过冷熔体保温时间对Ni-3.3B合金凝固组织的影响

为研究熔体过冷保温处理对合金凝固过程和组织的影响,通过调控高频感应熔炼功率,调节Ni-3.3B(质量百分比w/%)合金过冷熔体的保温时间,得到不同保温时间(18～450 s)下Ni-3.3B合金的凝固组织。采用X射线衍射仪对凝固后试样进行物相分析,利用光学显微镜对凝固组织进行观测与分析,通过显微硬度试验表征其力学性能的变化。研究结果表明:Ni-3.3B合金的凝固组织由初生α(Ni)及不同形状的共晶组织(Ni+Ni_3B)组成。随着保温时间的增加,合金中初生α(Ni)分数逐渐增加,规则共晶组织片层间距减小,且分布更均匀;不规则共晶组织分数降低,随过冷熔体保温时间的增加,共晶组织的显微硬度具有增大的趋势。     

52 m长落管Ag-Ge合金的微重力凝固行为

利用52m长落管装置进行了Ag-15%Ge(质量分数)亚共晶和Ag-21%Ge(质量分数)过共晶合金微重力试验,分析了凝固后合金球体的显微组织,并和常规凝固条件下的同成分合金组织进行了比较.结果表明,落管实验能使合金获得较大的过冷度,使Ag-15%Ge(质量分数)亚共晶合金Ag初生回溶体相明显细化,枝晶特征消失并转变为细小不规则块状或近似球形;使Ag-21%Ge(质量分数)过共晶合金中Ge初生相组织细化、数量增多,但并不改变小平面晶体Ge相的侧面生长机制.     

Si和Ca对铸态Mg-5Sn-0.5Sr合金组织和性能的影响

为了提高镁合金的耐热性能,在Mg-5Sn-0.5Sr合金中加入Si和Ca等合金化元素,设计了Mg-5Sn-0.5Sr-xSi(x=1,2)和Mg-5Sn-0.5Sr-xSi-0.5Ca(x=1,2)合金.采用x-射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)与扫描电镜(SEM)研究了合金的相组成及显微组织,并利用力学性能试验机测定了合金的拉伸性能.结果表明,Mg-5Sn-0.5Sr-xSi(x=1,2)合金组织由沿α-Mg晶界析出的共晶Mg₂Sn、Mg₂Si相与α-Mg晶内初生MgSnSr相组成,且Mg₂Si相的质量分数随Si元素的增加而增加.对于Mg-5Sn-0.5Sr-xSi-0.5Ca(x=1,2)合金而言,加入Ca元素能够显著促进初生(Ca,Sr)MgSn相的形成,而抑制晶界上Mg₂Sn相的析出.     

Al_xFeCoNi_(2.05)近共晶高熵合金组织和力学性能研究

为研究Al元素含量对Al_xFeCoNi_(2.05)(x=0.85,0.95,1.05)近共晶高熵合金组织和拉伸性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)观察合金的显微组织和断口形貌,采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)研究Al原子含量对晶体结构的影响。试验结果表明:在该共晶系高熵合金中,Al元素为共晶形成元素。当Al元素含量为0.95时,合金具有由层片状L12相和B2相组成的完全共晶组织,其中富含Fe和Co元素的L12相为领先相,B2相富含Ni和Al元素。当Al元素含量为0.85时,合金组织为L12_(初生)+(L12+B2)_(共晶)组成的亚共晶组织;当Al元素含量为1.05时,合金组织为B2初生+(L12+B2)_(共晶)组成的过共晶组织。正是由于显微组织的差异,Al_xFeCoNi_(2.05)(x=0.85,0.95,1.05)合金的屈服强度由650MPa降低到450MPa和510MPa,而延伸率由12%大幅度增加到29%和27.5%。     

亚共晶铝硅合金半固态初生相形貌分形维数的计算

利用低过热度浇注技术制备了亚共晶铝硅合金半固态浆料,研究了半固态初生相的形貌及其分形维数和计算方法．应用图像计盒维数的算法计算了亚共晶铝硅合金半固态初生相的分形维数,并编制了相应的计算程序对亚共晶铝硅合金半固态初生相的形貌图像的计盒维数进行了计算．结果表明,不同工艺条件下制备的亚共晶铝硅合金半固态的初生相形貌有不同的分形维数;分形维数可反映初生相形貌的复杂程度．借助分形维数的计算结果可研究亚共晶铝硅合金半固态初生相的形貌及其组织性能．     

熔体过热处理影响合金凝固特性的机制

对熔体过热处理影响合金液形核温度、结晶潜热和结晶相生长特性的机制进行了理论研究.从理论上得到了铝熔体中最大尺寸原子团的原子数与熔体温度、合金结晶潜热和合金中结晶相生长特性因子与合金液性质之间的理论关系式,根据得到的理论关系式可预测熔体过热温度对金属液的形核温度、合金液的结晶潜热及合金中结晶相生长特性因子影响趋势.由文中理论关系预测出Al-Si合金的形核过冷度随熔体过热温度的升高而增大、结晶潜热随熔体过热温度的升高而减小、结晶相生长特性因子随熔体过热温度的升高而减小.     

保温时间对气体雾化放电等离子烧结制备Al-40 wt.％Si合金组织和性能的影响

本文采用气体雾化和放电等离子烧结相结合的工艺制备过共晶Al-40 wt.％Si合金.采用XRD、SEM、静水压天平、显微硬度计和万能拉伸试验机研究保温时间对Al-Si合金相组成、显微组织、致密度和力学性能的影响.结果表明,保温时间30 min时可获得均匀分布在铝基体上的超细初生硅和高密度的合金组织;与气雾化制备的3.7...     

Si含量对铸造Al-Si合金烧蚀特性的影响

为了探究Si含量对Al-Si合金烧蚀特性的影响,本文通过丁烷燃气加热-风冷往复热冲击对二元Al-Si(质量分数w(Si)=7％,12％,18％)合金进行脉冲式燃气冲击.利用表面粗糙度仪、布氏硬度机、测厚仪、分析天平、X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜等设备对Al-Si合金的烧蚀特性进行研究.试验结果表明:随Si质...     

在亚共晶Al-Si合金中用稀土元素变质的Si形态的扫描电镜研究

采用电子扫描技术对加入稀土元素变质亚共晶 Al-Si 合金的非金属 Si 相的空间结晶形态进行了观察。SEM 观察表明,在每个共晶胞中 Si 相是内部相互联结的、成不规则排列均玫瑰花束状或分叉的纤维杆状生长。这就可以说明,稀土元素的加入并不影响共晶 Si 的成核而只是改变它的生长形态。根据这个事实和电子探针测得的稀土元素的分布结果,并结合非金属 Si 相的结晶行为,本文提出了稀土元素变质 Al-Si 合金机理的看法。稀土元素加入后被吸附在 Si 的快生长面(111)上,从而阻碍 Si 晶的粗大片状生长而朝向〈100〉的杆状方向生长。稀土元素是 Al-Si 合金的一个有效变质剂。增长冷速会使液/固界面变得更不稳定,导致 Si 晶的更加细小和分叉。故联合使用稀土元素变质剂和加大冷速将更能获得满意的变质效果。     

Sr对Mg-1.7Si合金中初生和共晶Mg_2Si相的变质作用

为了获得性能优良的耐热镁合金,研究了Sr对初生和共晶Mg_2Si相的变质作用,并利用扫描电子显微镜观察了Mg_2Si相的形貌特征与Mg-1.7Si-x Sr合金的微观组织.结果表明,当Sr的质量分数处于1.0%~1.5%范围内时,可对初生和共晶Mg_2Si相进行有效变质.Sr的吸附作用可以诱发孪晶沟槽、旋转晶界等原子扩展台阶的出现,引起原子堆砌方式和晶体生长方向的改变,因而Sr可对初生Mg_2Si相起到变质作用.Sr的添加还可将Mg+Mg_2Si共晶的长大方式由合作长大模式变为以重新形核为主兼有合作长大的混合模式,使得Mg_2Si相的生长形态产生改变,因而Sr可对共晶Mg_2Si起到变质作用.     

铝硅合金热稳定性能的试验研究

利用自制热循环装置对储能铝硅合金进行热循环试验,研究了Si的质量分数12.07%的ZL102合金在不同热循环次数下的热稳定性能的变化,并对其结果进行了分析总结。试验结果表明:经过长达1 600次熔化-凝固循环后,铝硅合金的熔化起始温度随热循环次数的增加而略有上升,相变起始温度从579℃升高到584℃,熔化潜热略有下降,潜热值从537J/g下降到500.6J/g,铝硅合金在长期的热循环过程中有着优良和稳定的储热性能,可应用于高温太阳能热发电蓄热系统中。     

Effect of P/M value on the preforms and microstructures of spray formed 70Si30Al alloy

A novel 70Si30Al alloy was prepared by the spray forming process for electronic packaging materials. The effect of the ratio of atomization pressure to metal melt mass flux rate （P/M） on the preforms and microstructures of the spray-deposited 70Si30Al alloy was studied. The results indicate that the PIM value has a considerable influence on the formation of the preforms and the optimal value is in the range of 0.209-0.231 MPa/（kg.min^-1）. The microstructure of the spray formed 70Si30AI alloy is fine and homogenous. The primary silicon phases distributing in the aluminum matrix evenly are fine and irregular. The aluminum matrix is divided into two groups： supersaturated α-Al phase or α-Al phase and Al-Si pseudoeutectic phase or Al-Si eutectic phase.     

Effects of electric pulse on microstructure of Al-Si alloy in liquid and solid states

In order to investigate the change in liquid microstructure of Al-Si alloy treated by electric pulse (EP), X-ray diffraction tests with liquid A1-Si alloy and ZL109 alloy treated or not by EP were carried out. The results show that the number of Al-Si atomic clusters decreases and that of Al-Al and Si-Si atomic clusters increases for the treated samples. The tests with ZL109 alloy indicate that a large amount of primary crystal Si appears in the solidified microstructure after treated by EP. It is found that EP can change the microstructure of liquid metal by affecting the probability of electrons appearing in different atoms (Al and Si) in the liquid metal.The combining force of different atoms decreases relatively, and that of the same atoms increases, which is the main reason of re-ducing the atomic cluster with different atoms (Al-Si) and increasing the atomic cluster with the same atoms (Al-Al, Si-Si). The in-creasing of the atomic cluster with the same atom cluster resulted in the increasing of Si activity and the higher point of eutectics in the phase diagram. It makes a lot of primary silicon appeared in ZL109 alloy.     

EET research on the Al-22%Si alloy under the action of electric pulses

Based on the empirical electron theory of solids and molecules (EET), the phase valence electron structure parameters of Al-22%Si alloy are calculated, and the sensitivity of the bond network of Al-Si alloy melt to temperature (energy) and the effect of the sensitivity on the morphology are studied. The results show that the Si-Si clusters with larger n _A in the slightly superheated Al-Si alloy melt supply the nucleation core to the primary silicon phase in the hypereutectic Al-22%Si alloy, and strongly generate the drag-like effect for the Al-Si clusters around them; that the variation of temperature significantly affects the stability of bonds of the core so that the solidified structure is changed; that the electric pulse applied to the alloy melt can irrecoverably alter the stability of Si-Si clusters, then the modification of the solidified structure morphology of alloys is generated; that the higher the energy of the electric pulse, the less stable the Si-Si clusters, and the more significant the electric pulse modification. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50674054), and the College Key Laboratory Open Fund of Liaoning Province(Grant No. 200516203)     

Solid-liquid mixed casting of Al-Si alloy

Ａｓｅｒｉｅｓｏｆｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｓｅｍｉｓｏｌｉｄｍｅ ｔａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｓｐｒａｙｆｏｒｍｉｎｇ ,ａｒｅｇｒｅａｔｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆａｌｌｏｙｓａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｈｅｓｅｙｅａｒｓ .Ｉｎａｗｏｒｄ ,ｓｅｍｉｓｏｌｉｄｍｅｔａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ[1 5]ｍａｉｎｌｙｍｅａｎｓｔｈａｔｔｈｒｏｕｇｈｍｅｃｈａｎｉｃａｌｏｒｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｇｉｔａｔｉｏｎｔｏｔｈｅａｌｌｏ…     

熔体温度处理对磷铜变质Al-20%Si组织的影响

研究熔体温度处理工艺（包括熔体混合及熔体过热处理）与磷铜变质对Al-20%Si合金中硅相形态的影响。结果表明：在本试验条件下,单纯添加磷铜变质剂的Al-20%Si合金,当添加其合金质量的0.4%时,初晶硅由未变质前的97μm减小到65μm,减小了33%;当将熔体温度处理工艺与磷变质处理相结合时,此时Al-20%Si合金中的初晶硅尺寸减小至36μm,减小了62%,且钝化现象显著,弥散分布于α-Al基体上,共晶硅也由未变质前的长针状变为短纤维状和点状。     

Ce在铝硅合金中的显微分布研究

用涂敷法自射线照相法研究了Ce在铝硅合金中的分布。结果表明,Ce在初生α-Al和多数初生Si中是贫化的,Ce主要富集于共晶体中。共晶Si中的含Ce量远多于共晶α-Al中的含Ce量。     

Al_2O_3／Al－Si合金复合材料中硅相形貌观察

利用挤压铸造制备Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－Ｓｉ合金复合材料，在扫描电子显微镜（ＳＥＭ）上观察了复合材料中的硅相形貌．结果表明Ａｌ２Ｏ３纤维与Ｓｉ相之间存在共格界面，可作为硅相非自发形核的衬底；复合材料中的初生硅可在纤维表面形核生长为颗粒状；复合材料中的纤维在Ａｌ－Ｓｉ共晶体的共生生长过程中，可触发孪晶，导致纤维附近的共晶硅里变质形态．     

原位反应烧结制备熔盐/尖晶石复合高温相变储能材料的研究

以电熔镁砂和白刚玉为镁铝尖晶石陶瓷基体原料,以氯化钾、氟化钾复合盐为相变材料,用原位反应烧结法制备熔盐/尖晶石复合高温相变储能材料,研究烧结温度、熔盐含量对熔盐/尖晶石相变储能材料性能的影响。采用XRD和SEM对材料进行表征,通过DSC分析测定材料相变潜热,结果表明,烧结温度为1 000℃和熔盐含量为40%时,所制备的储能材料的相变潜热为70.98 kJ/kg,蓄热密度为240 kJ/kg（ΔT=100℃）,储热性能较好。     

Melt-spun Al_(70-X)Si_(30)Mn_X (X=0,3,5,7,10) anode in lithium-ion batteries

Al70-XSi30MnX (X=0, 3, 5, 7, 10, mol%) ribbons were prepared by melt spinning. A supersaturated solid solution of Si and Mn in fcc Al and some microstructures consisting of nano grains were obtained. Some alloys with nano-sized grains exhibited high discharge capacities and favorable cycle properties. The capacity of more than 400 mAh/g could be obtained in melt-spun Al67Si30Mn3 alloy after 20 cycles and more than 300 mAh/g after 40 cycles. Li/Si and Li/Al compounds in the anodes of pure Al and pure Si were...