气压对藕状多孔Cu-Cr合金气孔结构及形貌的影响

采用金属/气体共晶定向凝固工艺(Gasar),在不同氢气压力条件下制备了藕状多孔Cu-Cr合金,研究了氢气压力对藕状多孔Cu-Cr合金气孔结构和形貌因子的影响。结果表明,当氢气压力大于气孔形成临界压力时,随氢气压力的增大,气孔率和孔隙密度增大,而平均气孔直径缓慢减小;当氢气压力大于气体逸出临界压力时,气孔率和平均气孔直径急剧减小,而孔隙密度大幅增加;此外,随氢气压力的增加,气孔形貌因子逐渐减小。     

Ag-O系定向凝固制备藕状多孔Ag

金属-气体共晶定向凝固(Gasar)是一种制备藕状多孔金属的新工艺,在高压纯氧气氛中,利用自行研制的Gasar模铸装置制备了藕状多孔Ag试样,并研究了氧气压力对气孔率、平均气孔直径的影响。结果表明:在多孔Ag中,氧气压力对气孔率和平均气孔直径的影响十分显著。随着氧气压力的增加,气孔率增大,而平均气孔直径减少,当氧气压力为0.5 MPa时,气孔分布最为均匀。     

区域熔炼法制备藕状多孔铜

采用区域熔炼法在氢气氛下制备了藕状多孔铜,其气孔呈圆柱状沿凝固方向分布。研究了凝固速率对气孔率、气孔直径和气孔数密度的影响。结果表明:气孔率随凝固速率的增加而增大;凝固速率的增加能促进气泡形核,使平均气孔直径减小而气孔数密度增大。所制备的藕状多孔铜的气孔率和气孔直径可通过调节凝固速率而得到控制。     

Gasar工艺下藕状多孔银的气孔结构研究

金属-气体共晶定向凝固（Gasar)是制备藕状多孔金属的新工艺,利用自行研制的Gasar装置,成功地制备了不同纯氧分压下的藕状多孔银试样,研究了氧气分压对藕状多孔银气孔形貌（气孔率、气孔尺寸和分布、气泡形核）的影响。结果表明：氧气分压对气孔形貌影响十分显著。随着氧气压力的增加,气孔率增大而平均气孔直径减小。     

纯氧分压Gasar工艺下藕状多孔银的气孔结构研究（英文）

金属-气体共晶定向凝固(Gasar)是制备藕状多孔金属的新工艺,利用自行研制的Gasar装置,制备了不同纯氧分压下的藕状多孔银试样,研究了氧气分压对藕状多孔银气孔形貌(气孔率、气孔尺寸和分布、气泡形核)的影响。结果表明:氧气分压对气孔形貌影响十分显著。随着氧气压力的增加,气孔率增大而平均气孔直径减小。     

金属/氢共晶定向凝固制备GASAR多孔Cu-Cr合金

在0.6 MPa的纯氢气氛中,采用金属/氢共晶定向凝固技术,制备得到不同Cr含量的GASAR多孔Cu-xCr合金试样(x=0,0.3%,0.5%,0.8%,1.0%,1.3%(质量分数,%)),并研究了Cr含量对多孔Cu-xCr合金气孔率和气孔平均直径的影响规律。结果表明:随Cr含量的逐渐增大,氢在合金熔体中的溶解度相应增加,导致多孔Cu-xCr合金试样的气孔率缓慢增高;此外,随Cr含量的增加,受糊状区宽度变化的影响,气孔的平均直径呈先增大后减小的趋势。     

凝固模式对Gasar多孔Cu-Cr合金结构及组织影响

在0.6 MPa纯H2气氛中,采用金属/H2共晶定向凝固(Gasar)技术制备得到Gasar多孔Cu-x Cr合金。研究了Cr含量、凝固模式以及凝固速率对Gasar多孔合金气孔结构和显微组织的影响。结果表明,当合金以平面、胞状及柱状枝晶凝固时,Gasar多孔Cu-x Cr合金能获得定向生长气孔。当凝固方式转变为等轴枝晶凝固时,定向生长气孔发生中断。Gasar多孔Cu-x Cr合金(x=0.8%、1.3%)气孔在共晶相前沿析出,与共晶组织协同定向生长。随Cr含量增加,共晶组织体积百分比增加,孔隙率和孔圆整度进一步增加;随多孔Cu-1.3 Cr合金试样凝固高度增加,凝固速率下降,界面生长方式转变为等轴晶生长方式,则无法得到定向生长气孔。     

GASAR多孔Cu-1.3Cr合金制备及结构特征

采用金属/H2共晶定向凝固技术在纯H2气氛下制备了不同气压条件下的多孔Cu-1.3Cr合金,研究了气体压力对多孔Cu-1.3Cr合金气孔结构和分布的影响。结果表明,在纯H2条件下,平均孔隙率随气压升高逐渐增大,当气压超过0.5 MPa时,由于气体逸出造成孔隙率有所下降;气孔平均孔径随气压升高而减小;气压越高,气孔越多,气孔分布越均匀。同时,气孔的尺寸分布范围变窄,气孔间距变小。     

气压对定向凝固藕状多孔镁的气孔分布影响

采用统计分析方法,通过孔径分布、气孔最邻近距离和局部气孔率定量分析定向凝固藕状多孔镁横截面上的气孔分布特征,并在此基础上分析气压对藕状多孔镁气孔分布的作用规律。结果表明:纯氢条件下气压越高,孔尺寸分布越趋于一致、孔位置和气孔结构单元分布越均匀;氢气分压一定,选择合适的氩气分压可使熔体共晶凝固时,孔尺寸、孔位置和气孔结构单元的分布最均匀。     

过共晶Cu—Cr合金定向凝固特性研究

考察了Cu-1.7%Cr和Cu-5.6%Cr过共晶合金的定向凝固组织.实验表明:Cu-1.7%Cr和Cu-5.6%Cr过共晶合金定向凝固组织是由初生β相、α相和(α+β)共晶组成;α相是基于竞争生长机制的一种非平衡凝固组织.凝固速度和成分对初生β相生长形态产生显著影响.在Cu-1.7%Cr合金中,初生β相生长为等轴颗粒状,且受凝固速度的影响不大.在Cu-5.6%Cr合金中,随着凝固速度的增加,初生β相的生长形态经历了树枝状到等轴颗粒状的演变;α相包裹树枝状的初生β相生长,形成了类似"包晶"结构的微观形貌特征;颗粒状的、均匀分布的初生β相有利于α相的定向生长.降低合金成分和提高凝固速度有助于获得最佳组织形态的复合材料.     

藕状多孔纯铜棒的制备与表征

采用定向凝固法,在氢气压力为0.2 MPa、熔炼温度为1 200℃的条件下制备了规则圆柱形气孔沿轴向定向分布的藕状多孔纯铜棒材料,棒材直径为45 mm,长度约为125 mm.测定了所制备材料的密度、孔隙率和通孔率,对所制备多孔材料的气孔形貌和气孔大小分布进行了分析和表征,并对所制备的样品沿平行于气孔方向和垂直于气孔方向的压缩性能进行了测试.结果表明,所制备纯铜棒的平均密度为4.48 g/cm3,平均孔隙率为50%;气孔直径分布为0.3～1.3 mm,气孔平均直径为0.81 mm;藕状多孔纯铜的压缩性能存在明显的各向异性.     

基于纳米CT技术的藕状多孔铜三维重构的研究

利用定向凝固法分别在0.55、0.7及1mm/s的拉速下制备出了具有规则气孔分布的藕状多孔铜,并采用非破坏性纳米CT扫描技术对所制备的多孔铜结构进行CT扫描及三维体重构,研究了拉速对气孔形核及形核数目、气孔率以及孔径大小和分布的影响。结果表明,随着凝固进行,气孔形核数目逐渐减少并且趋于稳定,在整个定向凝固过程中,都存在新气孔的形核现象。当拉速增加时,铸锭在相同高度范围内新气孔的形核数目增加,气孔的平均直径减小,气孔的尺寸分布均匀性下降。     

藕状多孔铜沿垂直于气孔方向的压缩变形行为与本构关系

采用定向凝固法,在氢气压力为0.2 MPa,熔体温度为1 200 ℃的条件下制备d 45 mm×120 mm的藕状多孔纯铜棒材,研究藕状多孔金属垂直于气孔方向的压缩变形过程及其影响因素,分析压缩变形机理.结果表明:藕状多孔铜沿垂直于气孔方向的压缩变形过程可分为弹性变形、气孔的塑性屈曲、气孔的密实化和密实化后的塑性变形4个阶段,其中塑性屈曲阶段的主要变形机理为多孔材料在垂直载荷的作用下先后形成若干个变形带,在变形带内圆形气孔先后以压扁和塌陷的方式进行塑性变形;采用回归分析方法建立藕状多孔金属沿垂直于气孔方向的压缩变形本构关系.     

规则多孔铜压缩性能的各向异性

在氢气或氢气和氩气的混合高压气氛中,采用定向凝固技术制备规则多孔铜材料;在室温下测试不同气孔率规则多孔铜在不同方向的压缩性能;研究气孔率和压缩方向对规则多孔铜力学性能的影响规律。结果表明:当气孔率和压缩方向不同时,规则多孔铜的压缩应力—应变曲线表现出不同的特征;当压缩方向相同时,规则多孔铜的压缩屈服强度随气孔率的增加而降低;规则多孔铜的力学性能呈现明显的各向异性,其屈服强度和能量吸收能力随着压缩方向与气孔方向夹角的增大而减小;当压缩方向与气孔方向的夹角为0°时,其屈服强度和能量吸收能力最大。     

藕状多孔铜轴向压缩变形行为与本构关系

在氢气压力为0.2 MPa、熔体温度为1 200℃条件下采用定向凝固法制备d45 mm×120 mm的藕状多孔纯铜棒材,研究藕状多孔金属的压缩变形过程及其影响因素,分析藕状多孔材料的压缩变形机理,采用线性回归分析方法建立藕状多孔材料的压缩变形本构关系.结果表明:藕状多孔铜的压缩变形过程分为弹性变形、以孔壁塑性屈曲为主的大塑性变形和密实化3个阶段;大塑性变形阶段的主要变形机理是孔壁先呈波形弯曲,然后产生塌陷和折叠变形;藕状多孔铜沿平行气孔方向静态压缩时应力-应变曲线受应变速率影响很小.     

单室Gasar工艺中抽拉速率对藕状多孔Cu气孔形貌的影响

采用单室Gasar工艺,通过实验研究和Procast凝固模拟相结合,研究了坩埚抽拉速率对凝固界面形貌、铸锭平均凝固速率、藕状多孔Cu气孔形貌、气孔生长方向以及相应多孔结构参数的影响规律.研究表明,随着抽拉速率的升高,凝固界面从凸界面向平界面再向凹界面演化.当凝固界面为凸界面和凹界面时,气孔生长方向都会偏离铸锭抽拉方向.而只有在合适的抽拉速率条件下使凝固界面以平界面方式推进,才能获得气孔完全平直生长的优质藕状多孔Cu.实验和模拟结果显示,在本实验条件下,当抽拉速率为1 mm/s时,铸锭凝固界面基本以平界面方式推进;藕状多孔Cu铸锭的气孔率不受抽拉速率的影响,但随着抽拉速率的增大,平均孔径和通孔率会逐渐降低.     

Gasar规则多孔合金气孔析出机制研究

在纯H_2气氛中,采用金属/H_2共晶定向凝固技术制备得到了不同合金成分和气压条件下的多孔Cu-xCr合金,研究了多孔Cu-xCr合金气孔析出机制。结果表明:气孔在Gasar多孔Cu及单相Cu-Cr合金中的晶内和晶界均能形核,而在Gasar多孔亚共晶及过共晶Cu-xCr合金中,气孔在共晶组织上析出和共晶组织协同定向生长。     

金属-气体共晶定向凝固制备藕状多孔金属的研究

金属-气体共晶定向凝固(Gasar)是一种制备规则多孔金属的新工艺.利用自行开发的Gasar装置,成功制备了具有规则气孔分布的藕状多孔金属Mg,并研究了铸型预热温度和气体压力等工艺参数对气孔率、气孔大小和分布的影响.结果表明:提高铸型预热温度可以完全消除无气孔金属壳;随着氢气压力的增大,铸锭的平均直径都在减小;在整个Gasar凝固中约有8%左右的氢气溢出.     

过共晶Cu-Cr合金定向凝固组织中α相的形成机制研究

考察了Cu-1.7%Cr过共晶合金的定向凝固组织,对过共晶组织中出现亚共晶合金的初生α相的生长进行了探讨.研究表明:Cu-1.7%Cr过共晶合金定向凝固组织由初生β相、α相和(α-β)共晶组成;α相和(α+β)共晶的成分较大偏离平衡相图中的各相成分;初生β相分布在α相基体上.Cu-1.7%Cr凝固组织中α相的形成是非平衡凝固过程中枝晶α相和共晶相之间竞争生长的结果.α相是一种非平衡凝固组织,(α+β)共晶是偏离了平衡共晶成分的伪共晶组织.随着冷却速率的增加,α相的形貌尺寸减小,而数量有所增加.     

Cu-1．0Cr合金初始非稳态凝固与凝固界面形态选择

试验观察了Cu-1.0Cr合金初始非稳态凝固过程,探讨了初始非稳态凝固界面形态选择对稳态凝固组织形成产生的影响.结果表明,亚共晶Cu-1.0Cr合金初始非稳态定向凝固过程经历了平面状初生α相、完全(α+β)共晶组织以及枝晶状α相+(α+β共晶组织的3个演变阶段.随着凝固速度增加,初始过渡区长度减小,非稳态凝固过程由两个过渡生长阶段:平面状初生α相生长阶段和完全(α+β)共晶组织生长阶段,变为一个过渡生长阶段:平面状初生α相生长阶段.初始非稳态凝固界面形态的选择决定了稳态凝固组织的构成.亚共晶Cu-Cr合金要获得完全的共晶组织,初始非稳态定向凝固过程中的组织生长必须保持平界面.