热型连铸单晶铜工艺参数对铸棒表面质量的影响

在自行设计，制造的横引式热型连铸设备上对影响连铸过程的各工艺参数进行试验，并就各工艺参数对铸件表面质量的影响机理进行了分析。结果表明，各工艺参数主要是通过影响固液界面在型口中的位置来影响铸棒的表面质量，只有对各工艺参数进行合理匹配，才能得到表面光滑的铸棒，此外，液位高度变化即液位波动，也会对铸棒的表面质量产生 一定影响。     

Cu基块状非晶晶化过程的微区变形及力学性能

在玻璃转变温度以下选择350、400、475及600 K进行1 h的等温退火,用纳米压痕仪、扫描电镜等研究Cu基块状非晶晶化过程的力学性能及变形。Cu基块状非晶在纳米压头作用下体现弹-塑性变形方式,载荷—位移曲线和压痕周边多重剪切带的特征证明了塑性变形的存在。350 K退火试样具有较大的压痕硬度HV和弹性模量E值及较小的塑性变形量dn值;400 K退火后,HV和E值显著减小,dn值明显增大;475 K退火后,有少量晶体相析出,但合金以非晶的特性为主,HV和E值继续减小,dn值继续增大;600 K退火后,晶体相进一步长大和析出,其固溶强化和弥散强化使合金的HV和E值有所增加,dn值略有减小。对塑性变形机理进行了初步分析。     

热型连铸Al-1%Si线材的研究

在自制的水平热型连铸设备上，采用一定的工艺参数，制备出了表面呈镜面，内部组织沿轴向定向排列的柱状晶Al-1％Si线材，其与金属型生产的多晶线材相比，屈服强度提高40％，伸长率提高35．3％，导电率提高了17．3％。     

退火对Cu50Zr42Al8非晶合金电阻的影响

采用惠更斯电桥法和X射线衍射技术测试了Cu50Zr42Al8块状非晶合金在不同温度(500~600℃)保温20min和550℃保温不同时间(10~60min)条件下的电阻值与结构变化。研究发现,Cu50Zr42Al8块状非晶合金的电阻值在接近晶化温度Tx的515~520℃温度区间附近增加得较快,呈现出电阻极大现象,且随着退火温度的升高和保温时间的延长,电阻值均呈现出先增大后减小的变化趋势。     

单晶铜线材载流摩擦磨损行为研究

在经改制过的MS-T3000摩擦磨损试验机上,以黄铜为摩擦副,对热型连铸技术制备的单晶铜进行载流摩擦磨损试验,研究了电流对单晶铜导线载流摩擦磨损行为的影响。结果表明:电流强度对单晶铜干摩擦磨损行为有显著影响。电流在0~15 A范围内,随着电流的增加,摩擦系数与磨损率变化基本一致,呈现先减少后增加的趋势。电流较小时,接触电阻也比较小且较稳定;电流高时,接触电阻比较大,波动剧烈,而且有电弧出现。单晶铜导线在带电条件下的主要磨损形式为磨粒磨损、粘着磨损以及以电化学作用为主的氧化磨损或腐蚀磨损。     

基于扫描间距调控Inconel 738合金的微观组织和力学性能

采用EBSD技术系统地研究了扫描间距h对选区激光熔化(SLM)成形Inconel 738合金微观组织、动态再结晶行为、织构演变和力学性能的影响。研究表明,随着h的增加,平行于沉积方向的细长柱状晶晶粒长/径比减小,晶粒的形貌由粗大的细长柱状晶向细小的等轴晶转变,晶粒的取向变得更加随机;随着h的增加,动态再结晶体积分数增加,再结晶区域位错密度和应变低于未再结晶区域;随着h的增加,其铸造织构的类型发生变化,织构主要由Rotated-Goss织构{110}110转变为Rotated-Goss织构{110}110+Cube织构{001}100,Cube织构的强度逐渐增强,而Rotated-Goss织构的强度逐渐减弱;此外,通过选择合适的扫描间距(h=70μm),沉积态Inconel 738合金可获得优异室温力学性能(σ_y=933 MPa,σ_(uts)=1209 MPa,ε_f=38%),达到良好的强度与塑性匹配。     

二氧化钛包覆氧化锌纳米阵列光阳极的制备与性能

采用直流反应磁控溅射工艺,在ZnO纳米阵列的表面实现TiO2包覆,作为染料敏化太阳能电池光阳极,研究TiO2--ZnO核壳结构的形成机理和制备工艺对其光电性能的影响。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪表征光阳极材料的成分与结构。测试电池组件的伏安特性曲线、电压-时间曲线和电化学阻抗谱,分析TiO2包覆对电子传输性能和光电转换效率的影响机理。结果表明:磁控溅射制备的TiO2颗粒完整地包覆ZnO纳米阵列,使得纳米棒表面形貌由六棱柱向圆柱状转变,间隙变窄,直径较ZnO纳米阵列有所增加,阵列有序度得到改善。随着延长染料吸附时间和TiO2包覆,光阳极界面电子传输阻抗显著增加,光生电子的寿命也得到提高。经过包覆的光阳极能够作为阻挡层钝化表面缺陷,抑制复合的发生,从而提高开路电压和填充因子。经过包覆的光阳极其光电转换效率相对于纯ZnO纳米阵列提高了132%。     

等通道转角挤压过程中纯铜位错密度变化和力学性能

利用等通道转角法(Equal channel angular pressing)对纯铜进行挤压变形,研究变形过程中纯铜组织演变,分析位错密度及其相应力学性能变化规律,探讨层错能对组织演变的影响机理。结果表明:退火后纯铜在ECAP变形过程中由小角度晶界逐渐转变为大角度晶界,晶粒尺寸细化到5~10μm;随着挤压道次的增加,纯铜中位错密度显著增大,1道次时位错密度为0.16×1014 m-2,6道次后位错密度达到最大值,为0.41×1014 m-2,之后位错重组和湮灭使得位错密度在一定程度上减小;材料强度明显提高,塑性减小,退火后纯铜的抗拉强度为220 MPa,伸长率为53.5%,8道次后纯铜的抗拉强度为444 MPa,伸长率下降到22.1%;纯铜拉伸断口韧窝数量逐渐增多、变浅且分布均匀,断裂方式整体表现为塑性断裂。通过对组织演化和力学性能分析得出,纯铜作为中等层错能材料,同时具有低层错能和高层错能金属的一些变形特征。     

强界面能各向异性下二元Ni-Cu合金枝晶生长过程的相场法模拟

基于Wheeler模型和Eggleston修正强界面能各向异性的方法,建立耦合溶质场和温度场的相场模型,模拟强界面能各向异性下Ni-Cu合金枝晶生长过程.结果表明:在强界面能各向异性作用下,界面方向枝晶生长不连续且枝晶出现棱角;由于枝晶尖端温度梯度和溶质梯度较大,枝晶生长迅速.当界面能各向异性强度低于临界值时,枝晶尖端生长速度随界面能各向异性强度的增加而增大;当界面能各向异性强度等于临界值时,枝晶尖端生长速度下降4.34％;当界面能各向异性强度大于临界值时,枝晶尖端生长速度随界面能各向异性强度的增加先增大到极大值后逐渐减小.当无量纲热过冷度较小时,晶体平衡形貌为类矩形;随着无量纲热过冷度的增加,晶体平衡形貌向枝晶转变,枝晶尖端生长速度先呈幂指数增加,然后呈线性增加,枝晶生长由扩散控制转变为动力学控制.     

Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xTix（x=0,0.03,0.06,0.09）合金的微观组织与磁致伸缩性能

利用高真空非自耗电弧炉制备了Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95-xTi_x（x=0,0.03,0.06,0.09）合金,系统研究了不同Ti含量Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95-xTi_x合金的晶体结构、微观组织、磁致伸缩性能及它们之间的关系.结果表明:添加Ti后的Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95-xTi_x合金基体相仍为MgCu₂型Laves相结构,Ti取代了Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95合金中比其自身半径大的稀土原子Tb和Dy而使晶格常数减小.添加Ti后,初生相TiFe₂的形成使得凝固液体中富含R（R=Tb,Dy）从而抑制了有害相RFe₃的生成,Ti在基体相RFe₂中和富R相中都可溶解,分别形成了（R,Ti）Fe₂基体相和富（R,Ti）相.Ti的添加量对磁致伸缩性能的影响很大,当x=0.03时,Ti的添加使磁致伸缩性能较Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95母合金提高幅度最大,但当x=0.09时,由于顺磁相TiFe₂和富（R,Ti）相的析出对磁致伸缩性能不利,但相对于Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95母合金也有少量提高.