Mo-Re合金研究进展

“Re效应”使得Mo的理化、热电、力学、加工焊接性能得到全面改善。Mo-Re合金由于具有良好的综合性能，被广泛应用于先进核能、航空航天、电子工业、生物医用等领域。尤其是优异的抗辐照性能、与核燃料及碱金属冷却剂的相容性、中子特性等核物理性能，使其成为核反应堆堆芯结构材料的首选。本文从晶体结构、组织性能、制备加工及应用4个方面系统综述了Mo-Re合金的研究现状，并对其发展前景进行了展望。     

典型钼合金在简谐振动中的能量消耗与失效机理EI北大核心CSCD

本文以纯Mo、Mo-Re和ODS-Mo三种典型钼合金材料为研究对象,利用动态热机械分析仪在25~350℃对不同合金进行频率为200 Hz的简谐振动实验,分析了高温简谐振动过程中典型钼合金的模量变化及断裂行为,揭示了典型钼合金在简谐振动过程中的能量消耗机制与失效机理。结果表明:晶粒尺寸、第二相颗粒和位错运动是影响典型钼合金减振性能的主要因素;细小的Mo-Re合金晶粒拥有更多的晶间摩擦项,使得Mo-Re合金在高温下的减振性能优于其他两种钼合金;晶界处的第二相颗粒会降低ODS-Mo合金的晶界结合力,因此简谐振动引发的微裂纹优先在此处萌生;螺型位错交叉滑移和多晶粒协调微转动是纯Mo和Mo-Re合金简谐振动断裂失效的主要机制,而第二相颗粒钉扎位错和晶界强度的降低是ODS-Mo合金简谐振动断裂失效的机制;细晶强化和弥散强化能通过增加典型钼合金简谐振动回弹能力,有效提升合金的减振性能。     

钼基掺杂合金的研究现状

合金化是改善钼性能的主要途径。本文对固溶强化类、弥散强化类及K泡强化类钼合金进行了综合评述,重点从制备方法、形貌组织、强化机理以及力学性能这几个方面,对TZM合金、Mo-Re合金、La2O3掺杂钼合金、Al2O3掺杂钼合金以及Si-Al-K掺杂钼合金这几类合金的研究现状进行了分析。根据钼合金抗氧化性能差和耐磨性能差这两个缺点,提出了研制抗氧化涂层和硬质相是未来钼合金发展的两个重要方向。     

W-Re合金线材在高温与固体碳接触后的结构分析

本文通过W-Re合金线材与固体碳在高温下接触后,采用光学显微镜、显微硬度计及电子探针等分析手段,研究了温度(1200℃,1300℃,1550℃)和保温时间(5～10小时)对与固体碳接触后的W-3%Re及W-25%Re合金线材显微结构的影响。实验表明,W-Re合金线材在高温下与固体碳的接触,起着类似气体渗碳的作用,但速度极为缓慢。W-Re合金线材在高温下与固体碳接触一定时间以后,碳化层显微硬度增大,而且随着接触温度的升高,它的碳含量增加,硬度也增加;在相同温度及相同保温时间条件下,W-25Re的碳化层的含量比W-3%Re线材的含碳量高,硬度也相应提高。W-Re合金线材在1200℃以上的高温下与固体碳接触5小时以上时,在光学显微镜下,就能观察到碳化层。W-3%Re在1200℃或1300℃中保温20小时,仅有单层的碳化结构及基体,而W-25%Re在1200℃,保温20小时,就出现双层碳化结构(即外碳化层与内碳化层)与基体等三种明显的层次。经电子探针分析表明,外层碳化组织为(W-Re)C_2,内层碳化组织为(W-Re)_5C_4,心部为基体。随着温度升高或含碳量增大,内层碳化组织增厚。     

新型钨铼混合基阴极的热电子发射性能

采用喷雾干燥结合两步氢还原法制备出W-Re混合粉末,并在此基础上通过压制、烧结和浸渍工艺制备出W-Re混合基浸渍型阴极。采用SEM、XRD、AES对W-Re混合基阴极的微观形貌、物相、表面活性元素进行表征分析,并用电子发射测试系统测试阴极在950~1050℃的脉冲电子发射性能。结果表明,铼的含量决定了阴极基体的物相,铼含量为75%(原子分数)的W-75Re阴极由Re3W单一物相组成,该阴极由于铼含量较高使得基体晶粒尺寸更细小,有利于活性自由钡的生成及其在阴极表面的扩散,从而W-75Re阴极具有相对较低的逸出功和较高的发射电流密度,其在1000℃b时的零场脉冲发射电流密度为14.03 A·cm~(-2),有效逸出功为1.902 e V。     

新型半固态加工专用铝合金的成分设计

采用合金热力学计算方法对Al-Si—Mg系适合半固态加工的合金成分进行了优化设计，并进行了实验验证研究。结果表明：采用国际通用的ThermoCalc软件能够成功地对Al-Si-Mg系合金成分进行优化设计，计算结果与实验结果具有较好地一致性；优化后的Al-6Si-2Mg合金在各工序中都表现出良好的半固态加工性能，连铸和二次加工过程的稳定性和可控性大大提高，坯料的凝固组织更加细化、球化和均质化；通过优化工艺，最终获得了Al-6Si-2Mg合金半固态触变成形的最佳工艺参数和外观完粘、性能优良的半同态压铸件．为半固态触变成形的工业应用打好了基础。     

磁控溅射制备纳米Ni-Ti薄膜工艺研究

为了得到高质量的纳米薄膜，对直流磁控溅射法制备Ni-Ti薄膜工艺进行了研究。采用单晶硅和玻璃两种基体材料，并在不同的基体温度、晶化温度、溅射功率等条件下制备薄膜。之后对薄膜进行了XRD，SEM分析。分析结果表明：薄膜成分、厚度、表面形貌、致密度与溅射功率、基体温度、晶化温度、基体材料密切相关。并根据实验结果给出优化的纳米Ni-Ti薄膜制备工艺。     

A356.2合金光谱分析方法的改进

采用国内现有的替代标样在美国Ｂａｉｒｄ公司的ＤＶ－５型光电直读光谱仪上测定从国外引进的新型铸造铝合金Ａ３５６．２的成分。对分析中的各项关键参数及条件进行专项优化试验，选择出了最佳参数及条件。对分析结果及生产过程中出现的问题进行了详细的探讨，并玫一一予以解决。最后用化学分析对Ａ３５６．２合金光谱分析方法进行了全面验证，结果表明该法准确可靠，切实可行，完全满足生产要求。     

镍基单晶合金枝晶型区域相成分最优化测算法

建立了用测算镍基单晶高温合金枝晶典型区域相成分的最优化数学模型，根据电子探针对枝晶典型区域成分的测定结果，运用BFGS拟Newton法及CONSTR约束优化算法，可以计算枝晶各典型区域中γ和γ′相成分，以镍基单晶合金CMSX－2和CMSX－4为对象，对优化测算结果进行了分析，证实了该方法的可行性。     

基于响应曲面模型和Matlab遗传算法的压铸铝硅合金时效工艺优化及分析

时效工艺对压铸铝硅合金最终热处理强化效果起到至关重要的作用。利用响应曲面法研究了时效温度与时效时间的交互作用对压铸铝硅合金显微硬度、抗拉强度和伸长率的影响，并运用Matlab遗传算法对合金的力学性能进行多目标优化和时效工艺参数的设计。结果表明：响应曲面法结合Matlab多目标遗传算法的设计优化方法可以建立一个准确的模型，其预测值与实际值的误差小于5%。依靠模型可以快速获得不同目标需求对应的最优工艺参数方案，且经优化的时效工艺处理后合金的组织均匀，抗拉强度、硬度都有显著提升，伸长率略微下降。     

钴、钨和钛对镍基单晶高温合金持久性能的影响

采用正交实验设计方法，探讨了Co，W和Ti及其含量对镍基单晶高温合金持久性能的影响，通过数学分析，对合金成分进行了优化。结果表明：此合金系中Ti含量对持久寿命影响最大，Co次之，W对持久寿命影响最小；当Co，W和Ti含量（ω，％）分别为10，8和0时合金具有较好的持久性能。此合金长期时效后还显示出良好的组织稳定性。     

NdFe10.5Mo1.5Nx的机械合金化过程和磁性能的研究

研究了机械合金化过程中粉末形态和微结构的变化，通过扫描电子显微镜，清楚地观察到粉末颗粒的破碎和集聚复合过程，以及复合颗粒的形成。通过X射线衍射详细分析了球磨过程中的晶格常数、晶粒度和微观应变的变化。球磨的最终产物为非晶，α-Fe(Mo)和Mo。通过优化工艺，NdFe10.5Mo1.5Nx氮化物获得了较佳的磁性能。     

液态合金有效热扩散率DFP反算方法

以铝合金熔液为例进行液态合金有效热扩散率的测试和计算方法研究。采用数值计算和DFP优化技术，通过对待测液态合金有效热扩散率的优化计算使铸件凝固温度场计算结果与实测温度场趋于一致，最终获得该合金液的有效热扩散率随温度变化的规律。文中给出了优化反算的程序流程图。     

α-Cr precipitation behavior and its effect on high Cr-containing superalloys

为了对不同Cr含量高温合金中α—Cr相析出行为进行对比研究，优化高Cr合金中α—Cr相的组织形态，通过微观分析手段对不同Cr含量的GH169，GH625，GH648及两种高Cr实验合金进行α—Cr相析出行为的对比分析，同时通过特殊热处理对高Cr合金α—Cr相组织优化进行了初步研究．结果表明，Cr含量低于25％的GH169和GH625合金在标准热处理后均没有α—Cr相析出，但经过长期时效后α—Cr相依附于δ相和M6C的界面析出；而Cr含量大于30％的GH648合金以及更高Cr含量的两种实验合金，α—Cr相已直接从奥氏体基体中析出，并有不同的析出存在形态，随Cr含量增加，α—Cr相从短棒状和颗粒状向长片条状和层片状的析出方式变化．同时，通过特殊热处理优化α—Cr相组织分布形态，获得细小弥散分布的α—Cr相，为高Cr合金的发展奠定研究基础，     

Al—Ti—B合金中TiB2和AlB2的从头算研究

用ab initio分子轨道HF方法，MP2方法和密度泛函（DFT）方法对Al-Ti-B中间合金主要形核粒子TiB2和AlB2各种可能的几何构型分别进行全优化，得到其稳定的几何构型和电子结构，通过能量计算得知，存在同一体系Al-Ti-B合金中，TiB2是稳定的，说明TiB2D的形核遗传表现得很明显；由于AlB2体系能量较高，所以是相对不稳定的，产生了变异，这和实验结果相一致，并对TiB2和AlB2易聚集成团作出合理解释。     

铸造合金优化配料原理与计算机软件开发

应用计算机进行优化配料，不仅可以免除人工配料烦琐的计算过程，同时可以降低原材料成本，保证产品质量，提高企业经济效益。本文介绍了作者开发的计算机优化配料软件的基本原理和软件的功能，并介绍了该软件应用实例。     

锻造和热处理对Al-Si和Al-Pb轴承合金在油润滑条件下耐磨性的影响

研究了锻造态和热处理态不同成分铝基轴承合金在油润滑条件下的摩擦行为，以及材料的硬度、热处理制度和锻造对材料耐磨性的影响。所用材料是 Al-8.5Si-3.5Cu 和 Al-15Pb-3.7Cu-1.5Si-1.1Fe。在锻造过程中，应变范围为10%~20%。并对材料进行T6热处理。在销-盘式磨损试验机上对材料的摩擦性能进行测试。结果表明，锻造过程使材料的硬度得到增加；铸造应变在10%~20%的范围内对材料的摩擦磨损影响不明显。     

基于TSP和GA孔群加工路径优化问题的研究

研究应用TSP数学模型和路径优化方法，建立了以最小化加工成本为目标函数的孔群加工路径单目标优化数学模型。研究应用遗传算法对孔群加工路径模型进行参数优化求解。由最佳加工条件。计算得出优化结果。通过优化前后的对比，验证了所建模型和优化算法的准确性和实用性。     

埋入式BGA焊点可靠性和信号完整性优化

建立了埋入式微尺度球栅阵列(ball grid array, BGA)焊点有限元分析模型和三维电磁仿真模型，分别进行热循环加载分析和信号完整性分析. 选取焊点最大径向尺寸、焊点高度和焊盘直径作为设计变量，以焊点的热疲劳寿命和回波损耗最小为目标，利用正交试验和灰色关联分析相结合的方法对BGA焊点进行多目标优化设计，并通过试验对信号完整性优化结果进行了验证. 结果表明，优化后焊点最大等效应力下降了8.2%，在热疲劳寿命提高了2.15倍的同时回波损耗降低了11.8%，信号完整性试验验证了优化结果的有效性.     

热处理对新型Al-Mg-Si合金微观组织及性能的影响

对4种通过热力学计算优化选出的Al-Mg-Si合金进行了电磁搅拌及热处理试验研究。通过微观组织和性能的分析比较发现，电磁搅拌能显著改善合金的显微组织结构，为后续的热处理提供有利的显微组织条件，进而增强合金的时效强化效果，改善合金的塑性。同时发现，Mg、Si含量对合金的显微组织和性能具有不同的影响。这与合金不同的平衡凝固过程有关。该试验研究为进一步优化适合半固态成形的低成本高性能铝合金提供了依据。