片层宽度对全片层TiAl合金蠕变性能的影响

通过不同的热处理工艺。得到了具有相近晶粒度不同片层宽度的全片层TiAl合金组织，并在T=800℃，σ=205MPa条件下，测试了其蠕变性能，研究了片层宽度对蠕变性能的影响规律及其机理。研究结果表明，全片层TiAl合金的初始蠕变量和最小蠕变速率随片层宽度的增加而提高。片层界面在蠕变过程中能向基体中发射位错。同时又能阻碍位错的发射和位错的运动。     

变形方向对TiAl合金二次热变形行为的影响

通过等温热压缩实验研究变形方向对经一次锻造后的Ti-46.2Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni合金热变形行为的影响,所选定的二次热变形方向垂直或平行于一次锻造应力轴方向,试样初始组织状态分别为锻造态、去应力退火态和双态组织。结果表明:变向二次热变形均加快了三种热处理状态钛铝合金加工硬化率的衰减过程;对于其中具有双态组织的钛铝合金继续施加变向或不变向二次热变形均有利于减小流变软化程度,提高二次热变形后的组织均匀性。进一步的微观组织观察表明,变向二次热变形与不变向二次热变形相比,更有利于合金的残余层片分解和动态再结晶的进行。     

TiAl合金片层形成及其稳定性研究现状

TiAl合金具有低密度和优异的高温性能,是650~850 ℃温度区间内替代镍基高温合金的重要候选材料。具有片层组织的TiAl合金高温综合性能优异,但片层组织形成机理、高温服役条件下片层稳定性仍是关注的重点。综述了近年来片层形成和组织稳定性的研究成果,主要分析片层形成机制和γ变体选择机制,以及片层特征对组织稳定性的影响,并对未来的研究方向进行了展望。     

TiAl合金片层取向控制研究进展

TiAl合金因具有低密度、良好的高温强度以及抗氧化性,成为在航空航天及汽车行业具有重要应用价值的新型高温结构材料。对于全片层TiAl合金,通过控制α相沿非择优取向生长,获得平行于生长方向的片层组织,可显著提高其综合力学性能。TiAl合金的片层组织控制方法主要包括改变凝固路径法和籽晶法。综述了TiAl合金片层取向控制的现状及存在的主要问题,指出自引晶法和β相籽晶法是片层取向控制的新方法,将促进TiAl合金片层组织控制的工程化应用。最后,对TiAl合金片层取向控制的发展前景进行了展望。     

全片层TiAl合金临界屈服应力及影响因素的细观研究

基于PST晶体的微结构和γ相及α2相普通位错和孪晶滑移启动，结合细观力学方法，通过数值模拟两相中的各滑移系上的分切应力，得出PST晶体屈服应力和外加载荷与片层之间夹角θ的关系；详细讨论了γ相中孪晶与普通位错的临界切应力之差异对PST晶体屈服应力的影响。对单轴和双轴加载的情况分别进行了计算，得到的结论与已有的一些实验结果相吻合。     

TiAl基合金双态组织高温变形的研究

采用自制的高温拉伸机研究了Ｔｉ－３３Ａｌ－３Ｃｒ－０．５０Ｍｏ合金双态组织的高温变形，结果表明，在适当的变形工艺条件下，在９７０℃获得了高达１９４％的延性。     

片层状TiAl-Nb合金中γ/γ界面体系拉伸行为的原子模拟

全片层组织结构的TiAl基合金在发生塑性变形时,因具有多个可阻碍位错迁移的界面,增加了位错迁移所需要的应变能,从而使变形能力和强度强烈依赖于这种显微组织中的层状界面。本工作采用分子动力学方法研究了单轴拉伸载荷下具有γ/γ界面的TiAl-Nb合金的变形行为。从原子尺度上讨论了真孪晶(True-twin, TT)、旋转界面(Rotational boundary, RB)、伪孪晶(Pseudo-twin, PT)三种不同界面下,片层状TiAl-Nb合金的力学响应、位错演化和断裂机制;阐述了材料力学响应与微观缺陷演化之间的关系,表明含不同界面的TiAl-Nb合金力学性能具有显著的层状边界效应。通过观察位错与界面的交互作用发现位错与界面相遇后,三个界面及附近都会产生无序原子区;而RB/PT试样中无序原子区作为位错源会向另一片层发射位错,TT试样中的无序原子区不会作为位错源向另一片层发射位错。     

TC21钛合金热变形过程中片层α相动态球化行为研究

目的 定量分析不同热变形参数下片层α相的演化行为,探究不同热变形参数对TC21钛合金中片层α相动态球化行为的影响规律,并探讨片层α相在动态球化过程中的组织演变机理。方法 基于Thermecmastor-z热模拟试验机对TC21钛合金开展不同变形参数的热压缩试验,结合SEM-EBSD材料表征技术进行显微组织的表征。结果 随着温度从890℃升高至950℃,片层α相的平均厚度从0.65μm先增大至0.72μm后减小至0.16μm;在高温、低应变速率的条件下,片层α相球化百分数约为59%,而在低温、高应变速率条件下,片层α相球化百分数降至约26%;随着应变速率由0.001 s^-1升至1 s^-1,片层α相球化百分数的增量由10%减少至不足2%。结论 温度的高低主导了片层α相尺寸的变化趋势;变形温度的升高及应变速率的降低加速了片层α相的球化进程,而应变速率为主要影响因素;在α+β两相区变形过程中,LAGBs常形成于片层α相内部位错塞积程度较高的区域,并以此作为发生动态球化的界面。随着动态球化百分数的增大,α相中LAGBs的体积分数减小,而HAGBs的体积...     

变形参数对TC21钛合金片层组织球化行为的影响

目的研究变形参数对TC21钛合金片层组织球化行为的影响。方法在应变速率范围为10~(-3)~10s~(-1)和变形温度范围为760~920℃内,对片层组织TC21钛合金进行了最大应变为0.91的等温恒应变速率压缩实验,通过微观组织观察研究了应变速率、温度和应变等变形参数对片层组织球化行为的影响。结果变形参数对片层组织的球化有较大影响。结论随着应变的增加,α相的球化率增加且球化α相的尺寸逐渐减小;应变速率对球化α相的尺寸影响不大,但应变速率越低,α相的球化率越高;温度升高,α相的球化率和球化α相的尺寸增大。     

TiAl有序金属间化合物中的层错带与变形孪晶

采用 TEM 衍衬试验研究了 TiAl+Mn 合金中层错带和变形孪晶的特征。结果表明:所观察到的层错带是一组在平行(111)面上的重叠层错,提出这种重叠层错是由柏氏失量■=1/6[112]的不全位错扫过相继平行(111)面时形成的。分析结果还表明,按上述机制所形成的重叠层错的取向与观察到的变形孪晶一致。因此,重叠层错实际上是变形孪晶的胚胎。基于以上对层错带及变形孪晶形成过程的认识,本文进一步探讨了第三元素对 TiAl 基合金孪生变形及延性的影响。     

Cu-Be/Cu-Zn层状金属基复合材料的冷轧变形行为及界面过渡层演变

高铍含量的铍铜(Cu-Be)合金时效后抗拉强度可达1400 MPa以上,伸长率却不到5％,呈现显著的强度-塑性倒置关系,严重影响了合金服役的安全可靠性.高强Cu-Be合金塑性变形时产生的局部应变集中现象是导致其低塑性的根本原因,将层状非均质构型设计的思想运用于Cu-Be合金,构建Cu-Be/Cu-Zn层状金属基复合材料,可以有效减少该现象的产生,有望获得高强塑性的层状金属基复合材料.运用塑性变形法制备层状金属基复合材料简单易行,受到广泛关注.前人对层状金属基复合材料轧制变形规律的研究主要集中在复合材料金属组元方面,对界面过渡层变形规律研究较少.本工作利用真空热压复合及后续冷轧变形的方式制备了Cu-Be/Cu-Zn层状金属基复合材料,利用光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)结合能谱仪(EDS)、显微维氏硬度计对Cu-Be/Cu-Zn层状金属基复合材料冷轧变形行为及界面过渡层的演变进行了研究.研究结果表明,Cu-Be/Cu-Zn层状金属基复合材料冷轧前金属层间界面基本呈平直状,界面结合良好且无裂纹、孔洞等缺陷.当冷轧压下率不超过50％时,Cu-Be/Cu-Zn层状金属基复合材料发生不均匀的宏观变形,Cu-Zn层在板材厚度方向的变形量明显大于Cu-Be层和界面过渡层,当冷轧压下率为35％时,界面过渡层的厚度仅减小8.3％,不均匀的塑性变形导致Cu-Be/Cu-Zn界面由平直状态变为波浪状态;当冷轧压下率超过65％时,层状金属基复合材料内部发生均匀、协调的变形,各层厚度基本按照总冷轧压下率变化.不同冷轧压下率下,显微硬度最高的均为过渡层,其次是Cu-Be层,而Cu-Zn层的显微硬度最低.这是因为在层状金属基复合材料冷轧变形过程中,界面过渡层主要起到协调变形的作用,处于显著剪切应力状态,会产生额外的背应力强化.本工作探讨了界面过渡层在Cu-Be/Cu-Zn层状金属基复合材料冷轧过程中的宏观变形以及强化机理,有助于进一步阐明层状金属基复合材料塑性加工变形规律并合理制定其塑性加工工艺.     

特气在硅与氧化层界面的应用

微电子学和光电子学的重要性已被人们有所认识。微电子学和光电子学器件制备的工艺技术都是十分复杂的,与电子工程、物理、化学、化学工程、光刻学和材料科学等有密切的联系。在诸多复杂的工艺中,构成的氧化层与硅界面之间的物理特性好坏是硅表面器件成功与否的关键。如何准确地控制硅界面的性质,是器件研制者面临的难题。这不仅要求界面有稳定的化学性能和电学性能,而且氧化膜在接近界面处有绝缘作用和良好的介电强度,当然不允许出现针孔。可采用很多手段来控制硅界面的性质。这里只谈谈与特气有关的两种手段。     

AA6111合金在热轧过程中保持时间对晶体织构的影响

使用EBSD研究了AA6111合金在两次热轧过程中不同保持时间对晶体织构演变的影响.结果显示:变形织构主要由α和β纤维组成.从主要织构组分的取向强度看出,随着保持时间的增加,Brass和Copper理想织构组分显著增加,S织构没有明显变化.     

泡沫铝层合梁的三点弯曲变形

研究了泡沫铝层合梁三点弯曲的载荷(P)-位移(δ)曲线、变形过程及面板破坏、夹芯剪切破坏、凹陷破坏等破坏模式。用极限载荷公式得到的计算值与实验值符合良好。实验所得的加载和卸载刚度(P/δ)与计算结果吻合较好。泡沫铝层合梁具有较低的密度((0.42～0.92)×10~3kg/m~3)和很高的弯曲比刚度(E~(1/2)/ρ)。利用极限载荷公式建立了破坏模式图。     

金相样品制备过程中变形层的成因分析及对策

制备金相样品是金相检验中的必要步骤 ,而样品制备的质量受人为因素影响较大 ,在样品的切割、磨光和抛光过程中 ,若操作不当 ,极易使样品表面产生变形或使磨面产生变形层而影响检验效果。虽然在机械磨抛过程中产生变形层是不可避免的 ,但如果注意方法 ,可以将变形层的产生减至最小程度 ,便于在以后的侵蚀过程中完全去除掉 ,获得一个平整、真实的金相样品 ,提高制样的一次成功率。本文结合多年的制样经验 ,分析总结出磨抛过程中试样磨面产生变形层的原因及解决方法。1　磨制过程中变形层的产生与消除方法1 .1　接触压力在试样的磨制过程中 ,…     

用结构函数法测量GaN HEMT与夹具的界面层热阻

为准确测量Ga N HEMT与夹具界面层的热阻,在两种不同的管壳界面材料条件下,利用经过改进的显微红外热像仪测量Ga N HEMT的降温曲线。采用结构函数算法对两种降温曲线进行分析,得到反映器件各层材料热阻的积分结构函数曲线。利用JESD51-14中的方法分别确定结壳热阻分离点和夹具到热沉的热阻分离点,得到结壳热阻Rj-c为1.078 K/W,夹具到热沉的热阻Rf-s为0.404 K/W。利用两种条件下的总热阻减去结壳热阻和夹具到热沉的热阻得到管壳界面材料热阻,导热硅脂热阻为0.657 K/W,空气介质热阻为1.105 K/W。依据该方法可以实现对界面层热阻的测量。     

纳米多层膜的界面微结构与超硬度

综述了近年来纳米多层膜界面微结构及超硬度效应的研究进展,表明纳米多层膜硬化的主要机制是位错镜像力及hall-petch模型,超模效应及晶格错配引起的交变应变场对硬化起次要作用。     

蓝宝石晶体与N–BK7玻璃的高温界面黏着

目的 评估蓝宝石晶体作为玻璃热压模具的可行性。方法 通过系统地开展玻璃热压试验,获知蓝宝石晶体与N–BK7玻璃在不同热压温度、载荷、保温时间条件下的界面黏着状况,并初步探究蓝宝石晶体晶向的影响。使用CCD相机、金相显微镜和场发射扫描电子显微镜（SEM）对热压试验后的蓝宝石晶体模具表面形貌进行表征,运用能量色散X射线光谱（EDS）对模具表面黏着物质的成分进行分析。结果 热压温度是蓝宝石晶体与N–BK7玻璃界面黏着最主要的影响因素;在热压温度600～700℃、保温时间3～25 min、载荷0～1 000 g的条件范围内存在不发生黏着的区域边界;在不同的条件下,蓝宝石晶体表面的黏着残留物分布也有所不同。通过选取合适的工艺参数,蓝宝石晶体在600℃以上时与N–BK7玻璃表现出较好的抗黏着性,体现了其在玻璃微纳热压印模具领域的潜在应用。结论 详细揭示了蓝宝石晶体与N–BK7玻璃在不同热压温度、保温时间、载荷下的界面黏着状况,并且成功地将蓝宝石晶体模具表面的微结构复制到了N–BK7玻璃上,为蓝宝石晶体用于玻璃微纳热压印模具提供了试验依据。     

TiAl基合金中γ/γ界面关系的定量分析

γ/γ界面对于 (γ α2) 双相TiAl基合金的力学性能具有重要影响.本工作利用汇聚束电子衍射技术对一种含有Mn,Nb合金元素的 (γ α2) TiAl基合金中具有六种不同晶体学取向的γ相及γ/γ界面关系进行了实验唯一测定.结果表明,仅利用一套〈334〉高阶劳厄带花样就可以完全决定该合金中γ层片的晶体学取向.该合金中γ/γ界面有四种,即绕〈111〉旋转120°、旋转180°呈镜面对称真孪晶、旋转60°呈镜面对称的伪孪晶和反相畴界面.统计分析表明,真孪晶γ/γ界面的比例最高,伪孪晶γ/γ界面和旋转120°γ/γ界面较少.TiAl合金中偶尔也会出现γ/γ反相畴界.