TC4合金(α+β)/β转变温度的金相法测定与理论计算

采用连续升温金相法测定TC4合金的相变温度为985℃。基于EET理论与钛合金相变基本理论,以纯钛的α/β转变温度为依据,利用表征合金相重构难易程度的价电子结构参数nA,合金组成相α与β的晶胞权重W,相修正系数C及β稳定元素的温度系数TMc,给出了一种计算TC4合金(α+β)/β转变温度的EET方法。用该EET理论模型计算的TC4合金的相变温度为974.58℃。TC4合金(α+β)/β转变温度的EET理论计算值与连续升温金相法试验测定值的相对误差为1.1%,说明从价电子结构层次计算TC4合金的(α+β)/β相变温度是可靠的。     

铜合金固溶强化的电子理论解释

基于固体与分子经验电子理论(EET),建立Cu-Cr合金的相空间价电子结构计算模型和方法,计算不同Cr含量的铜合金中各个结构单元的相空间价电子结构,从相空间价电子结构角度探讨合金元素的合金化行为,从电子结构层次探讨合金元素对基体所产生的固溶强化效应;提出与铜合金的固溶强化相关的价电子结构参数-固溶强化综合判定因子,并对不同合金的判定因子进行计算.结果表明,提出的固溶强化综合判定因子能够解释合金元素对基体的固溶强化效果,且与实验结果相符.     

TiMe合金的价电子结构分析及结合能计算

应用固体与分子经验电子理论,采用键距差分析方法,分析了金属间化合物ＴｉＭｅ（Ｍｅ＝Ｆｅ,Ｃｏ,Ｎｉ,Ｐｄ,Ｐｔ,Ａｕ）的价电子结构,确定了Ｔｉ及Ｍｅ元素在这些合金中的状态,所贡献的共价电子数、自由电子数以及共价电子在总价电子中所占的比例。结果发现随合金中价电子数的增加,合金的马氏体相变温度Ｍｓ有上升的趋势。在此基础上计算了这些合金的理论结合能,所得结果与实验事实相符。     

三元Fe3Al基金属间化合物价电子结构分析

依据固体与分子经验电子理论，分析了Ｆｅ３Ａｌ基金属间化合物的价电子结构，建立了ＤＯ３型晶胞的键络模型，为提示合金成分－结构－性能与Ｆｅ３Ａｌ合金相价电子结构的关系作了初步尝试。     

延性β相稳定性与合金元素合金化行为的研究

基于余氏固体与分子经验电子理论，利用平均原子晶胞模型计算了Ti3Al基合金中延性β相的价电子结构，给出了其价电子结构信息——相结构因子nA，σN，F。用相结构因子nA，σN，F分析讨论了β相价电子结构与稳定性的关系及合金元素的合金化行为。认为β相及含不同合金元素的β相的精细价电子结构是金属间化合物α2-Ti3Al合金化与Ti3Al基合金选择Nb，V，Mo3种合金元素作为常用合金化元素的微观本质原因。     

合金γ-TiAl价电子结构的计算及其力学性能

利用固体与分子经验电子理论计算了合金γ-TiAl及γ-TiAl、α—Ti、β-Ti、α2-TiAl的价电子结构；利用价电子结构给出的信息-相结构因子αN、F、ρL/V、ρC/V和键络的空间分布nα，讨论了γ-TiAl、合金γ-TiAl的价电子结构及其与力学性能的关系，分析了合金元素的合金化行为，提出了改善γ合金力学性能的有效途径。     

Ti-4.5Al-5Mo-1.5Cr合金增韧的价电子理论研究

利用余氏固体与分子经验电子理论和程氏改进的TFD理论计算了Ti-4.5Al-5Mo-1.5Cr与Ti-6Al-4V两种合金的相空间及其异相界面价电子结构。利用价电子结构参数－相结构因子和界面结合因子，分析讨论了合金元素Mo,Cr和V对Ti-4.5Al-5Mo-1.5Cr与Ti-6Al-4V钛合金相空间及其异相界面价电子结构的影响，进而在电子结构层次上揭示了Ti-4.5Al-5Mo-1.5Cr合金增韧的微观本质原因。     

镁对铜碲合金电性能的影响

用SB2230型数字电桥测试了铜碲镁合金的电阻率,用同步辐射装置测试了铜碲镁合金表面电子结合能,用扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)分析了铜碲镁合金的形貌与组成,进而研究了镁对铜碲合金电性能的影响,研究表明少量镁的加入,增大了合金表面电子结合能,显著降低了价电子态密度,因而加入镁的铜合金电导率要低于铜碲合金,这是由于镁固溶于铜中,使铜基体的晶格结构产生畸变,同时其价电子与铜的价电子相互作用形成化学键从而减少了纯铜价电子的数量,因而引起电阻的增加,但随着合金中镁含量的增加,合金的再结晶温度明显升高.     

Al-Cu合金GP区形成过程的价电子结构演变

基于EET理论和Gerold的Al-Cu合金GP区终态原子结构模型,建立GP区价电子结构计算模型,研究GP区价电子结构的演变过程,提出形成过程中GP区点阵常数的计算方法,计算GP区的价电子结构,分析了Cu含量对其价电子结构的影响。结果表明,Al-Cu合金时效过程中GP区是渐进形成的。在形成初期,Spinodal分解机制占主导作用;在形成后期,正常的形核-长大机制占主导作用。随着Cu原子的富集,GP区最强共价A键的共价电子对数nA逐渐增加,B、C、D键的共价电子对数nB、nC、nD逐渐减少。GP区A键变强的原因在于B、C、D键上的共价电子逐渐向A键转移。     

镁合金熔体结构信息的价电子理论研究

运用固体与分子经验电子理论（EET）对Mg-Al合金熔体进行价电子结构分析,在此基础上构建了基本结构模型,获得熔体的基本结构信息。通过分析升温和降温过程中镁合金熔体黏度-温度关系曲线V(t)的不可逆现象,间接地对熔体结构信息的不可逆变化作出判断。结果表明：原子间各键共价电子对数nα的差异是造成熔体结构信息变化的根本原因,直接导致合金熔体存在微观不均匀性;当温度升高至730 ℃附近时,结构相对稳定的原子集团内部的Al-MgIII(C)键开始发生断裂,熔体结构达到新平衡的相对均匀状态;遗传自固态组织中微观不平衡结构的消失和原子集团内部Al-MgIII键的破坏及原子发生的不可逆重排是曲线V(t)发生不可逆变化的本质原因。这对于深入认识镁合金熔体结构信息及探索凝固微观机制具有重要理论意义。     

电子束熔炼制备钼-钛梯度材料的研究

通过对Mo、Ti元素基本性质及Mo-Ti二元合金相图的分析，设计了Mo-Ti复合层，在钛合金基体上制备了Mo-Ti梯度材料。结果表明，Mo-Ti梯度材料成形良好，复合层中Mo元素沿厚度方向连续均匀变化。     

Corrosion Resistance of AZ91 Mg Alloy Modified by High-Current Pulsed Electron Beam

The high-current pulsed electron beam(HCPEB) treatment with current density 6 J/cm~2 was applied on AZ91 Mg alloy to improve its corrosion resistance. Results showed that the net-like Mg_(17)Al_(12) disappeared on the surface of AZ91 Mg alloy after irradiation by HCPEB, which was instead of supersaturated Al element on the surface. Nevertheless, the application of HCPEB also led to the formation of crater-like and groove-like structures as well as micro-cracks on the surface of AZ91 Mg alloy. After HCPEB treatment by 3, 5 and 10 pulses, the AZ91 Mg alloy exhibited better corrosion resistance.However, the increasing amount of micro-cracks reduced the anti-corrosive properties of AZ91 Mg alloy as the pulse increased to 20 and 30.     

强流脉冲电子束轰击产生表面熔坑的数值模拟研究

在纯A1强流脉冲电子束表面改性实验的基础上，通过数值计算方法对其温度场和熔化过程进行了模拟，给出了脉冲半高宽度为0．5μs、能量为3J／cm^2电子束轰击铝靶后：熔化深度约为2．5μm，与TEM的观察结果一致，熔化从0．4μs开始到1．6μs结束，最先完全熔化的位置约为1．4μm，亚表层首先熔化并且迅速膨胀(沉积的能量在最大射程的1／3处达到最大值)，体积膨胀力大约为275MPa，引起了熔体从亚表层通过表层向外喷发，熔体的喷发速度约为1330m／s，随后表面从内向外经历速率为10^9K／s的冷却过程，因而使得表面形成类似于火山坑状的“熔坑”。验证了SEM和TEM的实验结果。     

微量铬元素对FeB相价电子结构的影响

进行了铬元素降低硼化物层脆性实验验证,用EET（Experimental Electron Theory)理论,着重分析了微量铬元素对FeB相价电子结构的影响。认为：铬原子置换FeB相中的Fe原子,可改善FeB相空间键络分布不均匀的状况,使强键与弱键差值减小,提高弱键的键能,对其他键也有不同程度的强化作用,从而降低FeB相的本质脆性。     

Fe3Al金属间化合物的价电子结构与其力学性能的关系

对长程有序金属间化合物Fe3Al(Fe-28Al)进行淬火处理(有序度截留)研究,处理后获得的B2结构对Fe3Al的力学性能产生了极大的影响,实验结果表明,处理后Fe3Al的硬度和强度有明显的下降。运用固体与分子经验电子理论(EET)对比研究了Fe3Al金属间化合物的两种结构(DO3型和B2型)价电子结构与其力学性能的关系,发现价电子结构与力学性能之间有很好的相关性。     

Electron spin resonance of thin films of organic light-emitting material tris(8-hydroxyquinoline) aluminum doped by magnesium

We have successfully observed electron spin resonance (ESR) signals of radical anions in thin films of tris(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq₃), a compound widely used as electron transporting and luminescent layers in organic light-emitting diodes. To obtain definitely defined radical-anion states in Alq₃, we doped Alq₃ with Mg by co-evaporating these materials. The obtained g value and peak-to-peak ESR linewidth ΔH_pp of Alq₃ radical anions are 2.0030 and 2.19 mT, respectively. Theoretical g value and hyperfine interactions were calculated by density functional theory method, which are in good agreement with the experimental results. A quantitative evaluation of doping concentration was performed. We confirmed that doped charges are localized at deep trapping sites by the lineshape analysis and temperature dependence of the ESR signals. Morphological investigation using transmission electron microscopy clarified that the co-evaporated Mg atoms form clusters.     

电子束选区熔化成形纯钨的显微组织与晶体取向研究

采用增材制造技术中的电子束选区熔化成形方法制备了高致密度纯钨试件,分析了电子束选区熔化成形纯钨的传热过程和显微组织特点,重点研究了在几种热传导的共同作用下,纯钨的显微组织特点和晶体的取向分布。结果表明,电子束选区熔化纯钨的显微组织为以外延生长的方式形成的柱状晶。在样品内部,沿成形方向向下为最主要的热传导方向,温度梯度最大,柱状晶生长方向与热流方向相反,形成完全竖直生长的柱状晶;在样品外侧面,沿成形方向向下的热传导和向侧面粉床的热传导共同作用,使得热传导的方向与成形方向出现一定偏差,因此柱状晶组织与成形方向呈30-45_⁰夹角。同时,电子束选区熔化成形纯钨沿着成形方向,形成[111]和[100]方向的择优取向。     

时效不锈钢舱体的电子束焊与电阻点焊

时效不锈铜以其强度高、韧性好、焊接性能优良的优异综合性能成为空空导弹舱体制造中最主要的结构材料.分析了某型号空空导弹舱体的结构特点和时效不锈铜的焊接性,介绍了舱体制造时所采用的焊接、旋压、热处理这三大关键技术,着重阐述了电子束焊和电阻点焊技术在舱体制造中的应用,详细说明了焊接参数的调试原则和控制焊接缺陷及焊接变形的方法与措施.检验与探伤、拉伸结果表明:首批试制的时效不锈钢舱体的尺寸精度和焊缝与焊点的焊接质量、力学性能符合设计要求,工艺方案完全适合于舱体的加工.     

纯镁在强流脉冲电子束轰击下的表面熔化和汽化行为

采用熔化和汽化两种模式对纯镁表面进行了脉冲电子束轰击处理，并在实验和理论基础上用数值方法模拟了温度场、熔化过程及汽化过程的演化。结果表明，在熔化模式下，次表层先熔化和准静态压应力共同作用导致次表层液滴喷发，形成典型的火山口形貌，并产生强的瞬间冲击热应力；在汽化模式下，沸腾在表层一定范围内同时进行，使得表面起伏不平，并产生大量小液滴，在电子束流中，这些小液滴被充上负电，并在电场力的作用下重新返回表面，从而解释了汽化后的特殊表面形貌。汽化量的计算值与实测值也符合较好。     

DD32单晶组织对电子束浮区熔炼技术定向凝固的响应

采用电子束浮区熔炼技术对快速凝固法(HRS)制备的DD32单晶进行了重熔定向凝固处理，对在不同扫描速率下处理的DD32单晶重熔定向凝固组织进行了深入观察分析。结果表明，固液界面温度梯度是电子束扫描速率的函数，当电子束扫描速率为0．2mm／min时，固液界面的温度梯度≥1000K／cm。DD32合金较高的溶质含量及相对较高的扫描速率导致成分过冷而使单晶难于形成。当电子束扫描速率大于一定数值时，重熔后的定向凝固组织内可以观察到细晶和粗晶两种柱状晶区；熔区形态的变化和强烈对流是造成此时温度场和溶质场分布不均匀的最主要原因。