磁制冷材料Ni-Mn-Ga合金的连续马氏体相变与奇异热膨胀特性

为深入解磁制冷材料Ni-Mn-Ga合金的热膨胀特性,利用SEM、XRD、DSC及PPMS系统分别对合金Ni_(54+x)Mn_(19-x)Ga_(27)(x=0.2,0.6,1.0)的组分、结构、相变及热膨胀特性进行实验测试。结果表明:随着Ni含量的增加,合金的马氏体相变温度逐渐增加。当x从0.2增至1.0时,合金正反马氏体相变峰温分别从274、282 K增至300、309 K,且存在7～10 K的热滞后。在升降温过程中,x为0.2和0.6的合金出现两个连续的马氏体相变、x=1.0的合金发生磁-结构耦合转变,相变温区分别为33.5 K、35.1 K、27.5 K。零场热应变曲线表明,合金具有各向同性的热膨胀特性。马氏体相与奥氏体相的热膨胀系数分别为5.02×10~(-6)～10.31×10~(-6 )K~(-1)和3.74×10~(-6)～7.72×10~(-6)K~(-1)之间。马氏体相变过程中合金出现正热膨胀行为和奇异的负热膨胀行为,最大的负热膨胀系数约为-139.84×10~(-6 )K~(-1)。结合实验数据,从微观的角度对Ni-Mn-Ga的负热膨胀效应进行初略讨论。     

钙钛矿结构锰氧化物La0.67Ca0.33MnO3的内耗研究

用内耗的方法测量了钙钛矿结构锰氧化物La0 67Ca0 33MnO3的内耗温度曲线Q-1(T).在260,222和105 K温度处分别出现内耗峰.分析表明105 K处的内耗峰与铁磁态中的电子相分离有关.222 K处的内耗峰由两个次峰构成,峰温分别为222和234 K,并具有弛豫特征,与绝缘畴和金属畴的相对移动有关.它们的激活能以及指数前因子分别为0.32 eV,2.0×10-12s和0.38 eV,2.5×10-13 s.     

Fe-Al合金中与Al反位置原子弛豫有关的内耗峰

利用内耗方法对Fe47Al53合金中Al反位置原子的运动特征进行了研究,在410℃附近观察到了一个与合金热历史相关的弛豫型内耗峰.在快冷样品中内耗峰高度明显高于慢冷样品时内耗峰的高度;而对于快冷样品,升温测量时内耗峰高度又明显高于随后的降温测量时内耗峰的高度,内耗峰高度表明该内耗峰与快冷时残留的缺陷有关.由于该内耗峰激活能为1.88 eV,与Fe47Al53合金中Fe空位的迁移能相当,因而该峰应产生于应力诱导下Al反位置原子在Fe空位之间的运动.     

时效对Mn-Cu-Al三元合金的内耗、杨氏模量和力学性能的影响

测量了Mn-Cu-Al三元合金(含56-60wt-％Mn,0-3.59wt-％Al)在-150—150℃的声频内耗,发现当试样在调幅线的温度范围内进行时效时,内耗随着时效时间的增加而增加,并在特定的时间内达到极大值.时效温度越高,达到极大值的时间越短.在时效一定的时间后出现马氏体相变峰和孪晶界面弛豫峰.相变峰随着时效时间的增加而向高温移动;弛豫峰则出现在15℃左右(频率约1kHz),测得其激活能是0.56eV. 在调幅线内时效使合金的硬度、强度及脆性墙加,Al元素有增加合金的强度而降低其内耗的作用.实验结果表明,在450℃时效2—3h,可得到合金的内耗和强度的最佳综合指标. 根据内耗、模量、金相检验和X射线分析的结果,认为调幅分解后产生的富Mn区是合金发生相变和高内耗的来源,也是合金的强度增加和韧性降低的原因.     

铸态Mn-Cu合金的马氏体相变内耗的研究

对含Mn量为90%的铸态Mn-Cu合金的马氏体相变内耗进行了研究.用低频测量时,稳定峰(变温速率T=0)的峰温与频率无关,峰高随f的增加而减小,因而不是静滞后型内耗.连续变温的相变峰高与T,f有关,但峰高Q_m~(-1)与T,1/f或T/f都不满足线性关系;在一定振幅范围内(A_ε:1×10~(-5)—1×10~(-4)),峰高与应变振幅基本无关.因而,认为低频变温马氏体相变内耗的大小与相变中共格界面有关,即马氏体相变内耗不仅有体积效应的贡献,而且有界面效应的贡献.     

快速凝固Al7075-xwt%Mn合金的特性

用快速凝固法(RS)将Al7075和Al- 75wt%Mn中间合金制成平均厚度为10μm~ 30μm的薄片，使合金中含0~2.5wt%的不同Mn含量。RS片经冷压、除气后，在350℃下挤压成直径为7mm的棒，其挤压比为25∶1。挤压棒在490℃固溶2h随后于120℃时效处理1300min。用SEM和TEM测量RS片和挤压棒的显微组织。挤压棒拉伸性能测量时加载方向平行于挤压棒纵向，差式扫描量热计(DSC)用于测定合金中沉淀相析出，温度范围0~ 600℃，升温速度10℃/min。不同Mn含量合金的DSC曲线均出现两个放热峰，第一放热峰位于50℃~100℃之间，是与GP区形成相关联。第二个峰…     

Mn-Cu合金马氏体相变与沉淀的内耗SCIEI

用倒扭摆内耗仪测量了含Mn量92.8及90wt-％两种Mn-Cu合金在—100—400℃温度范围的内耗温度谱。除在-40及160℃附近是熟知的孪晶界面弛豫峰和马氏体相变峰(P_?峰)外,还新发现40℃内耗峰(P_2峰)是Spinodal组分分解形成的贫Mn区内的马氏体相变内耗峰。200℃附近的弛豫峰(P_3)与a-Mn的沉淀物有关,激活能为1.1eV。340℃弛豫峰(P_4)是在430℃真空时效过程中逐渐形成的,激活能为1.47eV。     

NiTi合金的相变与记忆效应

用X射线衍射、电阻、形状变化、内耗等方法研究等原子NiTi合金在150℃以下发生的相变与记忆效应。X射线衍射结果表明,在45℃左右,合金出现两类相变:马氏体相变与R相变,具有B_2型结构的母相分别转变成单斜畸变B_(10)型马氏体和畸变B_2结构的R相。R相变不是预转变,R相在-185℃仍保持稳定。合金在相变时,电阻和内耗增加。出现电阻峰和内耗峰。在相变温度进行不完全热循环时,开始只出现一个马氏体内耗峰。多次热循环,在马氏体内耗峰的高温侧分裂出一支小内耗峰。这是R相变引起的。升温时,在50～60℃,R相和马氏体开始向B_2相逆转变。在等原子NiTi合金中,相变依下列次序进行,B_2(?)B_2 R B_(19)(?)R B(19)。 NiTi合金的记忆效应是降温时B_2相向R相和马氏体转变及随后升温时,R相和马氏体向B_2相逆转变造成的。     

CuZnSnSi合金钎料相变过程的热分析动力学

CuZnSnSi合金钎料在钎焊钢工件中具有良好的综合性能.为进一步探究其合金性能,借助差示扫描分析(DSC)和热重分析(TG)技术,分别采用微分非等温法和积分非等温法分析了CuZnSnSi合金钎料相变过程的热分析动力学.结果表明,CuZnSnSi合金的相变温度范围为1150.5~1221.5 K,吸热峰温度为1174.46 K,在相变过程中没有化学反应,但出现升温段的吸热峰温度滞后于降温段的放热峰,说明了合金钎料在结晶过程需要一定的过冷度;非等温分析法计算得到合金钎料相变表观活化能为615.72 kJ/mol;由Arrhenius公式得出合金钎料相变速率常数k的变化规律为1.71×1027exp(-6.16×10⁵/RT).     

块体非晶合金Cu58 Zr30 Ti10 Sn2的形成与晶化行为研究

采用铜模吸铸法制备了直径为2～3mm的圆柱状Cu60-xZr30Ti10Snx（x=0、1、2）块体非晶合金。用X射线衍射（XRD）和差式扫描量热仪（DSC）研究了非晶合金的结构、热稳定性和晶化特征，非晶合金Cu60-xZr30Ti10Snx的特征温度Tg、Tx、△Tx=（Tx-Tg）均与Sn含量相关。块体非晶合金Cu58Zr30Ti10Sn2的Tg为703．9K、Tx为755．5K、△Tx约为51．6K。这些特征温度随DSC升温速率的增大，不断向高温区偏移，其中晶化行为的这种动力学效应比其玻璃转变的更为显著。由Kissinger法获得的块体非晶合金Cu58Zr30Ti10Sn2的玻璃转变激活能Eg为3．30eV、晶化激活能Ex为3．17eV、第一晶化峰激活能Ep1为2．82eV、第二晶化峰激活能Ep2为3．13eV。由Ozawa法获得的各激活能比Kissinger法的相应数值稍偏低，但趋势是一致的。     

Investigation on the influence of the dielectrics on the material removal characteristics of EDM

A systematical and comprehensive investigation of the material removal characteristics of the electrical discharge machining (EDM) process using various dielectrics as the working fluids was conducted in this work. Five dielectrics, including gaseous dielectrics, air and oxygen, and liquid dielectrics, de-ionized water, kerosene and water-in-oil (W/O) emulsion were used as the working fluids. The whole geometry parameters of the craters, including the recast material in the craters, were precisely determined by metallographic method. The volume of melted and removed material and removal efficiency in different dielectrics were comparatively investigated. By relating the material removal characteristics to the evolution of the discharge generated bubbles in different dielectrics which was done by computer simulation, it seems that the pressure above the discharge point is an important factor that can affect material removal characteristics. The results of this work were supposed to be helpful for further clarifying the complicated material removal mechanism of EDM.     

铝防盗盖表面流纹成因的研究

研究了铝防盗盖成型过程中铝板的应力,应变状态和金属流动特征,从理论上和铝板的组织状态方面分析了流纹的成因;同时从铝板表面粗糙度和表面缺陷方面分析了流纹的成因,提出了铝防盗表面流纹的控制方法。     

基于渐进成形的修复体加工实验

板料数控渐进成形工艺是一种柔性成形工艺,这种工艺非常适合加工小批量、多品种和形状复杂的板料产品。以医疗修复体为实验对象,分别采用正成形、负成形工艺在渐进成形专用机床上完成渐进成形加工。针对工具头与支撑体间隙不合理导致零件表面产生挤压痕迹的问题,提出一种基于零件模型的整体偏置方法生成支撑体模型,很好的解决了加工件表面的质量问题。对成形零件变形区厚度及回弹变形进行测量,并对所得数据进行分析。试验结果表明,数控渐进成形中材料厚度变化遵循正弦定律;负成形加工件的厚度误差、回弹量均比有支撑的正成形大,并对影响零件厚度、回弹的主要因素进行了初步分析。     

配流盘定位设计对强度的影响研究

以轴向柱塞马达配流盘为研究对象,针对不同定位方式对配流盘工作强度进行有限元分析,得到应力分布和变形情况,为高压轴向柱塞马达(泵)配流盘的定位设计提供了参考。     

铸件表面合金化层性能研究

针对采用水玻璃、树脂等作为粘结剂进行铸件表面合金化时，合金层中容易产生气孔、夹渣缺陷的问题，研究了一种铸件表面合金化新工艺，即加入一种YB成型剂将合金粉末压制成块的方法进行表面合金化，在铸钢ZG65Mn本体表面得到高含Cr、W等元素的合金化层。结果表明，通过消失模铸造工艺，使用YB成型剂较好地消除了水玻璃等粘结剂造成的气孔、夹渣，合金化层和本体之间实现了冶金结合；合金化层具有较好的耐磨性和耐热性能，加入WC后耐磨性可达本体材料的4．82倍，抗氧化性能提高50％左右，且合金化粉末压块放置操作简便、可靠。     

氢化锆表面多元复合膜层制备和研究

采用尿素高温分解产生的氧化性气氛在氢化锆表面制备多元复合膜层。利用XRD、SEM、EDS、XPS、AES等分析测试手段对氢化锆表面膜层的相结构、截面形貌、元素成分及价态进行性能表征。物相分析结果表明膜层主要有氧化锆相和Zr N相,且氧化锆相由单斜相(m-ZrO_2)和四方相(t-ZrO_2)组成。扫描电镜形貌分析表明原位生长氧化物膜层致密,膜层与氢化锆基体结合紧密。俄歇电子能谱结果表明膜层由C、N、O、Zr元素组成,并具有明显的分层现象,膜层由外向内分为富(C/N)层及富O层,随膜层表面溅射时间增加,O、Zr元素相对含量明显增加,C、N元素相对含量明显降低。X射线光电子能谱分析表明多元复合膜层存在Zr-O、Zr-C、Zr-N-O、Zr-N、O-H等键。     

横向应变对声双折射系数的影响分析

以时基延迟效应为基础的声弹法应力测量,对微小应变都非常敏感。整个加载过程中,横向微小应变引起的时间差会累积到声时检测设备中,给应力定量测量带来很大的误差。采用回振法对45号钢在拉伸和压缩状态下的声双折射现象进行了试验研究。在研究超声波垂直于应力传播过程中,建立了声时差与应力的关系模型,试验证明了该模型的正确性。利用声速与动弹模量及动泊松比之间的关系,引入了横向应变对声双折射系数的修正项。     

磁场对电火花放电通道的影响研究

放电过程中的横向静磁场可使带电粒子受到洛伦兹力而改变运动轨迹,造成工件上放电点的位置变化,进而引起电蚀坑形貌的变化。利用理论方法推算出磁场作用下的电子运动轨迹,得到工件上放电点的理论偏移值,并通过实验证明洛伦兹力改变了放电点的位置。结果表明:部分电蚀坑出现明显的拉长型畸变,放电点沿洛伦兹力方向移动,放电通道在洛伦兹力与工作液阻力的作用下逐渐发生偏移。电蚀坑被拉长后其深度会变浅,大而浅的电蚀坑将有助于提高电火花加工的表面质量。