快速凝固及Si元素对Mg-Al合金组织与腐蚀性能的影响

采用磁悬浮熔炼真空吸铸法制备了快速凝固态AZ91D合金,采用常规铸造法制备了普通铁模铸型浇注的不同成分的Mg-Al合金。通过OM、SEM、EDS及XRD等现代检测方法,分析了不同凝固条件下Mg-Al合金的组织形貌、相组成和腐蚀形貌,研究了冷却速度和元素微合金化对Mg-Al合金组织及腐蚀性能的影响。结果表明:磁悬浮真空吸铸快速凝固AZ91D合金的α-Mg枝晶明显细化,尺寸由200μm降到20μm左右。β-Mg17Al12相则沿晶界形成连续网状。添加微量Si元素,α-Mg枝晶尺寸略有下降,晶内出现汉字状的Mg2Si相,促进β相的网状化。加快冷却速率,增加Al含量,添加微量Si元素均能提高合金的耐蚀性能。铜模吸铸AZ91D合金的自腐蚀电位Ecorr比铸铁模铸AZ91D合金正移0.375V,自腐蚀电流降低了1个数量级。Mg12Al-0.7Si合金的Ecorr比Mg12Al合金的正移0.526V,自腐蚀电流密度比Mg12Al合金降低1个数量级,比AZ91D合金降低2个数量级。     

钇对Mg2Si/AZ91D复合材料中Mg2Si相变质的影响

研究了不同含量的钇对Mg2Si/AZ91D复合材料中Mg2Si相形貌的影响.结果表明:Y对Mg2Si/AZ91D复合材料中共晶Mg2Si有明显的细化变质效果,合金液经0.8％Y变质后,共晶Mg2Si相由粗大的树枝状或汉字状转变为颗粒状.在1.2％添加范围内,随Y加入量的增加,对共晶Mg2Si相的细化变质效果增强,未出现过变质现象.固溶处理能使Mg2Si/AZ91D复合材料中枝状或汉字状Mg2Si发生部分溶解,并依靠原子扩散自发粒状化,Y的细化变质能促进Mg2Si相固溶处理时的粒状化.     

Sr和Sb变质AZ61-0.7Si合金的铸态组织和力学性能

Mg2Si相的变质和细化被认为是改善含Si镁合金力学性能的关键因素之一.研究了Sr和Sb变质AZ61-0.7Si镁合金的铸态组织和力学性能.研究结果表明:添加0.4%(质量分数)Sb对AZ61-0.7Si镁合金中的汉字状Mg2Si相有一定细化作用,但没有明显变质效果.相反,添加微量Sr对AZ61-0.7Si合金中的汉字状Mg2Si相有明显变质和细化作用.在AZ61-0.7Si合金中添加0.03%～0.09%Sr(质量分数)后,合金中的Mg2Si相从粗大汉字状形貌变为细小的颗粒状和/或多边形状.相应地,合金的抗拉性能和蠕变性能得到显著提高.     

固溶处理对原位合成Mg_2Si/AZ91D复合材料组织及性能的影响

研究固溶处理对Mg-SiO2体系原位合成制备的Mg2Si/AZ91D复合材料的组织和性能的影响。结果表明：AZ91D镁合金在加入SiO2（其中Si占合金质量的1.5%）后,出现了粗大的汉字状Mg2Si相,固溶处理改变了Mg2Si相的形貌与分布,并使β-Mg17Al12相溶入到基体中;随着固溶时间的增加,汉字状的Mg2Si相熔断、球化,在420℃保温16h时Mg2Si相最为细小、弥散;固溶处理后复合材料的抗拉强度增加了14.9%,伸长率增加了38.9%。固溶处理时在Mg2Si/Mg界面间的界面张力作用下,Mg2Si相不断熔断、聚集、扩散,最终获得球化的Mg2Si相。     

P变质对Si合金化AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响

采用X射线衍射、高分辨透射电镜等现代分析测试手段研究了Al-P中间合金变质处理对AZ91 0.7%Si合金的显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:AZ91 0.7%Si合金中加入一定量的Al-P中间合金变质处理后,Mg2Si的形貌发生了显著变化,由汉字状变为细小的颗粒状,其颗粒的平均尺寸为6~10μm,且基体组织的平均晶粒尺寸由原来的100μm减小到45μm左右,β-Mg17Al12相出现不同程度的断网,从而使AZ91 0.7%Si合金的力学性能得到显著提高。说明Al-P中间合金对Si合金化的AZ91镁合金具有很好的变质强化功效,是一种Mg2Si化合物的强化粒化剂。     

微量Si、Ba、Sn对AZ91铸态组织的影响

研究了Si、Ba、Sn元素对AZ91镁合金铸态组织的影响。结果表明,添加少量的Si能够细化AZ91合金晶粒,但当Si含量(质量分数,下同)达0.50%时,会产生粗大的汉字状Mg2Si相。向AZ91-0.5Si合金中加入微量的Ba后,粗大的Mg2Si相消失,这与合金中形成了Al4Ba相有关。添加一定量的Sn能够形成高熔点的Mg2Sn相,对合金有细化晶粒的作用,添加量为0.50%时β(Mg17Al12)相由网状变为弥散的颗粒状。分析认为,0.50%的Sn可以提高Al原子在α(Mg)中的固溶度。     

Sb对Mg-4Al-4Si合金组织和力学性能的影响

研究了Sb对Mg-4Al-4Si(AS44)镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,未加Sb时,铸态AS44合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相组成,Mg2Si相呈粗大的骨骼状、块状和汉字状3种形态;加入少量的Sb(0.25%~1.25%)能有效细化Mg2Si相,并在合金中形成高熔点和较为弥散分布的Mg3Sb2相。随Sb含量的增加,Mg2Si相形貌发生显著变化,从粗大的骨骼状逐渐转变为块状和汉字状,当Sb含量达到1.25 wt%时,几乎全部转变为较细小的汉字状Mg2Si相颗粒。随着组织的改善,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均得到不同程度的提高。     

Si对喷射成形AZ91镁合金微观组织的影响

在保护气氛中采用喷射成形技术制各AZ91和AZ91+2.0%Si镁合金,采用OM、SEM、XRD及TEM等技术分别对合金的微观组织进行观察和分析.结果表明:与相同成分的铸造镁合金相比,喷射成形技术显著细化合金组织;喷射成形沉积态AZ91镁合金具有均匀、细小的等轴晶组织,平均晶粒尺寸约为17 μm,离异共晶β-Mg17Al12相在晶界的偏析被有效改善:对于喷射成形AZ91+2.0%Si镁合金,喷射成形过程中高的冷却速度抑制了Mg2Si相的长大,细小的Mg2Si相呈现为近球形或多边形态,与基体结合良好且弥散分布,并可以作为а-Mg异质彤核核心,使合金组织得到充分细化.     

亚共晶铝硅合金自生Mg_2Si复合材料的显微组织研究

采用光学显微镜,对亚共晶Al-8%Si合金自生Mg2Si复合材料的显微组织进行分析。结果表明,Al-8%Si合金中加入6%镁时,共晶Mg2Si组织呈完整发达的古汉字状、树枝状、五星花瓣状等;加入2%镁时,Mg2Si量极少,呈零星颗粒状、鱼骨状或树枝状;加入4%镁时,共晶Mg2Si组织形貌呈纤维状、树枝状,这种显微组织即为亚共晶Al-8%Si合金自生Mg2Si增强相的理想组织。     

Mg-Al-Zn-Si耐热镁合金Mg2Si相形貌及其对力学性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、性能测试等分析测试手段,研究了Mg-Al-Zn-Si耐热镁合金中Mg2Si相的形貌及其对力学性能的影响.结果表明,当合金中添加少量的Si元素后,Mg2Si相以汉字状形貌存在;当Si含量增多时,开始出现多边形形貌的Mg2Si,且其含量随着Si含量的增多而增多,同时汉字状Mg2Si减少.多边形Mg2Si不利于合金的力学性能,其体积分数越高,合金的力学性能下降幅度越大.合金中Al含量越高,越容易抑制汉字状Mg2Si的生长,并促进多边形Mg2Si的生成.Mg2Si相由汉字状转化为多边形的临界区域,Al和Si元素的含量呈现一定的线性关系.     

Study of New Way about Si/Si Bonding

1 .ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｉｎｄｕｓｔｒｙ ,ｔｈｅｄｅｍａｎｄｆｏｒｖｅｒｙｌａｒｇｅｓｃａｌｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ (ＶＬＳＩ )ａｎｄｈｉｇｈｃｏｕｎｔｅｒ ｖｏｌｔａｇｅｐｏｗｅｒｄｅｖｉｃｅｓｗｈｉｃｈａｒｅｕｓｅｄｉｎｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｄｅｖｉｃｅｉｓｇｒｏｗｉｎｇｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｌｙ .Ｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔ…     

Oxidation of Ti-1Si and Ti-5Si alloys

Oxidation kinetics of Ti-1 wt. % Si and Ti-5 wt. % Si alloys in either pure oxygen or air under a pressure of 0.93 bar and in the temperature range of 1171–1473 K are reported. For the exposure period investigated (up to 12 h) both alloys oxidized slower than pure Ti. The amount of oxygen dissolved in the Ti-1 wt. % Si alloy has been calculated. X-ray diffraction analyses indicate that the oxide scale is mainly TiO ₂ ,except for the Ti-5 wt. % Si alloy oxidized at 1473 K where some evidence of SiO ₂ was obtained. Hardness profiles were taken across the Ti-1 wt. % Si alloy matrix.     

Si/C多层薄膜中硅纳米晶的微结构演化

通过磁控溅射技术和1100 ℃的高温后续退火处理,在Si/C多层薄膜中形成硅纳米晶。改变多层薄膜的调制波长比可以调控硅纳米晶的尺寸、形状和密度。其微观结构由小角X射线、拉曼频移、高分辨电镜进行表征。结合拉曼频移和高分辨电镜分析表明,由于受到C层界面约束,非晶硅层在高温下会发生固态重结晶,转变为纳米晶。通过调制波长比可调控纳米晶的尺寸和形状。当调制波长比从0.5到2改变时,硅纳米晶的形状逐渐从球形、椭圆形转变为条形或者砖型。夹层受限生长模式有利于适应新一代硅基光电子器件的结构设计。     

High-Temperature Oxidation Behavior of Laser-Surface-Alloyed Ti with Si and Si + Al

This study concerns an attempt to enhance the resistance to high-temperature isothermal and cyclic oxidation of Ti in dry air by laser-surface alloying (LSA) with Si and Si+Al. LSA was carried out by codeposition of alloy powders during lasing under the predetermined, optimum-processing routine that ensured formation of a compact, well-adherent, crack-free and homogeneous alloyed zone. The results of oxidation kinetics in the temperature range 950–1150 K for 1–400 hr indicate that surface alloying with Si imparts excellent oxidation resistance up to 1050 K. However, at a higher temperature of 1150 K, surface alloying with 3Si+Al yields a better resistance to oxidation. A detailed characterization of the microstructure and distribution of the phases within the scale and alloyed zone following oxidation studies has been undertaken to suggest the possible mechanism for enhanced oxidation resistance of Ti imparted by laser-surface alloying.     

铝硅熔体中富集初晶硅提纯硅

采用电磁搅拌结合定向凝固技术将过共晶铝硅合金中的初晶硅和铝硅合金分离,并研究不同的杂质元素在铝硅体系中的分布特点。结果表明：杂质元素主要分布在铝硅合金以及铝硅合金和初晶硅的晶界中。同时,根据初晶硅富集区域不同位置硅含量的不同,初晶硅的形貌由鱼骨状变成板状和球状,并且随着样品中不同位置硅含量的增多,初晶硅中的杂质含量降低。样品底部杂质的含量约为10×10^-6,与原料冶金级硅中的杂质含量1248.47×10^-6相比,杂质的去除效果很好。