铝、镁合金高压凝固及高压凝固理论研究进展

综述了Al合金高压凝固研究现状,着重介绍了GPa级高压作用下Mg合金凝固组织细化及细化机制研究结果,高压下Mg合金异质晶核结构及与Mg基体界面关系、异质晶核生成机制、压力对结晶相和形核衬底界面能(润湿性)的影响将成为今后Mg合金凝固组织细化机制研究的关键科学问题之一。介绍了与凝固组织细化相关的高压凝固理论,如非均质形核临界生核半径和临界形核功、形核率及晶体生长速率等理论模型及最新研究进展。     

影响湿纺PAN初生纤维取向和性能因素的探讨

采用声速法、X射线衍射、沸水收缩率、密度分析等分析检测手段,研究了湿纺凝固浴浓度和温度对初生纤维聚集态取向和性能的影响.研究表明:凝固浴浓度为70%,凝固浴温度为50℃,初生纤维的总体取向、晶区和非晶区取向较大,并且具有圆形的截面、较大的体密度.     

大块非晶合金制备新技术--非晶粉末固结成形法

大块非晶材料是一种高性能的结构材料，并具有优异的软磁性能，综述了大块非晶材料的发展过程及应用现状，对快速凝固粉末冶金技术（RS/RM）在大块非晶材料制备方面的重要作用进行了评述。     

热力学深过冷熔体凝固组织非平衡效应的研究进展

热力学深过冷熔体的凝固是远离平衡的快速凝固,其凝固机制和凝固组织表现出与传统凝固不同的特点。热力学深过冷熔体凝固的非平衡效应主要表现在晶粒尺寸细化、亚稳相析出、调幅(Spinodal)分解、形成块体非晶等几个方面。在这些方面进行的探索与研究对研发新型高性能材料具有重要的理论意义和实用价值。近年来相关的研究发展较快。对在晶粒细化机制、亚稳相析出机制、调幅分解现象以及大块非晶的形成等方面研究的新进展进行了综述和分析。     

快速凝固Mg-Zn-Y-Zr合金条带的组织和性能研究

采用普通凝固和快速凝固技术制备Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金,用XRD,SEM,显微硬度测量等分析方法研究其凝固组织和性能特征.结果表明,普通凝固合金由α-Mg固溶体和在晶界处呈不连续网状分布的三元相I-(Mg3Zn6Y)准晶相和W-(Mg3Zn3Y2)相组成.快速凝固合金晶粒细化并产生非晶相,晶间化合物全部转化为准晶I相.非晶相的出现及显微组织细化是造成快速凝固合金条带显微硬度提高的主要原因.快速凝固合金条带的显微硬度随冷速提高显著增大,最大值HV167.23是普通凝固合金的2.2倍.     

凝固条件对非晶合金的微观结构和性能的影响

采用不同凝固控制的方法,研究了凝固条件对非晶合金的微观结构、热稳定性以及力学性能的影响。研究表明,高温下铜模喷铸样品为完全非晶结构,而低温喷铸和电弧原位吸铸所制备的样品中存在着一些纳米量级的析出相。高温喷铸样品表现出非晶合金典型的脆断行为,但低温喷铸和原位电弧吸铸样品则表现出较高的强度和良好的塑性变形能力。高温甩带样品初始晶化温度高于相应的低温甩带样品,其长期热稳定性优于低温甩带样品,表明浇铸温度的升高增强了非晶合金的热稳定性。     

活塞材料的发展

为了改善活塞耐久性和可靠性,用户要求提高燃料效率、减小噪声电平和降低气体发射,因此对常用活塞合金提出了越来越多的要求,活塞材料的发展分为重力压铸合金、高压凝固铸造合金和高压凝固铸造纤维增强合金。这些合金都改善了影响活塞性能的性质。     

铝基非晶材料研究与再制造应用前景

发现于20世纪60年代的铝基非晶合金作为一种低密度材料拥有着较高的比强度,而且与传统晶态材料相比,呈现出长程无序、短程有序的原子排列特点,其内部不存在晶界、位错等较易引发失效的缺陷结构,表现出高硬度和优异的防腐、耐磨等性能,受到了国内外众多学者的广泛关注.起初,这类材料由于受到制备工艺的限制,表现为非晶与纳米晶共存的结构.随着科技发展,科学家们开发了一系列具有完全非晶结构的铝基合金体系.这些材料在具有较高的机械强度的同时能够表现出良好的韧性,使人们对其非晶形成能力、制备方法及应用推广等方面产生了较大的兴趣.对铝基非晶合金非晶形成能力的研究,学者们通常基于块体非晶合金非晶形成能力的经验判据,以及其他一些新提出的判定方法,如蒸发焓、费米层电子态密度、原子扩散以及析出相熔点等.但是,由于铝基非晶合金过冷液相区间较窄以及Al元素化学活性较强,因此铝基非晶合金的非晶形成能力普遍较弱.虽然人们在元素种类及含量变化对铝基非晶合金非晶形成能力的影响等方面做了大量的研究工作,但是目前仍未形成具有普适性的或更加精确的铝基非晶形成能力判定方法,未来仍需借助高性能材料模拟计算和机器学习等技术来进行完善.铝基非晶合金非晶形成能力较弱,以及其对外界条件的影响较为敏感,导致其在制备过程中易发生晶化,从而使获得的材料尺寸维度普遍较低.目前,铝基非晶合金的常见制备方法可按照其形态(粉状、块体、涂层等)来进行划分.粉状铝基非晶合金的制备方法主要为气雾化法和机械合金化法;块体铝基非晶合金的制备方法主要为直接凝固法和粉末冶金法;涂层类铝基非晶合金的制备方法主要包括激光熔覆、爆炸喷涂、冷喷涂、超音速火焰喷涂和电弧喷涂.相对而言,铝基非晶涂层制备技术不会受到工件尺寸的限制,工艺简单、操作方便,且适合于户外大面积施工,在表面防护与再制造工程领域更具应用潜力.尤其是在大型舰船、飞机、海洋设施等高附加值零件的再制造领域里,铝基非晶涂层制备技术的大规模推广应用将会带来巨大的经济效益.本文介绍了铝基非晶合金的发展过程、非晶形成能力、制备方法等内容,总结了铝基非晶涂层在再制造领域的应用前景,并展望了铝基非晶合金的未来研究方向.     

球磨Mg-Ni非晶形成的局部熔化-相互扩散-快速凝固机理

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪等研究了Mg-Ni样品在球磨过程中的相结构、形貌、微区成分等变化规律,提出了球磨Mg-Ni非晶形成的局部熔化-相互扩散-快速凝固机理:样品在高于一定转速的球磨过程中发生局部熔化,镍粉镶嵌入熔体中,在磨球的撞击作用下,熔体经快速凝固形成成分不均的晶体样品.再次被磨球碰撞时,样品产生局部熔化-相互扩散-快速凝固过程并在界面处形成非晶薄层,随着球磨时间的延长,非晶层的厚度不断增加、样品的微区成分逐渐趋于均匀,原子排列也从长程有序转变为短程有序甚至无序的非晶结构.     

快速凝固Ni-Mo-Cr-B合金粉末的显微组织

运用 X 光,金相和透射电镜等显微分析技术观察分析了快速凝固 Ni-Mo-Cr-B 台金粉未的凝固组织,研究结果表明,粉未尺寸由大到小,其组织经历了共晶、枝晶,胞晶和非晶等一系列演变,高硼含量有助于非晶形成。