过冷Ni-31．44％Pb偏晶合金凝固行为

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法研究Ni-31.44%Pb偏晶合金宽过冷区间凝固组织演化规律;结果表明,过冷偏晶合金在快速凝固阶段首先形成枝晶α骨架,再辉重熔后分布于枝晶间的残余液相按照平衡凝固模式进行后续反应;在0～286K过冷范围内,当ΔΤ＜50K时,合金凝固组织为粗大枝晶α+枝晶间Pb相;当70＜ΔT＜232K时,凝固组织为细密枝晶α+枝晶臂上细小的Pb颗粒+枝晶间Pb相;当ΔT＞242K时,凝固组织为过冷粒状晶+均匀细小的Pb颗粒+少量尺寸较大的枝晶间Pb颗粒,过冷粒状晶的粒化机制属于枝晶碎断-再结晶机制.     

深过冷Cu-37.4%Pb偏晶合金凝固行为和微观组织

用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,研究Cu-37.4%Pb偏晶合金过冷熔体凝固组织的演化规律和熔体过冷度及形核率对相分离的影响.研究表明:对于偏晶合金,当过冷度<150 K时,由于初生相L2的长大被抑制,形成Pb分布在α枝晶间的均匀凝固组织;当过冷度>150 K时,随着过冷度的增大,由于Ostward熟化和凝并的加强,L2液滴尺寸增加,导致L2的液相分离,凝固组织中的Pb颗粒尺寸经历由小变大的过程,直至发生分层.     

过偏晶合金Ni-40%Pb深过冷凝固组织

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究过冷Ni-40%Pb(质量分数)过偏晶合金的组织演化规律. 结果发现 过偏晶合金在快速凝固阶段本质上是以枝晶方式生长; 当ΔT《50K时, 合金组织为粗大枝晶+枝晶间Pb相+团块状Pb相; 当100《ΔT《198K时, 合金组织宏观偏析严重; 当ΔT＝292K时, 合金组织呈粒状晶, 第二相均匀弥散分布. 分析表明凝固组织宏观偏析与快速凝固阶段固液相变速率和体系残余液相分数有关; 粒状晶粒化机制属于枝晶碎断再结晶机制.     

深过冷Cu-20%Pb亚偏晶合金的再辉与形核分析

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究Cu-20%Pb亚偏晶合金的再辉行为,利用经典形核理论与瞬态形核理论计算讨论偏晶合金的两相竞争形核规律.结果表明,在过冷度0～238K范围内,凝固过程出现两次再辉.一次再辉由a(Cu)相的形核和生长引起,二次再辉由偏晶反应引起.过冷亚偏晶Cu-20%Pb合金凝固过程中,相恒先形核,即匀晶转变先于偏晶反应发生.     

Cu-10%Pb亚偏晶合金的急冷快速凝固研究

采用急冷快速凝固试验装置研究了Cu-10wt%Pb亚偏晶合金的快速凝固和晶体生长特性,理论分析了合金的冷却速率与组织形态之间的相关规律.研究结果表明,在急冷快速凝固条件下,Cu-10%Pb亚偏晶合金中的(Cu)相以枝晶方式生长,富Pb相或以方块状弥散分布于枝晶内部,或呈网状分布于枝晶间隙.随冷却速率增大,形核率明显增大,凝固组织显著细化,其均匀性大幅度提高,组织形态由粗大枝晶向细小等轴晶转变.     

过冷Cu-37.4%Pb偏晶合金凝固组织对磨损行为的影响

采用深过冷方法获得均质Cu-37.4%Pb偏晶合金的凝固组织和磨损特性.结果表明:在均质化过冷区间内(10～150 K),随着过冷度的增加,凝固组织中Pb相在基体中的分布愈加均匀,摩擦过程中分布在摩擦表面Pb的含量也在增加,这些因素提高Cu-37.4%Pb偏晶合金的耐磨性能,其原因是由剥层磨损,粘着磨损和磨粒磨损共同作用的机制向氧化磨损和轻磨微粒磨损机制方向转变.     

过冷条件下 Cu-34.15%Pb偏晶合金凝固规律

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合获得熔体深过冷的方法,使Cu-34.15％Pb（质量分数）偏晶合金获得了最大204K的大过冷度。研究了Cu-Pb偏晶合金凝固组织随过冷度的演化规律,探讨了深过冷下合金的凝固机制,发现合金在小过冷度（〈147K）情况下只有一次再辉,而在大过冷度下（≥147K）有两次再辉现象。研究表明：合金在小过冷度下a（Cu）相和厶液相基本同时形核,而在大过冷度下则是富Pb的厶液相先形核,随后在更大的过冷度下a（Cu）相形核并开始凝固。不同过冷度下合金的凝固组织均由a（Cu）相和Ph相组成。随过冷度增大,a（Cu）枝晶细化,Pb相尺寸变小。在97～161K过冷度区间内,试样中有热裂出现。在174～204K的过冷度区间内,组织出现明显分层。     

过冷Cu80Ni20合金熔体凝固组织的两次细化机制

在大气条件下,采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,在44K-176K过冷度范围内。研究了Cu80Ni20合金凝固组织的两次细化机制。第一类粒状晶的形成为熔断-再结晶机制．枝晶形成过程为：首先,快速凝固过程中的树枝晶发生严重重熔,形成树枝晶段;然后。树枝晶段通过外延生长后形成不稳定晶界,并在界面能驱动下与高温发生晶界移动和晶粒合并,形成再结晶晶粒。第二类粒状晶的形成为碎断-再结晶机制,在大过冷度下,快速凝固过程中液固相体积转变速率的提高,不仅使枝晶内部缺陷骤然增加,而且会导致固相内极高的应力和应变能。在应力作用下枝晶全面碎断,形成“网状枝晶块”,枝晶块通过内部缺陷和应变能的作用,发生界面的移动和合并即再结晶过程,形成第二类粒状晶。     

急冷条件下Ni-Pb偏晶合金的相分离研究

采用单辊法实现了Ni-Pb偏晶合金的快速凝固,分别制备出直径40～400μm的合金粒子和宽约4mm、厚30～50μm的合金条带.在急冷快速凝固条件下,Ni-8%Pb亚偏晶合金由Ni和富Pb相组成.Ni以枝晶方式生长,富Pb相分布于枝晶间隙.随着冷却速率的增大,凝固组织显著细化,晶体形态经历由粗大枝晶向细小等轴晶的转变.在快速凝固过程中,Ni-60%Pb过偏晶合金的液相分离在很大程度上被抑制,合金粒子和条带均可获得均匀弥散的快速凝固组织.在冷却速率相近的条件下,合金粒子和条带的凝固组织与晶粒尺寸具有相似相近性,冷却速率是决定合金凝固组织的本征物理参量.     

偏晶合金Ni—31.44％Pb过冷组织粒化机制

利用溶融玻璃净化、循环过热相结合的方法对Ni-31.44%Pb(质量分数）偏晶合金宽过冷区间组织演化规律进行研究。结果表明：随过冷度的增大,凝固组织发生三次转变。其中当△T＞242K时,合金组织发生第三次转变,由细密枝晶骤燃粒化为过冷粒状晶。通过组织观察和过冷熔体枝晶生长过程的理论计算发现,快速凝固过程中液相变速率骤然增加,引起枝晶全面碎断,然后在枝晶块表面能和就变能的驱动下,晶界移动,发生碎晶合并－再结晶是形成过冷粒状晶的原因。     

Pb—Sn合金三次树枝晶的形成判据

在定向凝固条件下对Pb－Sn合金的树枝晶生长进行了探讨,发现三次枝晶只能出现在过共晶区域。一次枝晶间距与二次枝晶间距的比值大对三次枝晶的形成有直接的影响;较小的生长速度和较高的温度梯度有利于三次枝晶的形成。在此基础上提出了三次枝晶的形成判据,并与试验现象进行了对比分析。     

Sr对近共晶Al-Si合金中α枝晶生长行为的影响

针对Al-11.6%Si和Al-11.6%Si-0.4%Mg两种近共晶成分铸造合金。考察了Sr的加入对组织中α枝晶形态的影响，测量了完全变质合金中α枝晶相数量及α枝晶的特征参数；一次分枝间距和二次枝臂间距。结果表明，Sr的加入促进了α枝晶柱状化生长并导致α枝晶相数量大幅度提高；在完全变质合金中，随着合金中Sr量增加。一次分枝间距和二次枝臂间距都降低。Sr对α枝晶起一定的细化作用。Sr加入到Al-Si合金中引起合金液的性质发季了显著变化。Sr的存在降低了α枝晶固液界面能。导致枝晶尖端的生长过冷度降低。抑制液相中等轴晶的形核，因此Sr的加入促进了柱状枝晶的形成。固液界面能的降低也使得柱状枝晶的二次枝臂间距和一次分枝间距随着Sr量增多而降低。     

定向凝固Sn-36%Ni包晶合金凝固组织特征长度的表征

通过对Sn?36%Ni包晶合金在恒定温度梯度(G=20 K/mm)下进行的一定速度范围内(v=2~200μm/s)的定向凝固实验，研究凝固组织特征尺度随生长速度v的变化；测量包括一次与高次枝晶间距及枝晶尖端半径在内的凝固组织特征尺度。通过实验结果与理论模型的对比，发现凝固组织特征尺度随生长速度的变化关系为：对于一次枝晶间距有λ1=335.882v?0.21,且与 Kurz?Fisher 模型吻合；对于二次枝晶间距有λ2=44.957v?0.277,且与 Bouchard?Kirkaldy模型吻合；对于三次枝晶间距有λ3=40.512v?0.274；对于枝晶尖端半径有R=22.7v?0.36。实验结果表明，λ1/λ2随着生长速度的增加而增加，λ1/λ3的变化明显较λ1/λ2的小，表明三次枝晶具有与一次枝晶类似的生长特征；而λ1/R的比值随着生长速度的增加而由2增加到2.3，变化很小。     

过共晶球铁凝固过程中奥氏体的生长方式与形貌特征

采用着色腐蚀技术显示出过共晶球铁中的高温凝固组织，观察分析过共晶球铁凝固过程中奥氏体的生长方式与形持征。结果表明：在非平衡凝固条件下，过共晶球铁凝固时通常会析出初生枝晶和晕圈枝晶，其形成条件主要与冷却速率和熔体的过冷有关。随铸件模数Mc增大，枝晶数量减少，二次臂间距显著增大，形态趋于不发达，由初生枝晶向晕圈枝晶过渡。当Mc≤0.3cm时，二次臂间距的实测值与理论预测值基本吻合。初生石墨球周围往往形成环状封闭奥氏体壳；共晶前期石墨球周围形成封闭或不封闭的框架奥氏体壳；共晶后期石墨球往往被周边生长着的共晶奥氏体所包覆，最终成为共晶奥氏体的一部分。     

Effect of strontium on columnar growth of dendritic α phase in near-eutectic Al-11.6%Si alloys

For Al-11.6 % Si alloy, the influence of the addition of Sr on the morphology of the dendrite α phase was investigated, and the characteristic parameters of the dendrite α phase, the primary dendrite spacing and the secondary dendrite arm spacing, were also measured. The addition of strontium promotes the columnar dendrite growth and leads to a decrease of both the primary dendrite spacing and secondary dendrite arm spacing with the increase of the content of strontium in the modified near-eutectic Al-Si alloys. It is thought that the addition of Sr leads to a reduction of the solid-liquid interfacial energy of the dendrite α phase, consequently resulting in a decrease of the growth undercooling of dendrite tips. And hence, the nucleation of the equiaxed grains in the liquid in front of the columnar dendrite tips is restrained, thus the addition of strontium in Al-Si alloys promotes the growth of the columnar dendrites. The reduction of the solid-liquid interfacial energy also leads to the decreases in the primary dendrite spacing and the secondary dendrite arm spacing.     

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 叙述了不同硅含量的低碳钢连铸坯凝固组织特征及宏观组织参数的定量评定方法。通过对连铸坯凝固组织比例系数和枝晶间距的测定以及对连铸坯低倍组织缺陷的统计分析,找出了凝固组织形态与铸坯成分中硅含量的关系;指出在一定限度内,随硅含量增加,铸坯的一次晶间距加宽,各类低倍组织缺陷大大减少。     

水热法合成树枝状PbSe的影响因素研究

无表面活性剂条件下以甘油为溶剂采用简易的水热法合成了树枝状结构PbSe。水热温度、时间以及Pb源对PbSe形貌调控及形状影响很大。得到的PbS分别用XRD、SEM、TEM进行了表征分析。这一合成方法为高通量制备不用纳米结构及微观形貌的半导体纳米材料开辟了一条崭新的技术路线。同时也探讨了不同微观形貌PbSe的形成机理,主要取决于晶面<100>和<111)的生长速率比(R)。     

Effect of strontium on columnar growth of dendritic α phase in near-eutectic Al-11.6 %Si alloys

For AI-11.6%Si alloy, the influence of the addition of Sr on the morphology of the dendrite α phase was investigated, and the characteristic parameters of the dendrite α phase, the primary dendrite spacing and the secondary dendrite arm spacing, were also measured. The addition of strontium promotes the columnar dendrite growth and leads to a decrease of both the primary dendrite spacing and secondary dendrite arm spacing with the increase of the content of strontium in the modified near-eutectic AI-Si alloys. It is thought that the addition of Sr leads to a reduction of the solid-liquid interracial energy of the dendrite α phase, consequently resulting in a decrease of the growth undercooling of dendrite tips. And hence, the nucleation of the equiaxed grains in the liquid in front of the columnar dendrite tips is restrained, thus the addition of strontium in AI-Si alloys promotes the growth of the columnar dendrites. The reduction of the solid-liquid interracial energy also leads to the decreases in the primary dendrite spacing and the secondary dendrite arm spacing.     

过冷金属熔体中枝晶生长的相场法模拟

采用相场模型和有限差分法，模拟了过冷金属熔体的枝晶生长，系统研究相场模型中相场和温度场耦合系数（λ）、热扩散系数（DT）以及界面原子运动时间参数（T0）对枝晶形貌的影响。模拟结果表明，随着相场和温度场耦合系数的增大，晶粒形貌由紧实枝晶向海藻态转变；随着热扩散系数和界面原子运动时间参数的增大．晶粒形貌由光滑枝晶向紧实枝晶转变。     

Effect of AgNO3 Concentration on Morphologies and Structures of Nanostructured Ag

Nanostructured Ag with different morphologies and structures was prepared by replacement reaction (Zn versus AgNO3). The influence of AgNO3 concentration on the growth speed, the morphology and the structure of the nanostructured Ag was investigated. Experimental results show that the growth speed, morphologies and structures of the nanostructured Ag strongly depend on AgNO3 concentration and reaction time. The growth speed is mainly dependent on the AgNO3 concentration; the higher the concentration, the faster the growth speed. When the AgNO3 concentration is 5 mmol/L, Ag fractal forms at the beginning stage, but the fractal transforms to dendrite consisting of nanoparticles and to monocrystal at last as the reaction proceeds. When the concentration is in the range of 20-100 mmol/L, the products are all Ag dendrites, but the dendrites consist of nanoparticles when the concentration is below 40 mmol/L while they are monocrystal when the concentration is above 60 mmol/L. Ag nanostructures with different morphologies and structures can be prepared by controlling AgNO3 concentration and reaction time.