激光辐照下充压铝柱壳爆裂断口分析

 分析了激光辐照下充压铝柱壳的断口特性, 在激光辐照区上裂纹的起裂、扩展和止裂机制均为韧性的, 断口以韧窝分布为主, 由于加载不同, 有的断口在壳壁厚度方向有明显的分层, 即外层的塑性变形层和内层的韧窝状断口。给出了柱壳上激光辐照区的应力分布与断裂的关系和整个断裂过程较为细微完整的物理图象。     

基于自适应模糊阈值分割的韧窝图像处理

为了能准确研究韧窝直径与常规力学性能之间的关系,尽量减小在测量中人为因素的影响,本文采用计算机图像处理技术对韧性断裂产生的等轴韧窝图像进行辅助分析,应用自适应模糊阈值分割法对预处理后的韧窝图像进行二值分割,很好的实现了韧窝与背景的分离。并且根据韧窝直径的大小对韧窝进行了分类。为了能快速准确的获得韧窝直径,对基于Freeman链码的多区域面积的算法进行了改进,改进后的方法实现简单,计算量小,测得韧窝直径的结果准确。     

基于自适应模糊阈值分割的韧窝图像分析

为了探明钢材韧窝直径与常规力学性能之间的关系,对其精确测取与统计,并尽量减小在测量分析中人为因素的影响,利用自适应模糊阈值分割法对韧性断裂产生的钢材等轴韧窝图像进行分析及二值分割,实现了韧窝与背景的分离。为了快速准确的测得韧窝直径,对基于Freeman链码的多区域面积的算法进行了改进。改进后的算法可高效、便捷、准确的测取韧窝直径。由此为后继的韧窝定量分类分析工作提供了依据。     

非晶态离子导体Li_2B_2O_4晶化前期的离子导电性

本文研究了非晶态离子导体Li_2B_2O_4的离子电导率与温度的关系,特别着重于晶化前期的离子迁移特性。当温度低于T_K(≈310℃)时,离子电导率遵从Arrhenius关系。当高于晶化温度(≈411℃)时,以晶态中的离子迁移为主。在T_kT_p时,出现了少量微晶,但晶化量小于5%,由于非晶母体与微晶之间的界面效应使得离子导电性显著增强。可以通过室温淬火,把晶化前期非晶态的状态保持到室温,从而有可能制备出离子电导率高于纯非晶态的材料。     

非晶态离子导体Li2B2O4晶化前期的离子导电性

本文研究了非晶态离子导体Li₂B₂O₄的离子电导率与温度的关系,特别着重于晶化前期的离子迁移特性。当温度低于T_K(≈310℃)时,离子电导率遵从Arrhenius关系。当高于晶化温度(≈411℃)时,以晶态中的离子迁移为主。在T_kc时,电导率偏离热激活机制呈反常增高。我们把这一过程称为晶化前期过程。可以用自由体积模型进行描述。晶化前期又可分为两部分:当温度低于、T_p(≈380℃)时,由于自由体积的重新分布,导致了电导率的增高;当T>T_p时,出现了少量微晶,但晶化量小于5%,由于非晶母体与微晶之间的界面效应使得离子导电性显著增强。可以通过室温淬火,把晶化前期非晶态的状态保持到室温,从而有可能制备出离子电导率高于纯非晶态的材料。 关键词：     

焊后热处理对聚变堆用奥氏体不锈钢MAG焊焊缝金属冲击韧性的影响

对聚变堆用316LN奥氏体不锈钢熔化极活性气体保护电弧焊(MAG焊)接接头进行不同温度的热处理,并在液氮温度下进行夏比冲击试验。利用光学显微镜、扫描电镜、EDS分析等研究了热处理温度对接头微观组织、断口形貌及析出物的影响。结果表明,873K热处理可以显著提高焊缝金属冲击韧性,但随着热处理温度的上升,焊缝金属逐渐出现沿着晶界分布的析出物,韧性逐渐下降。断口均为延性断裂,但随着热处理温度的升高,韧窝变浅、数量变少。韧窝底部存在球状析出和不规则状析出,球状析出在焊接过程中产生,不因热处理温度而变化,不规则析出随着热处理温度的升高逐渐增多。焊材中的Mo含量过高导致焊缝金属中Mo在晶界大量偏聚,促进了σ相的析出,当σ相在晶界形成连续分布后,焊缝金属冲击韧性显著下降。     

34CrNiMo_6、25Cr_2MoV的低温力学性能

以34CrNiMo6、25Cr2MoV为对象,研究了两种材料自室温至-100℃温度范围内的力学性能及断裂机制。结果表明两种金属材料的断裂韧性则随温度的降低而降低;屈服强度、抗拉强度则随温度的降低而升高。断面收缩率、延伸率以及缺口敏感系数均未出现明显降低的现象。由于试验材料塑性很好产生缺口强化效应,使得缺口材料的抗拉强度高于光滑试样。从微观机制上看,随着温度的降低,材料的微观断口形貌由韧窝状逐步转化为准解理。     

纳米晶ZrO2：DY^3＋的制备与发光性质研究

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2:Dy3 发光粉体,对不同掺杂浓度、不同煅烧温度的系列样品,均观测到Dy3 离子的室温强特征发射.样品的晶相与发射性质的研究表明:所制备的样品经600℃～950 ℃热处理后,晶相经历从四方相到以单斜相为主的变化;由于晶相的变化,发现有两个发光中心,分别位于四方相和单斜相.激发Dy3 的6P7/2能级,当稀土离子处在四方相(格位一)时有利于483 nm和583 nm的发射,当稀土离子处在单斜相(格位二)时有利于490 nm和577 nm的发射.基质ZrO2和Dy3 离子之间有能量传递,950℃时能量传递效果最好.荧光强度与掺Dy3 离子浓度关系表明,Dy3 在纳米晶ZrO2中的最适合掺杂浓度与ZrO2的晶相有关,四方相时,最适合掺杂浓度为0.5%,混合相时为1%.     

在不同温度下球墨鑄铁的冲击性能

本文描述高温冲击实验的技术,以及由-85℃至1070℃的铸态和锻造后的球墨铸铁的冲击性能。研究结果找到了基体主要为铁素体的球墨铸铁的两个变脆温度范围(-20℃以下和550℃至700℃之间)和一个比较具有韧性的温度范围(850℃与1050℃之间)。在这些温度范围内,曾考查试样的断口情况和断裂时的弯曲角度,并与其基体组织的变化相联系,进行讨论。最后,本文指出研究结果在球墨铸铁的应用上所起的作用,以及在球墨铸铁热加工时对于选择热加工温度的意义。     

锰基合金的反铁磁转变与fct马氏体相变内耗

孪晶型阻尼材料已被实际应用,(011)孪晶通过fcc-fct马氏体相变形成,而γMn基合金中,马氏体相变又与合金的反铁磁转变密切相关.因此研究γMn基孪晶型阻尼材料,无疑必须探讨反铁磁转变与一级马氏体相变的之间关系,反铁磁转变和马氏体转变对孪晶形成的作用.本文通对富锰的γMn基合金(Mn-Cu,Mn-Fe,Mn-Ni)的内耗和模量的测量,研究这二类相变在不同材料,不同成分合金中的耦合的机制,以及反铁磁转变和马氏体相变对孪晶形成的作用.结果显示,马氏体相变和反铁磁转变耦合或马氏体相变与孪晶阻尼峰耦合都可以获得材料的高阻尼性能.当锰含量较高时,反铁磁转变和马氏体相变发生耦合,或马氏体相变内耗与孪晶内耗叠加,在室温附近形成高内耗阻尼;当锰含量较低时,马氏体相变温度降到室温以下,反铁磁转变形成的微孪晶亦能产生内耗阻尼峰.     

低温冲击试验中样品的尺寸效应

本文以1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢、纯铝、20和45号优质碳钢制的、宽度10、7.5、5和2.5ram的四种分别开了U或V形切口的冲击样品,在室温至—96℃温区内研究了冲击功随试验温度和样品宽度的变化规律,给出了标准和非标准样品冲击功之间的换算公式,冲击功随温度变化的曲线及标准与非标准尺寸样品冲击功当量换算系数表.     

RCo12-xTix(R=Y，Sm)化合物的结构与磁性研究

通过x射线衍射分析和磁性测量研究了RCo12-xTix(R=Y，Sm)化合物的结构与磁性，所有化合物全部具有ThMn12型结构.常规取向样品的x射线衍射谱表明，SmCo12-xTix化合物具有室温面磁晶各向异性，而YCo12-xTix化合物具有室温单轴磁晶各向异性.随着Ti含量的增加，SmCo12-xTix和YCo12-xTix化合物的居里温度TC及饱和磁化强度Ms均单调降低.YCo12-xTix化合物的磁晶各向异性场μ0Ha随Ti含量的增加而降低，而SmCo12-xTix化合物的磁晶各向异性场μ0Ha在x=1.74时出现一极大值，这可以用双次晶格模型来解释.     

纳米晶ZrO2∶Dy3+的制备与发光性质研究

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2∶Dy3+发光粉体,对不同掺杂浓度、不同煅烧温度的系列样品,均观测到Dy3+离子的室温强特征发射.样品的晶相与发射性质的研究表明:所制备的样品经600℃~950 ℃热处理后,晶相经历从四方相到以单斜相为主的变化;由于晶相的变化,发现有两个发光中心,分别位于四方相和单斜相.激发Dy3+的6P7/2能级,当稀土离子处在四方相(格位一)时有利于483 nm和583 nm的发射,当稀土离子处在单斜相(格位二)时有利于490 nm和577 nm的发射.基质ZrO2和Dy3+离子之间有能量传递,950℃时能量传递效果最好.荧光强度与掺Dy3+离子浓度关系表明,Dy3+在纳米晶ZrO2中的最适合掺杂浓度与ZrO2的晶相有关,四方相时,最适合掺杂浓度为0.5%,混合相时为1%.     

纳米多晶铜中冲击波阵面的分子动力学研究

冲击波阵面反映材料在冲击压缩下的弹塑性变形行为以及屈服强度、应变率条件等宏观量, 还与冲击压缩后的强度变化联系. 本文使用分子动力学方法, 模拟研究了冲击压缩下纳米多晶铜中的动态塑性变形过程, 考察了冲击波阵面和弹塑性机理对晶界存在的依赖, 并与纳米多晶铝的冲击压缩进行了比较. 研究发现: 相比晶界对纳米多晶铝的贡献而言, 纳米多晶铜中晶界对冲击波阵面宽度的影响较小; 并且其塑性变形机理主要以不全位错的发射和传播为主, 很少观察到全位错和形变孪晶的出现. 模拟还发现纳米多晶铜的冲击波阵面宽度随着冲击应力的增加而减小, 并得到了冲击波阵面宽度与冲击应力之间的定量反比关系, 该定量关系与他人纳米多晶铜模拟结果相近, 而与粗晶铜的冲击压缩实验结果相差较大.     

碳纳米管热传导的分子动力学模拟研究

采用改进的经验键序作用势描述碳原子间的相互作用,应用分子动力学方法和Green-Kubo函数计算了碳纳米管的热导率.在模拟中,使用了重叠计算的方法来计算热流相关函数,大大减少了模拟步数.计算结果表明,碳纳米管的热导率以原子间作用力相互做功所引起的热流形式为主;热导率的值随着直径的增加而减小;在室温下,热导率的值随着温度的增加而增加,达到室温后逐渐收敛于定值.计算的单壁碳纳米管热导率在1000W/mK至4000W/mK之间,计算结果与实验结果基本符合. 关键词： 分子动力学 碳纳米管 热导率     

基于分子束外延生长的1.05 eV InGaAsP的超快光学特性研究

利用分子束外延方法制备了应用于四结光伏电池的1.05 eV InGaAsP薄膜, 并对其超快光学特性进行了研究. 温度和激发功率有关的发光特性表明: InGaAsP材料以自由激子发光为主. 室温下InGaAsP材料的载流子发光弛豫时间达到10.4 ns, 且随激发功率增大而增大. 发光弛豫时间随温度升高呈现S形变化, 在低于50 K时随温度升高而增大, 在50–150 K之间时减小, 而温度高于150 K时再次增大. 基于载流子弛豫动力学, 分析并解释了温度及非辐射复合中心浓度对样品材料载流子发光弛豫时间S形变化的影响.     

纳米晶ZrO_2∶Dy~(3 )的光致发光和能量传递性质

研究了Dy3 离子掺杂的ZrO2纳米粉体的光致发光性质。观测到Dy3 离子的室温强特征发射和浓度猝灭现象以及基质ZrO2与Dy3 离子之间的能量传递过程。发现了煅烧温度对样品的晶相有明显的影响,随着煅烧温度的变化,晶相也随之改变。晶相的改变使样品的荧光发射产生较大的差异,并观测到两个发射中心。通过对荧光强度与激活离子Dy3 离子浓度的关系研究发现,Dy3 离子在纳米ZrO2基质中存在浓度猝灭现象,最佳掺杂浓度取决于ZrO2基质的晶相,不同晶相导致不同的猝灭浓度,当基质晶相表现为四方相时,猝灭浓度为0.5%,而基质晶相为混合相时,猝灭浓度为1%。能量传递也依赖于样品的晶相。当煅烧温度为950℃时能量传递效果最好,并且从微观结构上给出了解释基质与Dy3 离子之间的能量传递的模型。     

奥氏体不锈钢深冷低温冲击试验方法研究

以液氦作为冷源,结合G-M低温制冷机,实现-196~-269℃深冷温度环境,探索深冷低温冲击试验方法。结果表明,试样从低温环境中取出后置于大气环境中,温度出现快速回升。对于不同试验低温,可采用不同方法进行试验。试验温度T=4.2K时,可采用制冷机预冷+液氦持续喷淋的方法进行降温。试验温度10≤T77K时,可采用玻璃容器填充气凝胶粉体对试样进行绝热保温处理;或根据试验温度以及回温测试结果,以一定的过冷温度补偿值保证试验温度。过冷温度补偿方法可满足常规冲击试验的要求,但需要相对较大的过冷温度补偿值;玻璃容器填充粉体包裹试样,可减缓试样温度回升,但对材料冲击吸收能量有一定影响,可用多试样冲击试验并进行修正以反映材料冲击韧性水平。     

强激光加载铝材料动态损伤特性及其微介观结构观测

在神光-Ⅱ装置上利用强激光加载铝材料进行高应变率(高于106s-1)层裂实验,研究不同初始温度下高纯铝材料的动态损伤特性。采用任意反射面速度干涉仪测量样品自由面速度剖面,由自由面速度剖面计算纯铝样品层裂强度与屈服应力。结果表明:随着温度升高,材料层裂强度减小,屈服应力增大。对激光加载前后样品进行金相分析,观察不同初始温度下纯铝材料的微介观结构变化及其损伤特性。结果表明:随着温度升高,样品晶粒尺度缓慢增大,但在873K(近熔点)时晶粒尺度急剧增加;层裂面附近小孔洞数目较多,孔洞尺寸也较大,而远离层裂面处,孔洞数目相对较少,且尺寸也较小;材料的断裂方式随温度升高由沿晶断裂为主逐渐变为穿晶断裂为主。     

锰基合金的反铁磁转变与fct马氏体相变内耗

孪晶型阻尼材料已被实际应用，（011）孪晶通过fcc-fct马氏体相变形成，而YMn基合金中，马氏体相变又与合金的反铁磁转变密切相关。因此研究YMn基孪晶型阻尼材料，无疑必须探讨反铁磁转变与一级马氏体相变的之间关系，反铁磁转变和马氏体转变对孪晶形成的作用。本文通对富锰的YMn基合金（MnCu，Mn-Fe，Mn-Ni）的内耗和模量的测量，研究这二类相变在不同材料，不同成分合金中的耦合的机制，以及反铁磁转变和马氏体相变对孪晶形成的作用。结果显示，马氏体相变和反铁磁转变耦合或马氏体相变与孪晶阻尼峰耦合都可以获得材料的高阻尼性能。当锰含量较高时，反铁磁转变和马氏体相变发生耦合，或马氏体相变内耗与孪晶内耗叠加，在室温附近形成高内耗阻尼;当锰含量较低时，马氏体相变温度降到室温以下，反铁磁转变形成的微孪晶亦能产生内耗阻尼峰。