过烧YAG陶瓷晶界的分析

采用固相反应法用不同的烧结速率在1850℃烧结合成过烧钇铝石榴石(YAG)陶瓷,YAG陶瓷晶界形貌随烧结速率的变化而不同.高纯的α-Al2O3和Y2O3原料粉体经高能球磨在1400℃空气中煅烧,生成主相为YAG相的多相粉体化合物.真空烧结YAG陶瓷时烧结速率800 ℃/h并在1850 ℃真空烧结4 h会使陶瓷中晶粒长大不充分,晶粒与晶粒之间仍保留明显的面接触,陶瓷内部残存大量直径约1 lμm的气孔,尺寸与可见光波长接近,对透过率的影响大,陶瓷成半透明;在以100 ℃/h升至1850 ℃真空烧结4 h的YAG多晶陶瓷半透明化,陶瓷晶粒粗大,晶界宽化且保留熔融态凝固,用TEM及EDS确认晶界处存在α-Al2O3和钙钛型YAP共晶相.     

热处理温度对YAG粉体及其多孔陶瓷合成的影响

采用共沉淀法合成的钇铝石榴石(YAG)粉体真空烧结制备多孔陶瓷,通过分析讨论表明,YAG前驱体中绝大部分吸附水蒸发以及绝大部分Al(OH)3和Y(OH)3的分解分别转变成Al2O3和Y2O3失去离子水而产生的失重出现在600℃以下完成。YAG前驱体在1100℃下煅烧后,大量YAG晶相已经形成,而且具有完整的晶型。升高煅烧温度对晶粒尺寸和晶粒形貌的影响显著,也说明YAG粉体颗粒粒径和形貌对最终煅烧温度非常敏感。采用真空烧结技术,成功制备了孔结构均匀规整,大部分微孔径处于5μm左右,且外形保持良好的YAG多孔陶瓷,综合考虑性价比,确定YAG多孔陶瓷的烧结温度为1500℃较为适宜。     

YAG透明陶瓷抗等离子体侵蚀性能的研究

以商业Al2O3粉和商业Y2O3粉为原料,采用真空固相反应烧结法成功制备出了高质量的YAG透明陶瓷。对不同温度烧结的YAG透明陶瓷的显微结构和抗等离子体侵蚀性能进行了研究。结果表明:在实验温度范围内,YAG陶瓷晶粒尺寸随着烧结温度的升高逐渐增大,陶瓷光学质量逐渐提高;YAG透明陶瓷的抗等离子体侵蚀性能随着烧结温度的升高逐渐增强;等离子体对YAG陶瓷的腐蚀主要以物理轰击溅射为主,YAG陶瓷的质量和晶粒尺寸对陶瓷的抗等离子体侵蚀能力有直接影响。     

溶剂热法合成YAG微粉

以铝和钇的水合物为反应前驱体，用乙二胺与水溶液为溶剂，可在温和条件下合成钇铝石榴石微粉。研究结果表明，乙二胺水溶液浓度、反应温度和保温时间是影响合成反应的重要因素。溶剂中水的存在不利于低温合成纯相YAG。当用纯乙二胺为溶剂时，可在180-220℃保温4～10h条件下合成近球形的YAG微粉，其颗粒尺寸为50～100nm，分散性好，这将有助于YAG陶瓷烧结致密化。     

热障涂层用YxGa3-xAl5O12陶瓷的固相合成及其机理研究

以Y2O3、Gd2O3和Al2O3为原料，利用固相合成法在1600℃下合成了具有石榴石结构的YxGd1-xAl5O12材料，其中x=1，1．5，2，3。采用XRD对合成产物的物相组成以及合成机理进行了分析表征。结果表明：合成产物的晶面间距随X值的增大而减小，在固相合成反应过程中生成了中间相Y4Al2O9和GdAlO3。     

注模凝胶热压法制备Al2O3(YAG)/LaPO4层状陶瓷复合材料

选择Al2O3(YAG)作为基体片层材料,LaPO4作为界面层材料.采用凝胶注模成型技术制备出基体层材料的坯片,然后在基体层坯片上采用浸渍或喷涂工艺附着界面层材料,最后将坯片叠置于模具中热压烧结.制备的陶瓷复合材料微观结构均匀,基体片层厚度为110 μm～150 μm,界面层厚度为10 μm～30 μm,实测层厚比为11.重点研究了工艺参数及界面层成分对层状陶瓷复合材料室温性能的影响.结果表明氧化物基层状陶瓷复合材料的抗弯强度比基体材料略有下降,但室温断裂韧性达到了13.52 MPa.m1/2,是基体材料断裂韧性的3倍.还对比了氧化物基层状陶瓷复合材料与基体材料在断裂过程中裂纹扩展路径的差异.     

制备条件对固相反应法制取YAG多晶体透光性的影响

在制备YAG(钇铝石榴石)多晶体的不同条件下，对其固相反应过程中的物相变化、YAG烧结体透明程度、密度和显微组织进行了观测和分析。结果表明：Y^3 的扩散速率是决定固相反应进程的主要因素，将高活性的Y2O3纳米微粒与A12O3粉均匀混合，可促进固相反应的完成，使获得YAG透明体的烧结温度降低100—200℃，保温时间也显著缩短；气孔和晶界对光的反射和散射是YAG多晶体透光性降低的主要原因，采用真空烧结可提高YAG烧结体的密度，改善晶体结构的均匀度，有利于提高YAG多晶体的透光性。     

固相反应合成Nd:YAG及其性能表征

采用纳米级超细Al2O3和Y2O3粉料,通过固相反应合成NdYAG.由于反应物颗粒细,反应活性和组分均匀性高以及Y3+、Al3+离子间相互扩散,在1 100℃的低温条件下可同时形成YAM、YAP和YAG相;在1 400℃下保温2 h～3h可合成性能良好的单相NdYAG粉料,其颗粒尺寸达到100nm左右.其合成温度降低150℃～200℃.     

溶剂热法合成YAG:Ce荧光粉体的研究

采用溶剂热法,以乙二胺为溶剂,碳酸氢铵沉淀法制备的沉淀产物为前驱体,在低温下合成了YAG:Ce荧光粉体.研究了反应时间对合成产物的组成、分散性以及荧光性能的影响,结果表明:在200 ℃低温保温5 h条件下,可得到颗粒尺寸为260～280 nm的球形YAG:Ce颗粒,颗粒尺寸均匀,且分散性好;荧光性能表征显示,其发射光谱为一宽带,峰值在530 nm附近,对应于Ce~(3+)的最低5d能级到4f能级跃迁所发出的光,可与高效蓝光LED匹配制备双基色白光LED,用于新型节能光源.     

YAG laser welding with surface activating flux

YAG laser welding with surface activating flux has been investigated, and the influencing factors and mechanism are discussed. The results show that both surface activating flux and surface active element S have fantastic effects on the YAG laser weld shape, that is to obviously increase the weld penetration and D/W ratio in various welding conditions. The mechanism is thought to be the change of weld pool surface tension temperature coeffwient, thus, the change of fluid flow pattern in weld pool due to the flux.     

在Ni_3Al中硼的非平衡晶界偏聚

在１０２３～１３７３Ｋ的初始温度范围和０．０５～２６８．９１Ｋ／ｓ的冷速范围内，用俄歇剖层分析确定了含硼Ｎｉ_３Ａｌ合金中硼的非平衡晶界偏聚行为。基于由空位在晶界湮灭所产生的体系自由能下降驱动可动的溶质－空位复合体向晶界迁移、从而产生溶质非平衡晶界偏聚的模型，导出了定量描述非平衡偏聚行为的解析表达式。理论计算结果与硼非平衡偏聚的试验数据相符。通过模拟实测确定Ｎｉ_３Ａｌ－Ｂ合金中硼及硼－空位复合体的扩散系数分别为：Ｄ＝１×１０￣（－６）ｅｘｐ［－１．９６（ｅＶ）／ｋＴ］和Ｄ_（Ｐ（Ｂ））＝１×１０￣（－）４ｅｘｐ［－１．９６（ｅＶ）／ｋＴ］（ｍ￣２／ｓ）；硼－空位复合体的结合能为Ｅ_（ｂ（Ｂ）＝０．５ｅＶ。     

纯钨高压扭转晶界演化和非平衡晶界形成机理

本研究在550℃下对纯钨分别进行了1、2、5和10圈的高压扭转变形,并对变形前后的微观组织进行了EBSD和TEM表征。结果显示,纯钨经过大塑性变形后,晶粒得到细化,大角度晶界比例上升,同时晶内位错逐渐向晶界处移动并产生有序化排列。采用修正位错模型对变形前后的晶界能量进行了计算,计算结果表明纯钨在经过大塑性变形后,晶界上的能量升高并且能量主要来自于变形过程中在晶界处积累的额外位错。同时在变形后的试样中观察到了一种特殊的非平衡晶界,分析可知非平衡晶界的形成条件是材料晶粒尺寸在位错平均自由程以下,并且是在大塑性变形材料中形成的。其在TEM高分辨下的形貌特征表现为较宽的晶界厚度和晶面干涉形成的莫尔条纹。     

供应态LY12CZ铝合金在超塑性形变中晶界形态的研究

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对未经任何预处理、晶粒尺寸为19μm～21μm之间的供应态LYl2CZ铝合金超塑性形变中晶界形态进行了观察、分析。结果表明，此状态下的铝合金在超塑性变形过程中晶界宽度和形态会发生改变。在较大伸长率的条件下，晶界出现宽边化和圆弧化。在超塑性变形过程中形成的宽边晶界属于介稳状态的界面，在高温下短时间保温，宽边晶界会发生晶化，变成细小的普通晶界。试样在超塑性变形时产生的伸长率与晶界宽度有密切联系。在此次试验中超塑性伸长率大的试样其晶界宽度在2．1μm～2．7μm之间。     

复杂金属晶界的准确提取技术

在晶粒度定量评定时,对复杂晶界处理效果差.为解决这一问题,对复杂金属晶界的准确提取技术进行了研究.对金属晶粒度评级的步骤进行分析可知,晶界的准确重建是得到准确定量结果的关键,为此需要解决晶界间断不连续的问题.设计了两种晶界断点连接方法,对比表明,形态学分水岭阈值分割方法的效果更好,但需要解决过度分割和未分割的问题.据此,提出了复杂晶界的准确提取方法,即对区域极小值点进行有效编辑,或在应用watershed变换前在灰度图像上将断点进行连接.     

烧结NdFeB电泳沉积Al及晶界扩散

采用电泳沉积（EPD）方法在烧结NdFeB磁体表面沉积Al膜,研究了不同电泳电压和沉积时间对沉积Al膜的影响,在此研究基础之上,探究了不同晶界扩散工艺对磁体微观组织和磁性能的影响。研究结果表明：最佳的电泳工艺为90 V/30 s,此时膜层与磁体结合情况良好,且厚度均匀适中。晶界扩散工艺为500 ℃/1 h时,磁体获得了最佳的综合磁性能,其矫顽力、剩磁和最大磁能积为953 kA/m、1.41 T和342 kJ/m3,分别提升了30.2%、0.7%和11.4%。微观结构和成分分析发现,晶界扩散后,晶间形成了更为平直光滑的富稀土相薄层,有助于降低退磁场和增强磁隔离效应,最终导致矫顽力的提高。     

金属材料晶界工程研究进展

利用晶界工程技术能够显著提高金属材料的力学、化学及磁学性能,因此,晶界工程已成为金属材料研究的一个重要领域。本文对晶界工程的基本理论进行了介绍,在此基础上综述了近年来这一研究领域的发展概况,并提出了未来的进一步研究方向。     

Rapid solidification of Y3Al5O12 garnet from hypercooled melt

Containerless solidification of Y₃Al₅O₁₂ garnet (YAG) was carried out using an aero-acoustic levitator to elucidate the solidification process beyond the hypercooling limit (ΔT_hyp). A YAG melt was seeded at different undercoolings by a SiO₂ trigger needle. The apparent plateau after recalescence disappeared at around ΔT=500 K and the post-recalescence temperature (T_post) decreased from the melting point with further increase in undercooling. ΔT_hyp of YAG was estimated to be 769 K using the specific heat of liquid that was evaluated by a heat-transfer calculation from the obtained cooling curves. T_post decreased before reaching the estimated ΔT_hyp. Although this behavior was ascribed to heat extraction by the levitation gas, which suggests that the YAG melt did not solidify adiabatically due to the low thermal conductivity, the maximum undercooling of 1060 K indicates that the YAG melt solidified beyond ΔT_hyp. Moreover, the cellular morphology of YAG was observed even beyond ΔT_hyp. It can be seen that the cellular morphology is retained since the thermal supersaturation does not reach unity at ΔT_hyp due to the large kinetic effect.     

钕离子掺杂钇铝石榴石(Nd3+:Y3Al5O12)透明陶瓷研究进展

回顾了新一代激光工作物质Nd3 :Y3Al5O12透明陶瓷的发展历史,并与激光晶体进行了比较介绍了其技术优势,同时简述了Nd3 :Y3Al5O12透明陶瓷的2种常用工艺。