氢致PZT-5H铁电陶瓷导电性变化

通过实验和第一性原理计算的方法研究了氢致PZT-5H铁电陶瓷导电性变化的规律和机理.随着充H含量的增加,PZT-5H陶瓷的电阻率逐渐降低,当陶瓷中总H的质量分数为11.2×10-6时电阻率降至1.51×109Ω.cm,介于半导体和绝缘体之间.随着H含量进一步升高,霍尔效应表明PZT-5H陶瓷变成n型半导体.第一性原理计算表明,当进入Pb(Zr0.5-Ti0.5)O3晶格的H质量分数等于临界值(96×10-6)时,[Pb(Zr0.5Ti0.5)O3]32H系统变成了半导体;随着H含量的升高,态密度图向低能方向平移,[Pb(Zr0.5Ti0.5)O3]nH系统变成了导体.     

温度和湿度对Nafion膜氢传感器性能的影响

系统研究了以Nafion112膜为电解质的氢传感器在不同工作环境下的氢敏感性能.结果表明,以Nafion112膜为电解质的氢传感器对氢具有很好的敏感性,可以实现微量氢气泄漏的快速检测.该传感器在氢气体积分数为(500～3000)×10-6时的响应电压与氢气体积分数的对数呈线性关系,为标定不同环境下氢气含量与传感器响应电压的对应关系提供了依据.在相同湿度条件下,传感器响应电压随温度的升高而下降.湿度对传感器响应电压的影响与温度相关:温度较低时,响应电压随湿度的增加而下降;温度较高时,响应电压随湿度的增加而升高.     

马氏体时效钢的研究现状与发展

马氏体时效钢是指以无碳或微碳的铁镍马氏体为基体,时效时能产生金属间化合物以进行沉淀硬化的超高强度钢。回顾了马氏体时效钢的发展历程,通过论述马氏体时效钢中各合金元素的作用讨论了其合金化的特点,结合马氏体时效钢的性能特点,介绍了其应用现状。此外,重点阐述了马氏体时效钢的氢脆敏感性问题,并对其未来的发展提出展望。     

THREE DIMENSIONS PHASE FIELD SIMULATION OF MECHATRONIC COUPLE FOR FERROELECTRIC MATERIALS

利用三维相场理论模拟了铁电材料的自发极化、电滞回线以及力电耦合对畴变的影响. 结果表明, 外场下的畴变是通过新畴形核及畴壁移动所引起的长大实现的. 逐渐改变外场时, 在矫顽场附近各类电畴均发生90°畴变, 从而导致极化强度突变. 沿垂直电场方向加 拉、压应变能阻止或促进沿电场方向的畴变.     

STRESS CORROSION CRACKING OF 321 STAINLESS STEEL SINGLE CRYSTAL UNDER MODE Ⅱ LOADING

研究了不锈钢Ⅱ型单晶试样在４２％沸腾ＭｇＣｌ＿２溶液中的应力腐蚀。结果表明，对任何晶面取向的试样，其应力腐蚀裂纹均在最大正应力处形核，而在最大剪应力位置并不发生应力腐蚀．在最大正应力位置的周围虽有滑移线，但在裂纹形核的区域并无滑移线，而在有滑移线的地方却没有宏观裂纹。观察表明，有些滑移线上存在很多蚀坑，在蚀坑较轻微的滑移线上，有许多微裂纹，这些裂纹与滑移线成一定角度（约２０°）．在应力腐蚀裂纹的形核与扩展中起作用的是位错局部塞积所形成的应力集中．位错塞积应力与电化学过程的联合作用下导致了应力腐蚀开裂，金属表面的滑移台阶虽然也会发生腐蚀，但并不起主要作用。     

TiNi形状记忆合金的马氏体观察及微观力学性能分析

利用金相显微镜和纳米压痕仪观察TiNi形状记忆合金的应力诱发马氏体和氢致马氏体形貌,并分析TiNi合金不同组织的微观力学性能.其中应力诱发马氏体呈板条状突起,而氢致马氏体和氢化物呈不规则突起.同时发现TiNi合金充氢组织的微观硬度和弹性模量最高,而马氏体组织的硬度高于奥氏体相,其弹性模量低于奥氏体相.     

应力促进PZT铁电陶瓷的电致滞后断裂

用单边缺口拉伸试样研究了外加应力强度因子对PZT-5铁电陶瓷电致瞬时断裂以及在硅油中电致滞后断裂的影响。结果表明，在硅油中发生瞬时断裂的临界电场强度EF随外加应力强度因子KI的升高而线性下降，外加正、负恒电场在硅油中能发生滞后断裂，外加KI则促进电致滞后断裂，电致滞后断裂的门槛电场EDF随KI升高而线性下降，且和电场符号无关，外加应力促进恒电场下的滞后断裂表明，应力、电场和环境对铁电陶瓷的断裂存在耦合作用。     

奥氏体不锈钢应力腐蚀和氢致开裂裂尖区的氢浓度分布

氢在奥氏体不锈钢应力腐蚀中的作用一直为人们所关注。许多工作表明,奥氏体不锈钢在热浓氯化物溶液中发生应力腐蚀时,氢可以进入试样,并对其力学性能和电化学性能产生影响,但尚无证据表明进入试样的氢量足以产生氢致开裂。另一些工作表明,氢致开裂临界应力场强度因子(K_(HIC))高于应力腐蚀开裂的相应值(K_(SCC));阴极极化延缓应力腐蚀,而阳极极化则加速应力腐蚀。就试样内的平均氢浓度来源,前者都明显高于后者,但在裂尖区的局部范围内,氢浓度的大小和分布,还很少有直接的证据。微区定氢大多是在断裂后测定断口上的氢分布,这种在应力松弛后测定的结果并不能反映应力腐蚀开裂时的真实情况。此外,断面粗糙不一,影响因素多,不便于比较。我们根据LT-IA型离子探针仪样品室的特点,设计了一套相应的夹具和试样,首次在带载情况下测定了321不锈钢应力腐蚀和电解充氢裂纹尖端区的氢浓度分布。     

浸蚀促进BaTiO3单晶的畴变和裂纹扩展的研究

研究了浸蚀对极化和未极化的BaTiO3单晶中畴变和压痕裂纹扩展的影响.结果表明,对面内极化试样(即极化方向[001],压痕面(100)),用HCl+HF水溶液浸蚀20 s,其压痕裂纹的平均长度由(140±17)μm扩展至(211±26)μm,即增长50%,同时压痕裂纹所围的90°畴变区也明显增大;先浸蚀再打压痕和压痕后再浸蚀所得的结果相同.其原因和浸蚀剂分子吸附降低表面能有关.对离面极化试样(即压痕面(001)垂直于极化方向[001]),则浸蚀对其裂纹长度和畴变区基本没有影响.对未极化试样,浸蚀使其裂纹长度从(150±21)μm增至(182±30)μm,即增长约20%,同时畴变区亦增大.     

The role of atomic hydrogen and hydrogen-induced martensites in hydrogen embrittlement of type 304L stainless steel

The role of atomic hydrogen and hydrogen-induced martensites in hydrogen embrittlement in slow strain rate tensile tests and hydrogen-induced delayed cracking (HIC) in sustained load tests for type 304 L stainless steel was quantitatively studied. The results indicated that hydrogen-induced martensites formed when hydrogen concentration C0 exceeded 30 ppm, and increased with an increase in C0, i.e. M(vol%) =62-82.5exp( - C0/102). The relative plasticity loss caused by the marten-sites increased linearly with increasing amount of the martensites, i.e. Iδ(M),% = 0.45M(vol %) = 27.9-37.1 exp( -C0/102). The plasticity loss caused by atomic hydrogen Iδ(H) increased with an increase in C0 and reached a saturation value Iδ(H)max = 40% when C0 > 100 ppm. Iδ( H) decreased with an increase in strain rate E , i.e. Iδ (H), % = - 21.9 - 9. 9(?), and was zero when (?)≥(?)c = 0.032/ s. HIC under sustained load was due to atomic hydrogen, and the threshold stress intensity for HIC decreased linearly with lnC0, i.e