时效温度对NiTiNb9合金相变温度及微观组织的影响

采用DSC、SEM等方法,研究了时效温度对马氏体相变及其逆相变温度、相变滞后、平均相变焓以及微观组织的影响.结果表明:在300～400℃,NiTiNb9合金存在一个敏感时效温度,在这个敏感温度区间处理,其相变温度会发生突变,而在这个敏感温度之前或之后的温度区间,NiTiNb9合金的相组成基本保持不变.微观组织分析表明,NiTiNb9合金在时效过程中析出的一些细小的β-Nb相颗粒,会形成应力场抑制马氏体的形核和长大,从而使得马氏体相变温度降低;与此同时,由于Nb元素的扩散,部分Nb将取代基体相中的Ni位置,引起基体中Ni/Ti原子比的微小变化,从而使马氏体相变温度发生变化.     

Co掺杂对NiTiNb形状记忆合金组织和性能的影响

研究了Co掺杂对宽滞后NiTiNb合金的组织结构、相变行为、形状记忆效应和力学性能的影响.结果表明:Co的添加不仅有效抑制了NiTiNb合金中的(Ti,Nb)2Ni相的形成,同时还降低了合金的马氏体相变开始温度(Ms);掺Co在维持相变滞后(111 ℃)较高水平的情况下,使NiTiNb合金的屈服强度、延伸率、恢复力和最大恢复率分别从320 MPa、20%、434 MPa和5.3%增加到460 MPa、24.5%、486 MPa和7.8%.因而合金化是提高NiTiNb合金强度和恢复力的一种有效方式.     

Co、Pd掺杂对NiTiNb记忆合金相变影响的第一原理研究

基于第一原理计算方法,通过比较Co、Pd合金化前、后NiTiNb合金能态、电子、态密度等微观结构变化,表征和评判了Co、Pd掺杂对NiTiNb合金相变的影响,结果表明：Co元素在NiTi和NiTi(Nb)相取代Ni位的结合能和形成焓小于其取代Ti位,表明Co元素将以取代Ni位形式固溶,Mulliken布居和电子密度计算显示,Co固溶后将与最近邻Ti原子形成强键作用,导致Co周围Ti原子活性降低,Ni/Ti原子比升高,所以Co合金化后NiTiNb合金Ms反而降低。对于Pd元素,虽然其取代Ti位的形成焓略小于取代Ni位,但NiTi(Pd→Ni)和NiTi(Nb)(Pd→Ni)的结合能均小于Pd取代Ti位,同时Pd→Ni位后固溶相的Fermi能级处电子数减少,Pd成键峰峰值更高、峰型更集中,所以Pd以置换Ni位更稳定,Ni/Ti原子比降低,NiTiNb合金Ms升高     

Al、Ti掺杂对Mg2Ni合金相结构稳定性的影响及其微观机理

采用第一性原理赝势平面波方法,研究元素Al和Ti掺杂对Mg2Ni储氢合金相结构稳定性的影响及其微观机理.结果显示:在掺杂浓度x＝0～0.5范围内,所形成的Mg2Ni型Mg2-xMxNi(M＝Al,Ti)固溶体合金的相结构稳定性随Al掺杂浓度的增大而增强,随Ti掺杂浓度的增大而减弱,且Mg2-xMxNi(M＝Al,Ti)固溶体合金相对于立方结构的Mg3MNi2(M＝Al,Ti)化合物呈现热力学不稳定性,极易分解成由立方结构Mg3MNi2(M＝Al,Ti)和六方结构Mg2Ni组成的复合相,计算结果与实验结果吻合.电子结构分析表明,Al、Ti掺杂Mg2Ni储氢合金的相结构稳定性与体系在低能级区的成键电子数密切相关.     

冷坩埚感应熔炼对NiTiNb合金成分和组织的影响

采用冷坩埚真空感应熔炼方法制备NiTiNb形状记忆合金,研究了冷坩埚熔炼过程中合金成分与微观组织的主要影响因素,分析了熔炼过程元素损耗的特征及主要原因,并提出了提高合金成分控制精度的方法。研究表明：较高的加热功率和多次熔炼有利于各组元的充分合金化;合金中C、O等杂质的含量随熔炼时间的延长而增加,随真空度的提高而降低,且真空度的影响大于熔炼时间;较慢的熔体冷却速度会导致铸锭中出现柱状晶区,且冷速越慢柱状晶区与凝壳区尺寸均会相应增大;熔炼前期Ni和Ti剧烈反应所引发的飞溅将会加剧合金元素的损耗,通过对合金原料进行补偿修正可大幅提高成分的控制精度。     

NiTiNb合金等径角挤压时的变形行为及微观组织演变规律研究

研究了等径角挤压(ECAP)对NiTiNb合金的变形行为和微观组织演变规律,并分析了挤压道次对组织的影响。结果表明,挤压过程中载荷先增大后迅速降低,4道次变形后,(Ti,Nb)2Ni硬脆相完全消失。此外,TiNi基体相经ECAP变形后明显细化。     

硼掺杂金刚石薄膜的制备和性能研究

通过热丝化学气相沉积法,在硅基上沉积硼掺杂金刚石薄膜,研究硼源流量对硼掺杂金刚石薄膜的导电性能、晶粒尺寸、晶面方向及残余应力等的影响。结果表明:随硼流量增加,金刚石薄膜电阻迅速降低;超过一定流量后,薄膜的缺陷和杂质增多,阻碍了电阻的进一步下降。硼流量在0~25 mL/min内逐渐升高时,金刚石薄膜平均晶粒尺寸从3.5 μm增长到8.3 μm,硼元素促进了（111）晶面的生长;硼流量继续增大到35 mL/min时,对（111）晶面的促进作用减弱,晶粒尺寸减小且晶粒表面缺陷增多而失去完整性。X射线衍射分析表明:随硼流量增加,金刚石薄膜（111）晶面和（110）晶面的衍射峰面积比,呈先增加后减少的趋势,在硼流量为20 mL/min时达到最大值;且硼掺杂金刚石薄膜残余应力为压应力。在硼源流量小于10 mL/min时,应力随流量的增加而减小;当硼流量大于30 mL/min时,应力随流量的增加而增大。      

退火对Ni47Ti44Nb9合金激光焊接接头力学性能与形状记忆效应的影响

为了降低镍钛铌(NiTiNb)宽滞后记忆合金紧固环的制备成本,研究了退火对激光焊接接头力学性能和记忆效应的影响。焊接接头在850℃进行了退火处理。结果表明:焊接接头的组织粗大且不均匀,抗拉强度与延伸率均显著低于母材。经过退火后,再结晶导致焊接接头组织更加均匀;母材与焊接接头抗拉强度均大幅度下降,但延伸率均得到较大提高,尤其是焊接接头的延伸率可以提升到28.57%。退火态焊接接头在-40℃变形13%时表现出接近于母材的形状恢复率。     

添加W元素对Sm-Fe合金相组成及微观结构的影响

使用XRD,SEM,金相显微镜等手段研究了添加W元素对Sm-Fe合金相组成及微观结构的影响.结果表明:W元素的添加改善了Sm-Fe铸态合金的微观结构,有效地抑制了α-Fe的生成和长大,减少了铸锭中的富Sm相和α-Fe相等杂相含量,Sm-Fe-W合金均匀化热处理4 h即可达到未加W元素的Sm-Fe合金均匀化热处理16 h相同的效果.     

CaCO3掺杂对MnZn功率铁氧体微观结构和性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了Zn16Mn0.73Fe2.11O4铁氧体材料,研究了CaCO3掺杂量对烧结试样微观组织和磁性能的影响.结果表明,适量的掺杂CaCO3能改善材料的微观结构,并且能明显提高材料的磁性能.当掺杂量为0.06wt％时,样品拥有最佳的磁性能,其中μi=-3110,25℃测试的Bs=535 mT,Br=69 mT,HC=11.5 A/m,100kHz、200 mT下测试的PCV～T曲线最低并且平缓,最低损耗PCV=297 kW·m-3.     

热处理温度对BN界面涂层微观结构和相稳定性的影响

采用化学气相渗透工艺在SiC纤维表面制备BN界面涂层,在比沉积温度更高的温度下分别对涂层进行热处理.采用扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱等技术,对BN界面涂层的微观结构和化学成分进行分析,并对涂层进行相稳定性能研究.结果表明:在850℃沉积的BN界面涂层分别在1050、1150、1250℃下进行热处理,B...     

Li掺杂对AB5型稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响

采用粉末烧结法,制备了一系列掺杂Li的AB5型稀土贮氢合金,并研究了Li掺杂量对贮氢合金MlNi3.55Mn0.40Al0.30Co0.70Lix相结构和电化学性能影响.结果表明:随Li掺杂量的增加,合金的晶胞参数c、c/a和晶胞体积V也随之增大;适量Li(x≤0.20)掺杂对合金的电化学容量有所提高,MlNi3.55 Mn0.40 Al0.30 Co0.70 Li0.20合金的0.2C放电容量达到273.53 mA·h/g;掺杂Li能改善合金的高倍率放电性能,当Li的含量为0.20～0.30时,合金的高倍率放电性能最好;掺杂Li能不同程度地提高贮氢合金的充放电循环稳定性,当x=0.20时,其循环性能最好,MlNi3.55Mn0.40Al0.30Co0.70Li0.20合金200次循环的电容与最大电容的比率(S200)达86.2%,但当Li掺杂量大于0.50时,合金的循环性能反而下降.     

对硬质合金性能与粘结相结构稳定性的影响

采用动态热模拟技术,研究对硬质合金性能与粘结相结构稳定性的影响,发现可改善合金性能,其主要作用是抑制粘结相Ｃｏ向六方结构转变,且在长期热循环效应下保持稳定。     

B掺杂对La-Fe-Si合金微观结构及磁热效应的影响

研究了小剂量B元素的掺杂及热处理对La-Fe-Si快淬条带微观结构及磁热性能的影响。结果表明:B的掺杂促进了La(Fe,Si)_(13)相的形成,相比于未掺杂B的La-Fe-Si合金,La-Fe-Si-B合金在热处理前就已经获得较多的相,当B的掺杂量为0.08,快速凝固过程中获得的La(Fe,Si)_(13)相的相对含量最多。B的掺杂有利于快速凝固过程中微观组织结构的细化,这些细化的微观组织缩短了热处理过程中进行包析反应(α-Fe+LaFeSi→ La(Fe,Si)_(13)的元素扩散路径,有利于快速反应生成La(Fe,Si)_(13)相。在热处理过程中,B的掺杂优化了合金的微观组织结构,与没有掺杂B的La-Fe-Si合金相比,其居里温度和磁热效应得到提高。当B的掺杂量由0增加到0.08,合金快淬条带的居里温度由210K提高到233K,最大等温磁熵变由5.47J/kg·K提高到9.40J/kg·K。     

硼掺杂梯度对硬质合金金刚石涂层的影响

为提高硬质合金刀具上金刚石涂层的结合性能,采用热丝化学气相沉积法在YG 8硬质合金基体上沉积高、低梯度硼掺杂微米金刚石（high gradient boron-doped micron crystal diamond, HGBMCD;low gradient boron-doped micron crystal diamond, LGBMCD）涂层和无硼掺杂的微米金刚石（micrometer crystal diamond, MCD）涂层,探究沉积过程中硼掺杂浓度的梯度大小对金刚石涂层的形核和生长性能的影响。结果表明:随着硼的掺入,金刚石的形核密度增大,生长6 h后的金刚石晶粒更均匀细小,其中LGBMCD的晶粒尺寸大部分在2～3 μm;而石墨相在梯度硼掺杂金刚石涂层中的生长会被抑制,HGBMCD中I_Dia/I_G高达14.65,残余应力仅为–0.255 GPa,且Co₂B、CoB等硼钴化合物含量随硼掺杂梯度的减小而增大;金刚石涂层的残余应力因硼的掺入逐渐从压应力转变成拉应力,残余应力大小先减小后增大;洛氏压痕显示,随着硼的掺入,金刚石涂层的结合性能提高,LGBMCD的结合性能最好,在1 470 N下可达到HF2级。因此,适当的硼掺杂梯度有利于提高金刚石涂层的质量和结合性能。      

Mn掺杂对BST／SBN复相陶瓷相组成和结构的影响

利用传统氧化物烧结方法制备了掺杂Mn的BST／SBN复相陶瓷，采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜详细研究了Mn掺杂对复相陶瓷的相组成和微观结构的影响。结果表明，掺杂Mn对钙钛矿和钨青铜两相共存没有影响：Mn以Mn^3＋的形态在两相中固溶，与钙钛矿相形成间隙固溶体，而与钨青铜相形成置换固溶体：随着Mn掺量增加，钙钛矿相的相对含量逐渐增高，而钨青铜相的含量则降低：掺杂适量的Mn有利于抑制钨青铜相的晶粒异常长大并提高复相陶瓷的致密度。     

氮气流量对C、N共掺杂NiCr合金薄膜微观结构和电性能的影响

目的 提高埋入式薄膜电阻材料的电性能,使其具有较大的方阻值、电阻率和较小的电阻温度系数。方法 利用闭合磁场非平衡反应磁控溅射技术,制备C、N共掺杂NiCr合金埋入式薄膜电阻材料。以前期优化后的溅射参数作为基本实验条件,通过改变氮气流量,分别在铜箔基底和参照基底载玻片上,沉积C、N共掺杂NiCr合金埋入式薄膜电阻材料。用扫描电子显微镜（SEM）和白光干涉仪表征薄膜的表面形貌,用X射线衍射仪（XRD）表征薄膜的微观结构,用X射线光电子能谱仪（XPS）、X射线能量散射谱仪（EDS）测试薄膜的成分,用表面轮廓仪测膜厚,用拉曼光谱仪分析薄膜中的C元素,用四探针测量系统测试埋阻的方阻值和热稳定性。结果 随着氮气流量的增加,薄膜的衍射峰减弱,非晶化程度增强;当氮气流量为15 mL/min时,薄膜能获得较小的电阻温度系数和较大电阻率,此时薄膜的电阻温度系数范围为0≤TCRNiCrCN≤ 1.663′10-4 K-1,电阻率可达到2.2970×10-3 Ω×cm。结论 反应溅射中产生的中间相Cr2N和CN对薄膜的电阻率和方阻值有影响,C、N共掺杂NiCr合金埋入式薄膜电阻材料的电性能优于NiCr合金薄膜和C掺杂NiCr合金薄膜电阻材料。     

铁基超微晶合金的磁性,结构及稳定性研究

用Ｘ射线、ＳＥＭ和ＴＲＭ研究了ＦｅＣｕＭＳｉＢ系（Ｍ＝Ｎｂ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｗ，Ｎｉ）合金的表面晶化、磁性、结构和温度稳定性。发现Ｂ含量低，表面晶化严重。Ｂ、Ｓｉ和Ｍ含量影响合金的磁性。在晶化温度（Ｔｘ）附近温度下进行无磁场、纵向磁场或横向磁场退火，可以获得性能优良的高起始磁导率、高矩形比或低剩磁合金。ＦｅＣｕＭＳｉＢ系超微晶合金是由１０～３０ｎｍ的α－Ｆｅ（Ｓｉ）相（或还有少量的Ｆｅ３Ｓｉ相）和非晶相组成。上述三类性能不同的超微晶合金，显示了良好的温度稳定性。     

合金元素掺杂对TiV_(2.1)Ni_(0.4)合金相结构及电化学性能的影响

研究了合金元素掺杂对TiV2.1Ni0.4系列合金的相结构及电化学性能的影响。XRD分析表明,该合金由V基固溶体主相和以网状分布于主相晶界的Ti2Ni第二相和C15型Laves第三相组成。BEI、EDS和电化学测试表明,Zr、Cu合金元素进入第二相晶格而使合金的电化学容量略降,但提高了合金的循环性能;Cr元素由于大部分进入到主相晶格而使合金的电化学循环性能大幅度提高,经40次循环后容量保持率仍达88.4%,但最大放电容量有所降低。     

RhZr相结构稳定性和电子结构性质的第一性原理研究

用第一性原理计算研究RhZr两种晶体结构的结构稳定性和电子结构性质。采用基于第一性原理的平面波赝势法,分别用局域密度近似和广义梯度近似法,对晶体原子的结构进行优化,并分别对正交晶系RhZr和立方晶系RhZr的基态性质,如晶格参数、能态密度、形成能以及形成焓等进行计算。计算结果表明：正交晶系RhZr比立方晶系RhZr更容易生成,而且生成的正交晶系RhZr比立方晶系RhZr更稳定。能态密度计算结果表明：立方晶系RhZr比正交晶系RhZr稳定,是因为在立方晶系RhZr中不仅存在Rh？Zr还存在Rh？Rh或者Zr？Zr之间的相互作用键。由态密度分析还可看出,在费米面附近Rh的4d轨道与Zr的4d轨道存在较强的轨道杂化。