Mg30Zn60Y10合金中二十面体准晶相的形成和生长

通过常规凝固方法在Mg30Zn60Y10三元合金中获得大体积分数准晶。准晶相由包晶反应生成。能谱分析结果表明包晶反应中初生相的成分近似为Mg16.32Zn70.60Y13.08，准晶相成分为Mg36.94Zn56.21Y6.63。差热分析显示初生相在723℃形成，准晶相生成温度为648℃。利用快淬方法使准晶相生长初期形貌得以保留，发现准晶相初期形貌受初生相形貌直接影响，但随后则接其晶体学优先方向生长，最终长成花瓣状准晶。准晶合金凝固过程中生成的低温相越多，准晶相熟化时间越长，越容易使准晶花瓣端部粗化以及在端部发生分叉。端部的分叉使得花瓣准晶破碎，这些破碎的准晶游离到低温相中在界面能的作用下形成多边形结构。     

Mg-Zn-Y三元合金富Mg区凝固组织及二十面体准晶相形貌

通过常规凝固方法在Mg28Zn2Y三元合金中的富Mg区获得了二十面体稳定准晶相。Mg28Zn2Y三元合金铸态组织中存在α-Mg相，Mg7Zn3相和二十面体准晶相。该合金的准晶形貌有两种：一种为尺寸较大、具有五次对称性的花瓣状；另一种为尺寸稍小、对称性不太明显的团状。五次对称性的花瓣状形貌是二十面体准晶，是按其特有的五次对称轴的择优方向自由生长所致。冷却速率直接影响合金凝固过程中准晶熟化时间。熟化时间越长，越容易使准晶花瓣端部粗化以及在端部发生分又。端部的分叉容易使得花瓣准晶破碎，破碎的准晶游离到低温相中，在界面能的作用下形成多边形形貌。     

Mg30Zn60Y10合金中二十面体准晶相的生长及形态演化

利用楔形铜模具激冷浇注方法和SEM、XRD、DTA、TEM等分析手段,研究了Mg30Zn60Y10合金中二十面体准晶相(I-相)的形成过程和不同冷速下该合金的凝固组织.研究结果表明,在中等冷速下,I-相主要以初生相与剩余液相发生包晶反应形成.随着冷速的增大,I-相的生长形貌将由棱面状向枝晶状转变.当冷速大到一定程度时发生初生相的相选择.在利用DTA分析I-相的形成温度时发现,包晶反应即I-相开始形成的温度受分析时采用的温度变化速率影响.     

普通凝固Mg-Zn-Y合金中的准晶相

采用普通凝固技术制备了镁合金稳定态准晶相.通过光学显微镜、X射线衍射、扫描和透射电子显微分析,确定了准晶的组织、相成分及结构.实验结果发现:Mg-Zn-Y三元合金在室温冷却过程中,准晶相直接从液相形核、长大;当合金成分为Mg74Zn25Y1时,凝固组织为MgZn基体相、析出相为α-Mg固溶体及二十面体Mg30Zn60Y10准晶相;当x(Y)为2%、3%时,合金中出现共析组织.     

Mg-Zn-Y三元合金中二十面体准晶相生长形貌及其演化

采用常规凝固方法在Mg-Zn-Y三元合金系中获得了大体积分数的二十面体准晶。二十面体准晶相有2种典型形貌特征：一种为花瓣状，另一种为多边形形状。这是准晶在生长过程中形貌演化的结果。合金的成分和冷却速率是影响准晶形貌的主要岗素。准晶合金中生成的低温相越多，冷却速率越慢，准晶相生长的时间和空间条件越好，准晶相越容易由花瓣状演化成多边形状。准晶的形成有包晶反应参与，包晶反应是一种由初生固态相扩散控制的反应，因此，准晶在生长初期和最终形态其元素含量有明显差别，分析表明，准晶生长初期Mg元素含量偏低，Zn和Y元素含量偏高。     

合金元素对Mg—Zn—Gd合金组织和力学性能的影响

采用金相显微分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和室温拉伸试验,研究了合金元素Zn、Gd对Mg-Zn-Gd合金铸态组织和力学性能的影响.结果表明,当Zn含量不变时,随着Gd含量的增加,合金中的第二相依次从准晶相(I相) Mg7Zn3相、I相到I相 W相转变,二次枝晶臂间距明显减小,晶粒细化,晶间组织也由颗粒状、细线状向封闭的网状转变;当保持x(Zn)/x(Gd)=5.8不变时,合金第二相的组成不变,枝晶相分布更加细密,第二相也随之增多.拉伸测试表明,当Zn含量不变时,随着Gd含量的增加,合金的抗拉强度和伸长率均增加,但屈服强度先升高后降低;同比例增加Zn、Gd的含量,合金的强度升高,伸长率降低.     

含二十面体准晶相的铸态Mg-Zn-Y合金阻尼性能的研究

采用传统铸造方法制备Mg-Zn-Y合金,基于典型的含二十面体准晶相的Mg93Zn6Y1合金,研究了铸态Mg-Zn-Y合金的枝晶形貌与其阻尼性能的关系。通过控制浇注温度,搅拌速度和搅拌时间,获得不同参数下的合金的枝晶形貌。结果表明,铸态Mg93Zn6Y1的显微组织主要由α-Mg树枝状晶体和二十面体准晶相组成。搅拌后,初始α-Mg树枝状晶体逐渐具有分形特征,且其尺寸变化,从而影响合金的阻尼能力。本文详细讨论了这一机制。     

准晶增强Mg_(95)Zn_(4.3)Y_(0.7)合金ECAP变形组织分析

采用普通凝固技术制备出原位自生二十面体准晶增强Mg95Zn4.3Y0.7合金,研究等通道转角挤压道次对合金组织及晶粒度的影响。通过扫描电镜、能谱分析仪和透射电子显微分析技术,确定了合金的凝固组织、相成分及二十面体准晶的结构。实验结果表明,伴随挤压道次的增加,硬脆准晶相破碎后弥散于基体相中;镁合金晶粒由原始20μm以上减小至5μm左右。     

Y对常规凝固Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

采用常规凝固技术制备了Mg-45Zn-xY(x=1.0,4.0,5.5,8.0,质量分数,%)合金。利用SEM、EDS、OM、TEM、XRD、DSC和硬度测试技术研究了Y对Mg-45Zn-xY系合金组织及性能的影响,同时对准晶相(I-phase)的形成机制进行了分析。结果表明:合金组织主要由α-Mg颗粒或枝晶、花瓣状的Mg3Zn6Y准晶相、层片状的(I-phase+α-Mg)共晶组织以及Mg7Zn3相组成;准晶相形貌、含量及分布与Y含量密切相关,随着Y含量的增加,花瓣状准晶相含量逐渐增加,当Y含量为5.5%时,花瓣状准晶相含量最多,合金的硬度达到最大值,HB为1557 MPa,当Y含量为8.0%时,合金中的花瓣状准晶相消失;准晶以层片状共晶组织和花瓣状形式存在,花瓣状的特殊形貌是正二十面体沿五次轴方向生长的结果。     

快淬Al15Mg50Zn35三元合金中的二十面体准晶相

采用激冷铜模快淬的方法,在靠近Bergman线附近的富Mg区域的成分中获得了单相二十面体准晶相.利用X射线衍射仪、扫描电镜、场发射高分辨扫描电镜及透射电镜,分析了二十面体准晶相的微观组织、成分及原子簇结构.结果表明:快淬Al15Mg50Zn35合金中可以获得几乎单相的二十面体准晶相,能谱分析结果表明,其成分为39.76 at%Mg, 18.34 at%Al, 和41.90 at%Zn;二十面体准晶相从熔体中直接形核并长大,呈现出典型的棱面枝晶形貌,其最快生长沿3次轴方向;同时,准晶晶粒还呈现出规则的六边形状,其尺寸约为0.2 μm.二十面体准晶相的原子簇结构为具有二十面体对称性的五角十二面体,在每个五角面上可以看到微小的"凸起".     

Al_(72)Ni_(12)Co_(16)单相准晶合金的凝固特性研究

利用普通浇注方法和SEM、XRD、DTA、TEM等分析手段,研究了Al_(72)Ni_(12)Co_(16)准晶合金的结构旋转对称特征、微观组织与凝固特性.研究结果表明,在普通铸造条件下,Al_(72)Ni_(12)Co_(16)合金为单相多孔组织.合金在凝固过程中,准晶直接从液相中析出,该合金的液相线温度与包晶反应温度相隔很近,说明该准晶为近一致熔融化合物.     

涂层和薄膜态准晶材料的研究现状及展望

准晶材料兼具硬度高、摩擦系数小、耐磨损、耐腐蚀、表面能低等特性,有着十分广阔的应用前景。但受限于本征脆性,准晶材料不能作为结构件单独使用,涂层和薄膜形态成为研究热点。综述了准晶涂层和薄膜的几种制备工艺,主要介绍了热喷涂技术、激光熔覆技术、电子束沉积技术、真空蒸镀技术、磁控溅射技术,并对这几种镀膜技术的特点进行了归纳、对比、总结。详细概述了制备过程中涂层和薄膜的生长过程、生长机理,为之后相关研究工作奠定了良好的基础。对结构和性能的研究现状及在界面结合、组织转变、后续热处理工艺中面临的问题进行了讨论,性能方面主要包括准晶涂层和薄膜优良的抗氧化、耐腐蚀、耐磨损性能及其优异的不粘性,并对存在的相关问题提出了一些可能的解决方案。最后对准晶涂层和薄膜更先进的制备方法以及准晶材料在热障涂层、不粘涂层和固体润滑剂等方面的应用前景进行了展望。     

深过冷Al72Ni12Co16合金熔体中的相选择

采用惰性形核涂层型壳和氩气保护下循环过热的方法，使Al72Ni12Co16合金获得200K的大过冷度，在此基础上从实验和理论两方面研究了深过冷Al72Ni12Co16合金熔体中的相选择规律。实验和理论计算表明：熔体过冷度是决定Al72Ni12Co16合金中准晶相与晶体相竞争形核的主要因素，且存在一临界过冷度，其值约为60K，当Al72Ni12Co16合金的初始过冷度大于临界过冷度时，十面体准晶相将作为初生相从熔体中析出；反之，当Al72Ni12Co16合金的初始过冷度小于临界过冷度时，熔体初生相为β晶体相。     

合金元素对Zr基大块非晶晶化行为的影响

利用准晶的共轭结构模型构造出了Zr基非晶合金中准晶相的原子结构模型,用递归方法研究了合金元素对非晶晶化过程的影响.结果表明:Zr基非晶合金析出的准晶相存在Zr6Ni,Ni6Zr2种结构,Ni6Zr结构优先析出;合金元素Ag,Pd,Pt,Au固溶于准晶中时,占据Cu,Ni原子的位置,增大近邻原子间的相互作用,这从电子理论角度解释了合金元素Ag,Pd,Pt,Au稳定地促进二十面体准晶(I)相析出的事实.     

Al65Cu20Cr15准晶颗粒／铝基复合材料中二十面体准晶扩散相变

用ＪＣＸＡ－７３３型电子探针,Ｈ－８００型透射电镜、Ｄ／ｍａｘ－ⅢＡ型Ｘ射线衍射仪等研究了Ａｌ６５Ｃｕ２０Ｃｒ１５准晶颗粒／铝基复合材料中的准晶颗粒在热压过程中扩散相变。     

水冷对普通铸造Mg-Zn-Zr-Y镁合金准晶相形成的影响及铸态组织研究

通过普通凝固方法,在铸锭冷却过程中进行水冷制备准晶强化Mg-Zn-Zr-Y镁合金,并研究不同Zn和Y含量(Y/Zn比相同)对通过这种制备方式获得的Mg-Zn-Zr-Y合金显微组织、显微硬度和热裂倾向的影响。结果表明:一定Y/Zn比的Mg-Zn-Zr-Y合金通过水冷冷却可获得更大的冷却速度,有利于获得更大体积分数的I-相(Mg3YZn6)。Y元素的添加使合金的成分过冷度增大,是铸态合金显微组织细化的主要原因。α-Mg基体中固溶的Zn含量是Mg-Zn-Zr-Y铸态合金基体硬度值的主要决定因素,I-相具有远高于α-Mg基体的硬度。Y元素引起合金液相线温度的大幅下降,固相线温度没有变化,从而减小了合金凝固区间,降低了铸锭的热裂倾向。     

Ti40Zr40Ni20块体铸态准晶的相变研究

用吸铸法制备出单相块体Ti40Zr40Ni20。其准点阵参数为aR=0．523nm。通过差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射等手段研究了该铸态准晶合金在加热过程中的相变行为。结果表明,Ti40Zr40Ni20铸态准晶在964K温度以下稳定;在964K附近温度,准晶发生分解,形成由β-Zr(Ti)固溶体与C14相组成的两相混合组织;在1107K,该混合物发生熔化。     

Al-Ni-Co准晶的近似晶体转变的结构分析

利用急冷凝固的方法制备Al72.7Ni8.0Co19.3准晶,用X线衍射仪测定Al72.7Ni8.0Co19.3准晶的衍射强度。结果表明在Al72.7Ni8.0Co19.3的准周期面内H方向和K方向都出现了强衍射峰和弱衍射峰。Al72.7Ni8.0Co19.3准晶经过1003 K热处理后,衍射峰的半高宽随Q∥及Q⊥变化而变化,其准点阵平均常数a为6.103 nm,另外准晶在二维等直线图上分布五个方向的衍射强度,这与其理论计算近似晶体的结果相一致,说明了准晶结构向近似晶体结构转化。     

Amorphous in a Zr-IQC-DQC pseudo-ternary alloy system

A pseudo-ternary alloy system was constructed by combining an icosahedral quasicrystal (IQC), a decagonal quasicrystal(DQC), and Zr into one alloy system. Different proportions of Zr were added to pseudo-binary alloy IQC80DQC20 (mass fraction in %). Structural evolution in these alloys was discussed. An amorphous alloy composition was found in this system and a melt-spinning amorphous alloy was produced in this composition. Through DSC analysis, the amorphous alloy exhibits high glass forming ability comparable to that of the Inoue Zr65Al75Cu17.5Ni10 amorphous alloy.