAl金属间化合物高温氧化性能的影响

研究了Ｔｉ－５０Ａｌ，Ｔｉ－４５Ａｌ－１０Ｃｒ和Ｔｉ－５０Ａｌ－１０Ｃｒ（原子分数，％）合金在８００－１１００℃下的高温氧化性能。结果表明，Ｔｉ－４５Ａｌ－１０Ｃｒ合金在８００和９００℃形成的氧化膜具有与ＴｉＡｌ合金同样的分层结构，外层为ＴｉＯ２，内层为ＴｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３的混合氧化物，在内外氧化层中间有一富Ａｌ２Ｏ３４的中间层，但内氧化层中有大量Ｃｒ掺杂，其氧化增重比Ｔｉ－５０Ａｌ的大，而１００     

NiAl—Fe金属间化合物合金的正电子寿命谱

测量了塑性金属间化合物合金Ｎｉ５０Ａｌ３０Ｆｅ２０，Ｎｉ５０Ａｌ２０Ｆｅ３０，Ｎｉ６０Ａｌ２０Ｆｅ２０单晶和多晶的正电子寿命谱。基于正电子寿命谱的特征参数引入了正电子双区域捕获模型，并讨论了这些合金微观结构与力学性能之间的关系。     

近等原子比NiTi合金中微观缺陷和电子密度的正电子湮没研究

用正电子寿命谱测量方法研究了5种不同化学成分的近等原子比NiTi合金中的微观缺陷和自由电子密度。结果表明,当Ni原子和Ti原子形成NiTi合金时部分3d电子被局域化而形成共价键,导致合金中参与形成金属键的自由电子减少。近等原子比的NiTi合金中的基体和缺陷处的自由电子浓度均随Ni含量的增加而改变,并且当Ni含量为51 at%时达到最大值。研究还发现Ni51Ti49合金含有最少的缺陷,从而有助于马氏体相变的发生,这可能成为Ni51Ti49合金具有最好的形状记忆效应的一个原因。     

NiAl－Fe金属间化合物合金的正电子寿命谱

测量了塑性金属间化合物合金Ｎｉ（５０）Ａｌ（３０）Ｆｅ（２０），Ｎｉ（５０）Ａｌ（２０）Ｆｅ（３０）和Ｎｉ（６０）Ａｌ（２０）Ｆｅ（２０）单晶和多晶的正电子寿命谱．基于正电子寿命谱的特征参数引入了正电子双区域捕获模型，并讨论了这些合金微观结构与力学性能之间的关系．     

Ti-Al合金相结构与界面特性的电子显微分析及原子尺度计算模拟

对材料的相结构及缺陷的原子排布观察已在几何模型的基础上深入到物理本质,如相结构的稳定性及界面原子弛豫等．本文以比重轻、强度高的ＴｉＡｌ金属间化合物中的Ｔｉ２Ａｌ相及晶界结构为例,说明原子像观察与原子尺度的计算模拟可以提供更全面准确的结构信息．     

用正电子湮没技术研究Cr和Nb对TiAl合金中缺陷和d-d电子相互作用的影响

测量Al,Si,Ti,Cr,Nb等纯元素以及Ti50Al50,Ti50l48Cr2,Ti50Al48Nb2合金的符合正电子湮没辐射多普勒展宽谱和寿命谱,获得金属及合金中d电子和缺陷的信息.结果表明,二元TiAl合金的电子密度和3d电子的信号较低,晶界缺陷的开空间较大.在TiAl合金中加入Cr或Nb,合金中的d-d电子作用增强,基体和晶界处的电子密度均增加.Ti50Al48Cr2合金的多普勒展宽谱的d电子信号高于Ti50Al48Nb2合金.讨论了Cr和Nb对TiAl合金中缺陷和d-d电子相互作用的影响.     

Fe-Al系金属间化合物中的微观缺陷和电子密度

对二元Fe-Al合金，含Cr和Si的Fe3Al合金的正电子寿命谱测量表明：随着二元Fe-Al合金中Al含量的增加，空位浓度增加，微孔洞的开空间增大。在Al含量高于40％原子分数）的B2－FeAl合金中存在着较高的空位浓度和开空间相当于Fe中的10－15个空位聚集体的微空洞。在B2－FeAl和D03－Fe3Al合金中，晶格中最邻近的Fe-Al原子对之间发生Fe-d-Alp杂化使用。Al的3p电子与Fe的3d电子被局域化并形成共价键。导致合金中的自由电子密度降低。二元Fe-Al合金中的平均电子密度随着Al含量的增加而下降。用Cr元素对Fe3Al进行合金化。合金基体和晶界处的自由电子密度均增加；而加入Si元素，合金基体和晶界处的自由电子密度均减小。讨论了Fe-Al合金的微结构对其力学性能的影响。     

Influence of chemical composition and alloying elements on microdefects and electron density in Ni—Al alloys

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＬｌ2 Ｎｉ3ＡｌａｎｄＢ2 ＮｉＡｌａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｔｅｒｍｅｔａｌ ｌｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓｉｎＮｉＡｌａｌｌｏｙｓ .ＡＮｉ3Ａｌａｌｌｏｙｈａｓｒｅｌａ ｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｓｒｅ     

Aluminum Nitride Thin Films on Molybdenum/Polyimide Heterostructure for Bulk Acoustic Resonators

用正电子寿命谱测量方法研究了5种不同化学成分的近等原子比NiTi合金中的微观缺陷和自由电子密度.结果表明,当Ni原子和Ti原子形成NiTi合金时部分3d电子被局域化而形成共价键,导致合金中参与形成金属键的自由电子减少.近等原子比的NiTi合金中的基体和缺陷处的自由电子浓度均随Ni含量的增加而改变,并且当Ni含量为51 at％时达到最大值.研究还发现Ni51Ti49合金含有最少的缺陷,从而有助于马氏体相变的发生,这可能成为Ni51Ti49合金具有最好的形状记忆效应的一个原因.     

Improvement of microstructure and mechanical properties of TiAl−Nb alloy by adding Fe element

In order to improve mechanical properties and optimize composition of TiAl−Nb alloys, Ti46Al5Nb0.1B alloys with different contents of Fe (0, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, and 1.1 at.%) were prepared by melting. Macro/microstructure and compression properties of the alloys were systematically investigated. Results show that Fe element can decrease the grain size, aggravate the Al-segregation and also form the Fe-rich B2 phase in the interdendritic area. Compressive testing results indicate that the Ti46Al5Nb0.1B0.3Fe alloy shows the highest ultimate compressive strength and fracture strain, which are 1869.5 MPa and 33.53%, respectively. The improved ultimate compression strength is ascribed to the grain refinement and solid solution strengthening of Fe, and the improved fracture strain is due to the reduced lattice tetragonality of γ phase and grain refinement of the alloys. However, excessive Fe addition decreases compressive strength and fracture strain, which is caused by the severe Al-segregation.     

Microstructure and properties of novel quinary multi-principal element alloys with refractory elements

Five equiatomic alloys(Ti Zr Hf VNb, Ti Zr Hf VTa, Ti Zr Nb Mo V, Ti Zr Hf Mo V and Zr Nb Mo Hf V) composed of five elements with high melting temperature, respectively were prepared by arc-melting to develop a novel high temperature alloy. The five alloys exhibit different dendritic and interdendritic morphologies. The Ti Zr Hf VNb, Ti Zr Hf VTa and Ti Zr Nb Mo V alloys formed disordered solid solution phases with body-centered cubic structure, and exhibited high compressive strength and good plasticity. The Ti Zr Hf Mo V and Zr Nb Mo Hf V alloys are composed with Laves phase(Hf Mo2) and disordered solid solution phases with body-centered cubic structure. The Ti Zr Hf Mo V and Zr Nb Mo Hf V alloys are harder and more brittle than the other three alloys due to the existence of hard and brittle Laves phases. At high temperatures, the strength decreases to below 300 MPa for the Ti Zr Hf VNb and Ti Zr Hf Mo V alloys. Solution strengthening is the primary strengthening mechanism of the Ti Zr Hf VNb, Ti Zr Hf VTa and Ti Zr Nb Mo V alloys, and brittle Laves phase is the main cause for the low ductility of the Ti Zr Hf Mo V and Zr Nb Mo Hf V alloys.     

The site occupancies of alloying elements in TiAl and Ti3Al alloys

The site occupancies of V, Cr, Mn, Fe, Ni, Zr, Nb, Mo, Ta, Ga and Sn (1–5 at.%) in TiAl alloys with different compositions, and in Ti₃Al with the compositions of Ti–26 at.%Al–(1–2 at.%)X, were measured by the atom location channelling enhanced microanalysis (ALCHEMI) method. For TiAl alloys, the results show that Zr, Nb and Ta atoms invariably occupy Ti sites, while Fe, Ni, Ga and Sn atoms occupy Al sites, the alloy composition having no significant influence on their site preference. By contrast, the site preference of V, Cr, and Mn changes considerably with alloy composition (the Ti/Al ratio in particular), the probability of these elements substituting for Ti decreasing in the above order. For quaternary Ti–Al–V–Cr alloys, the site occupancies of V and Cr do not show much mutual influence. In general, with increasing atomic number, elements in the same period show increasing tendency to substitute for Al, as is the tendency to substitute for Ti for elements in the same group of the periodic table. For Ti₃Al alloys, Ga and Sn atoms occupy Al sites, while V, Cr, Mn, Zr, Nb, Mo and Ta atoms occupy Ti sites, the site preference of V, Cr, Mn and Mo in TiAl alloys being different from that in Ti₃Al. The experimental results are interpreted in terms of a Bragg–Williams-type model and bond-order data obtained from electronic structure calculation. Qualitative agreement between the model and measurements is reached.