A HRTEM study on a modulation structure in NiAl3 after ion etching

利用像解卷方法对3 keV氩离子减薄后合金相NiAl3中出现的一维无公度调制结构进行了研究.分析了调制结构的形成机理, 提出该调制基本属于成分调制.     

离子减薄后NiAl3合金相中调制结构的高分辨电子显微学研究

利用像解卷方法对3keV氩离子减薄后合金相NiAl3中出现的一维无公度调制结构进行了研究,分析了调制结构的形成机理,提出该调制基本属于成分调制.     

Ni3Al合金蜂窝的制备及微观组织演变规律

目的 研究Ni-Al扩散偶在热扩散过程中的微观组织演变规律,提出Ni3Al合金蜂窝形成的模型.方法 采用电镀技术在易加工的Al蜂窝表面电镀一定厚度的Ni,研究热扩散温度和时间对Ni-Al扩散偶组织结构的影响.采用X射线衍射仪对Ni-Al扩散偶进行物相分析;通过扫描电镜技术对Ni-Al扩散偶截面进行形貌及能谱分析,推测微观组织演变规律.结果 热扩散温度为500℃时,随着热扩散时间的延长,Ni-Al界面处首先出现NiAl3,然后消失,最终形成以Ni2Al3为扩散层主体、NiAl和Ni3Al为过渡层的多层实心结构;热扩散温度为700、1100℃时,Ni-Al扩散偶会分别形成以Ni2Al3、NiAl为内芯,纯Ni为外壳,并以NiAl、Ni3Al薄层过渡的多层中空结构;热扩散温度为1300℃时,随着扩散时间的延长,Al相夹心层从Al、NiAl3、Ni2Al3三相混合结构依次转化为成分均一的单相Ni2Al3和NiAl结构,扩散时间继续延长,Ni层随之耗尽,Ni-Al扩散偶最终形成以γ′-Ni3Al为强化相的Ni-Al合金.结论 Ni-Al固相扩散反应过程中,随热处理温度的提升,Al原子发生了明显的外扩散.Ni-Al液固扩散反应过程中,随热处理时间的延长,Ni原子发生了明显的内扩散.在1300℃热扩散1 h的条件下,能成功制备Ni3Al基合金蜂窝壁.     

Al2O3-TiO2对铝合金表面激光熔覆NiAl涂层组织性能的影响

目的 进一步提高6061铝合金表面的硬度、耐磨性。方法 应用脉冲Nd:YAG激光器在6061铝合金表面制备了NiAl合金涂层和NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层。通过SEM、X射线衍射仪系统研究了Al2O3-TiO2陶瓷相添加对NiAl熔覆层组织形貌、成分分布、物相组成的影响。利用HVS-1000硬度测试仪及HSR-2M高速摩擦磨损机,对熔覆层硬度分布及耐磨性进行测试分析。结果 Al2O3-TiO2陶瓷颗粒加入使涂层宏观成形质量明显提高,表面平整光滑、波纹均匀,熔覆层枝晶间距减小,组织结构明显细化。与NiAl熔覆层相比,在NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层中,具有较高硬度的Al3Ni、Al3Ni2硬质相含量增大。同时,高硬度Al2O3和良好韧性的TiO2、NiTi金属间化合物在复合涂层内部形成。NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层的显微硬度平均可达650HV0.2,相比NiAl涂层提高了300HV0.2;磨损体积仅为铝合金基体的1/9,相比NiAl涂层降低了35%。干摩擦条件下,NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层的犁削、剥落现象显著降低。结论 在细晶强化、硬质相弥散强化及良好韧性的NiTi金属间化合物共同作用下,6061铝合金表面硬度和耐磨性得到显著提高。     

微观相场法研究高铝Ni75AlxV25-x中Ni3Al反位缺陷

采用微观相场法研究高Al浓度Ni75Akv25-x合金析出相Ni3Al的反位缺陷随Al浓度增高的变化规律.选取在1150 K温度下时效从8 at%Al至20 at%Al的共14个合金作为研究对象.研究结果显示:此类型合金主要反位缺陷类型是VAl、NiAl;随Al浓度增高,反位缺陷AlNi增高:而Ni Al、VAl、VNi 3种反位缺陷变化与Al浓度和Ni3V析出与否相关,Al浓度稍低时,有Ni3v相析出,Al浓度增高反位缺陷Ni Al降低,VHi升高,VAl没变化;Al浓度稍高时,无Ni3V相析出,Al浓度增高反位缺陷NiAl稍有降低,VNi、VAl明显降低.     

Ni25Al75合金快速凝固过程中的包晶反应与凝固进程

用平面流铸技术制备了Ni25Al75合金条带，利用XRD，TEM和EDS对快速凝固后的显微组织和微区成分进行了分析。研究表明，Ni—A1合金快速凝固过程中的包晶反应受到了很大程度的抑制，从而影响到快速凝固进程，造成最终相组成中出现了平衡条件下不可能出现的α(A1)，并使NiAl3相有效合金浓度和生长速度增加，导致最终相组成中NiAl3相质量分数增加。     

铝含量对定向凝固Ni3Al基合金显微组织和持久性能的影响

研究了铝含量对定向凝固Ni3Al基合金铸态和热处理态显微组织的影响，用定向凝固技术制取合金。测试了合金的高温持久性能，利用SEM，EDS，XRD等考察了持久断裂试样的微观形貌。结果表明，铝含量在6．5％～9．5％(质量分数，下同)范围内，合金的铸态组织由γ′，γ和MC碳化物组成，9．5％Al的合金形成大量的γ′初晶和少量β—NiAl相；1300℃，4h固溶热处理使次生γ′全部固溶，共晶γ′固溶很少，直到合金初熔γ′初晶和β—NiAl相仍不能固溶，严重损伤合金的高温强度；在1100℃，70MPa条件下持久时间高于10h时，合金即出现明显的筏排组织，持久裂纹主要沿柱晶横向段和枝晶间萌生扩展。7．5％～8．5％的铝含量是添加了W，Mo，Ta，Ti等合金元素的定向凝固Ni3Al基合金的适宜范围。     

Ni-Al合金凝固过程的分子动力学模拟

利用分子动力学研究Ni3Al和NiAl合金在不同冷速下的凝固过程,分析冷却过程中不同温度下的偶分布函数、能量和体积的变化.研究表明:冷却速率为4×1013 K/s时,Ni3Al形成非晶结构;冷却速率为4×1011 K/s时,Ni3Al在1 100 K左右结构开始发生变化,最终形成晶体结构.冷却速率为4×1013 K/s时,NiAl形成非晶;冷却速率为4×1011 K/s时,NiAl在810 K形成部分的晶体结构.     

铜表面Ni2Al3涂层高温抗氧化性能与组织转变研究

以铜为基体,采用电镀镍和浆料包渗铝法制备出Ni2Al3渗层.研究了900℃下空气中不同氧化时间,Ni2Al3渗层的高温抗氧化性能与组织转变行为.结果表明:经电镀Ni及随后800℃×12h浆料包渗铝,可在铜表面获得厚度为250μm、物相单一的致密Ni2Al3渗层.900℃氧化实验过程中,氧化时间在100h内,渗层表面X射线衍射分析中,没有Al2O3相衍射峰产生,Ni/Ni2Al3界面的Ni2Al3,相首先转变为NiAl相,并且NiAl相随时间延长而增厚;超过150h后,在渗层中Al2O3相出现衍射峰,同时Ni2 Al3相全部转变成NiAl相.在高温氧化过程中渗层无明显剥落现象,到250h时渗层仍具有良好的抗高温氧化性能,渗层表面由NiAl相和Al2O3相组成.     

Ni+Al元素粉末法制备WC-Ni3Al-B复合材料(英文)

为发展WC-Ni3Al-B复合材料的液相烧结制备技术,研究由羰基Ni粉、分析纯Al粉和粗WC粉的混合粉末反应合成制备的WC+Ni3Al预合金粉末。采用DSC和XRD分别研究3Ni+Al和70%WC+(3Ni+Al)混合粉末在550～1200°C和25～1400°C温度范围的相变过程。结果表明:Ni3Al相的形成取决于反应温度。在200～660°C热处理温度范围内,除了WC相外,还存在Ni2Al3、NiAl和Ni3Al相;而在660～1100°C温度范围内,仅存在NiAl和Ni3Al相;在1100～1200°C温度范围可以获得均匀的WC+Ni3Al预合金粉末混合物。采用该预合金粉末制备的WC-30%(Ni3Al-B)复合材料具有很高的致密度,且WC晶粒呈圆形。与普通商用YGR45(WC-30%(Co-Ni-Cr))相比,WC-30%(Ni3Al-B)复合材料具有更高的硬度(9.7GPa),低的抗弯强度(1800MPa)和相近的断裂韧性(18MPa.m1/2)。     

The structure and adhesion of hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) films synthesized on CoCrMo alloy by plasma immersion ion implantation and deposition at different flow ratios of acetylene to argon

Hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) film is deposited on CoCrMo alloy by plasma immersion ion implantation and deposition (PIII-D) at different flow ratios of acetylene to argon (C₂H₂/Ar). The results show that Ar fraction in the C₂H₂-Ar gas mixture has an important effect on the structure and the adhesion of the a-C:H films. When Ar fraction in the C₂H₂-Ar gas mixture is less than 50%, the fabricated a-C:H film composition transfer from graphite-like to diamond-like which contains higher sp³ binding thanks to Ar ion bombardment, and the adhesion strength decreased with the increment of Ar fraction. But when Ar fraction in the C₂H₂-Ar gas mixture is beyond 50%, the fabricated film contains more sp² bonding for thermally driven and exhibits higher adhesion strength with the increment of the Ar fraction.     

Radiation damage of 1Cr18Ni9Ti and Zr-Ti-Al alloys due to energetic particle irradiation

The radiation damage of 1Cr18Ni9Ti stainless steel and the Zr-Ti-Al alloy by 200 keV Xe+ ions bombardment at the fluence ranging from 1×1014 to 8×1015 ions/cm2 has been investigated by conventional transmission electron microscope, X-ray diffraction line profile analysis (XRDLPA) and nanoindentation. XRDLPA shows that the order of magnitude of dislocation density in both materials remains almost unchanged up to the highest irradiation dose. Selected-area electron diffraction combined with bright and dark field image indicates that 1Cr18Ni9Ti is more easily damaged than the Zr-Ti-Al alloy. With increasing the ions fluence, the radiation damage became more severe in 1Cr18Ni9Ti, accompanied with phase transition and partial amorphization. The nano-hardness was found to increase rapidly with increasing ion fluence till the dose of 1×1015 ions/cm2, and then gradually saturate with dose. The enhancement of hardness in irradiated materials is due to irradiation-induced defects acting as barriers to dislocation motion.     

La1＋xMg2-xNi9（x=0，0．5，1．0，1．5）合金的储氢性能及电化学性能研究

利用高频熔炼方法制备了La1＋xMg2-xNi9（x=0，0．5，1．0，1．5）系列合金，并对其进行了XRD分析和储氢容量及电化学性能测定。结果表明：随着La含量增大，合金中LaNi5和（La，Mg）Ni3相转变为LaNi3相，且Mg2Ni相出现，晶胞体积也增大，合金的储氢容量和电化学性能提高；当x=1．5时，Mg2Ni相消失，合金的储氢性能有所下降。当x=1．0时，即La2MgNi9合金具有较好的储氢容量及电化学容量。     

Bulk and surface modifications of insulating poly (paraphenylene sulphide) films by ion bombardment

Thin poly(paraphenylene sulphide) (PPS) films (2 μm thick), bombarded with He⁺ (380 keV), B⁺ (350 keV) and Ar²⁺ (700 keV) at fluences ranging from 10¹² to 2 × 10¹⁶ ions cm⁻², were analysed by X-ray diffractometry, UV-visible absorption spectroscopy, electrical resistance measurements and solubility tests. The polymer gradually underwent an amorphization process indicated by the decrease in the main X-ray diffraction peak area and also lost its solubility with increasing ion fluence. This behaviour revealed the formation of cross-linking and amorphous structures. A red shift of the optical absorption threshold with increasing fluence was also observed by UV-visible spectroscopy. This trend is usually attributed to the conjugation of unsaturated carbon bonds which gives rise to non-localized π electrons. From these spectral data the gap between valence band and conduction band (optical gap E_g) using a model for amorphous semiconductors can be obtained. The conjugation process increased with fluence resulting in a decrease in the optical gap. For Ar²⁺ -bombarded samples the optical gap saturated at 0.9 eV for fluences around 10¹⁵ cm⁻². The decrease in E_g with increasing fluence is a direct indication that a new group of conducting structures is being formed in the polymeric material. Electrical measurements made immediately after 2 × 10¹⁶ Ar²⁺ cm⁻² bombardment revealed that the electrical resistivity decreased by 18 orders of magnitude in relation to the original PPS. When the bombarded samples were exposed to air the electrical conductivity decreased. This electrical instability was assigned to the free radicals present in the polymer chain after ion bombardment. This work shows that different hydrogenated amorphous carbon films can be obtained from one common polymeric matrix by judicious choice of the projectile ion stopping mechanism.     

Cr3C2/Ni3Al复合材料的微观组织和室温耐磨性

采用药芯焊丝法制得Ni-Al-Cr3C2复合焊丝,将该焊丝堆焊于工件表面,在堆焊过程中,利用氩弧物理热和Ni-Al反应热,Ni与Al化合反应生成Ni3Al金属间化合物,Cr3C2则发生分解,除少部分[C]与[Cr]固溶于Ni3Al基体中外,大部分反应重新析出细小的Cr3C2相,均匀地分布于Ni3Al基体中.室温磨粒磨损和微动磨损实验结果表明,Cr3C2/Ni3Al复合材料的耐磨性为Stellite12合金的2倍左右,较高的硬度、高的碳化物体积分数以及碳化物与Ni3Al基体间良好的界面结合力是Cr3C2/Ni3Al复合材料耐磨性优良的主要原因.     

Ar+离子束对U薄膜表面粗糙度的影响

采用Ar+离子束对U薄膜表面进行反应溅射,通过白光干涉仪和台阶仪的测量与分析,着重研究Ar+离子束溅射能量、入射角度对其表面粗糙度Ra的影响,并与Ar+离子束刻蚀试验进行比对.结果表明,以30°角入射,随溅射时间的增加,能量为0.5 keV的Ar+离子束较1.0 keV对U薄膜表面粗糙度趋于减小,表面愈光滑,溅射深度仅限于纳米级,而与金属Mo的刻蚀效果相比与之相反.Ar+离子束溅射对材料表面具有超精细抛光的效果,辅之于离子束微米级刻蚀减薄,将有助于U薄膜表面精细加工.     

硼离子注入对多晶Ni力学性能及微观结构的影响

用能量为50keV,剂量为3×10~(17)ions/cm_2的B~+注入多晶Ni,通过力学性能实验研究了多晶Ni注入前后表面硬度和疲劳性能的变化,以及多晶Ni表面层注入和疲劳前后化学成分、滑移特征、裂纹萌生、断裂方式和微观结构的变化。结果表明,B~+注入多晶Ni后,表面区域形成一个不同组织结构的由Ni-B非晶、Ni_3B和Ni_4B_3第二相以及辐照损伤组成的多层次的注入层,提高了多晶Ni的表面硬度,并使其疲劳极限提高16％。探讨了B~+注入影响多晶Ni疲劳极限的几种可能机制。     

等离子喷涂WC-20Cr3C2-7Ni/8YSZ复合涂层的组织及摩擦学性能

为提高连铸机拉矫辊的服役寿命,通过等离子喷涂技术在模具钢H13表面制备不同质量比的WC-20Cr₃C₂-7Ni+8YSZ复合涂层,分析各涂层的微区组织、显微硬度、抗划伤性、耐磨性和磨损形式。结果表明,在WC-20Cr₃C₂-7Ni粉末中分别加入30wt%、50wt%的8YSZ,其复合涂层的致密性明显提高,且涂层晶粒明显得到细化;WC-20Cr₃C₂-7Ni涂层中出现WC_1-x与W相,且随着8YSZ的添加WC相的结晶强度变弱;WC-20Cr₃C₂-7Ni+30wt%8YSZ涂层平均硬度(1172 HV0.2)相对于WC-20Cr₃C₂-7Ni涂层(1152 HV0.2)并没有明显变化,WC-20Cr₃C₂-7Ni+50wt%8YSZ涂层硬度(1052 HV0.2)相对于WC-20Cr₃...     

储氢合金La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5及其氘化物的

用X射线衍射(XRD)、中子衍射(NRD)和Rietveld全谱拟合方法分析和研究PuNi3型La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金及其充氘后的氘化物晶体结构。结果表明,退火合金La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5由主相(La,Mg)Ni3相(PuNi3-type)和少量LaMgNi4相(MgCu4Sn-type)及La2Ni7相(Ce2Ni7-type)组成;Co元素在(La,Mg)Ni3相中主要分布在AB5单元中6c和AB5/AB2单元共格处的18h位置上;合金充满氘后形成了La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5D4.0,D原子在(La,Mg)Ni3相中主要占据RM5单元中的36i2、18h5、6c4及RM2单元内的6c1、18h3和18h1位置上,其中RM5单元中的氘含量为6.5(1)D/f.u.,而RM2单元中吸纳的氘量为3.2(2)D/f.u.。充氘后La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5D4.0晶胞整体基本呈各向同性膨胀(δa/a=7.1%,δc/c=9.1%),但在RM2单元中其各向异性膨胀较大(δc/c=15.8%,δV/VRM2=32.8%),而在RM5单元中各...