Y掺杂MgZn2稳定性、电子结构和力学性能的第一性原理计算

目的 稀土元素Y掺杂是改善7xxx系铝合金断裂韧性的重要途径,然而因其掺杂量极低,通过实验很难测定微量Y对7xxx系铝合金析出相及强韧机制产生的作用,限制了7xxx系铝合金的进一步发展。采用第一性原理计算方法探究Y掺杂对7xxx系铝合金中重要析出相MgZn2的影响机理,为7xxx系铝合金的微合金化强韧机理研究提供理论依据。方法 构建适于第一性原理计算、Mg/Zn的原子数分数比为1∶2的晶体模型,Y原子通过替换Mg或Zn原子的方式进行掺杂,通过能量计算、电子计算和弹性常数计算等分析Y掺杂对MgZn2能量稳定性、电子结构和力学性能的影响机理。结果 经Y掺杂后,形成3种固溶体Mg3Zn8Y、Mg4Zn7Y-1和Mg4Zn7Y-2,它们的形成热均小于0,即它们均可自发形成且稳定存在。通过结合能计算发现,3种固溶体的结合能都小于MgZn2的结合能,说明Y掺杂促进了MgZn2的稳定性。通过电子结构分析发现,Y掺杂后与Mg、Zn原子形成强的共价键,增强了体系的稳定性,Mg-Zn原子间形成了强离子键,MgZn2中Zn-Zn原子间的共价键变为强离子键。力学性能计算结果表明,经Y掺杂后MgZn2的硬度降低、韧性上升, 即Y掺杂增强了7xxx系铝合金中重要弥散析出相MgZn2的韧性,从而提升了7xxx系铝合金的断裂韧性和抗疲劳能力。结论 基于计算结果分析得出,Y掺杂提升了MgZn2的稳定性、键合强度和断裂韧性,相关计算分析为微量Y掺杂增强7xxx系铝合金断裂韧性的实验分析提供了指导。     

氧化钇对TC4钛合金表面包埋渗硼的影响

目的 加快TC4钛合金表面固体渗硼时渗层的生长,研究渗剂中添加Y2O3对渗硼的影响。方法 采用固体粉末包埋渗法对TC4基材进行1 050 ℃/8 h渗硼,包括渗剂中不添加Y2O3以及渗剂中分别添加质量分数为1%、3%、5%、7%Y2O3的试验研究。通过扫描电子显微镜、能谱仪、波谱仪和X射线衍射仪分析渗硼样品的截面形貌、元素含量和表面物相,并测量渗硼样品的表面硬度和摩擦系数。结果 在渗剂中加入1%~7%的Y2O3,渗硼层结构与未添加氧化钇渗剂形成的相同,由致密连续的TiB2层和TiB晶须扩散层组成。Y2O3促进渗层生长的作用与其添加量密切相关。渗剂中加入1%~3%的Y2O3有促进渗硼层生长的作用,且加入3%的Y2O3时,催渗效果最佳,可使渗硼层厚度增加40.24%,但加入5%~7%的Y2O3时反而会抑制渗硼层的生长。能谱分析表明,Y原子能够扩散到渗硼层内,且渗硼层中存在原子数分数为0.01%~0.34%的微量Y元素,其随渗剂中Y2O3含量的增加而增加。热力学分析发现,Y2O3参与渗剂反应形成活性Y原子而渗入基体。向渗硼试剂中加入3%的Y2O3,样品的表面硬度较未添加Y2O3时提高35.54%,摩擦系数较未添加Y2O3时降低28.57%。结论 向渗硼试剂中加入适量氧化钇,是获得TC4合金表面高渗速、高硬度和低摩擦系数渗硼层的一种有效方法。     

熔炼时间对稀土单晶合金坩埚界面反应的影响

为了实现稀土单晶高温合金中稀土含量的稳定控制,明确稀土元素在熔炼过程中参与的坩埚界面反应机理,研究了熔炼时间对含Y高温合金CMSX-4与Al2O3陶瓷坩埚在真空感应熔炼过程中的界面反应和稀土Y收得率的影响。实验结果表明：随着熔炼时间的延长界面反应加剧,熔炼过程中Y首先与Al2O3陶瓷基体发生反应生成Y2O3,生成的Y2O3会继续与Al2O3发生反应生成Y、Al原子比不同的铝酸钇反应层,最终坩埚表面形成的界面反应产物由外层的YAlO3、内层的Y3Al5O12(Y3Al2(AlO4)3) 以及附着的高温合金组成。熔炼10~30min时合金中稀土Y收得量为41.023、4.566和5.368ppm。     

超声振动对含LPSO结构的Mg98Y1.0Ni0.5Al0.5合金显微组织与力学性能的影响(英文)

低Y、Ni含量的LPSO结构增强镁合金具有低成本、优异力学性能的特点。为进一步提升其综合力学性能,掺杂Al元素及熔体超声振动处理是可行的途径。通过扫描电子显微镜、能谱分析、透射电子显微镜、X射线衍射和纳米压痕测试研究掺杂Al元素后低Y、Ni含量的Mg98Y1.0Ni0.5Al0.5合金的显微组织,对比超声振动对显微组织与力学性能的影响。掺杂Al后LPSO结构的含量降低,且在块状LPSO结构相邻处析出圆整的Al₂NiY相。Al₂NiY相与LPSO结构和Mg基体在界面处均不共格。通过对熔体施加超声振动处理后,Al₂NiY相被有效细化为短片状,并均匀分布在基体中,阻碍微裂纹的产生和扩展,从而提高Mg₉₈Ni_0.5Y_1.0Al_0.5合金的力学性能。与未经超声处理Mg₉₈Ni_0.5Y_1.0Al_0.5合金相比,其极限抗拉强度和伸长率提升至187 MPa和7.9...     

氧化钇坩埚对镍三铝基高温合金返回料纯净化熔炼的影响

本文研究了Y2O3坩埚对N3Al基高温合金返回料纯净化熔炼的影响,并对使用Y2O3坩埚和MgO坩埚进行真空感应熔炼的结果进行了对比。结果表明：使用Y2O3坩埚对N3Al基高温合金IC21返回料进行纯净化熔炼有利于降低返回料中的H、N和O含量。和使用MgO坩埚相比分别降低了50%,80%,和80%。最低可以达到0.5 wppm,1 wppm 和2 wppm的数值。当精炼温度高于1550?C或精炼时间超过5分钟时,精炼参数对纯净化熔炼的效果影响很小。     

微量Y(0.2 wt.%)对铸造Mg-Sn合金热变形行为影响

采用MTS-CMT5105电子万能试验机,在温度为250~400℃、初始应变速率为10_-4~10_-1s_-1,最大变形量为40%的条件下,对铸态Mg-2.5Sn(wt.%)和Mg-2.5Sn-0.2Y(wt.%)合金进行压缩变形。结合真应力-应变曲线、峰值应力、显微组织、本构方程、DMM加工图,研究了微量Y(0.2 wt.%)对铸造Mg-Sn合金热变形行为的影响。结果表明：微量Y的添加,在较低应变速率时,会使Mg-Sn合金热压缩峰值应力增加30%以上;但在较高应变速率时,却对其影响不大。会改变合金塑性变形机制的控制方式,即由扩散控制变为位错的滑移和攀移。会抑制动态再结晶。会降低功率耗散系数,扩大加工失稳区。     

银钇合金组织研究

采用真空感应炉熔炼制备Ag-9.89%Y二元合金棒,借助金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针研究分析合金的铸态组织特征。结果表明,Ag-Y合金中存在块状和方形环状的初生Ag51Y14化合物相,以初生Ag51Y14相为中心形成向四周发散呈鱼鳞状交替分布的共晶组织。初生Ag51Y14相中的钇含量高于共晶Ag51Y14相。初生Ag51Y14相边界局部直接生长出共晶组织,局部围绕银固溶体组织,环状初生Ag51Y14组织里侧和外侧组织结构相似。共晶组织片层细小,平行生长方向组织呈层片状,垂直生长方向组织呈点状,2种区域含有相同的银和钇含量。     

Effects of liquid phases on densification of TiO2-doped Al2O3–ZrO2 composite ceramics

This study investigated the densification behaviors and microstructural evolution of Al₂O₃–ZrO₂ (3Y) composite ceramics doped with four different amounts of TiO₂ (0, 1, 4, and 8 wt%; denoted as 0T, 1T, 4T, and 8T, respectively) to clarify the effect of TiO₂ dopants on densification. The shrinkage rate during densification increased with the increase in the amount of TiO₂. The development of grain boundary feature was also examined. The undoped ceramic showed clean grain boundaries. Thin liquid grain boundary phases were observed in 1T, whereas large liquid phases were found on the grain boundary and at the junction pockets in 4T and 8T. The results were discussed in terms of the relationship between densification and grain boundary feature.     

溶胶凝胶法制备Ce_(0.8)Y_(0.15)M_(0.05)O_(2-δ)电解质材料及其性能研究

文章以Ce0.8Y0.15M0.05O2-δ(M=Fe、Co、Mg)为主要研究对象。通过红外、致密度分析、X射线衍射、扫描电镜、交流阻抗、热膨胀等测试方法对试样进行测试和分析,对实验得到的电解质粉及相应的电解质材料的性能进行表征。实验结果表明:溶胶-凝胶法经700℃煅烧成功制备出了单相立方萤石结构的超细粉末,具有良好的烧结活性。1300℃下烧结后相对密度达到97%以上。电导率的测试表明,电解质材料在中温范围有较高的电导率,其中,Ce0.8Y0.15Mg0.05O1.9在800℃时,电导率达到了0.0661 S/cm。     

Z跟踪技术下C/A码与P(Y)码伪距的精度比较

由于AS(Anti-Spoofing)政策的实施,给广大GPS非特许用户的精密测距和高精度导航、定位带来了不少困难,Z跟踪技术就是消除或减弱AS政策影响的一个有效方法。该文首先阐述了利用Z跟踪技术进行保密P(Y)码伪距测量的基本原理,然后采用自行编制的基于精密星历的单点定位程序,利用IGS跟踪站观测数据进行了计算,对C/A码与P(Y)码伪距的精度进行了比较,证实了Z跟踪技术的有效性。