原子吸收、原子荧光光谱分析

石墨炉原子吸收法中有关平台炉和探针炉研究的新进展C. L. Chakrabarti.~1 WU Shaole~2 and J. T. Rogers.~3 1. Dept. of Chemistry, Carleton Univ., Ottawa, Ontario Canada K1S 5B6 2. On leave from Nanchang Hard Alloy Plant, Nanchang, Jianxi, The People'S Republic of China 3. Dept. of Mechanical & Aeronautical Engineering, Carleton University, Ottawa, Ontario Canada K1S 5B6     

Microscopic mechanism of plasmon-mediated photocatalytic H2 splitting on Ag–Au alloy chain

Alloy nanostructures supporting localized surface plasmon resonances has been widely used as efficient photocatalysts, but the microscopic mechanism of alloy compositions enhancing the catalytic efficiency is still unclear. By using time-dependent density functional theory(TDDFT), we analyze the real-time reaction processes of plasmon-mediated H₂ splitting on linear Ag–Au alloy chains when exposed to femtosecond laser pulses. It is found that H₂ splitting rate depends on th...     

Nb-Ti-Al合金高温氧化机理电子理论研究

采用递归法计算了Nb合金的电子态密度、原子镶嵌能、亲和能和团簇能等电子结构参数,研究Nb合金高温氧化机理.研究表明,氧在Nb合金表面的吸附能较低,易在合金表面吸附,并逐渐扩散到Nb合金的基体中.氧在合金基体中镶嵌能为负值,氧的态密度和Nb相似,在Nb中具有很高的溶解度.Ti,Al在合金晶内的镶嵌能均高于各自在合金表面的镶嵌能,Ti,Al从合金内部向合金表面扩散,最终在Nb合金表面偏聚,形成富Ti,Al的表层.团簇能计算结果表明Nb合金表面的Ti,Al原子各自均有聚集倾向,分别形成Ti和Al原子团.氧与合金     

Mn-Cu系高阻尼合金的凝固组织控制及阻尼特性的改善

Mn-Cu系阻尼合金兼有较高的阻尼特性和良好的力学性质,因而具有较大的实用前景.这类合金通常经过铸造,塑性加工和热处理来获得要求的性能和组织.加工后的Mn-Cu合金存在一个特定温度,在此温度以上合金的阻尼性能将会消失,因而影响了合金的在较高温度下的使用.该温度和合金的Mn含量有关,然而提高合金的Mn含量有会降低合金的加工性及力学性能.一般Mn-Cu合金的热处理都是利用400℃附近的时效来获得相分解后的局部高Mn组织.但是目前的时效处理后的Mn-Cu阻尼合金的最高使用温度只在80℃以下.为解决Mn-Cu阻尼合金使用温度的局限性,本研究选用凝固过程控制的方法在铸造组织中来获得较大幅度的Mn含量分布,从而在Mn-Cu合金得到较高的高阻尼特性温度.本工作利用铸型温度控制的方法,将M2052(Mn-20Cu-5Ni-2Fe)合金在250～0.1 K/s冷却速度范围内控制凝固.随凝固冷却速度的降低在合金的铸态组织中观察到二次枝晶间距和晶粒尺寸的明显增大.同时还发现缓冷凝固的合金的成分比快冷凝固有较大的分布幅度.铸态下的合金阻尼性能评价也证实了凝固冷却速度对合金的凝固组织有很大的影响.尽管铸态组织的合金的高温阻尼性能并没有很大的改善,然而通过对铸态组织实施时效处理后发现缓冷凝固合金的高温阻尼性能有很大的改善.凝固冷却速度对时效处理后合金的阻尼性能有明显的影响.实验结果表明0.1 K/s的冷却速度下缓慢凝固的合金在时效处理后高阻尼特性可持续高达120℃.     

时效工艺对PtCo合金磁性能的影响

研究了时效温度对PtCo合金磁性能的影响.磁性能测量结果显示,随着时效温度的增加合金的剩磁逐渐减小,时效温度为690 ℃时,合金的矫顽力达到最大值.第一步时效处理后,合金的有序度S随时效温度的提高而增加,长程有序度的增加说明合金有序相的晶粒尺寸也在增加,这是合金矫顽力变化的根本原因.第二步时效处理后,PtCo合金的微观组织结构不发生改变,有序相的各向异性场增大,使合金的矫顽力增大. 关键词： 时效温度 PtCo合金 磁性能 有序度     

非晶合金的磁热效应及磁蓄冷性能

非晶合金的功能物性开发是突破非晶合金应用瓶颈的关键点之一.磁相变是非晶合金的一个重要特征.利用非晶合金的磁相变所带来的独特效应,可以将其应用于制冷领域.一方面非晶合金的磁热效应可以作为磁制冷材料应用于磁制冷机,另一方面非晶合金的比热突变可以作为磁蓄冷材料应用于低温制冷机.本文就非晶合金的磁热效应和磁蓄冷性能的原理、特征及其应用前景进行了详细介绍.     

非晶态合金与氢相互作用的研究进展

非晶态合金在力学性能、耐磨耐蚀性、磁性等方面比传统晶态合金具有显著优势,是一类有优良应用前景的新型结构与功能材料.非晶态合金与氢相互作用可以产生很多有趣的物理化学现象和应用.本文从物理基础和材料应用两个方面评述非晶态合金和氢相互作用的研究进展,在物理基础研究方面,从氢在非晶态合金中的存在状态出发,讨论氢在非晶态合金中的溶解、分布、占位和扩散等相关物理问题,进而分析氢对非晶态合金的热稳定性、磁性、内耗、氢脆等的影响.在材料应用研究方面,对非晶态储氢合金、非晶态合金氢功能膜、吸氢改善非晶态合金的塑性和玻璃形成能力、氢致非晶化、利用非晶态合金制备纳米储氢材料等方面的研究进展进行评述.最后总结并展望有关非晶态合金与氢相互作用的研究和应用.     

Invar合金的电子化学势均衡判据

用二元团簇作为描述Invar合金的基本结构单元,运用"团簇共振"结构模型,建立起以某一已知二元团簇与连接原子按1:x比例连接,描述Invar合金的电子化学势均衡判据.给出了Invar合金成分的经验分子式,即Invar合金成分=[团簇]1(连接原子)x.运用此判据,解析了部分Invar合金成分.发现典型的Invar合金实验成分与经验分子式相符合,说明基于"团簇共振"模型的Invar合金的电子化学势判据很好地解释了Invar合金成分的形成规律.     

不同力学激励形式探索La基非晶合金微观结构非均匀性

非晶合金力学行为与其微观结构非均匀性之间本征关联,是固体力学研究领域至今未能很好解决的重要科学问题之一.单一力学激励形式并不能有效地描述非晶合金微观结构非均匀性,特别是结构与动力学的关联.如何探索非晶合金结构信息,须将诸多因素综合,在不同力学激励下研究非晶合金微观结构非均匀性与变形机理.本研究以La₆₂Cu₁₂Ni₁₂Al₁₄非晶合金为模型体系,利用动态力学分析仪研究非晶合金动态弛豫行为.基于准点缺陷模型,对模型合金体系α弛豫和β弛豫进行了分离.借助于拉伸应变率跳实验,探索非晶合金高温流变行为.确定非晶合金塑性流变过程中弹性、滞弹性以及塑性变形的贡献.本研究从非晶合金动态力学弛豫行为和宏观塑性流变行为出发,尝试揭示微观非均匀性对非晶合金在不同激励形式中缺陷的激活、扩展和融合的物理本质.     

合金元素Zr韧化不同计量比Ni3Al合金的微观机制

利用正电子湮没技术(PAT)测量了不同化学计量比二元Ni3Al合金及不同Zr含量Ni3Al合金的正电子寿命谱,并估算了合金基体和晶界缺陷处的自由电子密度.结果表明,二元Ni77Al23合金的基体和缺陷态的自由电子密度都比二元Ni74Al26合金的高.Ni3Al合金晶界缺陷处开空间大于Ni空位或Al空位的开空间,晶界缺陷处的自由电子密度很低,金属键合力很弱.过化学计量比Ni74Al26合金的晶界缺陷开空间比亚化学计量比Ni77Al23合金的大,晶界结合力更弱.这是Ni74Al26合金更脆的原因.在Ni3Al合金中加入Zr,增加了合金中的金属键成分,使基体中的自由电子密度增加,增强了基体金属键合力,同时降低了合金的有序度,使合金晶界容易弛豫,晶界缺陷的开空间变小.另外,Zr原子偏聚到晶界,增加了晶界处的自由电子密度,同时引起晶界处Al贫化,减少了强共价性Ni-Al和Al-Al键,使晶界更易于变形,有利于提高合金的塑性.     

NbTi50超导合金熔铸新工艺的研究

研究了熔铸NbTi50超导合金的新工艺.合金的部分过程包括了真空壳式炉熔铸.试验的结果证明,较过去用合金轧片消除锭中铌不熔块的方法,能有效地除去NbTi50合金锭中的铌不熔块,简化工序,减少原材料损耗,促进合金均匀化.此外,有利于工业化生产,且提高合金的成品率.最终改善合金的加工性能.及NbTi50/Cu复合线材的超导性能     

二元室温金属流体热导率的理论计算与实验研究

室温金属流体在芯片散热领域中正日益显示重要价值,但相关材料的热物性比较缺乏.本文基于Faber-Ziman理论和Wiedemann-Franz-Lorenz定律,采用Ashcroft-Langrethp硬球模型偏结构因子以及空核心模型赝势计算了液态二元镓铟及钠钾合金的热导率.结果表明:相比于钠钾合金的热导率随原子组分浓度呈抛物线变化,镓铟合金的热导率与原子组分浓度呈单调变化关系,同时镓铟合金的热导率随着温度升高而升高.作为对比,本文同时也对镓铟合金的热导率进行了实验测定.结合所获数据及钠钾合金文献数据对比,表明计算结果与实验值符合得较好.本文工作为进一步研究二元合金热导率打下了基础.     

La基非晶合金β弛豫行为:退火和加载应变的影响

β弛豫行为是理解非晶合金扩散、塑性变形和玻璃转变行为的重要切入口.本研究以具有显著β弛豫行为的(La_0.6Ce_0.4)₆₅Al₁₀Co₂₅非晶合金为研究载体,利用动态力学分析仪,研究了加载频率、退火以及加载应变等因素对非晶合金β弛豫行为的影响.结果表明,随着加载频率的升高,非晶合金β弛豫峰向高温段移动.低于玻璃转变温度退火导致非晶合金β弛豫峰内耗值降低,非晶合金“缺陷”浓度降低,玻璃体系向更稳定状态迁移.随加载应变幅值增大,非晶合金β弛豫强度增大.本研究为进一步厘清非晶合金β弛豫起源提供新思路.     

高温超导Ni-W基带的织构研究

涂层超导是目前国际超导界的研究热点和重点,所采用的韧性金属基带多为Ni和Ni-W合金.本文采用粉末冶金方法制备了Ni-3 at.%W和Ni-5 at.%W合金.利用轧制辅助双轴织构基带(RABiTS)技术制备了Ni-W合金基带,系统研究了Ni-W合金形变和再结晶织构转变规律.研究表明:通过大变形量的冷轧和高温再结晶退火,可以得到强立方织构的Ni-W合金基带.     

Pd基非晶合金动态弛豫机制和应力松弛行为

作为潜在的功能及结构材料,高熵非晶合金在凝聚态物理和力学领域引起广泛的研究兴趣.高熵非晶合金宏观力学性能与微观结构非均匀性之间的关联是当前重要的科学问题之一.本文选取非晶形成能力良好的Pd_42.5Cu₃₀Ni_7.5P₂₀非晶合金和Pd₂₀Pt₂₀Cu₂₀Ni₂₀P₂₀高熵非晶合金作为模型体系,借助于动态弛豫行为及应力松弛实验建立了温度和物理时效对非晶合金高温变形机制与微观结构非均匀性之间的关联.研究结果表明Pd基非晶合金表现出“肩膀峰”β弛豫形式.玻璃转变温度以下物理时效非晶合金体系原子移动性导致β弛豫肩膀峰往更高的温度迁移.在应力松弛过程中,由于高构型熵的引入降低吉布斯自由能,这是高熵非晶合金具有较高激活能的原因.高熵非晶合金更难被激活,需要突破更高的能量势垒.物理时效时间增加,高熵非晶合金流变单元更小,这也得益于多主元高熵非晶合金慢扩散效应.高熵非晶合金激活体积的改变在物理时效下应力松弛...     

Fe-Cr-Al合金高温氧化行为电子理论研究

从电子层面系统研究Fe-Cr-Al合金氧化膜的形成机理,杂质硫对氧化膜黏附性的影响,稀土元素在改善氧化膜黏附性方面的作用,揭示合金氧化的物理本质.研究表明氧使Al在合金表层的环境敏感镶嵌能最低,促使Al原子从合金内部向合金表面扩散,最终在合金表面偏聚.由于氧与Al间的亲和力较大,氧原子易与Al结合生成Al2O3保护膜.杂质S在基体/氧化膜界面的环境敏感镶嵌能较低,可通过扩散偏聚在基体/氧化膜界面,削弱氧化膜与合金基体的结合力.当合金中加入Y后,Y易与S结合形成稳定的硫化物,阻碍S向基体/氧化膜界面的偏聚,显著提高氧化膜的黏附性,提高合金抗高温氧化能力.     

合金化成分对NiTi合金M_s点影响的正电子湮没研究

用双探头符合系统测量了金属Fe、Co、Ni、Al、Nb、Cu、Ti和NiTi合金的多普勒展宽谱,计算了其S参数和W参数,分析了合金中d-d金属键的作用.结果表明,当用Fe、Co或Al原子加入NiTi合金时,都将使合金中参与形成d-d金属键的d电子减少,从而使金属键减弱;而用Cu或Nb原子加入NiTi合金时,对合金中d-d电子作用的影响很小,合金中共价键的成分变化不大.在NiTi合金中加入合金化元素可以改变其电子结构,进而影响Ms点.     

非晶合金的高通量制备与表征

非晶合金是一种不同于传统合金材料的新型合金,其突出的机械、物理、化学等性能在工程应用领域备受关注.作为一种具有无序原子结构的新型合金,非晶合金中蕴含的丰富的物理现象在基础研究领域也备受瞩目.非晶合金往往由多个组元构成,这给成分优化和性能调制带来了巨大的挑战.材料基因组方法是最近发展起来的新方法,通过高通量制备和结构表征以及性能筛选有望加快新型非晶合金材料的探索,在高通量表征中获得的大量实验数据可以帮助人们理解非晶合金中的科学问题.本文主要介绍高通量制备和表征在非晶合金中的应用,通过列举典型案例,展示通过高通量方法探索新型非晶合金材料的作用.     

铌合金电子结构及其高温氧化行为

为了从电子层面揭示Nb合金高温氧化的物理本质,采用递归法计算了Nb合金的电子态密度、原子镶嵌能、亲和能等电子结构参数,探索Nb合金高温氧化机理.研究表明:氧在Nb中具备较高的扩散速率和溶解度,且氧与Nb较易发生反应,生成氧化物,这使Nb的抗高温氧化性较差.原子镶嵌能的计算结果表明,合金元素Ti,Si,Cr在基体中稳定性较低,易向Nb合金表面扩散,形成富Ti,Si,Cr的表层.合金表层中氧与Nb,Ti,Si,Cr间具有较大亲和性,可以生成相应的氧化物,形成对合金具有保护作用的氧化膜. 关键词： 递归法 高温氧化 Nb合金     

非晶物质中的临界现象

非晶态材料有着复杂的原子结构(短程有序、长程无序)和特殊的物理性质,其临界现象和相变问题一直受到学术界关注.非晶合金,又称为金属玻璃,是一种新型的非晶态材料,具有很高的强度和优异的弹性.从微观的角度来看,非晶合金可以看作是一个多粒子系统.临界现象的研究对认识和理解多粒子系统之间的相互作用有深刻的意义.本文主要讨论非晶合金中的临界现象,包括非晶合金从制备过程、微观结构到宏观的力学性能以及磁性方面存在的临界现象,并分析这些临界现象之间的内在联系,进而深入理解非晶合金的微观结构对其宏观性质的影响.这为认识非晶合金的形成本质,提高服役可靠性,探索具有实际应用价值的非晶合金提供理论依据.