硬质合金表面Ti系涂层退除后的界面性能研究

采用电弧离子镀技术(AIP)在YW2合金基体表面制备了TiAlN涂层,通过化学方法退除基体上的涂层,分析了硬质合金表面退除涂层后和镀覆涂层前成分和元素存在形态的变化。发现当样品在30%H₂O₂、草酸钾COOK(1.5mol·L-1)、缓蚀剂葡萄糖酸钠GA和NaOH,V_NaOH溶液∶V_30%H2O2∶V_COOK溶液=1∶1∶1,45 ℃时,45 min可以退除涂层,肉眼未观察到基体表面受腐蚀。涂层退除后样品表面光亮,呈现合金未镀覆涂层前颜色。通过对退镀后YW2基体和基体镀覆涂层前的表面XPS定性及定量分析发现,退除涂层后,基体表面W元素结合能和N元素主峰结合能与XPS结合能与参照表上对应结合能变化很小,元素的价态没有发生变化;镀覆TiAlN涂层时扩散到合金浅表层的Al,Ti,N元素,造成表面Al,Ti,N元素含量较镀覆涂层前增加,结合能位置偏移,形成AlN和TiN,有利于重新镀覆的涂层与合金基体的结合。     

合金溅射轰击诱发的吉布斯偏析现象

建立了包括质量效应、键合效应和轰击诱发吉布斯偏析效应的蒙特卡罗模拟程序;并对轰击诱发吉布斯偏析效应的两大特征(表面成分梯度特征和表面成分梯度的中间性特征)进行了研究.模拟解析了为何在被轰击合金表面形成了一个偏析元素的成分梯度;为何被轰击合金表面的成分梯度、溅射角分布和溅射产额具有中间性特征. In 1982, phenomena of bombardment induced Gibssian segregation(BIGS) during alloy sputtering were found at low temperature. By using Monte Carlo(MC) simulation programs including mass effect, surface binding energy effect and bombardment induced Gibssian segregation effect, we especially study two important characters of BIGS (one is the character of the surface composition gradient of BIGS, and another is the intermediate character of the surface composition gradient of BIGS). The MC simulations give...     

CuHg_2Ti型Ti_2Cr基合金的电子结构、能隙起源和磁性研究

利用第一性原理计算方法,研究了CuHg2Ti结构下Ti2CrK(K=Sb,Ge,Sn,Sb,Bi)系列合金的电子结构、能隙起源和磁性.研究发现:Ti2CrK(K=Si,Ge)合金是普通半导体材料;Ti2CrK(K=Si,Bi)合金是亚铁磁性半金属材料,其半金属性能隙受到Sb和Bi原子s态的直接影响;Ti2CrSn合金是完全补偿的亚铁磁性半导体.基于Ti2CrSn合金两个自旋方向上的能隙起源不同,通过Si和Ge替换掺杂同族Sn元素调制能隙的宽度,获得了完全补偿亚铁磁性自旋无能隙材料;通过Fe和Mn替换掺杂过渡族Cr元素获得了一系列半金属材料.Ti2Cr1-xFexSn和Ti2Cr1-xMnxSn合金都具有亚铁磁性.所研究的这些半金属性合金的分子磁矩Mtotal与总的价电子数Zt服从Mtotal=Zt-18规则.     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的自旋重取向和穆斯堡尔

系统研究了室温和77K温度时Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)合金中金属Al替代Fe对自旋重取向和穆斯堡尔谱的影响. 结果发现,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的易磁化方向随成分和温度在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴,即自旋重取向. 室温下,当x=0.15时,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金中出现了少量非磁性相;x>0.15时,合金完全呈顺磁性;而77K温度下,x=0.2时合金仍然呈磁性相. 在室温和77K温度时,超精细场Hhf均随Al元素的增加而减小,而同质异能移IS随Al元素的增加而增加,四极劈裂QS随Al含量呈无规律的变化.     

云南青铜防腐显微拉曼光谱和EPMA研究

应用显微激光拉曼光谱和EPMA(电子探针技术),对云南的四件青铜器(两件春秋时期的青铜矛和两面元代的青铜镜)的腐蚀情形和防腐技术进行了分析研究。拉曼实验结果表明,云南青铜器表面腐蚀产物的主要成分有Cu2O和CuCO3.Cu(OH)2。利用电子探针技术,确定了青铜器内部和表面的元素成分。本文初步分析了云南四件青铜器防腐技术的应用和发展,春秋战国时期,人们在青铜矛表面涂上一层锡的氧化物涂层以防腐蚀;元代的人则采用合金表面处理技术防腐。事实证明,锡的氧化物涂层的防腐效果最好。对金属文物的研究,显微激光拉曼光谱是一种原位无损检测的有效方法,但还是有某些局限性,若配合以电子探针等测试方法,可以达到更好的效果。     

态密度奇点对In-Cd和In-Tl合金T_c影响的计算

许多实验研究了少量非磁性杂质对超导转变温度T_c的影响,Markowitz-Kadanoff提出的理论(以下简称MK理论)可以解释这方面的多数实验结果。但是对合Cd量在2at％附近的In-Cd合金以及合T1 4.4at％附近的In-T1合金来说,其T_c变化与MK理论不符。本文根据对有关实验的分析,对上述成分附近的In-Cd,In-T1合金提出了一种态     

Al-Cu-Ge合金的热物理性质与快速凝固规律研究

Al-Cu-Ge合金是典型的三元共晶体系,在工业上有重要的应用价值,对其进行研究有助于了解该合金的热物理性质和提高该合金的结构性能.本文选择了Al55Cu10Ge35,Al70Cu10Ge20和Al80Cu10Ge10三种成分合金作为研究对象,对合金的固态比热和热膨胀系数进行了测量,并对比分析了合金在近平衡凝固和落管快速凝固条件下的组织特征和凝固路径.研究发现,合金比热随Al含量的增大和Ge含量的减少而增大.这三种成分合金的软化温度均为666 K,物理热膨胀系数α在370—650 K温度范围内基本一致,约为1.5×10-5K-1.近平衡凝固条件下合金凝固过程中最后一步反应生成的均为(Al)+(Ge)二相共晶而不是三元共晶,这表明(Al)、(Ge)和CuAl2相在这三种成分的Al-Cu-Ge合金中难以同时形核并协同生长.然而,在快速凝固条件下,初生相的形核和生成受到抑制,合金中更易于形成二相共晶和三元共晶组织.     

充气过程对微球表面形貌的影响

对空心玻璃微球(HGM)在高温充气过程中的表面形貌进行了研究。分析局部晶化出现的时间和条件，并通过其表面形貌、成分分析探究了其随时间的变化规律。研究结果表明:影响HGM高温充气后表面形貌的因素主要有充气温度和充气压力；充气温度越高、压力越大表面形貌发生变化所需时间越短。导致表面形貌变化的本质原因是结晶分相，结晶成分主要由Na, B等元素组成。HGM的表面结晶分相使其表面粗糙度大幅度升高，但随着脱离充气环境后放置时间的延长而又逐渐降低。其表面粗糙度降低的主要原因是Na, B等元素的逆向迁移。     

Al-50wt% Sn合金的离子溅射研究

用捕获膜技术和卢瑟福背散射(RBS)分析,测定Al-Sn多相合金在30keV Ar⁺离子轰击时Al和Sn的溅射原子角分布。溅射后的样品用扫描电子显微镜(SEM)进行观察,并用电子微探针分析仪(EPMA)对轰击样品(靶点)和未轰击样品作成分分析。结果表明,Al的溅射原子角分布近于cosine形状,而Sn却是over-cosine型角分布。本文给出一个按不同表面形貌特征划分的各元素富集区i进行叠加的产额表达式,Y(θ)=∑Y_i(θ),解释了实验结果。 关键词：     

谈谈宇宙线和LHAASO成果

正什么是宇宙线?尽管由于历史原因宇宙线被称为射线,宇宙(射)线实际是指宇宙中比比皆是的高能带电粒子。在地球上,人类不能够直接感受到宇宙线,但能够感受到宇宙线轰击大气后产生的效应。正因为此,在大致110年前,宇宙线的存在就已被发现,并被授予诺贝尔物理学奖。我们现在知道宇宙线由自由电子和原子核组成,主要成分是氢,也包括少量的氦和极微量的重元素。     

离子溅射(Ⅱ)

三、合金和化合物的溅射[2,21-23]1.择优(preferential)溅射现象 对合金、化合物的溅射与前面所述的对单质的溅射具有十分显著的差别.首先,即使同种原子。由单原子固体变为多种原子固体后,溅射产额也将发生十分显著的变化,这种现象在结合状态发生了很大变化的氧化物等中可以明显地看到.再者.构成固体的每种元素,溅射产额都不相同。所以被溅射固体的表面成分和溅射之前相比,发生了变化,这就是所谓的择优溅射观象.这种现象在多原子固体的溅射中是十分重要的. 一般用下述方法来分析评价择优溅射现象.为简单起见,考虑二元合金.构成二元合金的两…     

含Nb或Ge的锆合金表面氧吸附行为的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 研究了纯锆表面和含Nb或Ge锆合金表面上氧的吸附性质. 结果表明, Nb和Ge对Zr(0001), (1120)和(1010)表面吸附性质的影响各不相同. 根据计算得到的偏聚能结果, Nb和Ge迁移到Zr(0001)表面比迁移到其他两个表面更容易, 而Nb和Ge 都可以降低Zr(0001)表面对氧原子的吸附能力, 因此这两种元素都能抑制锆合金的初始氧化. 进一步的电子结构分析发现, Nb和Ge改变表面对氧原子的吸附能力是通过改变表面d能带的分布来实现的.     

Cr,Mo,Ni在γ-Fe(C)中的键合性质及对相结构稳定性的影响

基于密度泛函理论第一性原理方法,采用广义梯度近似下的PW91泛函形式,计算了合金元素Cr,Mo,Ni固溶于γ-Fe(C)的电子结构,从重叠聚居数、电荷布居数、态密度、差分电荷密度及结合能等计算结果分析探讨了合金元素在γ-Fe(C)中的键合性质及对奥氏体相稳定性的影响.结果表明:Cr,Mo在奥氏体晶胞中都存在金属键、共价键和微弱的离子键的共同作用,而Ni仅有金属键和共价键作用,几乎不受离子键作用,成键轨道主要是Cr,Mo,Ni的d轨道与Fe 3d,C 2p轨道的交互作用形成的.依据合金元素对γ-Fe(C)电子结构的影响,探讨了Cr,Mo,Ni固溶后对奥氏体相稳定性的影响.     

工作压强对空心玻璃微球表面形貌和性能的影响

采用化学气相沉积-氧化烧结法,在不同工作压强条件下,制备了惯性约束聚变靶用空心玻璃微球(HGM)。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、VMR显微镜系统和能谱仪对HGM的表面形貌、球形度、壁厚均匀性以及成分进行了表征。分析了工作压强对HGM表面形貌、球形度、壁厚均匀性和成分的影响以及相互关系。研究表明:HGM的表面形貌随工作压强的增大而变得平滑致密,表面均方根粗糙度逐渐减小。随工作压强增大,HGM的球形度没有发生明显变化,而壁厚均匀性得到不断提高,微球中C元素浓度逐渐降低,Si元素浓度不断升高,O元素浓度基本保持不变。     

液态三元Fe-Sn-Si/Ge偏晶合金相分离过程的实验和模拟研究

本文采用自由落体实验技术和格子玻尔兹曼计算方法研究了低重力条件下液态Fe-Sn-Si/Ge合金的相分离过程. 实验发现, 二种合金液滴在自由下落过程中均发生显著的液相分离, 形成了壳核和弥散组织. 当Fe-Sn-Si合金中的Si元素被等量的Ge元素替换后, 壳核组织中富Fe区和富Sn区的分布次序会发生反转. 计算表明, 在液相分离过程中冷却速率、Marangoni对流和表面偏析对壳核构型的选择和弥散组织的形成起决定性作用.     

成分和过渡金属对FeZr基非晶态合金晶化温度的影响

本文系统研究了Fe_100-xZr_x,(Fe_1-xZr_x)₈₄B₁₆和Fe_90-xM_xZr₁₀(M=V,Cr,Mn,Co,Ni,Si,B)非晶态合金的晶化温度与成分的关系。主要结果有:用Zr替代Fe使晶化温度明显提高;在FeMZr非晶态合金系列中,晶化温度依M=Mn,Cr,V元素的顺序和M含量x的增大而提高,而依 关键词：     

非晶态合金FeTmB的磁矩和居里温度

本文系统地报道单辊液淬方法制备FeTmB(Tm=Ti,V,Cr,Mn,Zr,Nb,Mo,Ta,W)非晶态合金的磁性,讨论了3d,4d,5d元素的加入对非晶态FeB合金的磁矩和居里温度的影响。实验结果表明在非晶态FeTmB合金系中Fe原子磁矩都在2.0μ_B左右。Tm原子在非晶态Fe基合金中比在相应的晶态合金中显示更强的局域特性。Tm原子的磁矩与元素的外层电子数有关,IVB(Ti),VB(V),VIB(Cr),VIIB(Mn)族原子的磁矩分别约为4,5,4,3μ_B,Tm的磁矩与铁原子磁矩反平行耦合。合金磁矩随Tm含量的变化率dμ/dx与混合模型的计算值相符合。用虚拟束缚态讨论,得到IVB(Ti),VB(V)族元素的虚拟束缚态在费密面以上,VIB(Cr),VIIB(Mn)族元素的虚拟束缚态与费密面交迭。 关键词：     

Al_xCrFeNiTi系高熵合金成分和弹性性质关系

为了探索Al_xCrFeNiTi系高熵合金组成成分和弹性性质的关系,结合固溶体特征参数和第一性原理计算,研究Al元素含量对Al_xCrFeNiTi (x=0, 0.5, 1, 2, 3, 4)合金结构和弹性性质的影响,并分析合金固溶体特征参数与弹性性质之间的关系.结果表明:Al_xCrFeNiTi系合金的价电子浓度随着Al含量的增加逐渐减小,合金在体心立方结构下的形成焓均低于面心立方结构,说明研究的Al_xCrFeNiTi系合金会形成单一的体心立方结构固溶体;合金的晶格常数和形成能力强弱随着Al含量的增加而增大,但合金的结构稳定性略有下降;当合金元素按照等原子比进行成分配比时,合金的原子尺寸差异最大; Al_xCrFeNiTi系合金中不同原子之间除了金属键结合外,还表现出一定的共价和离子键结合特征;对于Al_xCrFeNiTi系合金而言,随着热力学熵焓比的增大,合金体弹模量和韧性随之增大;随着合金混合焓的增加,合金在压缩方向的各向异性程度明显降低.热力学熵焓比和混合焓可作为Al_xCrFeNiTi系高熵合金成分设计的重要参数.     

Cu-Zr合金在氢气氛中退火后表面Cu沉积物的光电子能谱研究

对不同成分的Cu-Zr合金,在超高真空(UHV)和在氢气氛中200—400℃退火后的光电子能谱(XPS)研究发现,与多数情况下因氧感应致使Zr发生表面分凝相反,富铜样品在氢气氛下退火,Cu发生强烈的表面分凝;扫描电子显微镜得出表面Cu沉积物的显微照片,显然,这是由于Cu上氢化吸附热的影响所形成。 关键词：     

二元合金表面偏析的Monte Carlo方法模拟

详细介绍了二元合金表面偏析的Monte Carlo模拟方法,并应用改进的分析型嵌入原子模型结合Monte Carlo方法模拟研究了Pd-Au合金表面成分及其剖面成分分布,发现Au在表面偏析,并同已有实验结果进行了比较.