碳含量对Ti-60合金时效过程中硅化物的影响

Ti-60合金在β和α β相区固溶处理后空冷,形成的片状组织和双态组织中没有硅化物析出.随后在700～800℃时效处理168 h,在α/β片层界面、α片层内及初生α相内析出S2类型的硅化物(Ti,Zr)6Si3.C的加入阻碍硅化物在界面处和基体中的形核和长大,降低硅化物的析出速率.随着合金中C含量的增加,显著减小时效过程中硅化物的析出尺寸,这是由于C的加入,基体中固溶Si的能力增加及Zr原子扩散速度降低所导致的结果.相同温度下时效处理,双态组织中析出的硅化物尺寸比片状组织大.时效温度升高,硅化物的析出直径增大.     

退火超磁致伸缩合金中富稀土相析出物研究

对退火后超磁致伸缩合金中富稀土相析出物进行了研究，采用扫描电镜．能谱分析、X射线衍射和电阻应变片技术，着重研究了析出物的析出根源、相组成、相结构以及磁致伸缩性能．结果表明：过量稀土Ho的存在，是析出物析出的根本原因；析出物中富含稀土，主要包括立方结构DyFe2、HoFe2，六方结构Dy5Si3、Tb5Si3及立方结构Dy2O3、Ho2O3等物相；在磁场强度为400kA/m时，析出物的磁致伸缩系数约为100×10^-6，此时，已经饱和且远小于基体棒的磁致伸缩量（＞500×1010^-6）．配方中适当过量稀土，并采取适当的热处理工艺，可望制备高性能的稀土超磁致伸缩材料．     

Mo原子溅射能量对Mo/Si薄膜微结构的影响

用磁控溅射法制备了Mo/Si薄膜,用AFM和XRD分别研究了Mo原子的溅射能量不同时,Mo/Si薄膜表面形貌和晶相的变化.通过比较发现,随着Mo原子溅射能量的增大,Mo/Si薄膜表面粗糙度增加,Mo和Si的特征X射线衍射峰也越来越强,并且Mo膜层和Si膜层之间生成了MoSi2.Mo原子的溅射能量是诱导非晶Si结晶和MoSi2生成的主要原因.     

真空热处理制备β-FeSi2光电薄膜的研究

磁控溅射法沉积的Fe／Si多层膜和Fe单层膜经真空热处理后制备了β-FeSi2薄膜。[Fe1nm／Si3.2nm]60多层膜在〈880℃温度下真空热处理2h后，样品均呈现β（220）／（202）择优取向，而Fe单层膜制备的样品则易形成β-FeSi2与ε-FeSi相的混合物，且取向杂乱。在920℃真空热处理后，两种样品都形成了α-FeSi2薄膜。原子力显微镜分析表明，样品表面粗糙度随热处理温度升高而变大，最大表面均方根粗糙度约为16nm。卢瑟福背散射分析发现，Fe／Si多层膜样品热处理过程中元素再分布很小。根据光吸收谱测量，Fe／Si多层膜制备的β-Fesi2薄膜的禁带宽度为0．88eV。     

1250℃热处理对Nb-16Si-24Ti-6Cr-6Al-2Hf合金的组织影响

采用电弧熔炼的方法制备了Nb-16Si-24Ti-6Cr-6Al-2Hf(原子分数/%)合金.在1250℃下对其进行不同时间的热处理.使用SEM,EDS,XRD等方法进行组织分析.结果表明:多元合金化能消除Nb-Si合金中亚稳相Nb3Si;热处理能够有效改善Nb-Si多元合金中硅化物的分布、尺寸、形态和数量;热处理使得β-Nb5Si3转变为α-Nb5Si3.     

析出相对Ti60钛合金蠕变和持久性能的影响

研究了固溶态的Si、硅化物以及α2相对Ti60高温钛合金蠕变和持久性能的影响.结果表明,α片层之间析出的硅化物能提高Ti60钛合金的600℃蠕变抗力,且当α片层内部有α2相析出时蠕变抗力提高更明显,但是硅化物的大量析出和大颗粒硅化物的存在却降低了Ti60钛合金的600℃持久性能;α2相的析出同时提高材料的蠕变抗力和持久性能;减少硅化物的析出以提高固溶态的Si对低应力下蠕变抗力的作用不显著,但是能改善高应力下的持久性能.在蠕变和持久实验条件下固溶态的硅和硅化物的不同作用,可通过不同外加应力水平下材料变形机制的差异加以解释.     

Fe／Si薄膜中硅化物的形成和氧化

用磁控溅射方法制备Fe/Si薄膜,采用卢瑟福背散射(RBS)技术研究了退火过程中的相变过程和氧化.结果表明:未退火的Fe/Si薄膜界面清晰,873K退火后,界面附近Fe、si原子开始相互扩散,973K退火后富金属相Fe1 xSi形成,而1073K退火后形成中间相FeSi,当温度增加至1273K后所有硅化物完全转变为富硅相FeSi2,即随退火温度的升高,Fe、Si原子间扩散增强,从而形成不同化学计量比的Fe-Si化合物,且薄膜中易迁移原子种类由Fe变为Si.同时,质子束RBS和XRD测量结果显示,在未退火及低温退火的样品中,薄膜有氧化现象,随退火温度增加,由于高温下金属氧化物被还原并逐渐挥发,样品中氧的含量逐渐减少最后完全消失.     

La2Fe14B和Ce2Fe14B合金在快淬和热处理过程中相析出行为的比较

研究了溶体快淬三元La_2Fe_(14)B和Ce_2Fe_(14)B合金的相析出行为和磁性能,对不同快淬速度(10~50 m/s)和不同热处理温度下制备的样品进行了系统分析。结果表明,通过直接快淬,La_2Fe_(14)B合金中不能形成2∶14∶1硬磁相,而Ce_2Fe_(14)B合金可以获得2∶14∶1相。La_2Fe_(14)B合金在10m/s快淬时主要由La和α-Fe相组成,而Ce_2Fe_(14)B合金中2∶14∶1硬磁相在10m/s和20m/s快淬时析出。随着辊速的增加,非晶相逐渐增多并成为主相。在热处理过程中,La_2Fe_(14)B合金析出相以α-Fe和La相为主,并且高温下液态的富La相和α-Fe相可以共存;而Ce_2Fe_(14)B合金中先析出α-Fe,后析出2∶14∶1硬磁相,随后析出相长大。结果还表明,La_2Fe_(14)B比Ce_2Fe_(14)B有更高的非晶居里温度和更低的α-Fe相析出温度。由于硬磁相的析出,Ce_2Fe_(14)B合金可以获得较好的硬磁性能,包括一定的矫顽力。此研究对含La、Ce稀土永磁材料的生产具有一定的指导作用。     

稀土元素(La,Sm,Tb)合金化铌硅材料显微组织及室温断裂韧度EI北大核心CSCD

采用真空非自耗电弧熔炼制备添加稀土元素的Nb-20Ti-16Si-3Al-3Cr-2Hf合金纽扣锭,稀土元素为不同含量的Sm,La,Tb。对铸态合金进行微观组织分析和室温断裂韧度测试。结果表明:合金主要由(Nb,Ti)相与Nb5Si3相组成,不同部位存在多种微观组织,粗大的两相组织存在宏观聚集现象;纽扣锭中普遍存在规则的共晶晶胞和以Nb5Si3相为核心的板条状晶胞;共晶晶胞中心为Nb5Si3相和铌固溶体相Nbss组成的层片状组织,外围为粗大的"齿状"两相组织;板条状晶胞的Nb5Si3相核心保留了完整的平直界面和规则的棱角,晶胞外围主要由细小网状的硅化物和粗大的树枝状Nbss相组成。使用多元线性回归分析不同稀土含量与合金室温断裂韧度的关系,不同稀土含量的合金室温断裂韧度值分布在11~15MPa·m^(1/2)之间,多元线性逐步回归分析后得到室温断裂韧度Kq与稀土含量(Sm,La,Tb)的关系为Kq=10.344+6.896La+2.993Sm。     

热处理对定向凝固Nb-Ti-Si基超高温合金组织及显微硬度的影响

对以2.5μm/s和50μm/s抽拉速率定向凝固的Nb-Ti-Si基超高温合金试样,分别进行了在1250,1350℃和1400℃保温50h的均匀化热处理。结果表明:均匀化热处理后的组织主要由Nbss,β(Nb,X)5Si3及γ(Nb,X)5Si3相组成,在以2.5μm/s抽拉速率定向凝固的试样中还出现了针状Cr2(Nb,Ti)析出相。随均匀化热处理温度的升高,针状析出相的数量增多;经均匀化热处理后定向凝固试样中的大块六边形硅化物的平直边界和尖锐的棱角逐渐圆润;共晶胞中心的细小硅化物逐渐球化,而共晶胞内板条状的硅化物部分碎化,逐渐变成小岛状。热处理后并没有发生β(Nb,X)5Si3向α(Nb,X)5Si3的晶型转变。同定向凝固态相比较,均匀化热处理后合金的显微硬度显著提高,并且随着均匀化热处理温度的升高,合金及各相的显微硬度先升高后降低,在1350℃/50h热处理后显微硬度值最高。     

Ge/Si纳米多层膜的埋层调制结晶研究

采用磁控溅射设备,当衬底温度为500℃时,在Si(100)基片上磁控溅射生长Ge/Si多层膜样品.使用Raman,AFM和低角X射线技术对样品进行检测和研究,结果表明通过控制Ge埋层的厚度,可以调制Ge膜的结晶及晶粒尺寸,获得晶粒平均尺寸和空间分布较均匀的多晶Ge/Si多层膜.     

Nb/NbCr_2合金表面硅化物涂层的高温抗氧化性能

用扩散渗法在Nb/NbCr2合金表面制备硅化物涂层,研究了基体合金和涂层在1250℃的氧化行为。结果表明:在Nb/NbCr2合金表面渗Si所得硅化物涂层由(Nb,Cr)Si2和(Cr,Nb)Si2两相组成,过渡层为(Nb,Cr)5Si3,涂层的生长动力学服从抛物线规律。基体合金在1250℃氧化形成的氧化膜为Nb2O5和CrNbO4交替分布的疏松组织,与基体有剥离现象。渗Si涂层在1250℃氧化形成的氧化膜较为致密完整,与残留涂层结合良好,为SiO2和CrNbO4混合氧化膜,改善了合金的高温抗氧化性能。     

Fe元素对Nb 16Si原位复合材料显微组织及室温力学性能的影响

采用真空非自耗电弧熔炼方法制备了Nb-16Si-xFe原位复合材料(x = 2, 4, 6, 原子分数(%), 分别简称为2Fe、4Fe、6Fe合金), 研究了Fe含量对Nb-16Si合金的显微组织与室温力学性能的影响。结果表明: 铸态及热处理态(1350 ℃真空退火100 h) 2Fe和4Fe合金主要由Nb基固溶体(Nb_SS)、Nb₃Si和Nb₄FeSi三相组成, 随着Fe含量的增多, Nb₃Si含量减少, 而Nb₄FeSi含量增加, 6Fe合金仅由Nb_SS和Nb₄FeSi两相组成; 热处理后Nb_SS上有细小的硅化物析出; Nb-16Si合金中加入Fe元素后所生成的新相Nb₄FeSi是一个硬脆的硅化物相, 其显微硬度和室温断裂韧性 分别为HV 1110和1.22 MPa·m1/2; 随着Fe含量由2%提高到6%, 热处理态Nb-16Si-xFe合金的室温 断裂韧性呈略微下降趋势, 而硬度和压缩强度呈上升趋势。      

稀土La改性铁基非晶带材组织结构与软磁性能研究

主要研究掺杂了不同含量稀土La后的铁基非晶带材Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶带材组织结构与软磁性能.结果表明,随着稀土La掺杂含量的增加,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶带材的Fe-Si相的析出温度下降,而Fe-B相的析出温度则升高,一方面,非晶的热稳定性下降,另一方面,有利于控制Fe73.5...     

Fe/V多层膜中亚稳结构Fe的形成及其磁学性能

采用电子束蒸镀的方法,通过改变多层膜的周期结构,成功地制备出具有不同晶格常数的bcc亚稳结构铁相的Fe/V多层膜,并研究了亚稳结构铁相形成对其磁性影响的规律.实验结果表明,多层膜中Fe与V层均由纳米晶粒组成.Fe层厚度小于2nm时,受多层膜界面自由能作用,Fe与V相互准外延生长,多层膜由点阵常数一致的体心立方相组成,其点阵常数随样品V/Fe层厚度比的增大而增加.多层膜平均原子磁矩随铁或钒层厚度的改变发生明显变化:当钒层厚度固定为6nm时,铁原子磁矩随铁层厚度的增加逐渐下降,在2nm处出现极小值后又随铁层增厚而回升;对于铁层厚度固定为1.6nm的样品,磁矩在钒层厚度为3nm时出现极大值.     

钇硅化物的合成及相变研究

利用离子注入的方法在Si（111）衬底上制备出了具有六方结构的稀土硅化物YSi₂埋层,并对其进行了结构及电学特性的研究.钇注入剂量为1×10¹⁸Y⁺cm^-2,注入能量为100keV.利用X射线衍射（XRD）及卢瑟福背散射技术（RBS）得到了注入样品的结构相.结果显示,在对衬底Si进行Y离子注入的过程中就已经形成了YSi₂相,在随后的红外光辐照退火过程中,样品呈现出了取向生长的趋势.利用RBS的测量分析了注入层中的Y离子在样品不同深度处的浓度分布.利用四探针法对刚注入的样品进行了红外光辐照过程中的原位方块电阻测量,结果显示,当退火温度升到160℃时,样品中形成了斜方的YSi亚稳相;而240℃则对应着YSi-YSi₂的相转变点。     

真空热处理对TbDyFe薄膜结构和磁学性能的影响

采用磁控溅射制备TbDyFe非晶薄膜,系统研究了不同温度和时间真空热处理对薄膜结构与磁学性能的影响.当热处理温度高于450℃时,薄膜中有磁致伸缩的RFe2结晶相形成.热处理使Tb0.28Dy0.72Fe2薄膜的易磁化方向从垂直于膜面向平行于膜面转变,并显著提高膜面内饱和磁化强度.450℃真空热处理60min后Tb0.29Dy0.71Fe1.8薄膜饱和磁化强度较高、矫顽力低,更容易在低场下磁化,适于低场下作为磁致伸缩薄膜应用.     

离子束合成的钇硅化物结构相变研究

为了获得高品质的欧姆接触和线路连接材料，利用离子注入方法在n型单晶Si(111)基底上制备了钇硅化物，并对其在高真空下红外光辐照处理过程中的结构相变进行了研究，X射线衍射测量表明，在Y离子注入过程中已形成了部分六方相YSi2，800℃下红外光辐照处理30min后YSi2呈现出择优结晶取向，从辐照过程中原位测量样品的方块电阻变化发现，当温度升至160℃时，Y与Si反应首先形成了斜方相YSi，YSi/YSi2的相转变出现在240℃，随温度的进一步升高，Y原子完全与Si原子发生反应，形成了结晶取向良好的六方相YSi2。     

阳离子场强对BaO-SiO2-Ln2O3微晶玻璃结构及高温性能影响

SiO₂-BaO基微晶玻璃以其膨胀系数高、耐高性能优异而成为耐高密封领域研究的热点,但稀土氧化物对该类封接玻璃改性的影响研究尚不多见。本工作研究不同高阳离子场强(Cation field strength,CFS)的稀土氧化物取代传统碱土氧化物BaO对新型富稀土—SiO₂-BaO-Ln₂O₃(SBLn,Ln=La、Sm、Er、Yb)系列玻璃的网络结构、结晶行为、微观结构和高温性能的影响。随着稀土阳离子场强由2.82(La³⁺)增大到3.98(Yb³⁺),SBLn玻璃的玻璃转变温度(T_g)、析晶起始温度(T_x)、析晶峰值温度(T_p)均逐渐增加,说明高稀土阳离子场强有利于提高SBLn玻璃的热稳定性。四类富稀土SBLn玻璃的结晶相均由Ba Si O₃和Ba Si₂O₅相组成,随稀土阳离子场强增大,Ba Si O₃     

稀土Dy和Ce共掺杂La2Zr2O7新型热障涂层用陶瓷材料

用化学沉淀法制备了稀土Dy和Ce共掺杂La2Zr2O7新型热障涂层用陶瓷粉末Lal.7Dy0.3(Zr0.8CeZr0.2)2-O7(LDCZ).通过X射线衍射、扫描电镜、高温膨胀仪、DSC和激光热导仪对粉末相结构、不同煅烧温度下的相组成、微观结构,高温相稳定性,热膨胀系数和导热系数进行了分析.结果表明,稀土共掺杂的La1.7Dy0.3(Zr0.8CeZr0.2)2O7保持了烧绿石结构,120℃时粉末为无定形的混合氧化物,900℃时转化为复合氧化物,1200℃时转变为单一的烧绿石相;高温下LDCZ无明显相变;添加Dy和Ce不仅可提高锆酸镧的热膨胀系数,使其高于8YSZ的热膨胀系数,并可使其导热系数较La2Zr2O7降低25%以上,达到1.28～1.07W/m.K.