Al-Cu合金中θ相的价电子结构分析

运用经验电子理论(EET)对Al-Cu合金薄膜析出相θ(Al2Cu)的价电子结构进行计算.结果表明θ相中的Cu-Cu键最强,其次为Al-Cu键,它们的强度都比金属Cu的最强Cu-Cu键要强.Al-Cu合金薄膜互连线的电迁移寿命与在基体晶粒中析出具有强的共价键络的θ相紧密相关.θ相的析出提高了合金强度,延长了合金电迁移寿命.     

铝硅合金中共晶硅的变质机理:杂质诱发共生成对孪晶

为探讨铝硅合金中共晶硅的变质机理,根据杂质诱发共生成对孪晶的理论,对共晶硅的变质机理进行了分析.结果表明:杂质原子诱发的共生成对孪晶之一使得共晶硅在平行于{111}晶面的方向以TPRE的机制生长,而共生成对孪晶中的另一处与原{111}晶面夹角为109.5°的孪晶,则使得共晶硅垂直于{111}晶面方向的生长也按照TPRE机制进行;共生成对孪晶大大加快了共晶硅垂直于{111}晶面方向的生长,并大大降低{111}晶面厚度方向的生长速度与平行于{111}晶面的生长速度的差异,从根本上改变了共晶硅生长时的各向异性特点,使得共晶硅以各向同性方式生长,最终长成纤维状.     

预处理对2124铝合金板材蠕变时效微结构与力学性能的影响

研究了预处理(15%预变形+100℃×5h预时效)对2124铝合金板材蠕变时效成形微结构与力学性能的影响。结果表明,富Fe(Si)杂质相粒子在蠕变成形过程中会因应力集中效应而破碎,从而改善材料性能,固溶-淬火后直接进行蠕变时效处理,θ′相在{100}面上的析出行为呈现出明显的应力位向效应,但基体中存在的弥散第二相粒子周围存在着很大的晶格畸变能,能促进析出第二相的形核、长大,局部降低应力位向效应。在本研究条件下,预处理使得{111}面上析出了Ω强化相,显著提高了2124铝合金蠕变时效后的强度,但不会显著降低延伸率。     

浙江大学一九八二年攻读材料科学硕士学位研究生入学试题(中)

半导体物理一作图和回答下列问翅四、 1.在图1所示的立方晶格中.作出《111}晶面组合图, 并指明相应的晶面指数;再作出(110)晶面. 2.晶向为(11幻的硅单晶体.经化学腐蚀后.在(111)五、 图面上呈现出等边三角形的位错皮蚀坑,试在此晶 面上作出{111}的定位面(图2)。六、 l 尹..,l 图1图2 3.求面心立方晶体的侧格子结构. 4.画出金刚石结构的晶饱,并指出一个晶饱含几个原 子。 5.写出金刚石结构的第一布里渊区与(111)轴.(1。。〕 轴、〔11。〕轴的文点倒格矢‘二.已知两种级流子温差电势率为:护。一枉(二飞二、t、。l。丛一pz。N· 资 q、on丫F,n…     

杂质原子在面心立方晶体中诱发的成对挛晶

为研究杂质原子在面心立方晶体内诱发的孪晶,采用刚性球模型进行计算研究。计算结果表明,当杂质元素的原子半径与晶体的原子半径之比约为1．65时,如果杂质原子吸附在面心立方晶体的{111}晶面上时,将可能在该{111}面上的某个[112]晶向上及与该{111}面的该[112]晶向成109．5。的另一个{111}面上的某个[112]方向上同时诱发挛晶,即诱发成对的挛晶,而不是仅仅在原来的{111}晶面上诱发一处孪晶．杂质原子诱发成对孪晶及单孪晶的的可能性各为50％．     

Fe-Ni基合金中次生η相的析出机理

针对奥氏体合金中次生η相与基体位向关系存在的不同看法，研究了铁镍基奥氏体合金大量次生η相的析出机理，结果表明，η相与基体之间有良好的共格关系：{001}η／／{111}γ，（110）γ／／（210）η．晶界η相首先在一般无规晶界γ＇相处通过不全位错滑移产生堆垛层错带的方式形核，之后通过原子控制长程扩散机制的台阶方式在基体中长大，进入晶界另一侧与之匹配差的晶粒中，晶界随之一起迁动．η相的析出伴随着附近区域γ＇相的溶解和消失．     

金属滑移面的价电子结构特性

为在价电子结构层次分析和研究A1型与A2型结构滑移面问题,以“固体与分子经验电子理论”为指导,计算了A1型与A2型结构的低指数晶面的价电子结构,提出了表征晶体沿晶面发生滑移难易的价电子结构参数F及其计算方法．研究结果表明,在A1型结构中,{111}面的F值最小,在Az型结构中,{110}面的F值最小,并以此解释了A1型与A2型结构滑移面分别为{111}与{110}这一金属学问题,从而把滑移面的本质追溯到金属平面的价电子结构上．     

高强IF钢热镀锌层织构分析

以高强IF钢热镀锌层为研究对象,借助扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了镀层的组织形貌、物相和织构,分析了镀层与基底的对应取向关系。结果显示,470 ℃热浸120 s后,镀层由内到外依次为:致密层δ相,粗大的柱状晶层ζ相,短棒状ζ相。柱状晶层和短棒状ζ相的主要织构均为{010}和{201}面织构,柱状晶层ζ相的织构更强;致密层δ相主要为{1010}和{1120}面织构。α-Fe的{111}面与δ相的{1010}或{1120}晶面之间形成半共格界面,{111}〈110〉和{111}〈112〉分别与{1010}〈1120〉和{1120}〈1100〉相对应。由于半共格界面的界面能较低,结构稳定,镀层与基体的结合性更好。     

一种镍基单晶合金高温蠕变期间的变形特征及元素分布

通过对一种6％Re/5％Ru镍基单晶合金进行高温蠕变性能测试、组织形貌观察及三维原子探针成分分析,研究了合金高温蠕变前后的元素分布及蠕变过程中的变形特征.结果表明,完全热处理后Al和Ta元素主要分布在合金的γ'相中.合金在1120℃/165 MPa条件下蠕变断裂后,元素在γ/γ'两相的分布发生改变,其中,Al、Ta、Cr和Co因为氧化作用导致在γ/γ'两相中的浓度均降低.此外,一部分Re、Ru、W和Mo原子富集于γ/γ'相过渡区域附近的γ基体一侧,可引起晶格畸变,增加位错运动的阻力,延缓位错剪切进入γ'相,是含Re/Ru合金具有较好高温蠕变抗力的原因之一.蠕变后期,切入相的位错可由{111}面交滑移至{100}面形成K-W锁,其保留的高数量K-W位错锁可抑制位错滑移和交滑移,是合金有较好蠕变抗力的原因之一.     

FeB和Fe2B价电子结构与钢表面渗硼层硬化本质

依据EET理论,计算了FeB和Fe_2B价电子结构并分析了它们与钢渗硼层硬化的关系。研究发现:渗硼表面改性后,钢表面硬度和耐磨性提高的根本原因在于FeB和Fe_2B最强键的键合力远大于基体α-Fe最强键的键合力;FeB的硬度比Fe_2B大的微观本质在于FeB相最强键的键合力、主键络连接键的键合力和共价电子密度分别比Fe_2B的大27.12%、4.8%和3.66%;FeB相比Fe_2B脆性大的微观本质在于FeB共价键空间分布更不均匀,FeB相主键络具有较强的共价性,而Fe_2B相主键络具有较强的金属性;由于FeB相成键能力仅比Fe_2B的成键能力大0.85%,因此优先形成的Fe_2B相极易转变为FeB相,使得钢表面渗硼层的脆性增强。     

长时间热暴露对Al-Cu-Mg-Ag合金微观组织的影响

采用透射电镜观察、能谱分析等手段,研究了经多级断续时效处理后的高纯Al-4.5Cu-0.4Mg-0.4Ag合金在不同热暴露条件下的微观组织演变。结果表明：在不施加应力条件下,晶内主要强化相Ω能够在150℃长期稳定存在,但θ′相有所长大且析出数量明显增加;提高热暴露温度至200℃,Ω相和θ′相均发生明显长大,部分Ω相向平衡相θ转变,同时晶内析出一定数量的新相σ相;在较高热暴露温度200℃施加恒应力200MPa时,将促进θ′相和尺寸较小的Ω相向晶内回溶,并加速尺寸较大Ω相的粗化。此外,平衡相S相在晶内优先析出。     

Ni75Al7.5V17.5合金时效沉淀D022相的孪生相场模拟

为揭示合金固态相变初期新相形成机制,尤其是D022相变孪晶形成机制,利用三元微观相场模型对Ni75Al7.5V17.5合金于1 273 K下等温时效沉淀过程的前3个阶段进行了模拟.计算结果表明,L12结构的Ni3Al有序相首先沿惯析面(100)从母相中共格形核,而后D022结构的Ni3V有序相在先析出的L12相和母相的相界形核.由于{100}的反相畴界上形成较大的共格失配,导致能量较高且不稳定,反相畴界在两相生长中遭到破坏,而晶面{110}的界面能比{100}的反相畴界能低,生长过程中D022的3种变体互相正交排列形成阶梯状结构的{110}孪晶面.     

SiC_P/Al复合材料晶面衍射弹性常数的两相模型计算

通过分析外载荷作用下,SiCP/Al复合材料中Al基体相和SiC相的相互作用关系,运用自洽方法和Eshelby夹杂理论,建立了一套预测SiCP/Al复合材料"晶面衍射弹性常数"的两相模型。运用该模型计算SiC相和Al相若干晶面的"晶面衍射弹性常数",并与实验测量值进行比对。结果显示,SiC相的{101}及{116}晶面和Al相的{222}晶面的模型计算值均与实验值高度吻合,偏差小于6%。其他晶面的弹性常数值与实验值的偏差均在15%之内。说明该理论模型具有较好的预测性,可靠性较高。通过这一理论预测模型来计算复合材料的"晶面衍射弹性常数"既能避免实验测量的繁琐,减少人力和物力资源浪费,又能得到难以通过实验测量获得的"晶面衍射弹性模量"。     

含Nd镁铝合金电子结构计算与强化机制分析

基于EET理论,计算了Nd元素加入Mg-Al合金后形成的Mg-Al-Nd固溶体,第二相Al2Nd,Al3Nd价电子结构,研究了价电子结构与合金固溶强化、第二相强化、高温稳定性和晶粒细化的关系.Mg-Al-Nd最强键共价电子对数nA值和共价电子密度ρCV值均大于α-Mg的nA值和ρCV值,表明Nd的固溶有利于基体强度的提高;第二相Al2Nd最强键(nA=0.44396)与Al3Nd最强键(nA=0.38949)的键合强度均远大于基体α-Mg(nA=0.11199)的键合强度,因此,Al2Nd和Al3Nd极大地阻碍了位错的运动,提高了合金的强度;Al2Nd和Al3Nd的单位体积成键能力FV值分别为145.91和242.35,与γ-Mg17Al12(Fγ-Mg17Al12V＝44.22)相比较,它们的高温稳定性更好,其存在有利于改善Mg-Al合金的高温性能;Nd提高了液态合金中邻近原子间键合强度,增加了基体的形核率,减缓了晶粒长大速度,进而细化了晶粒,提高了合金的力学性能.     

不同表面结构PdH0.43纳米晶的制备及其甲酸电氧化性能（英文）

制备具有确定形貌和表面结构的纳米晶为研究其构效关系提供了有效途径,且有利于设计开发具有优异催化性能的纳米催化剂.本研究发展了一种制备不同形貌PdH0.43纳米晶的简易方法,其形貌分别为立方体、八面体和菱形十二面体,对应的裸露晶面分别为{100},{111}和{110}晶面.不同形貌PdH0.43纳米晶都非常稳定.其与商业Pd黑和三种纯Pd纳米晶相比,在甲酸电催化氧化反应中显示出更高的催化活性和极低的氧化过电位.立方体PdH0.43纳米晶的催化活性分别高于商业Pd黑的5倍和立方体Pd纳米晶的2倍.不同表面结构PdH0.43纳米晶的催化活性依次为PdH0.43{100}>PdH0.43{111}>PdH0.43{110}.     

冷轧变形量对2 A14铝合金高筒件时效析出行为及力学性能的影响

为探明冷轧工艺对2A14铝合金高筒件组织及性能的影响规律,本工作开展了铝合金变形样件冷轧变形工艺实验。通过拉伸测试、OM、SEM、DSC、TEM等研究了冷轧变形量对2A14铝合金高筒件时效析出行为及力学性能的影响。结果表明:冷轧变形后合金位错密度增大,有利于θ'相的形核、析出及长大,θ'相的析出使得铜原子浓度降低,抑制了Q'相的析出。当冷轧变形量为4%时,基体中同时析出了大量细小、弥散的θ'相和Q'相,材料综合性能最优,抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为490. 3 MPa、428 MPa、13. 76%。     

初始状态对2124铝合金蠕变时效行为与力学性能的影响

通过光学、透射电子显微、蠕变与室温拉伸实验研究了2124铝合金板的蠕变时效行为与力学性能。结果表明:185℃/150MPa条件下,经固溶-淬火处理(QCA)板材的蠕变机制从位错增殖发展为位错增殖-消毁平衡,其蠕变曲线第一阶段与第二阶段分界点较为明显;而经固溶-淬火-预压缩处理(PCA)板材的蠕变机制主要为预压缩引入的位错消毁,蠕变曲线第一阶段特征并不明显。蠕变时效过程中,S′相的析出总是伴随着位错线形核,其析出方位受位错运动机制的影响,PCA处理初期,经预压缩引入的位错缠结使S′相可以在互相垂直的{210}面上析出,从而抑制了S′相的位向效应。PCA处理试样的力学性能优于该合金的T6和T87状态的,且各向异性小于QCA处理的。     

压头对Ni基单晶合金纳米压痕结果的影响

采用分子动力学方法研究压头尺寸(半径分别为1.5nm、2.5nm、3.5nm、4.5nm)和加载速度(10m/s、20m/s、30m/s、40m/s)对Ni基单晶合金γ/γ′(001)晶面纳米压痕测试结果(弹性模量和硬度)的影响。结果表明压头尺寸和加载速度对Ni基单晶合金γ/γ′(001)晶面的纳米压痕测试结果有显著影响。采用中心对称参数研究各模型不同压入深度时基体中位错的形核和运动情况,结果表明压头尺寸越大、加载速度越快,基体γ相中位错形核形式越剧烈。压头尺寸较大或加载速度较快的模型在γ相中产生了棱柱型位错环,棱柱型位错环在γ相中沿着{111}面滑移,最终在γ/γ′相界面处塞积,然后有新的棱柱型位错环产生。     

Al-Cu合金析出相在等径角挤压中的演变

为了研究Al-Cu合金中两种不同析出相(θ′和θ相)在ECAP变形过程中的变化.采用透射电镜(TEM)和硬度测试方法研究了析出相形貌变化以及对合金性能的影响.结果表明:在本实验中,θ′和θ相其破碎、回溶速度明显不同,两者的破碎方式也不同.θ′相先是与基体失去取向关系,随后从其内部产生位错使其破碎,而θ相是被外部基体位错所切割、破碎.θ′相与位错的相互作用方式类似于绕过机制,θ相与位错的作用方式类似于切割机制.两种状态样品的硬度在变形过程中的变化趋势相同,但在第1道次后θ相状态样品的硬度增加值高于θ′相状态.     

激光快速重熔对铸造共晶铝合金组织及性能的影响

本文对含稀土铸造共晶铝合金(ZL108)激光重熔组织进行了变时及变温时效处理,与固溶加时效样品相比,激光重熔组织的显微硬度峰值,在HV—H曲线上后移两小时,在HV—T曲线上后移20℃。激光重熔组织比固溶加时效组织具有较好的耐磨性。该两种工艺样品的磨损量随时效时间及时效温度的变化规律与显微硬度随时效时间及时效温度的变化规律完全一致。激光重熔组织细且耐时效,铝枝晶沿 <100> 晶向生长,θ′相沿{100}晶面析出,该θ′相可使显微硬度和耐磨性得到提高。