Nucleation and growth of Fe-rich phases in Al-5Ti-1B modified Al-Fe alloys investigated using synchrotron X-ray imaging and electron microscopy

Plate-like Fe-rich intermetallic phases directly influence the mechanical properties of recycled Al alloys;thus,many attempts have been made to modify the morphology of these phases.Through synchrotron X-ray imaging and electron microscopy,the underlying nucleation and growth mechanisms of Fe-rich phases during the solidification of Al-5Ti-1B-modified Al-2Fe alloys were revealed in this study.The results showed that the Al-5Ti-1 B grain refiner as well as the applied pressure both resulted in reduction of the size and number of primary Al3Fe phases and promoted the formation of eutectic Al6Fe phases.The tomography results demonstrated that Al-5Ti-1B changed the three-dimensional (3D) morphology of primary Fe-rich phases from rod-like to branched plate-like,while a reduction in their thickness and size was also observed.This was attributed to the fact that Ti-containing solutes in the melts inhibit the diffusion of Fe atoms and the Al3Fe twins produce re-entrant corner on the twin boundaries along the growth direction.Moreover,the TiB2 provides possible nucleation sites for Al6Fe phases.The nucleation mechanism of Fe-rich phases is discussed in terms of experimental observations and crystallography calculations.The decrease in the lattice mismatch between TiB2 and Al6Fe phases was suggested,which promoted the transformation of Al3Fe to Al6Fe phases.     

铁基合金中以氏体均匀形核热力学探讨

根据马氏体相变的经典形核理论,重新对铁基合金是马氏体相变的形核过程进行了热力学估算,结果表明,均匀形核的临界形核功比热能低一个数量级。这意味着铁基合金中的马氏体相变形核可由热起伏来促发。对早期的小颗粒实验以及铁基体材料中马氏体相变的相关实验结果进行了分析讨论,表明均匀形核机制和这些实验结果相一致。     

铁基合金中马氏体形核动力学探讨

根据马氏体相变的经典形核理论,重新估算了铁基合工中马氏体均匀形核激活能,研究了激活能与界面能和相变驱动力的关系。结果表明,热激活形核具有很低的形核激活能,热激活能形核动力学与马氏体形核动力学实验研究结果一致,在动力学研究的基础上,提出了马氏体相变的形核机制,在形核机制中,除了热激活菜核,还考虑了应力对马氏体形核的作用,特别是在低温时由于急应内应力对形核的贡献。     

镍衬底上定向金刚石膜的成核与生长

提出了一种包括晶粒接种、高温退火、成核、生长四过程的薄膜沉积新方法 ,用射频等离子体增强热丝化学气相沉积系统 ,在Ni衬底上制备了定向金刚石膜。通过对成核和生长两过程工艺条件的研究 ,掌握了提高成核密度和金刚石定向生长规律。实验还表明 ,膜与Ni衬底之间未见Ni C H界面层的形成     

泡沫塑料成型机理研究

本文对泡沫塑料的成型机理进行了全面综合的分析，指出发泡成型各个阶段的机理及影响泡体性能和质量的因素，还把现有的各种发泡成型方法的成核过程归纳为三大类，指出每一类的成核机理，使用范围及主要影响参数，为进一步的深入研究提供参考。     

铝合金时效成形及时效成形铝合金

介绍了铝合金时效成形的方法、基本原理、工艺特点及应用情况,概括了国外研究铝合金时效成形工艺及相关可时效成形铝合金的现状,重点阐述了时效成形对铝合金微观组织结构的影响.     

雪晶成核和生长机理研究

在自然界,雪晶的形成是一个非常复杂的过程,要经历成核、生长、融并等阶段.探索雪晶的成核和生长机理对人工造雪技术的发展具有重要的作用.雪晶的形态是由冰晶的晶格结构和雪晶的生长环境所决定的.通过对均相成核和异相成核过程中自由能变化的分析,确定了晶核形成所需的临界半径和成核势垒,为研究晶核的形成过程提供了理论依据.依据雪晶质量生长率与水蒸汽通量之间的关系,从理论上明确了各种雪晶形态与生长速率之间的规律.     

ICP-AES法测定铝合金中主量元素和杂质元素的方法

用ICP－AES法测定了常见牌号铝合金中B,Cd,Ce,Cr,Cu,Fe,Mg,Mn,Ni,Ti,V,Zn,Zr等主量元素及杂质元素，进行了基体元素与主量元素对分析元素的光谱干扰研究，选择了合适的分析线，用Y作为内标元素，同时测定了分析方法的检出限，该方法准确，快速，简便，能够满足常见牌号铝合金中分析元素的分析。     

Ni3Al基合金的研究与应用进展

近20多年来,Ni3Al基合金作为结构材料的应用成为材料学界的研究热点,取得了一些重大进展,主要包括:①硼对Ni3Al常温和高温韧性的显著效应;②在中温区铬对Ni3Al的韧化作用;③环境脆化的证实.合金元素的添加使得Ni3Al基合金的种类和应用场合各不相同.着重论述了近年来Ni3Al基合金在制备工艺、添加合金元素的作用、组织性能研究中所取得的进展,并介绍了近年来Ni3Al基合金及其复合材料在工程上的应用.     

铝合金直接氨化生长氮化铝反应机制研究

针对铝合金直接氮化生长ＡＩＮ过程中的晶体生长过程进行分析,通过Ｘ－ｒａｙ衍射和ＳＥＭ观察,获得了不同生长阶段ＡＩＮ晶体的生长特征,研究了铝合金直接氨化生长氮化铝的反应机制．提出了一种气－液－固－固）晶体生长机制,简称ＶＬＳＳ机制,并着重对ＶＬＳＳ机制的实现条件、实现过程以及与传统的ＶＬＳ晶体生长机制的相同点和差异进行了讨论．     

Effect of Substrate Wettability and Surface Structure on Nucleation of Crystal

The heterogeneous nucleation behaviors of NH4Cl crystal on rough aluminum substrate surface immerged in NH4Cl-H2O solution were experimentally analyzed, and the influence mechanism of the micro/nano-scale surface structures on heterogeneous nucleation was investigated. It has been shown that wettability and nucleation are affected by substrate surface condition. The intrinsic wetting properties between nucleus and substrate surface, and the surface structure of certain geometrical scales, both impose effects on the heterogeneous nucleation properties. For a nucleus-wetting substrate surface, heterogeneous nucleation is promoted by a higher complexity of the surface morphology; but for a nucleus-nonwetting substrate surface, heterogeneous nucleation is inhibited by a higher complexity of the surface morphology.     

钪在铝及铝合金中的作用

总结了Sc在铝及铝合金中对合金组织、力学性能、热稳定性、焊接性能和抗腐蚀，性能的影响。Sc在铝合金中是有效的晶粒细化剂、再结晶抑制剂和改善焊接性能的添加剂；Sc可以细化铝合盒晶粒，提高合盒的力学性能和再结晶温度，增强铝合金的热稳定性，改善铝合盒的焊接性能和抗腐蚀性能；分析了Sc在铝合盒中的作用机理。     

(NaPO3)n对过共晶Al-Si合金初晶硅细化的研究

研究了 (Na PO3) n 对 Al- 2 2 % Si过共晶合金初晶硅的晶粒细化作用。结果表明 ,(Na PO3) n对初晶硅的细化效果优于 Cu P,同时 (Na PO3) n 具有共晶硅变质的作用。采用 (Na PO3) n 处理的 Al- 2 2 % Si- 1.0 % Cu- 0 .5 % Mg- 0 .5 % Mn合金的平均抗拉强度可达 2 73MPa。以扫描电镜、电子探针为检测手段研究了 P元素对过共晶 Al- Si合金的 Si晶体的影响。结果表明 ,一方面 Al P作为异质核心细化初晶硅 ,另一方面 ,有 Na同时存在时 ,P的扩散受阻 ,P元素在 Si相生长表面富集 ,阻碍了 Si相生长 ,细化了初晶硅。     

铝基非晶合金的制备、性能与应用研究进展

铝基非晶合金因其独特的物理和化学性能在诸多领域具有广泛的应用前景,综述了铝基非晶合金的成分体系、制备方法、性能特点及应用研究进展。首先,介绍了铝基非晶合金的发展历史和成分体系,目前铝基非晶主要分为3大体系：二元、三元和多元体系,以及综合性能和形成能力2大方面,多元体系表现更佳,并逐渐向更多元化发展;其次,系统介绍了铝基非晶合金的制备方法,包括粉末状、薄带状、块体样品的制备,相较于非晶薄带的制备,块体和粉状的制备方法较为丰富,而粉状非晶通常作为铝基非晶涂层的预制材料;随后,详细介绍了铝基非晶合金的性能特点、应用现状及发展趋势,从性能上来看,铝基非晶在强度和硬度以及耐腐蚀性能上表现良好,目前主要以涂层的形式参与应用,除此之外,研究者们也开始对磁性和热塑性展开研究,由于玻璃形成能力的限制,作为结构材料的应用较少;最后,对其未来应用前景进行了展望,认为涂层是目前铝基非晶合金最具应用前景的工程化方式。     

热丝CVD金刚石薄膜制备及碳纳米管形核作用的研究

利用热丝化学气相沉积法 (HF CVD)进行了金刚石薄膜制备和碳纳米管形核作用的研究。获得了制备金刚石薄膜的优化工艺参数。利用碳纳米管作为形核前驱获得了高质量的金刚石薄膜 ,其沉积速率可达 2 5 μm/h ,晶粒生长完美 ,而且没有出现聚晶现象。研究了碳纳米管涂料质量对薄膜沉积特性的影响 ,并对其机理进行了初步探讨     

A Model for Evaluation of Grain Sizes of Aluminum Alloys with Grain Refinement Additions

Based on the assumption that the nucleation substrates are activated by constitutional undercooling generated by an adjacent grain growth and solute distribution during the initial solidification, a model for calculation of the grain size of aluminum alloys with the grain refinement is developed, where the nucleation is dominated by two parameters, i.e. growth restriction factor Q and the undercooling parameter P. The growth restriction factor Q is proportional to the initial rate of constitutional undercooling development and can be used directly as a criterion of the grain refinement in the alloys with strong potential nucleation particles. The undercooling parameter P can be regarded as the maximum of constitutional undercooling △Tc. For weak potential nucleation particles, the use of RGS would be more accurate. The experimental data of the grain refinement of pure aluminum and AlSi7 alloys are coincident predicted results with the model.     

反应自生成AlN传质过程的研究

根据反应自生成AIN的传质及生长特征,构造出传质模型,并建立了传质方程.分析表明：整个反应过程分AlN晶体生长并伴随Si元素富集及AlN、Si_cry,晶体共生两个阶段进行;N原子的扩散传质速率是控制总反应速率的关键因素.