MOCVD Growth of Quaternary Ga_xIn_(1-x)As_(1-y)Sb_yAlloys:Solid Composition

ＭＯＣＶＤＧｒｏｗｔｈｏｆＱｕａｔｅｒｎａｒｙＧａｘＩｎ１－ｘＡｓ１－ｙＳｂｙＡｌｏｙｓ：ＳｏｌｉｄＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎＺｈａｎｇＢａｏｌｉｎ，ＪｉｎＹｉｘｉｎ，ＺｈｏｕＴｉａｎｍｉｎｇ，ＮｉｎｇＹｏｎｇｑｉａｎｇ（张宝林）（金亿鑫）（周天明）（宁永强）ＪｉａｎｇＨｏｎｇａｎｄＬｉＳｈｕｗｅｉ（蒋红）（李树纬）ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ，１３００２１，ＣｈｉｎａＲｅｃｅｉｖｅｄ２５Ｊｕｌｙ１９９…     

机械合金化制备N型Si80Ge20块体热电材料的微观结构与电性能的研究

本文采用球磨工艺合成了SiGe合金粉末,结合放电等离子烧结制备出了掺杂GaP与P的N型Si<,80>Ge<,20>块体合金.利用XRD、SEM等手段对球磨粉末与烧结体进行了表征,并对烧结体进行了电性能的测试.结果表明:Si、Ge粉末经球磨后可完全形成单相的SiGe合金;通过谢乐公式的计算,机械合金化的合金粉末的平均品粒...     

Growth and Characterization of AlInAs on InP Substrate by Molecular Beam Epitaxy

ＧｒｏｗｔｈａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＡｌＩｎＡｓｏｎＩｎＰＳｕｂｓｔｒａｔｅｂｙＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍＥｐｉｔａｘｙＣｈｅｎＪｉａｎｘｉｎ；ＬｉＡｉｚｈｅｎａｎｄＱｉｕＪｉａｎｈｕａ（陈建新）（李爱珍）（邱建华）（Ｓｈａｎｇｈａ...     

CuFe合金微观组织中的枝晶生长

研究了含铁20%、30%和40%的Cu-Fe包晶合金微观组织中的富Fe枝晶生长行为.结果表明,过冷液相的传热能力影响微观组织中枝晶的分布.当传热能力较强时,枝晶的分布较为均匀,枝晶的大小差别较小;反之,则枝晶分布不匀,且尺寸差别较大.对于溶质含量较低的合金,微观组织中枝晶分布的随机性与浓度起伏的不确定性有关.在溶质富集微区的过冷液相中容易产生枝晶晶核.随着溶质Fe含量的增加,单位面积上富Fe枝晶所占的比例、枝晶分枝的层次、枝晶分枝长度和密度都明显增加,而分枝的直径增加较少.溶质富集主要影响枝晶的侧向生长,而枝晶尖端的生长受溶质富集的影响较小.     

不同Si/Al比和变质处理对ZA27合金中Si相形态的影响

分析了Al-Si合金中初生Si相的变化规律，并与相同Si／Al比的ZA27合金中析出的Si相作比较，提出了将Al-Si合金中对Si相的变质工艺应用到ZA27合金中，细化组织中的Si相。结果表明，在ZA27合金中Si相的变化规律与Al-Si合金中的Si相大致相同，用1．5％的Cu-P中间合金对ZA27合金进行变质处理，可获得良好的变质效果。     

钙和铈元素对镁合金α枝晶生长方式的影响

采用快速液淬方法,研究了Ca、Ce元素对Mg-6Al-0.6Zn-0.3Mn合金凝固过程中α枝晶生长形貌的影响。测量了液淬组织中α枝晶的体积分数及α枝晶的特征尺寸参数。试验结果表明,Ca的加入,促使了枝晶前沿液相中的等轴晶形核,抑制了α枝晶生长;而Ce的加入则抑制了等轴晶形核,促使了α枝晶柱状化。研究发现Ca或者Ce的加入对镁合金凝固过程中二次枝晶的粗化均有阻碍作用,减小了α枝晶的二次枝晶间距。     

Cu—10％Fe合金微观组织中的晶体生长

研究了快速凝固时Cu—10％Fe合金的晶体生长行为。重点讨论了富Fe枝晶形成初期的一些重要特征,也分析了富Cu基体、富Cu第二相、富Cu沉淀相和富Fe沉淀粒子的形成过程。当晶粒的当量直径小于1μm时,界面能是影响晶粒形貌的主要因素,富Fe晶粒在界面能的作用下晶粒的轮廓基本都呈球形。富Fe晶粒尺寸由5微米向10μm的长大过程是晶粒由六面体向树枝晶发展的关键阶段,晶粒当量直径约10μm时,富Fe晶粒已具有了枝晶的雏形,晶粒棱、角处的凸起将形成枝晶的一次分枝。在其一次分枝生长初期,分枝的侧面并不平直,而是向液相中呈圆弧形凸出。一次分枝的长度与其跟部直径之比是判断分枝跟部有、无缩颈出现的重要参数,当该比值大于3时,将会存在缩颈现象。缩颈现象是溶质富集对枝晶侧向生长的影响结果,溶质富集主要影响枝晶的侧向生长而对枝晶顶端的生长速度影响不大。     

无钴LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex (x=0~0.4)储氢合金性能

采用电弧熔炼制备LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex(x=0~0.4)储氢合金,借助XRD、SEM等分析LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex合金的晶体结构和相组成,并研究合金的电化学性能。结果表明:合金主要由LaNi5单相组成,当x≥0.1时,在LaNi5主相上分布着些许灰色的第二相。随着LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex(x=0~0.4)合金中Fe的加入量增加,合金最大放电容量由295.4mAh/g(x=0)降低到278.2mAh/g(x=0.4),活化次数也由10次增加到18次。同时合金200次循环后的容量保持率却由66.85%(x=0)提高到93.33%(x=0.4)。     

Electrochemical Hydrogen Storage Characteristics of the as-Cast and Annealed La0.8-xPrxMg0.2Ni3.35Al0.1Si0.05 (x=0~0.4) Electrode Alloys

研究了Mg-3.8Zn-2.2Ca-xSn(x=0,0.5,1,2,质量分数%)镁合金的铸态组织、抗拉性能和蠕变性能。结果发现:在含Sn合金中会形成CaMgSn相,并且随着Sn含量从0.46%增加到1.88%(质量分数),合金中CaMgSn相的数量增加。同时,合金中Ca2Mg6Zn3相的形貌从最初的连续和/或半连续网状转变为半连续和/或断续状。此外,含Sn合金的晶粒被明显细化,其中含0.90%Sn合金的晶粒最细。与三元合金相比,含0.46%和0.90%Sn合金的抗拉性能和蠕变性能改善明显,而含1.88%Sn合金的屈服强度和蠕变性能虽然得到改善,但其抗拉强度和延伸率减小。在含0.46%、0.90%和1.88%Sn的3个合金中,含0.90%Sn的合金显示了优化的抗拉性能和蠕变性能。     

TiAl基合金定向凝固中领先相的确定及影响因素

TiAl基合金因其优异的高温性能及较低的密度成为近年的研究热点,室温塑性是其走向工程化应用最主要的障碍。通过定向凝固技术控制TiAl基合金片层取向与生长方向平行时,可有效提高其综合力学性能,领先相的选择及生长取向的控制是TiAl基合金片层取向控制的关键因素。本文综述了定向凝固TiAl合金领先相的类型及生长取向的几种确定方法,及其生长取向的影响因素,最后总结了领先相生长取向控制的研究方向,对制备定向凝固TiAl基合金叶片具有重要的指导意义。     

PtxCo1-x(x=0.48~0.51)合金的磁性能和晶体结构

系统研究了等原子比附近不同Pt、Co原子比的PtCo合金的磁性能和晶体结构.采用电弧炉熔炼方式制备了原子比为.Pt_xCo_(1-x)(x=0.48～0.51)的合金,热处理后磁测量结果显示,随着Pt含量的增加,合金的剩磁逐渐减小,矫顽力逐渐增大.合金的X射线衍射结果表明:时效热处理后,随着Pt含量的增加,合金面心四方结构的有序相的c/a值逐渐减小,c/a值的减小增大了四方晶格结构的a与c方向的不对称性,使有序相的磁晶各向异性场增大,提高了合金的矫顽力.     

电磁悬浮熔炼（TbDy）Fe2合金的耦合生长

实现了(TbDy)Fe2合金的电磁悬浮熔炼。采用红外测温、过程摄像、LECO图像分析仪、扫描电镜(SEM)以及电子探针等手段对(TbDy)Fe2合金在悬浮熔炼情况下的凝固特性、组织形成机理进行了分析研究。接近包晶成分该合金通过悬浮熔炼，熔体过热和快淬，凝固组织为基体相REFe2相，大量棒状REFe3相，富集于棒状REFe3相周围的大量富稀土相和少量存在于基体REFe2相中的富稀土相。这种现象的形成可以解释为该实验条件下，合金发生非平衡凝固，导致包晶REFe2相和初生REFe3相的耦合生长。包晶耦合生长和达到共晶反应温度所发生的共晶反应造成了这一现象。     

基于KKS相场模型模拟强迫对流下镁合金枝晶的生长

基于KKS模型,耦合温度场、浓度场、流场和取向场,建立适合hcp晶系镁合金的相场模型,研究强迫对流下镁合金单晶粒和多晶粒生长过程。结果表明:在v=0.02 m/s的水平强迫对流作用下,晶粒上游侧3个方向的一次枝晶臂生长速度明显快于下游侧3个方向的一次枝晶臂,同一时刻上游方向一次枝晶臂最长,上游侧与水平方向成60o夹角的两枝晶臂次之,下游侧与水平方向成60o夹角的两枝晶臂较短,下游方向枝晶臂最短。多晶粒生长时,晶粒间相互影响,不同晶粒的枝晶臂相互碰撞并彼此抑制,最终形成不对称枝晶形貌。将模拟结果与实验结果进行对比表明,镁合金连续形核下多晶粒枝晶形态的模拟结果与实验结果十分相似,从而验证了本文中相场模型的正确性。     

熔体快淬Zr(V1-xFex)2 (x=0.15)合金的贮氢性能

采用非自耗真空电弧炉熔炼制备Zr(V1-xFex)2(x=0.15)母合金锭,利用单辊旋淬设备制得不同淬速的合金薄带。X射线衍射结果表明,不同淬速Zr(V1-xFex)2(x=0.15)合金均为近乎单相的C15型Laves相,熔体快淬工艺可消除铸态合金中的包晶反应残留相和枝晶偏析,得到均匀细晶组织。快淬Zr(V1-xFex)2(x=0.15)合金吸氢后的晶体结构未发生改变,饱和吸氢后的体胀率约20%,根据V’antHoff关系外推出室温下快淬合金的平衡压力低于10-5Pa量级。     

快速凝固（Sm1—xBx）Fe2合金的结构和磁性

采用真空单辊快淬法（铜辊,线速度达２０～２３ｍ／ｓ）将成分为（Ｓｍ１－ｘＢｘ）Ｆｅ２（ｘ＝０,０．０１５,０．０３,０．０４５,０．０６）合金锭,制成快速凝固的鳞片状合金,再经粉碎在３０ＭＰａ压力下,模压成φ１０ｍｍ圆片,然后进行ＸＲＤ分析,比磁化强度和磁致伸缩（λ″－λ┴）的测量。实验结果表明各样品只有少量非晶相,主要是ＳｍＦｅ２及少量的ＳｍＦｅ５和ＳｍＦｅ７化合物。样品（Ｓｍ０．９８５Ｂ０．０１５）Ｆｅ２和（Ｓｍ０．９４Ｂ０．０６）Ｆｅ２,在７２０ｋＡ／ｍ磁场下,比磁化强度分别为：５９．５,５２．３Ａｍ２ｋｇ－１,在８８５ｋＡ／ｍ磁场下（λ″－λ┴）分别为：－５１０×１０－６和－３１０×１０－６。     

Growth of Nodular Corrosion Products on Fe–Al Alloys in Various High-Temperature Gaseous Environments

The mechanisms for nodular corrosion-product development were investigatedin various high-temperature gaseous environments. Fe–Al alloys, with5–20 wt.% Al, were exposed in both oxidizing and sulfidizing[p(S2)=10^–4 atm, p(O₂)=10^–25 atm] atmospheres at 700°Cfor times up to 100 hr. The corrosion kinetics were monitored by theuse of a thermogravimetric balance and the morphological developmentthrough light-optical and scanning-electron microscopies,energy-dispersive spectroscopy, electron-probe microanalysis,and quantitative-image analysis. Under both conditions, theelimination of nodule formation was observed by increasing thealuminum content of the alloy, above 5 and 7.5 wt.% Al for oxidizingand sulfidizing environments, respectively, which promoted the growthand maintenance of a continuous surface scale of alumina. For thosealloys that were observed to develop nodular corrosion products, theirmorphological appearance was similar in nature regardless of thecorroding species. The nodules typically consisted of an outeriron-rich product, either sulfide or oxide, that was randomly dispersedacross an alumina scale. Samples from the oxidizing atmosphere displayeda single growth-rate time constant from the kinetics data, suggesting thatthe nodule growth mechanism was by the simultaneous or codevelopment oftwo different (Fe and Al) oxides from the onset of exposure. Measurementof nodule planar diameter and depth of penetration into the alloyindicated that growth occurred through diffusional processes. Kineticsdata from the development of sulfide nodules in the reducingenvironment revealed a different type of mechanism. Multiplegrowth-rate time constants were found due to the localized mechanicalfailure of an initially formed surface scale. At early times in thesulfidizing atmosphere, a low corrosion rate was recorded as acontinuous-alumina scale afforded protection from excessive productdevelopment. However, with the mechanical failure of the scale, sulfurwas able to attack the underlying substrate through a short-circuitdiffusion mechanism that resulted in rapid weight gains from nonprotective,iron sulfide growth. The sulfide morphologies observed were very complex ascontinued growth of the nodule did not solely depend upon the diffusingspecies through the previously formed corrosion products, but also,continued mechanical failure of the oxide scale. It is suggested that thedifference in development mechanisms between the two environments may liein the relative growth rates of the nonprotective, Fe-base corrosionproducts formed.     

Fe72-xNd7B21Nbx(x=0~4.0)块体合金晶化过程和磁性能的研究

采用铜模吸铸法制备了直径为2mm的Fe_(72-x)Nd_7B_(21)Nb_x(x=0~4.0)块体合金,利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)和多功能物理性质测量系统(PPMS)研究了Nb含量对该体系合金非晶形成能力、晶化行为及磁性能的影响。结果表明:适当的添加Nb有助于提高该体系合金的非晶形成能力,当Nb含量为2.0at%,2.2at%和2.5at%时,可以获得基本为非晶结构的块体合金。Nb含量对该体系合金的晶化行为有着重要影响,Nb含量为2.5at%的合金在晶化过程中能有效抑制非磁性相的析出,增强了晶粒间的交换耦合作用,使得其剩磁得到明显的提高,具有最佳的综合磁性能:B_r=0.63T,H_(ci)=448.97kA/m,(BH)_(max)=36.32kJ/m~3。     

钛合金表面激光熔覆Ti/Ni+Si3N4/ZrO2复合涂层组织与性能研究

目的 提高TA15合金的表面硬度,改善其耐磨性能.方法 以Ti/Ni+Si3 N4/ZrO2混合粉末为原料,利用激光熔覆技术,在TA15钛合金表面制备出以ZrO2颗粒和原位生成Ti5 Si3、TiN为增强相,以金属化合物TiNi、Ti2 Ni为基体的复合涂层.采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪等手段分析激光熔覆涂层的显微组织及磨损表面,通过硬度测试、摩擦磨损实验,对熔覆层的显微硬度和耐磨性进行评估.结果 熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,熔覆层组织中TiNi和Ti2 Ni金属化合物基体上弥散分布着Ti5 Si3、TiN树枝晶和ZrO2颗粒;与不含ZrO2熔覆层相比,含有ZrO2熔覆层组织的晶粒得到细化;熔覆层中原位生成的TiN桥接在裂纹上,具有增韧的作用;熔覆层的显微硬度分布在835~1050 HV区间内,约为基体硬度的3倍左右;在干滑动摩擦磨损下,熔覆层的磨损量约为钛合金基体磨损量的1/6,其主要磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损.结论 熔覆层中高硬度、耐磨陶瓷相和高韧性相的共同配合,显著提高了钛合金表面的硬度和耐磨性.     

新型铜合金铸造添加剂对HPb59-1组织和性能的影响

研制了一种新型铜合金铸造添加剂。研究了不同的添加剂加入量对HPb59-1铸态组织和性能的影响,及在不同截面尺寸和不同铸造方法条件下的使用效果。结果表明,不加铜合金铸造添加剂时HPb59-1的铸态组织主要由粗大的α和β相组成,加入添加剂后组织变为细小片状或等轴晶,明显改善铅黄铜的组织形态,有效的细化铅黄铜的组织;加入0.02%的添加剂可以提高铅黄铜的力学性能20%以上;添加剂对不同截面尺寸和不同铸造方法得到的铸件组织,均有较好的细化效果。     

稀土组成对贮氢合金La0．8（1-x）Ce0．8x（PrNd）0．2B5性能的影响

系统研究了A侧稀土元素中Ce含量对AB5犁贮氢合金La0．8（1-x)Ce0．8x(PrNd)0．2B5的结构、热力学性能、电化学性能和动力学性能的影响。结果表明：Ce含量对合金的结构基本上没有明显的影响，合金的晶胞参数a、c及晶胞体积与Ce的含量的变化呈线性关系；随着Ce含量增加，合金的吸放氢平台压力升高，滞后效应减小，吸氢量减小，合金氢化物的热力学稳定性变差：Ce含量的变化对合金的电化学活化速度影响很小，但Ce含量的增加可以明显提高合金的放电中值电位，改善合金的高倍率、高功率放电性能和动力学性能。