微晶,纳米晶CuCr触头材料的组织及性能

采用机械合金化的方法制备出Ｃｕ－Ｃｒ纳米合金粉并分别在９２０℃，７５０℃及５８０℃将合金粉热压烧结得到微晶，纳米晶ＣｕＣｒ合金。５８０℃热压可以得到致密度大于９０％的钠米晶ＣｕＣｒ块体，７５０℃及９２０℃热压晶粒长大到微米量级。     

微晶、纳米晶CuCr触头材料的组织及性能

采用机械合金化的方法制备出Cu-Cr纳米合金粉并分别在920℃、 750℃及580℃将合金粉热压烧结得到了微晶、纳米晶CuCr合金. 580℃热压可以得到致密度大于90%的纳米晶CuCr块体, 750℃及920℃热压晶粒长大到微米量级. 纳米晶CuCr材料在真空间隙中的耐电压强度接近常规致密、低氧CuCr触头材料的水平.     

纳米NaY分子筛的制备及其晶化过程

以偏铝酸钠和工业级水玻璃为原料,在没有加入有机添加剂的条件下,采用水热晶化法,通过3步陈化再晶化成功制备出纳米NaY分子筛。通过XRD、SEM、TEM、FR-IR和BET等检测手段系统表征样品的微观结构;并研究其晶化过程。结果表明,在晶化温度为100℃、晶化时间为8 h、导向剂加入量为20%的条件下,制备出比表面积为909 m2/g、孔体积为0.41 cm3/g、孔径分布在0.7 nm左右、晶粒粒度集中分布在40~60 nm之间的纳米NaY分子筛。     

用非晶晶化法制备纳米晶材料

纳米晶材料具有一般固体材料所没有的优异的力学和电磁特性。通常的纳米晶材料为粉末、薄膜或细丝，因其尺度比较小，产业化比较困难。利用非晶晶化的方法可以制备纳米晶带材、丝材和粉末。例如纳米晶磁性材料Ｆｅ－Ｎｂ－Ｃｕ－Ｓｉ－Ｂ、纳米晶强度材料Ａｌ－Ｎｉ－Ｂ－Ｆｅ等已用此法生产。其中纳米晶磁性材料已大量生产，达到实用规模。实验表明，非晶的成分、制备工艺以及随后晶化的方式都影响纳米晶的形成和以后的使用性能。     

钢铁材料表面自身纳米晶化及其应用前景

实现钢铁材料表面自身纳米晶化的主要方法有超声喷丸、高能喷丸和机械研磨处理等。大塑性变形诱发晶粒碎化和应变诱导相变是钢铁表面自身形成纳米晶的主要机制。表面自身纳米晶化能够显著提高钢铁材料的表面强度、硬度、耐磨和耐疲劳性能，在化学热处理和电化学防护方面展示了广阔的应用前景。     

压应力作用下Cu-Ta非晶薄膜表面纳米晶化的可能机制

用磁控溅射技术制备了Cu-Ta合金非晶薄膜，并采用扫描电子显微镜研究了压应力导致非晶薄膜表面形变和纳米晶化现象。结果表明：在纳米压头的作用下，非晶薄膜表面压痕的锯齿流边沿处形成了纳米级颗粒（纳米晶化）结构，且压痕外沿的颗粒尺寸大于内沿的颗粒尺寸。导致上述微观结构变化的主要原因可能是非晶自由体积流变膨胀过程中，压头的压应力使材料内部自由体积发生移动，在非晶基体中汇集成一些空位或气团，纳米晶粒在这些空位或气团处形核并长大；当气团积累到一定体积发生爆裂，导致屈服变形，纳米晶粒被挤到压痕锯齿流的前沿。     

镍渣制备微晶玻璃的结晶动力学及结晶化过程

探讨以镍渣为主要原料采用熔融法制备建筑用微晶玻璃.研究引入Cr₂O₃作为晶核剂的镍渣微晶玻璃的成核及晶化过程.利用DSC测试来确定基础玻璃的晶化温度,并利用修正的Johnson-Mehl-Avrami(J/VIA)方法初步计算以镍渣为主要原料所制备的基础玻璃在加入质量分数2%的Cr₂O₃作为晶核剂后的结晶活化能E及结晶动力学参数k(T_p),计算结果分别为E=371.1kJ·mol^-1,结晶动力学参数k(T_p)=0.29.采用XRD、SEM和光学显微镜测试、分析及观察方法来鉴定、分析微晶玻璃试样的主晶相及微观结构.结果显示,加入晶核剂的基础玻璃从930℃开始均匀地析出透辉石相晶体;随着温度的升高,晶体尺寸也逐渐增大,在温度达到950℃后,对样品进行30min保温热处理,样品中晶体尺寸达到10~15μm.     

非晶合金CuxTi1—x晶化过程的热稳定性研究

为探索影响非晶合金热稳定性的因素,对由单辊液态淬火法制备的四种非晶合金Cu_xTi_(1-x)(X=0.45、0.55、0.65、0.69)进行了差动扫描量热分析(DSC)。得出了晶化温度T_c、晶化激活能△E_c和吉布斯自由能改变值ΔG(T_c)与成份的关系曲线。结果发现:Cu-Ti系中存在T_c∞ΔE_c,T_c∞1/ΔG(T_c)关系。最后利用经典的J-M-A结晶理论和合金能量理论解释了实验结果。     

非晶Pr8Fe86B6合金的晶化动力学

用差热分析（DTA），结合X射线衍射（XRD）研究了非晶Pr8Fe86B6合金的晶化动力学。结果表明：该非晶Pr8Fe86B6合金的晶化相为α－Fe固溶体和Pr2Fe14B金属间化合物，通过对两相晶化激活能的分析得出：α－Fe相的激活能在晶化初期变化不大，当其体积分散大于8％时，其晶化激活能开始减小，而Pr2Fe14B相的激活能随其体体积分数的增加而减小，且α－Fe相较Pr2Fe14B相容易易化析出。     

Al-Co-Y合金系非晶的形成及其晶化过程

利用熔体快淬法制备出了Al92-xCo8Yx（x=4,6,8,9,10）薄带,采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）进行结构分析,示差扫描量热仪（DSC）进行热稳定性分析。研究了Y的加入对合金的非晶形成能力的影响以及Al84Co8Y8合金薄带等温退火的晶化过程。结果表明：当Y的原子分数为8%时,合金系的非晶形成能力最好;非晶态Al84Co8Y8合金的晶化过程分为3个阶段进行,退火过程中的组织结构转变为：非晶合金→非晶基体＋初晶α-Al＋少量未知亚稳相→α-Al相＋未知亚稳相＋Al9Co2→α-Al相＋Al9Co2相＋Al3Y相。     

高硼含量PrFeB系复合纳米晶薄带之高性能化

本研究乃针对含高硼(≥10%,摩尔分数)之PrFeB纳米晶薄带之磁性能及相变化做一系列探讨。实验发现, 以微量耐火元素(钛、锆、铌及钒))置换铁于PrFeB纳米晶薄带中可有效抑制亚稳定相Pr2 Fe23 B3及Fe3 B, 而生成大量且细的Pr2Fe14B及αFe晶粒, 进而大幅提升其磁性能。当合金成分为(Pr,Nd)9.5Fe78.5Ti2B10时有最佳磁性值, 其Br=9 9 kG, iHc=8.0 kOe及(BH)max=18.7 MGOe。而最大矫顽磁力值iHc=13.2 kOe时(Br=8.8 kG及(BH)max=16.3 MGOe), 则出现成分为Pr9.5Fe78.5Ti2B10之合金薄带。此外, 并对含碳之Pr2(Fe, Nb)23(B, C)3 (Pr7.14(Fe, Nb)82.14(B, C)10.72)及Pr2(Fe, Zr)23(B, C)3合金薄带作研究。结果显示, 碳之添加可提高上述薄带之本质矫顽磁力, 但对Pr2(Fe, Ti)23(B, C)而言, 碳之置换则无改善薄带磁性的效果。     

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金晶化过程的研究

用动态及等温差示扫描量热计（ＤＳＣ）研究非晶合金Ｆｅ７３．５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１３．５Ｂ９在制备态及经预退火后的晶化行为。在制备态，合金的有效晶化激活能Ｑ＝３８４ｋＪ／ｍｏｌ，Ａｖｒａｍｉ因子ｎ＝１．５￣１．７。经过至５１０℃的预退火，Ｑｅ上升到４９４ｋＪ／ｍｏｌ。经过４００℃预退火后ｎ值变化不大，而等温晶化的激活能Ｑ（ｘ）上升了２０￣５０ｋＪ／ｍｏｌ。     

Al2O3对钙硅镁系微晶玻璃性能和析晶动力学的影响

冶金渣经过改质还原并回收金属铁元素后,利用剩余熔渣直接制备成微晶玻璃等高附加值材料,是实现冶金渣高效低碳资源化的有效途径之一.提取金属铁后的熔渣多以CaO-SiO2-MgO渣系为主,通常还需要补充适量Al2O3来改善微晶玻璃相关性能.本文通过向CaO-SiO2-MgO三元玻璃体系中引入不同比例Al2O3,来研究其对微晶...     

非晶纳米Ni-P/PTFE合金镀层的晶化动力学及耐蚀性能

在化学镀Ni-P溶液中添加纳米聚四氟乙烯(PTFE)颗粒,沉积获得磷含量为9%(质量分数)的高磷NiP/PTFE合金镀层,以考察该合金的晶化动力学特性及其耐腐蚀性能。综合单晶X射线衍射及差热分析(DSC)的结果表明,获得的镀层结构为非晶态与纳米晶的混合结构,较非晶态合金的晶化活化能低。纳米PTFE颗粒的存在可能提高了该结构合金的晶化温度。热处理后的Ni-P/PTFE合金的耐腐蚀性能增强与其所形成的钝化膜有关。     

表面纳米晶化处理中碳钢的组织与力学性能

采用高能表面处理技术在40Cr钢的表面制备出具有纳米晶体特征的表面层.用扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了表面纳米层的微观结构,并利用纳米压入法测定了表面纳米层的硬度.结果表明,经过高能表面处理后,样品表面层的晶粒细化为纳米晶,平均晶粒尺寸约为11 nm,表面纳米层的硬度明显提高.     

水雾化制备Fe-Si-B-C非晶软磁粉末及其晶化过程的研究

采用水雾化方法制备了Fe-Si-B-C四元非晶合金粉末。研究了粉末的粒度分布、相结构、微观形貌、热稳定性以及基本软磁性能,并通过Kissinger峰移法计算了其晶化时所需的激活能。结果表明,通过水雾化方法制备的Fe-Si-B-C四元软磁粉末的粒度分布合理;粒径小于38μm的粉末为完全非晶结构,且粉末表面光滑,内部成分均匀;非晶粉末的初始结晶温度为542.15℃,且升温过程中存在2个晶化放热峰;2个晶化反应对应的晶化激活能分别为463.92 k J/mol和910.21 k J/mol;粉末的饱和磁感应强度和矫顽力分别为1.08 T和111.4 A/m。     

高炉渣微晶玻璃体系中的析晶行为

本文以CaO、MgO、Al_2O_3和SiO_2四种氧化物为主要原料,辅以Cr_2O_3、CaF_2和Fe_2O_3为复合晶核剂,B_2O_3为助熔剂,通过高温熔融工艺制备微晶玻璃.系统地研究了四种主要原料的配比对微晶玻璃析晶行为、微观结构、晶相组成及理化性能的影响.通过DTA对基础玻璃的析晶动力学进行分析;通过SEM和XRD对微晶玻璃的微观结构和晶相组成进行分析;通过测定抗折强度、密度及抗酸碱性腐蚀对微晶玻璃的理化性能进行评价.本文创新性地以晶体平均生长指数作为正交试验的研究指标,研究表明:最优的原料配比质量分数为CaO:32%,MgO:13%,Al_2O_3:8%,SiO_2:47%,按此比例混合原料制得的试样经XRD分析得知其结晶相为单一的铝透辉石,衍射峰相比较于其他试样较强,结晶度较高;以此配比制得微晶玻璃制品其晶体平均生长指数高达2.91;最优配比制得的试样抗折强度为147.4MPa,体积密度为3.03g/cm~3,耐酸碱性腐蚀的质量损失率分别为0.37%和0.047%,各项理化性能在各组试样的比较中均处于最优水平.     

晶化时间对Nd9.2Fe84.8-xZrx B6复相纳米永磁材料的影响

利用熔体快淬的方法制取了成分为Nd9.2Fe84.8-xZrxB6（x=0.2,0.8,4.0）非晶薄带,用石英管管式烧结炉对其进行晶化处理,研究了于700℃下不同时间的晶化处理对材料微观组织和性能的影响。结果表明,不同成分的材料的最佳热处理时间是不同的,且随着处理时间的延长,材料由软磁性向硬磁性转变,磁性能呈现出先增后减的趋势,获得的最佳磁性能为：Br=0.683 T;Hc j=514.2 kA/m;BHm=121.8 kJ/m3。     

枝晶凝固过程中的微观偏析半解析数学模型

基于典型微观凝固单元体内的溶质质量守恒,结合前人的研究工作,建立了一个适合于枝晶凝固方式的二元合金微观偏析半解析模型.本模型同时考虑了反向扩散和粗化对微观偏析的影响,并对枝晶臂间距的粗化直接进行计算,因此更为精确.若只考虑反向扩散的影响,本模型可以简化为BF模型形式;而如果只考虑粗化的影响,本模型可简化为Mortensen模型.本模型完整地统一了以BF模型为代表的反向扩散类模型和以Mortensen模型为代表的粗化模型.利用本模型同样可以对多元合金的微观偏析进行很好预测.以Fe-C-X（Si,Mn,P,S）合金体系为例对本模型的求解过程进行了详细的阐述.本模型可以很好地预测Al-4.9%Cu二元合金的共晶分数以及Fe-C-X（Si,Mn,P,S）多元合金体系的零强度温度和零塑性温度,并与实测值吻合良好.     

细晶化技术在钢铁领域中的应用与发展

在寻找新一代钢铁材料的过程中,超细晶化及纳米化技术倍受关注,它也是中国“新一代钢”研究最重要的问题。因为超细晶材料（晶粒尺寸约几个～1000nm）表现出一系列不寻常的物理、化学和力学性能,它包括纳米材料和亚微米材料。“超细晶化及纳米化”是通过进一步细化材料晶粒及夹杂等达到纳米级实现强度翻番目标的首选方案。