黄铜中纳米级微裂纹的形核与钝化

黄铜薄膜试样在透射电镜中原位拉伸观察表明，在平衡条件下加载裂发出的位错纯化成无位错区，它是一个应变很高的异常弹性区。当缺口足够锐，外加载荷足够大时，这个非线弹性区中的应力有可能达到原子键合力，从而使纳米级微裂纹在无位错区中不连续形核，或从钝化的原裂纹顶端形核。这个微裂纹一昊形核，即使保持恒位移，也将钝化成空洞或缺口。     

纳米晶软磁薄膜Fe-Ti-N的结构、磁学性能和热稳定性研究

在高溅射功率900W下用RF磁控溅射方法制备了厚为630－780nm的e-Ti-N薄膜。结果表明：当膜成分（原子分数，％，下同）在Fe-3.9Ti-8.8N和Fe-3.3Ti-13.5N范围内，薄膜由α′和Ti2N沉淀组成，磁化强度4πMs超过纯铁，最高可达2.38T；而矫顽力Hc下降为89A／m，可以满足针对1.55Gb/cm^2高存储密度的GMR／感应式复合读写磁头中写入磁头的需要，N原子进入α-Fe使α′具有高饱和磁化强度；Ti的加入，阻止α′→α γ′的分解，稳定了强铁磁性相α′，是Fe-Ti-N具有高饱和磁化强度的原因。由于由晶粒度引起的对Hc的影响程度Hc^D与晶粒度D有以下关系：Hc^D∝D^6，晶粒度控制非常重要。N原子进入α-Fe点阵的八面体间隙，引起极大的畸变，使晶粒碎化。提高溅射功率也使晶粒度下降。两者共同作用，能使晶粒度下降到约14nm，使Hc下降。晶界是择优沉淀地点，在α′晶界上沉淀Ti2N能起钉扎作用，阻止晶界迁移，使纳米晶α′不能长大。薄膜的结构和Hc的稳定温度不低于520℃。     

电场、残余应力和介质对PZT-5H铁电陶瓷压痕裂纹扩展的耦合作用

通过在硅油中加恒电场实验,研究了PZT-5H铁电陶瓷Vickers压痕裂纹的扩展行为,探讨了电场、残余应力以及介质间的耦合作用.结果表明,残余应力不足以使压痕裂纹在硅油中发生滞后扩展,只有外加恒电场E>0.2 kV/cm,电场、残余应力和介质的耦合才能使压痕裂纹在经过一个孕育期tp后发生滞后扩展.由于有效应力强度因子随裂纹扩展而下降,故压痕裂纹扩展10-30 μm后就将止裂.压痕裂纹在硅油中滞后扩展的门槛电场强度EDp=0.2 kV/cm.如外加电场大于临界电场Ep=5.25 kV/cm,电场和残余应力的耦合可使压痕裂纹瞬时扩展;保持恒电场,裂纹能继续扩展,然后止裂.如外加电场大于12.6 kV/cm,不需要残余应力协助,电致裂纹也能在光滑试样上形核、长大、连接,导致试样断裂.试样发生电致滞后断裂的门槛电场EDF=12.6 kV/cm,发生瞬时断裂的临界电场EF=19.1 kV/cm.     

单晶硅压痕裂纹的氢致滞后扩展

利用压痕裂纹恒载荷试样，研究了单晶硅在空气中应力腐蚀以及动态充氢时氢致滞后开裂的可能性；利用卸载的压痕裂纹试样研究了残余应力引起氢致滞后开裂的可能性．结果表明，单晶硅压痕裂纹恒载荷试样当KI=KIC时在空气中并不发生应力腐蚀．在H2SO4溶液中动态充氢，则能发生氢致滞后开裂，止裂时归一化门槛应力强度因子为KIH／KIC≈0.9、卸载压痕裂纹的残余应力在充氢过程中也能引起氢致滞后开裂，归一化门槛应力强度因子为KIH／KIC≈0．9．     

单晶SnO2纳米带裂纹形核的临界应力和断裂韧性

使用纳米压痕法测量了单晶SnO2纳米带的硬度、断裂韧性以及裂纹形核的临界应力。结果表明，当载荷大于临界值后微裂纹就从压痕顶端形核、扩展；与此相应，在载荷一位移曲线上出现位移突变平台，根据平台载荷计算出压痕裂纹形核的临界应力σc=3．4GPa；利用裂纹的长度计算出SnO2纳米带的断裂韧性为0．028—0．066MPa-m^1／2，其平均值为KIc=0．044MPa-rn^1／2，它比其它块体脆性材料的断裂韧性小一个数量级,实验测出SnO2纳米带的硬度H=6．25GPa和弹性模量E=86．7GPa。     

321不锈钢点蚀电位影响因素的研究

通过正交设计和对比实验研究了温度、pH值以及Cl-和SO2-4含量对321不锈钢点蚀电位的影响.正交设计表明,温度和Cl-(Cl-≥0.014mol/L)含量对点蚀电位Eb的影响显著,但pH值(6～9)则没有影响.对比实验表明,当Cl-≤0.014 mol/L时,Cl-对Eb没有影响,当Cl-＞0.014 mol/L,则Eb随Cl-浓度对数升高而线性下降.点蚀电位随温度升高而下降.如不含Cl-,则SO2-4对Eb没有影响,当Cl-=0.028 mol/L时,Eb随SO2-4浓度升高而升高,并趋于稳定值.     

C90油管钢的氢损伤

对比研究了三种油管钢（宝钢的Ｃ９０和日本的ＳＭ９０及ＳＭ９５）的氢致开裂性能．ＳＭ９０，ＳＭ９５和Ｃ９０产生氢损伤的临界扩散氢质量分数（×１０~（－６））分别为１．７６，４．３和８．３８；临界全氢质量分数（×１０~（－６））分别为４．２４，６．３５和１０．２２三种钢在Ｈ_２Ｓ中的门槛应力σ_（ｔｈ）／σ_ｓ分别为０．６４，０．８０和０．８５．三种油管钢抗氢损伤能力和抗氢致滞后断裂的能力是一致的，以Ｃ９０为最好，它和氢的扩散系数无关．Ｃ９０钢缺口试样氢致滞后断裂门槛值Ｋ_（ＩＨ）与可扩散的氢质量分数ｗ_０有关，实验获得Ｋ_（ＩＨ）＝４６－１２．５１ｌｎ_（ｗ０）．理论分析和实验结果完全一致．对Ｃ９０钢，当ｗ_０≤４．８×１０－６时，在任何Ｋ_Ｉ／Ｋ_Ｃ下均将获得韧窝断口；ｗ_０≥７．６×１０~（－６），Ｋ_Ｉ／Ｋ_Ｃ≥０．５时，则氢致韧断；Ｋ_Ｉ／Ｋ_Ｃ≤０．４时，则氢致脆断．     

（Al，Mn）3Ti-2V金属间化合物的热腐蚀研究

研究了(Al，Mn)3Ti-2V和TiAl在900℃的(Na，K)2SO4以及850℃的Na2SO4 NaCl熔盐中的热腐蚀行为．结果表明，(Al，Mn)3Ti2V在(Na．K)2SO4中的耐蚀性很好，腐蚀产物膜很薄，外层是保护性的Al2O3，内层是Al2O3 TiO2 TiS的混合膜．当熔盐中存在NaCl时，(Al，Mn)3Ti2V的耐蚀性极差，腐蚀产物的厚度比在(Na，K)2SO4中大100多倍，且具有分层结构，最外层富MnO(含少量NAl2O3和TiO2)，第二层为Al2O3 少量TiS，第三层为TiO2 TiS，由于不能形成保护性的Al2O3层，腐蚀产物极易剥落。     

氢对不锈钢钝化膜破裂应力的影响

用纳米力学探针测量了316不锈钢电解抛光以及抛光后阳极钝化试佯的载荷-压入位移曲线，并研究了氢的影响．结果表明，一旦表面存在氧化膜(电解抛光)或钝化膜(阳极钝化)，在载荷-位移曲线上就会出现恒载荷平台；对氧化膜，平台载荷较小，对应膜的屈服；对钝化膜，平台载荷较大，对应膜的破裂．氢可降低钝化膜的平台载荷以及相同载荷下的压入位移，从而使得钝化膜的复合弹性模量Er和破裂应力σF都随试样中氢浓度Co的升高而下降，例如，Er(GPa)=100 82e^-0.01Co，σF(GPa)=1．59 2．93e^-0.010Co。