Mo添加对Al19Fe20- x Co20- x Ni41Mo2 x 共晶高熵合金摩擦学性能的影响

研究了Al₁₉Fe_20-xCo_20-xNi₄₁Mo_2x（x=0,1,2,3,4,5）共晶高熵合金（EHEAs）的摩擦学性能。结果表明,添加微量Mo的EHEA可形成面心立方（fcc）+B2共晶组织,而添加相对较高含量Mo的EHEAs可形成fcc+B2+μ树枝状组织。Mo元素有利于提高L1₂相的强度和B2相的延性。然而,随着Mo含量的增加,生成的富Mo μ相降低了EHEAs的强度和塑性。Al₁₉Fe₁₈Co₁₈Ni₄₁Mo₄ EHEA具有高强度和高延展性的最佳组合。增加Mo含量可以提高EHEAs的抗氧化性。随着Mo含量的增加,EHEA在滑动过程中形成了抗氧化性增强的摩擦氧化物层,摩擦系数单调下降。本研究为Al₁₉Fe_20-xCo_20-xNi₄₁Mo_2x EHEAs的摩擦学性能研究提供了指导。     

复合粘结La0.8Ce0.2Fe11.7- x Mn x Si1.3H1.8 磁工质的磁性能

采用中频感应炉制备La_0.8Ce_0.2Fe_11.7-xMn_xSi_1.3母合金并退火,将合金饱和氢化后破碎成粉末。通过环氧树脂粘结,将居里温度T_C间隔为5 K的多种La_0.8Ce_0.2Fe_11.7-xMn_xSi_1.3H_1.8（x=0.23,0.26,0.29,0.32,质量分数,%）合金粉末进行混合粘结,提高合金的磁熵半峰宽。用VersaLab和绝热温变直接测量仪测试粘结样品的磁性能。结果表明,与单一成分粘结样品相比,混合粘结样品的最大等温磁熵变有所降低,磁熵半峰宽以及相对制冷能力有所提高。含4种成分的混合粘结样品的相对制冷能力可以达到139.2 J/kg。     

Co-Sn单相合金深过冷凝固时Co3Sn2 相生长形貌的演变机制

开展了(Co₆₀Sn₄₀)_100-xNb_x (x=0,0.4,0.6,0.8,at%)单相合金的深过冷凝固实验,研究了Co₃Sn₂相生长形貌的演变机制。结果表明,在小过冷度下,Co₃Sn₂相在x=0,0.4以海藻状的模式进行生长,随着添加的Nb含量增加至0.6at%,其生长形貌转变为树枝晶,并在x=0.8进一步转变为分形海藻晶,这主要是由于界面能各向异性和动力学各向异性的变化。随着过冷度的增加,(Co₆₀Sn₄₀)_99.4Nb_0.6合金中Co₃Sn₂相生长形貌在过冷度大于28 K时从树枝晶转变为分形海藻,当过冷度高于143 K时转变为密集海藻。少量的Nb添加在小过冷度和中间过冷度时能提高Co₃Sn₂相的生长速度,但是在大过冷度下会显著降低生长速度。Co₃Sn₂相生长速度随过冷度变化规律的转变对应其生长形貌从分形海藻向密集海藻的转变。     

高分子辅助沉积法制备Sm x Nd1- x NiO3 外延薄膜

采用高分子辅助沉积法制备掺杂不同钐（Sm）含量的Sm_xNd_1-xNiO₃外延薄膜（钐掺杂量x=0.5,0.55,0.6）。X射线衍射（特征θ-2θ扫描、摇摆曲线和φ-scan）和扫描电子显微镜的测试结果表明,制备的薄膜结晶性和外延性良好,与衬底的（001）取向保持一致。电阻率-温度曲线表明制备的外延薄膜均表现出金属绝缘体转变现象。随着Sm掺杂量的提高,金属绝缘体转变温度逐渐升高;当x=0.55时,外延薄膜的转变温度在室温附近。并且高分子辅助沉积法可以简单有效地制备热致变色外延薄膜。     

FeCoCrNiZr x 高熵合金的磁性和电化学性能

采用真空电弧熔炼法制备了不同Zr含量的FeCoCrNiZr_x（x=0.5,0.75,1）高熵合金。研究了Zr含量对合金组织、磁性能和电化学腐蚀性能的影响。采用X射线衍射仪、扫描电镜、振动样品磁力计和电化学工作站对合金的磁性能和电化学腐蚀能力进行了研究。结果表明：FeCoCrNiZr_x合金具有典型的共晶组织,由面心立方固溶体和C15 Laves相组成。随着Zr含量的增加,合金硬度呈先增大后减小的趋势。根据合成的静态滞回曲线可以看出,FeCoCrNiZr_0.5合金具有顺磁性和铁磁性的混合型特征,FeCoCrNiZr_0.75合金表现为顺磁性,FeCoCrNiZr₁合金表现为典型的铁磁性。同时,FeCoCrNiZr_x合金在3.5%（质量分数）NaCl溶液中经历活化与钝化转变。当合金中的Zr含量为0.75%（原子分数）时,合金极化电阻具有最大的阻抗电容半径,钝化膜的耐腐蚀能力最强。     

富镍镨掺杂镍钛形状记忆合金的微结构、相变特性与硬度

采用真空熔炼法向NiTi二元合金中掺杂Pr稀土元素,制备了多组分原子分数的Ni₅₀Ti_50-xPr_x（x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9）合金。研究了Pr元素的添加对NiTi合金金相组织、相变温度和硬度的影响。结果表明,Ni₅₀Ti_50-xPr_x合金由NiTi基体与NiPr夹杂相组成,其中Ni₅₀Ti_49.5Pr_0.5合金的马氏体相变温度达73 ℃,合金的热滞窄至37 ℃,维氏硬度约为2850 MPa。Pr元素的添加显著降低了NiTi合金的马氏体相变温度,同时,与其他NiTi基合金相比,NiTiPr合金保持了较窄的热滞和较高的硬度。     

不同铸造工艺条件下B含量对Fe0.25Co0.25Ni0.25Cr0.125Mn0.125高熵合金组织及性能的影响

以(Fe_0.25Co_0.25Ni_0.25Cr_0.125Mn_0.125)_100-xB_x (x=8-16, at.%)合金为研究对象,采用真空电弧熔炼、真空水冷铜模吸铸和真空熔融甩带的方法制备出该系列合金的铸锭、细棒和带材。研究不同B含量对Fe_0.25Co_0.25Ni_0.25Cr_0.125Mn_0.125高熵合金在不同铸造工艺条件下的相组成、显微组织演变和力学性能变化。结果表明通过控制B含量和冷却速率,能够实现该体系高熵合金从fcc结构向非晶结构转变,制备出伪高熵合金。并且在相同的铸造工艺下,B含量的增加能细化晶粒,从而使得合金的强度和硬度随B含量增加而增大。     

Cr3+掺杂LiNi0.5Mn1.5O4材料的制备及性能研究

采用高温固相法合成了Cr₃₊掺杂的LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料,研究了掺杂量对材料物理性能和电化学性能的影响。利用XRD、SEM对材料的结构和形貌进行了表征,结果显示样品具有棱边清晰的尖晶石形貌。讨论了不同Cr₃₊掺杂量对LiCr_xNi_0.5-0.5xMn_1.5-0.5xO₄(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)正极材料性能的影响。充放电测试、循环伏安和交流阻抗测试结果表明：当Cr₃₊的掺杂量为x=0.1时(LiCr_0.1Ni_0.45Mn_1.45O₄)正极材料的性能最好,0.1C、0.5C、1C、2C及5C的首次放电比容量依次为131.54mAh g_-1、126.84mAh g_-1、121.28mAh g_-1、116.49mAh g_-1和96.82mAh g_-1,1C倍率下循环50次,容量保持率仍为96.5%。     

Cu-Fe64Ni32Co4合金显微组织及热物理性能研究

本研究利用相图计算的CALPHAD方法和真空电弧熔炼技术,设计并制备了Cu_x(Fe_0.64Ni_0.32Co_0.04)_100-x(x=30, 45, 60, wt. %)系列合金。实验研究了该系列合金在不同热处理工艺时的显微组织,热导率以及热膨胀系数。研究结果表明：Cu-Fe₆₄Ni₃₂Co₄系列合金在600 °C和800 °C时效处理后均为fcc富铜相和fcc富因瓦(铁镍钴)相组成的各向同性的多晶合金。该系列合金在1000 °C淬火并在600 °C时效处理50 h后,其热膨胀系数变化范围为6.88~12.36×10_-6 K_-1;热导率变化范围为22.91~56.13 W.m_-1.K_-1;其热导率明显高于因瓦合金,其中Cu₃₀(Fe_0.64Ni_0.32Co_0.04)₇₀与 Cu₄₅(Fe_0.64Ni_0.32Co_0.04)₅₅合金的热膨胀系数可以与电子封装中半导体材料的热膨胀系数相匹配。     

Al9Fe0.7Ni1.3相对喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu-Ni合金组织和性能的影响

本文利用喷射沉积技术合成含Ni的Al-Zn-Mg-Cu合金,合金中的Ni元素以亚微米球状Al₉Fe_0.7Ni_1.3化合物的形式存在。利用扫描电镜和电子背散射衍射、透射电镜以及拉伸测试研究了Al₉Fe_0.7Ni_1.3颗粒对合金固溶处理后组织和性能的影响。结果发现：Al₉Fe_0.7Ni_1.3颗粒主要在晶界附近分布,说明该颗粒在固溶过程中具有有力的抑制再结晶作用。固溶处理后,合金的拉伸强度为603 MPa,断裂延伸率为11.79%,主要断裂方式为穿晶延性断裂。实验结果表明亚微米球状Al₉Fe_0.7Ni_1.3化合物对合金性能有重要影响,可以产生细晶强化和Orowan强化,是合金发生穿晶延性断裂的主要原因。     

0.74BiFe1- x Ga x O3-0.26BaTiO3 高温无铅压电陶瓷的相变行为及电性能

准同型相界（MPB）对提升压电陶瓷的压电性能具有重要的作用。BiFeO₃-BaTiO₃体系的准同型相界通常位于0.70BiFeO₃-0.30BaTiO₃组分附近。然而，对于BiFeO₃-BaTiO₃体系，BaTiO₃含量越高其居里温度越低。因此，在较低的BaTiO₃含量组分附近构建准同型相界是使其同时获得良好的压电活性和高居里温度的有效策略。采用固相法制备了0.74BiFe_1-xGa_xO₃-0.26BaTiO₃（x=0~0.05）系列无铅压电陶瓷，研究了Ga含量对其物相结构与电性能的影响。结果表明：随着Ga含量的增加，陶瓷样品从三方相逐渐向赝立方相转变。当x≤0.01，陶瓷样品为三方相结构；而当0.04≤x≤0.05，陶瓷样品为赝立方结构，在0.02≤x≤0.03形成了准同型相界（三方-赝立方）。另外，由于容忍因子的升高，该系列陶瓷的居里温度随着Ga含量的增加而略有降低。位于准同型附近的陶瓷样品表现出良好的压电活性和较高的居里温度。     

Sn1- x Sm x O2 微纳米纤维的红外发射率与激光吸收性能：实验研究与第一性原理仿真

采用静电纺丝法结合热处理工艺制备了Sn_1-xSm_xO₂(x=0%,8%,16%,24%,质量分数,下同)微纳米纤维,表征了产物的物相、形貌、激光吸收性能和红外发射率,同时基于密度泛函理论的第一性原理对比分析了Sn_1-xSm_xO₂(x=0%,16%)的相关光电性质,进一步从电子结构角度解释了Sm³⁺掺杂对SnO₂红外发射率和激光吸收的作用机理。结果表明：经600℃煅烧后,Sn_1-xSm_xO₂均为单一金红石型结构,呈现出良好的纤维形貌,纤维相互交错,形成无规则三维网状结构,且各元素在纤维上分布均匀。随着Sm³⁺掺杂量的增大,产物在1064和1550 nm处的反射率逐渐降低,红外发射率先减小后增大。当x=16%时,在1064 nm处的反射率为53.9%,在1550nm处的反射率为38.5%,在8-14μm波段的红外发射率为0.749...     

不同碳/氮比的Ti(C x , N1- x )基金属陶瓷的显微组织与性能

Ti(C_x,N_1-x)基金属陶瓷是用不同碳氮比制造的。研究了碳/氮比对芯-环结构和金属陶瓷性能的影响。结果表明，由于孔太多， Ti(C_0.5,N_0.5)基金属陶瓷的性能较差。随着碳/氮比的增加，白核/灰环的形成率降低，并且微观结构的均匀性增强。因此，基于 Ti(C_0.7,N_0.3)的金属陶瓷显示出优异的力学性能，但有少量的孔隙和较低的相对密度。与Ti(C_0.7,N_0.3)基金属陶瓷相比，TiC基金属陶瓷在没有N元素的情况下具有较高的相对密度且无孔隙，但其晶粒较粗大。为了获得细晶粒和高密度的显微组织，将0.25%Cr₃C₂-0.75%VC（质量分数）引入到TiC基金属陶瓷中，获得了优异的硬度、横向断裂强度和韧性。另外，在Ti(C_0.7,N_0.3)基金属陶瓷中也添加了0.25%Cr₃C₂-0.75%VC，但其力学性能低于Ti(C_0.7,N_0.3)的金属陶瓷，这是因为细颗粒和反应颗粒与Ti(C,N)发生了急性固溶反应。研究了基于不同C/N比的Ti(C_x,N_1-x)基金属陶瓷的切削性能和摩擦性能。结果表明，具有0.25%Cr₂C₃-0.75%VC的TiC基金属陶瓷在室温下的摩擦系数最低，为0.15，在1000 r/min的高速切削过程中，使用寿命最长。     

内生型(Ti0.474Zr0.34Cu0.06Be0.126)100 - x Fe x (x=0, 2)金属玻璃基复合材料的动态力学行为

为了解内生β-Ti相的Zr/Ti基金属玻璃复合材料的动态力学性能和热力学稳定性,采用力学弛豫谱研究了(Ti_0.474Zr_0.34- Cu_0.06Be_0.126)_100-xFe_x（x=0,2）金属玻璃复合材料。通过引入Fe元素,提高了β-Ti相的稳定性。此外,还发现了一个异常的内耗峰,这是由于在亚稳的β-Ti相中析出ω-Ti所引起的。在玻璃化转变温度T_g以下,由于相变和非晶基体部分结晶的耦合效应,2种金属玻璃复合材料的储能模量均表现出异常过冲行为。所得结果为更好地理解内生亚稳β-Ti型金属玻璃复合材料的复杂动态力学弛豫行为提供了借鉴。     

纳米柱状多孔WO3- x /TiO2 薄膜的电致变色性能

采用反应磁控溅射在掠射角度α=0°和α=80°的条件下制备氧化钨（WO_3-x）薄膜,然后在其表面沉积二氧化钛（TiO₂）。利用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）对WO_3-x/TiO₂薄膜的晶体结构、表面/断面形貌以及表面化学成分进行表征。在三电极体系1 mol/L LiClO₄/PC溶液中,采用电化学工作站和紫外-可见分光光度计测试了WO_3-x/TiO₂薄膜的电致变色性能。XRD结果表明,WO_3-x/TiO₂薄膜为非晶态结构,与掠射角度无关。当掠射角度为80°时,获得了纳米柱状多孔薄膜。从 W 4f和Ti 2p的XPS谱图确认氧化钨为亚化学计量比的WO_3-x,而氧化钛为满足化学计量比的TiO₂。与致密薄膜相比,纳米柱状多孔薄膜需要较低的驱动电压且具有较快的响应速度。纳米柱状多孔薄膜的电荷容量为83.78 mC,是致密薄膜电荷容量30.83 mC的2倍以上。在±1.2 V驱动电压下,注入和脱出离子扩散速率分别为D_in=5.69×10^-10 cm²/s和D_de= 5.08×10^-10 cm²/s。与纯WO₃薄膜相比,WO_3-x/TiO₂薄膜的电致变色循环稳定性更好。纳米柱状多孔薄膜在可见光范围内具有较大的光调制幅度,因此其光密度变化（ΔOD）大于致密薄膜。     

粉末冶金法制备Al x CuFeNiCoCr高熵合金及其性能

采用粉末冶金法制备了Al_xCuFeNiCoCr高熵合金。研究了铝含量对合金性能和组织的影响,并讨论了合金制备过程中晶粒性能的变化。结果表明,在球磨过程中合金晶粒细化,且合金晶粒尺寸随Al含量的增加而增大。在烧结过程中,合金中会产生新的晶粒,并首先吸收一定热量形成含Al的金属间化合物。在1200 ℃加热2 h后,获得具有简单晶体结构的相,证实了高熵合金的形成。根据获得的能谱,合金组成均匀,合金化程度高。然而,随着Al含量的增加,出现了少量具有高Al含量的高对比度区域。合金具有良好的高温抗氧化性能和抗电化学腐蚀性能。随着铝含量的增加,合金的高温抗氧化性能提高。当Al含量为1mol%时,自腐蚀电压为-235 mV。随着Al含量的增加,硬度也增加。结果表明,当Al含量为1mol%时,合金具有最佳综合性能。     

Nb含量对Fe0.5MnNi1.5CrNb x 高熵合金微观结构和力学性能的影响

采用真空感应熔炼法制备了Fe_0.5MnNi_1.5CrNb_x（x=0,0.05,0.1,摩尔比）高熵合金,并分析了不同Nb含量对其组织和力学性能的影响。结果表明,不含Nb元素的合金具有单相fcc结构,其抗拉强度和断裂延伸率（即延展性）分别为519 MPa和47%。添加少量的Nb(x=0.05)后出现(200)织构和少量Fe₂Nb Laves相,合金的延展性增加到55%,并且抗拉强度增加到570 MPa。当Nb含量增加到x=0.1时,织构减少,而Fe₂Nb Laves相增多,抗拉强度和延展性分别为650 MPa和45%。