多晶NiTi形状记忆合金中原位应力诱发马氏体相变的研究

称为神奇金属的NiTi形状记忆合金由于具有超弹性和形状记忆效应两个优异的性质而广泛地应用于航空航天、工业、生物医学及日常生活当中。这两个优异性质的物理本质是NiTi形状记忆合金中发生的无扩散型可逆马氏体相变。现在被广泛应用的NiTi合金几乎全部具有多晶结构。其力学性能与NiTi的微观结构有着十分密切的联系。因此从微观角度来研究NiTi合金的马氏体相变行为，对于理解NiTi合金的宏观力学性能。提高其性能有着十分重要的意义。本文用扫描电子显微镜（SEM）上配备的背散射电子衍射（EBSD）仪，原位观测到了多晶NiTi形状记忆合金中的应力诱发马氏体相变，研究了在不同应力状态下NiTi记忆合金中应力诱发马氏体相变的行为，揭示了NiTi记忆合金中应力诱发马氏体相变的微观机制。     

时效处理NiTi合金的相变研究

Ni-Ti形状记忆合金由于其独特的形状记忆效应和超弹性,它的马氏体相变在过去几十年来一直受到巨大的关注。Ti-Ni形状记忆合金有三个不同的相：立方CsCl结构的B2母相,单斜B19’马氏体相和预马氏体R相。在这些相中,可能发生三个相变：B2-B19’、B2-R和R-B19’。R相变可以通过多种方式诱发,例如添加第三组元（Fe、Al）、冷加工、冷加工后不完全退火、热循环和时效处理。     

多晶Au纳米线大塑性变形的原位透射电子显微镜研究

本文利用透射电镜‘双倾拉伸实验’技术,原位研究了Au多晶纳米线在拉伸状态下的变形行为。实验发现由纳米晶粒组成的多晶纳米线在室温下具有~48%的大塑性变形能力。这种大塑性变形能力由晶界滑移和晶界的迁移相互协调实现。在滑移的同时,通过晶界原子扩散导致的晶界迁移来协调晶界滑移,避免空洞和裂纹的产生。     

电脉冲下黄铜粗晶合金发生纳米相变的TEM观察

电脉冲对物态变化有重大影响的事实屡见报道,如对非晶结构的弛豫和晶化[1]等,但其影响机制尚不很清楚。电脉冲作用时间虽很短,却使材料结构和性能发生一些特殊的变化,这种非平衡过程中的结构变化一直是材料科学界感兴趣的课题,并且有一定实际意义。本文作者首次在单脉冲高密度电流处理的常规材料H62粗晶黄铜中发现了纳米相变的产物,并作了机制上的探索,为寻找一种新的更经济更有效的制备纳米材料的方法奠定了初期的实验基础。本文采用工业用冷轧铜带H62,厚度为0.102mm,名义成分为(物质质量分数/wt.%):Cu61.75、Zn37.5、其余杂质0.75。将铜…     

原位电化学法制备纳米尺寸金属光特基势垒研究

介绍了原位电子学方法在半导体表面制备纳米尺寸肖特基势垒的工艺，讨论了其制备原理和实验条件，描述了纳米尺度金属／半导体界面特性，并对这种方法制务的肖特基势垒与传统方法制备的肖特基势垒进行了比较，这种制备肖特基势垒的方法克服了传统制备方法的特点，所形成的金属－半导体界面光滑无缺陷；生成的纳米尺度金属肖特基势垒可用于制备单电子晶体管、单电子存储器等纳米器件。     

TEM／HREM研究机械循环对纳米晶TiNi超弹性记忆合金丝弹性模量及屈服应力的影响

本研究用透射电子显微镜（TEM）及高分辨电子显微镜（HREM）研究了机械循环对商业用纳米晶TiNi超弹性记忆合金板丝弹性模量及屈服应力的影响。研究发现在应力诱发马氏体平台进行应力循环，对母相的弹性模量无明显影响。但当机械循环应变超过应力诱发马氏体平台，即马氏体再取向及马氏体的弹性变形区、弹性模量及屈服应力发生明显软化。     

双金属合金纳米颗粒的原位透射电镜研究

实时监测双金属合金纳米颗粒在合成过程及工作条件下,形貌、组成、结构等的动态演变,有助于理解其合成及催化机理,从而实现高性能双金属合金的合理设计、调控与合成。虽然相较于原位谱学技术,原位透射电镜的能量分辨率和精确度不高,但其可以在热、电等外场作用下实时观测和分析气相或液相环境中样品的微观结构、组成及形貌的动态变化,且空间分辨率可以达到纳米甚至原子量级,是重要的结构分析技术。本文简要归纳原位透射电镜在双金属合金纳米颗粒方面的应用研究,并探讨未来研究的挑战与机遇。     

在扫描电子显微镜中原位操纵、加工和测量纳米结构

在电子显微镜中对纳米材料和纳米结构进行原位测量是了解纳米材料的结构与性能关系的最重要手段,并且,在电子显微镜中操纵和加工纳米材料与纳米结构还可研究新结构和新器件.由于扫描电镜有大的样品室、可较容易地引入多个多种测量和操纵探针、并可配备多种探测器从多个角度对同一个样品进行表征,使得扫描电镜中的原位研究在纳米材料和纳米器件...     

高锰钢中奥氏体状态对马氏体相变的影响

通过不同温度的热变形及保温获得不同状态的奥氏体组织,用EBSD取向成像技术分析其在冷却时形成马氏体的难易,并关注各类奥氏体转变成马氏体的难易与奥氏体取向的关系.结果表明,马氏体相变从难到易的奥氏体状态依此是:细小的动态再结晶晶粒、形变长条晶粒、细小等轴的静态再结晶晶粒、粗大奥氏体晶粒.形变抑制六方ε马氏体的能力比抑制体...     

高锰钢中奥氏体状态对马氏体相变的影响

通过不同温度的热变形及保温获得不同状态的奥氏体组织,用EBSD取向成像技术分析其在冷却时形成马氏体的难易,并关注各类奥氏体转变成马氏体的难易与奥氏体取向的关系。结果表明,马氏体相变从难到易的奥氏体状态依此是:细小的动态再结晶晶粒、形变长条晶粒、细小等轴的静态再结晶晶粒、粗大奥氏体晶粒。形变抑制六方ε马氏体的能力比抑制体心立方的α'马氏体低得多。形变奥氏体晶粒因取向不同,内部亚晶间取向差不同,从而形变储能不同,抑制相变的能力也就不同。最难发生相变的奥氏体取向为〈110〉,随形变温度升高,这种取向择优程度减弱。     

镍基单晶高温合金短时时效过程中取向变化的原位研究

利用TEM和XRD原位研究了一种镍基单晶高温合金在时效过程中的取向变化.研究发现固溶-时效热处理后的初始样品内部不同γ′相之间存在~4°的小角度晶界.对材料在950℃下进行10 min短时时效处理,原位TEM和XRD结果表明γ′相的取向偏离初始取向~5°,且该取向变化在降温之后也不会完全恢复;该短时升、降温过程使γ′相的取向集中度增加.     

原位电化学法制备纳米尺寸金属肖特基势垒研究

摘要:介绍了原位电化学方法在半导体表面制备纳米尺寸肖特基势垒的工艺,讨论了其制备原理和实验条件,描述了纳米尺度金属/半导体界面特性,并对这种方法制备的肖特基势垒与传统方法制备的肖特基势垒进行了比较,这种制备肖特基势垒的方法克服了传统制备方法的缺点,所形成的金属-半导体界面光滑无缺陷;生成的纳米尺度金属肖特基势垒可用于制备单电子晶体管、单电子存储器等纳米器件。     

靶面激光光斑尺寸原位测量的研究

提供了一种简便易行的靶面激光光斑尺寸原位测量的方法。从高斯光束的横向光强分布特性出发,建立了激光烧蚀斑半径与辐照激光能量、光斑尺寸、烧蚀阈值间的关系式,模拟分析发现辐照激光光斑尺寸对烧蚀斑半径随辐照能量变化曲线有较大影响。对于脉宽为2 ms,波长为1064 nm的激光,实验测量了不同能量激光辐照下相纸烧蚀斑半径,并用推导出的关系式拟合测量数据,获得了靶面处光斑尺寸和样品烧蚀阈值。同时,也测量了不同位置处的光斑尺寸和样品烧蚀阈值,对高斯光束束腰位置和样品烧蚀阈值的光斑尺寸效应进行了验证。研究结果表明该技术结果可靠,简单高效。该技术可以为高能激光与固体物质相互作用的基础研究和激光加工等应用领域中实现简单方便地测量靶面光斑尺寸提供帮助。     

原位透射电镜在纳米多孔金原子尺度变形研究中的应用

纳米多孔金(NPG)具有高曲率、高比表面积的结构特征,且比强度较高,作为一种结构功能一体化材料受到广泛关注。然而,影响NPG实际应用的最大障碍之一是其在拉伸作用下内部单根韧带失效导致的塑性失稳。过去的研究主要集中在宏观力学实验的研究,无法直接观察单根韧带的塑性变形行为。随着原位透射电子显微镜(transmission electron microscopy, TEM)的发展,已具备从原子尺度研究NPG中单根韧带塑性变形过程的能力,这对理解NPG变形机理进而合理设计制备高塑性纳米多孔结构金属具有重要意义。本文主要以近几年利用球差校正透射电子显微镜(Cs-corrected TEM)原位原子尺度研究NPG塑性变形的系列工作为例,简要综述了NPG单根韧带在塑性变形过程中位错运动(攀移和滑移)和表面原子扩散行为的最新进展,并对纳米结构金属材料的未来研究进行了展望。     

基于MEMS的原位液体TEM芯片的设计与制作北大核心

传统透射电子显微镜（TEM）观察液态样品特征时,通常将其先速冻成固态,而原位TEM可以动态地观察液态样品的变化,避免了一些额外因素的影响。设计了一款基于微机电系统（MEMS）技术的非流动原位液体TEM芯片,用于对液态样品结构动态变化的实时观测。采用低压化学气相沉积（LPCVD）法制备50 nm厚的低应力氮化硅薄膜作为芯片的电子束透射窗的材料,并在窗口层上面制作金属网格来加固其承载能力,采用MEMS技术完成了芯片的制造。实验结果表明,TEM芯片在相应的TEM样品杆的辅助下,成功实现了对铜纳米粒子生长过程中形态变化的实时观测。     

激光熔覆制备原位颗粒增强金属基复合表层组织性能的研究

采用激光预置熔覆技术,通过在FeCSiBRe合金粉末中单独添加强碳化物形成元素Zr和复合添加Zr、Ti、WC元素和碳化物,在中碳钢基体上制备出原位析出的颗粒增强铁基复合材料表层。利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDAX),对熔覆层显微组织特征以及硬质颗粒的分布规律进行了观察、分析;利用显微硬度计检测了熔覆层的显微硬度。熔覆层显微组织特征是树枝状的先共晶奥氏体分布在共晶基体上的亚共晶组织。熔覆层与基体成良好的冶金结合且未观察到裂纹和孔隙。熔覆层内析出的硬质颗粒分别是以ZrC和Zr、Ti、W为主的复合碳化物,由于凝固前沿对颗粒的特殊扑获作用,主要分布在枝晶内与枝晶间。     

纳米VO2薄膜相变特性的红外透射表征研究

采用双离子束溅射VOx薄膜附加热处理的方式制备纳米VO2薄膜,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对其结晶结构和表面形貌进行了测试,利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对热驱动下纳米VO2薄膜相变过程中的光学性能进行测试与分析。实验结果表明,经400℃N2热处理后,获得了由纳米颗粒组成的VO2薄膜;在所测试的红外波段,纳米VO2薄膜内颗粒发生相变的初始温度随波长的增加而升高,薄膜的相变温度点随波长增加也逐渐升高。