过冷合金熔体非平衡凝固过程形核方式的竞争

形核是凝固过程的重要阶段.由经典形核理论及其最新进展可知,对应不同的凝固条件,合金熔体中可能出现三种形核方式,即连续形核、位置饱和及自由生长.着眼于过冷合金熔体非平衡凝固中形核方式的竞争,包括连续形核与非热形核(位置饱和与自由生长)的竞争、单点形核与多点形核的竞争、均质形核与异质形核间的竞争,对不同合金系的形核方式进行了讨论.通过相关实验结果及分析证实了上述竞争的存在,进而提出了一些确定形核机制的判据.     

Ni-Ni3Sn系近共晶合金深过冷形核规律

采用大体积液态金属的微观净化技术，在Ni-Ni3Sn合金系中使Ni-(2.5-17.5)at%Sn和Ni-(17.8-25.0)at%Sn两组合金分别获得了最大达351K和303．5K的“极限”形核过冷度，并使其极限过冷度保持30个循环过热周期不衰减。实验发现，Ni-Ni3Sn系近共晶合金深过冷凝固时，Ni3Sn总是领取先于α（Ni）相形核。根据实验数据和表面异质形成核速率模型，求得Ni3Sn和α（Ni）相异质形核时的异质形核因子f(θ）分别为0．8103和0．12406；求得过冷熔体中Ni3Si和α（Ni）相等形核速率时的温度－成分曲线完全处于共晶点左边，表明在近共晶成分过冷熔体中，金属间化合物Ni3Sn易于α（Ni）形核。     

负温度梯度熔体中晶体生长取向与控制

研究了63－292K热力学过冷度范围内，Cu-Ni单相合金的凝固组织演化规律，分析了负温度梯度熔体中晶体定向生长的过冷度条件以及晶体生长取向机制与控制方法。结果表明：（1）在临界过冷度△T^*(≈106K）附近，晶粒细化过程受溶质扩散控制，在临界过冷度△T^**(≈200K)附近，晶粒经过程受热扩散控制；（2）在63－△T^*K范围内，晶体的生长方向是[100]，在127－△T^*＊K范围内，晶体的生长方向可以是[100]，也可以是[111]。     

KF-BaTiO_3体系共晶领先相的判定

根据Taylor和Fidler模型的基本思路,建立了计算KF,BaTiO3两相平均原子溶解熵△Sf的模型,计算出两相的ΔSf分别为51.662 J.mol-1.K-1和65.134 J.mol-1.K-1.实验研究发现：BaTiO3促发KF形核的过冷度为16 K,而KF促发BaTiO3形核的过冷度为43 K,据此判断出BaTiO3为KF-BaTiO3共晶的领先相,并证实两相促发形核的非互惠原则,在化合物共晶体系中依然成立.     

Al－45％Cu合金的熔剂净化与过冷

通过金属熔体过热与氯盐熔剂净化相结合，使Ａｌ－４．５％Ｃｕ合金在金属型锭模中获得了６２℃的形核过冷度．用形核理论对大体积Ａｌ－４．５％Ｃｕ合金极限热力学过冷度进行计算后发现其范围在７４Ｋ到１０７Ｋ之间．     

三元Pb-Sb-Sn合金的快速凝固及组织特征

实现了三元Pb-12%Sb-4%Sn和Pb-15%Sb-10%Sn合金在深过冷条件下的快速凝固,实验中获得的最大过冷度分别为65 K(0.13TE)和70 K(0.13TL)。XRD分析表明,这两种合金在实验过冷度范围内均由(Pb)固溶体、(Sb)固溶体和SbSn金属间化合物三相组成。在小过冷条件下,Pb-12%Sb-4%Sn共晶合金的三相以层片状交替分布,协同生长。随着过冷度增大,(Sb)作为初生相以小平面方式生长,且三元层片共晶组织显著细化。对于Pb-15%Sb-10%Sn合金,其凝固组织由初生相、二相共晶和三元共晶组成,初生SbSn相以具有小平面特征的枝晶方式生长。在实验基础上,对三元Pb-Sb-Sn合金的形核特征和生长规律进行了理论分析。     

Ni_（78.6）Si_（21.4）合金的深过冷与凝固组织演化

深过冷技术研究是凝固科学中重要的研究领域之一.文中采用玻璃熔融净化与循环过热法使Ni78.6Si21.4合金获得了318K的过冷度,研究了其凝固组织随初始过冷度（ΔT）的演化规律,并对凝固组织中的亚稳相进行了分析.研究发现：当ΔT〈193K时,凝固组织为Ni3Si＋（Ni3Si＋α-Ni）非规则共晶;193K〈ΔT〈250K,凝固组织为α？Ni＋（Ni3Si＋α-Ni）非规则共晶;ΔT〉250K时,凝固组织为完全的非规则共晶;随过冷度的增加,过冷合金熔体中依次出现了亚稳相Ni31Si12相和Ni3Si2相.     

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.     

熔体过热处理作用机制的新认识

从液-液结构转变的角度探讨了熔体过热处理对CuSn18.7(at.%)和BiPb20.1(at.%)合金凝固组织和凝固行为的作用机制.实验表明:在升温过程中,合金熔体的某些物理性能(例如内耗,电阻率,热电势和热)在特定的温度区间都发生了异常的变化,而在降温过程中没有异常变化,揭示了熔体中在这些温度区间内发生了不连续的液-液结构转变.随后的凝固实验表明结构转变对合金的凝固有着很大的影响,例如形核过冷度显著增大,CuSn18.7合金的凝固组织明显细化,而BiPb20.1合金的初生相形态由鱼骨状树枝晶变成无序的等轴晶.分析认为熔体结构转变使得熔体结构趋于均匀和无序,在凝固中抑制了初生相的形核,进而细化凝固组织.而BiPb20.1合金组织形态的变化则是由熔体结构转变改变了界面溶质分配系数导致的.     

Ni-10?合金的深过冷与快速枝晶生长

Ｎｉ－１０％Ｆｅ合金的深过冷与快速枝晶生长魏炳波，杨澍，Ｄ．Ｍ．Ｈｅｒｌａｃｈ聪胃深过冷是指通过去除异质晶核可以使液态金属冷却至远低于其平衡凝固点的温度下而不发生结晶．一旦深过冷熔体中发生晶体形核，晶核的生长速度可以不受外部冷却速度控制．因此，深过冷...     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.     

CVD涂层硬质合金刀具的失效机理

通过系统的实验研究和理论分析,揭示了 CVD(化学气相沉积)涂层硬质合金刀具在磨损和破损状态下的不同的失效机理,并在机理分析的基础上,阐明了涂层硬质合金刀具对于切削条件的特殊适应性.     

特征关系与工艺决策

从并行工程的原理出发,提出了一个基于特征的并行 CAPP 系统.在特征建模的基础上,系统能够推理特征之间的关系,产生零件的特征向量图;利用加工知识库,通过动态规则匹配,系统可以确定特征的加工方法、加工参数及其加工顺序;通过优化确定最佳的工艺计划.