三维多相场数值模拟共晶CBr4-C2Cl6合金在不同抽拉速度下的形态选择

利用KKSO多相场模型对定向凝固共晶CBr₄-C₂Cl₆合金的三维恒速及变速生长过程进行了研究,再现了不同抽拉速度下共晶形态演化及选择过程,建立了形态选择图,研究了变速过程的界面平均生长速度及界面平均过冷度的变化.结果表明,变速前后的形态选择与恒速下的形态选择一致;变速过程的形态演变、界面平均生长速度和界面平均过冷度的变化均产生滞后效应;界面平均生长速度和界面平均过冷度之间的关系与理论结果符合较好. 关键词： 多相场模型 共晶生长 抽拉速度     

Fe81Ga19合金晶体生长取向与磁致伸缩性能

通过区熔定向凝固法,生长出[001]易磁化方向与晶体轴向之间存在不同取向差的Fe₈₁Ga₁₉合金单晶体和Fe₈₁Ga₁₉合金多晶体.极图测试结果显示,Fe₈₁Ga₁₉合金单晶体的[001]方向与轴向取向差分别为12°,5°和3°.采用电阻应变片法测定相应磁致伸缩应变,与外加磁场方向平行的轴向磁致伸缩应变分别为254×10^-6,271×10^{-6< 关键词： 磁致伸缩 81Ga₁₉合金')" href="#">Fe₈₁Ga₁₉合金 晶体取向}     

液态五元Zr57Cu20Al10Ni8Ti5合金的微观结构演变与非晶形成机制

利用电磁悬浮无容器处理技术实现了液态五元Zr₅₇Cu₂₀Al₁₀Ni₈Ti₅合金的深过冷与快速凝固,同时通过分子动力学模拟计算揭示了非晶形成的微观机制.实验发现,凝固组织具有明显的核-壳结构特征,核区为非晶相,壳区主要由ZrCu, Zr₂Cu和Zr₈Cu₅晶体相组成.非晶体积分数随合金过冷度的升高逐渐增大,当达到实验最大过冷度300 K (0.26T_L)时,非晶体积分数增至81.3%.由此导出完全非晶凝固所需临界过冷度为334 K. TEM分析显示,过冷度增大并接近临界过冷度时,合金凝固组织中晶体相主要为Zr₈Cu₅相,而ZrCu和Zr₂Cu相的生长被抑制.在达到临界过冷度后,过冷液相的凝固路径由Zr₈Cu₅结晶生长转变为非晶凝固.此外,合金的晶体壳中存在少量的晶间非晶相,而非晶核中...     

强磁场对Mn-Sb包晶合金相变及凝固组织的影响

以Mn-56.5 wt%Sb包晶合金为研究对象, 进行了不同磁场、不同冷速条件下的凝固实验. 通过对液相线温度、包晶温度的考察, 发现强磁场可以提高Mn-56.5 wt%Sb合金的液相线温度, 且该上升值随磁感应强度的增加而增加, 当所施加的磁感应强度为11.5 T时, 液相线温度升高大约3 ℃, 但施加磁场后包晶反应温度没有明显改变. 对该合金的凝固组织进行定量金相分析发现, 施加磁场后MnSb相明显减少, 该结果与磁场对相变温度的影响相一致. 另外通过X射线衍射分析发现, 强磁场诱发包晶反应生成相MnSb的c轴垂直于磁场方向取向, 而Mn₂Sb相的(311)面平行于磁场方向取向. 对不同冷速凝固的Mn-56.5 wt%Sb合金组织进行定量金相分析结果显示, 强磁场对合金凝固过程的作用效果受到冷却速度的影响. 随着冷却速度的增加, 强磁场对该合金凝固组织中MnSb相的相对含量变化影响效果减弱. 关键词： 强磁场 包晶合金 凝固 相变温度     

Cu50Ni50合金快速凝固的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法研究了Cu₅₀Ni₅₀合金在不同冷却速度下的凝固过程,利用均方位移、径向分布函数和结构可视化等方法分析其微观结构.并对凝固模型进行拉伸模拟,通过应力应变曲线和直观结构变化分析其性能.研究表明：冷却速度对Cu₅₀Ni₅₀合金凝固形成的结构有较大影响,随着冷却速度的升高,凝固形成的结构中晶体含量减少,在较低的冷却速度下,如冷却1×10¹²K/s时,Cu₅₀Ni₅₀合金凝固形成晶体结构;在较高的冷却速度下,如1×10¹⁴K/s时,Cu₅₀Ni₅₀合金凝固形成非晶体结构,且非晶Cu₅₀Ni₅₀合金的抗拉性能要优于晶体Cu₅₀Ni₅₀合金.     

快速凝固Fe62.1Sn27.9Si10合金的分层组织和偏晶胞形成机理

采用自由落体和单辊急冷技术研究了三元Fe_62.1Sn_27.9Si₁₀偏晶合金的相分离和组织形成规律,理论分析了两种快速凝固条件下合金的传热特性.自由落体条件下,由于Marangoni迁移和表面偏析势的作用,液滴凝固组织主要形成富Sn相包裹富Fe相的两层壳核结构.随着液滴直径减小,冷却速率和温度梯度增大,促进偏晶胞快速生长.在单辊急冷条件下,随着辊速的增大,冷却速率从1.1×10⁷增大至6.5×10⁷ K/s,合金熔体内部的液相流动和相分离受到抑制,凝固组织发生"九层结构→两层结构→无分层结构"的转变.同时,凝固过程中FeSn+L₂→FeSn₂包晶反应受到抑制,形成与自由落体条件下不同的相组成.EDS分析显示,αFe相在快速凝固过程中发生显著溶质截留效应. 关键词： Fe-Sn-Si偏晶合金 相分离 快速凝固 溶质截留     

深过冷Cu60Sn30Pb10偏晶合金的快速凝固

实现了大体积Cu₆₀Sn₃₀Pb₁₀偏晶合金的深过冷与快速凝固. 实验获得的最大过冷度为173 K(0.17T_L). 凝固组织发生了明显的宏观偏析,XRD分析表明,试样上部是由固溶体(Sn),(Pb)相和金属间化合物ε(Cu₃Sn)相组成的三相区,下部为富(Pb)相区. 在小过冷条件下,三相区中ε(Cu₃Sn)相的凝固组织为粗大的枝晶,随着过冷度的增大,ε(Cu₃Sn)相细化成层片状组织,且层片间距随过冷度的增大而减小,而(Sn),(Pb)两相始终以离异共晶的方式存在. 富(Pb)相区中分布有少量的ε(Cu₃Sn)枝晶,枝晶长度随过冷度的增大而增大,且在大过冷条件下发生碎断. (Sn)相在ε(Cu₃Sn)相表面形核、长大,其形态类似于包晶凝固组织. 关键词： 深过冷 快速凝固 偏晶合金 层片组织     

抽拉速度对SCN-DC共晶生长形貌的影响

本文采用类金属透明模型合金丁二腈-23.6 wt%樟脑 (SCN-23.6 wt%DC) 合金, 研究了棒状共晶定向凝固组织的演化行为, 考察了抽拉速度对棒状共晶合金组织形貌演化的影响规律. 结果表明, 在共晶生长初期, 共晶组织首先起源于晶粒晶界或者试样盒型壁处, 随后沿液/固界面和平行于热流方向生长; 在较小的抽拉速度 (0.064–0.44 μm/s)下, 棒状共晶界面前沿呈现平界面形态, 内部两相棒状组织平行生长, 并且随着抽拉速度的增大,棒状共晶逐渐细化, 棒状间距减小; 而在较大的抽拉速度 (0.67–1.56 μm/s)下, 共晶界面前沿呈现胞状生长形貌, 胞内的棒状共晶呈放射状生长, 同样, 随着抽拉速度的增大, 胞内棒状共晶逐渐细化, 棒状间距减小. 关键词： 定向凝固 共晶形貌 抽拉速度 共晶间距     

SmCo7纳米晶合金晶粒组织热稳定性的热力学分析与计算机模拟

推导出了单相纳米晶合金的晶界过剩体积与晶粒尺寸之间的定量关系, 建立了纳米晶合金的晶界热力学性质随温度和晶粒尺寸发生变化的确定性函数. 针对SmCo₇纳米晶合金, 通过纳米晶界热力学函数计算和分析, 研究了单相纳米晶合金的晶粒组织热稳定性. 研究表明, 当纳米晶合金的晶粒尺寸小于对应于体系中晶界自由能最大值的临界晶粒尺寸时, 纳米晶组织处于相对稳定的热力学状态; 当纳米晶粒尺寸达到和超过临界尺寸时, 纳米晶组织将发生热力学失稳, 导致不连续的快速晶粒长大. 利用纳米晶合金热力学理论与元胞自动机算法相耦合的模型对SmCo₇纳米晶合金在升温过程中的晶粒长大行为进行了计算机模拟, 模拟结果与纳米晶合金热力学模型的计算预测结果一致, 由此证实了关于纳米晶合金晶粒组织热稳定性的研究结论. 关键词： 纳米晶合金热力学 7纳米晶合金')" href="#">SmCo₇纳米晶合金 热稳定性 计算机模拟     

Ti-45at.% Al合金定向凝固过程中显微组织演化的计算机模拟

采用基于溶质扩散控制模型CA方法对Ti-45at.% Al合金定向凝固过程中显微组织演化过程进行了数值模拟.模拟结果表明,在温度梯度较高时,初生晶核间距无论大小,均可通过分枝或竞争生长而使一次胞晶/枝晶间距得到调整.在抽拉速度一定情况下,随着温度梯度增加,胞晶/枝晶间距减小,在温度梯度一定情况下,随着抽拉速度增大,观察到胞晶/枝晶混合结构,混合结构区随温度梯增大而增大,模拟结果与实验观察相符合. 关键词： Ti-45at.% Al合金 定向凝固 组织演化 数值模拟     

Research on Zr50Al15−xNi10Cu25Yx amorphous alloys prepared by mechanical alloying with commercial pure element powders

Amorphous Zr₅₀Al_15−xNi₁₀Cu₂₅Y_x alloy powders were fabricated by mechanical alloying at low vacuum with commercial pure element powders. The effects on glass forming ability of Al partial substituted by Y in Zr₅₀Al₁₅Ni₁₀Cu₂₅ and thermal stability of Si₃N₄ powders addition were investigated. The as-milled powders were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and differential scanning calorimeter. The results show that partial substitution of Al can improve the glass forming ability of Zr₅₀Al₁₅Ni₁₀Cu₂₅ alloy. Minor Si₃N₄ additions raise the crystallization activation energy of the amorphous phase and thus improve its thermal stability.     

聚变堆第一镜材料块体金属玻璃表面特性

研究了块体金属玻璃（块体非晶合金）Zr65Al7.5Ni10Cu17.5, Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8和金属多晶钼3种第一镜材料经低温等离子体H和Ar辐照后的表面特性变化。结果表明,两种块体金属玻璃的抗H等离子体溅射能力与其成分有关。随着等离子体辐照时间的增加,金属多晶钼和块体金属玻璃Zr65Al7.5Ni10Cu17.5的表面粗糙度增大,镜面反射率降低;而块体金属玻璃Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8的表面粗糙度减小,镜面反射率升高。X射线衍射仪（XRD）分析表明,块体金属玻璃在离子体溅射过程中,表面微结构具有自修复性。     

注入Mo 在Zr57Nb5Cu15.4Ni12.6Al10非晶合金中的扩散

通过二次离子质谱仪（SIMS）研究了Mo在Zr₅₇Nb₅Cu_15.4Ni_12.6Al₁₀非晶合金中的扩散，并计算出其扩散激活能Q和前置系数D₀分别为1.95 eV和1.13×10^-5m²s^-1.根据Stokes-Einstern关系式研究了玻璃转变温度以下593—673 K之间Zr₅₇Nb 关键词： 扩散 离子注入 二次离子质谱（SIMS） 黏滞特性     

Specific heat of around the glass transition

Dynamic calorimetric measurements are performed for the quaternary metallic glass Zr₆₅Al_7.5Cu_17.5Ni₁₀ in order to analyse the dependence on different heating rates for the glass transition temperature T_g. We compare two different temperature programs used for sample relaxation, to estimate the influence of the thermal history on T_g. A lower limit for the glass transition temperature T_g was calculated according to two different models based on the fact, that width and temperature of the glass transition depend on the experimental time scale set by the heating rate: One model assumes a Vogel-Fulcher-Tammann type behaviour, as used to describe more or less “fragile” glass formers and the other assumes an Arrhenius-like behaviour, which is related to “strong” glass formers. The values obtained from both models differ by about 80K. From additional absolute specific heat capacity measurements we calculate the Kauzmann temperature T_K, as a lower limit for the temperature of the glass transition from thermodynamic aspects. Comparing T_K with the temperature values obtained from the two evaluation models we can classify the quaternary metallic glass Zr₆₅Al_7.5Cu_17.5Ni₁₀, to behave more like a “strong” glass former. Received: 23 January 1998 / Received in final form and Accepted: 31 August 1998     

压力对Zr46.75Ti8.25Cu7.5Ni10Be27.5大块非晶合金玻璃转变和晶化动力学的影响

利用X射线衍射和差示扫描量热分析研究了高温高压下Zr_46.75Ti_8.25Cu_7.5Ni₁₀Be_27.5大块非晶合金的玻璃转变和晶化行为，结果发现压力降低了该大块非晶合金中的自由体积、热焓和晶化激活能. 关键词： 大块非晶合金 高压 差示扫描量热分析 玻璃转变     

Effects of nickel on the crystallization of Zr70Cu20Ni10 amorphous alloy

Differential scanning calorimetry (DSC) and x-ray diffraction (XRD) are employed to investigate the effects of nickel on the crystallization of the amorphous Zr₇₀Cu₂₀Ni₁₀ alloy. We have found that the crystallization process of the amorphous Zr₇₀Cu₂₀Ni₁₀ alloy is strongly influenced by the addition of nickel. Addition of 10 at% Ni to the Zr₇₀Cu₃₀ amorphous alloy makes the crystallization process proceed from a single-stage mode to a double-stage mode. The activation energy for crystallization of the amorphous Zr₇₀Cu₂₀Ni₁₀ alloy is calculated to be about 388kJ·mol^-1 on the basis of the Kissinger equation. The effects of nickel on the crystallization of the amorphous Zr₇₀Cu₂₀Ni₁₀ alloy are discussed in terms of the genetics of metals.     

Phase transformation behaviour in continuously cooled Zr65Al7.5Ni10Cu17.5− x Pd x (x = 0 − 17.5) glass-forming alloys and consequences for structure and property control

Continuous cooling transformation (CCT) diagrams were successfully constructed for Zr₆₅Al_7.5Ni₁₀Cu_{17.5? x} Pd _x (x?=?0???17.5) glass-forming alloys, comparing phase-transformation features in the alloy system to composition. While a low-Pd alloy (x?=?5) showed a single transformation curve, corresponding to the formation of a crystalline phase on the high-temperature side of the undercooled-liquid region, for a given time-scale, a high-Pd alloy (x?=?17.5) revealed an additional curve, corresponding to quasicrystalline phase formation on the lower temperature side. The result provides a clue to the structural and property control on the alloy system. Glassy specimens of the same size but with different intrinsic structure, evaluated by structural relaxation during continuous heating, could be fabricated for the low-Pd alloy (x?=?5). Plasticity was found to increase proportionally with the relaxation enthalpy. On the other hand, the critical size for glass formation could be improved considerably from 5 to 7 mm in diameter for the high-Pd alloy (x?=?17.5).     

Thermal expansion of amorphous Zr Al Cu Ni in the vicinity of the glass transition

The thermal expansion of non-crystalline Zr₆₅Al_7.5Cu_17.5 Ni₁₀ has been studied in the range of the glass transition and in the undercooled liquid using a dilatometric device. The measuring technique used permits reliable experimental results up to 40 K above the glass transition temperature. The linear thermal expansion coefficient obtained is almost constant in the glassy state with a value of . It discontinuously increases at the glass transition temperature yielding a value of in the undercooled liquid. The results are compared with specific heat measurements of the amorphous material in this temperature range and are interpreted in the framework of a cluster model. Received 5 March 1999 and received in final form 11 June 1999     

铸锭凝固组织对相应非晶合金晶化过程中二十面体准晶相形成动力学的影响

通过在真空电弧熔炼炉内对合金铸锭进行反复熔炼处理，获得到了凝固组织不同的Zr₆₅Al_7.5Cu_12.5Ni₁₀Ag₅合金铸锭.在相同的制备条件下，由凝固组织不同的合金铸锭通过吸铸法制备得到了薄片非晶合金.利用差示扫描量热法(DSC)对非晶合金的晶化动力学进行了分析.x射线衍射谱表明，在Zr₆₅Al_7.5Cu_12.5Ni₁₀Ag₅非晶合金晶化过程中，二十面体准晶相(I相)作为初生相析出.Kissinger分析结果表明，合金铸锭的凝固组织细化，相对应的非晶合金发生晶化时，I相形成与分解的有效激活能都增大，说明非晶合金及析出的I相的热稳定性都提高.从结构的遗传性角度就合金铸锭凝固组织对相应非晶合金晶化过程中二十面体准晶相的形成动力学的影响进行了讨论. 关键词： 二十面体准晶相 晶化动力学 凝固组织     

块体金属玻璃Zr46.75Ti8.25Cu7.5Ni10Be27.5的超导与负电阻温度系数

测量了块体金属玻璃Zr_46.75Ti_8.25Cu_7.5Ni₁₀Be_27.5在退火前后其电阻值随温度的变化,测量的温度范围为1.5—300K.样品在退火前后都发现有超导现象.零磁场下其超导转变温度T_c分别为1.84和3.76K.在5—300K温度范围内,原始样品具有负的电阻温度系数.如果取Zr, Ti, Cu, Ni及Be分别贡献出1.5, 1.5, 0.5, 0.5及两个传导 关键词： 块体金属玻璃 超导 电阻温度系数