氢分子在ZrC(111)面解离过程的动态能带结构研究

采用密度泛函方法和平板模型对H₂在ZrC(111)面上的反应途径进行了研究, 结果表明H₂在该表面上的解离易于发生. 通过考察各中间态的能带结构, 在H₂解离的过程中, H 1s诱导态(占据)所处能量位置存在着先上升后下降的过程, 同时清洁表面中处在费米能级下方的以表面Zr原子4d_xz/d_yz为主要成分的能带消失. 上述能带结构分析结果再现了活性表面态在反应过程中的作用, 并与光电子能谱观测结果相吻合.     

TiC固体的相稳定性和高压相变的密度泛函研究

采用基于第一性原理的密度泛函方法对TiC固体的NaCl,WC和CsCl三种相的电子结构进行了研究,结果表明,在零压力下相稳定次序为NaCl>WC>CsCl,该顺序可用费米能级附近电子态的大小加以解释,当增加外压力时,随着单胞体积的减小,CsCl相逐渐成为稳定相,在外压约为475.9GPa时,NaCl相将向CsCl相转变,而CsCl相转变为WC相要求的外压较高.此外,还进一步探讨了压力对三种相的能带结构、化学键以及电荷密度的影响.     

无碳化物贝氏体高碳钢滚动接触疲劳失效分析

对无碳化物贝氏体高碳钢开展滚动接触疲劳试验, 利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、三维轮廓仪、显微硬度计和纳米压痕等分析方法, 对比分析低应力和高应力水平下的失效行为, 研究其失效机制. 结果表明, 无碳化物贝氏体高碳钢在1.8 GPa低接触应力下有更优异的滚动接触疲劳性能, 其失效形式为表面剥落; 在2.6 GPa高接触应力水平下, 表面出现严重的塑性变形, 表面粗糙度增加导致最大剪切应力增加, 位置逐渐靠近表面. 在2.6 GPa接触应力下塑性变形层形成梯度结构, 但是在1.8 GPa接触应力下并未发现梯度结构, 在塑性变形层发现大量的孔洞.     

过渡金属轻元素化合物的高温高压制备

过渡金属轻元素化合物（TMLEs）由于具备高硬度，高熔点，优异电学、磁学、超导等性质受到广泛关注，是一类 具有优异力学性能的功能性材料。优异力学性能与功能性的结合使TMLEs成为极端环境下使用的特种材料。然而， TMLEs的制备往往需要高温高压（HPHT）极端实验条件来克服能垒。目前，已经有了大量HPHT制备TMLEs的报道， 然而，多数只关注产物的性质，对在HPHT下TMLEs的生长机制报道较少。因此，总结HPHT制备的TMLEs，分析TMLEs的晶体生长过程，对理解TMLEs的晶体生长机理、探究新型 TMLEs的制备具有重要意义。结合本课题组研究 经验及其他相关文献，总结了HPHT方法制备的过渡金属硼化物（TMBs）、碳化物（TMCs）和氮化物（TMNs）的晶体生 长情况，分别从起始原料、温压条件、晶体形貌等方面分析了TMLEs的生长机制。总结如下：通过原料配比和温度控 制是制备TMBs单一相的关键，提出硼亚结构单元是使TMBs形成台阶式生长模式的本质因素，碳源和氮源的选择决 定了 TMCs和TMNs的生长机制。同时提出，缺少利用HPHT制备TMLEs毫米级单晶的报道，限制了TMLEs部分本 征的性质探究；并且，新型高轻元素含量的TMLEs结构依然有待开发。随着人类对材料的要求越来越苛刻，以及TMLEs的不断发展，TMLEs将在未来特种材料领域具有不可替代的地位。     

Influence of interface roughness on reflectivity of tungsten/boron-carbide multilayers with variable bi-layer number by X-ray reflection and diffuse scattering

Infuence of interface roughness on the reflectivity of Tungsten/boron-carbide （W/B4C） multilayers varying with bi-layer number, N, is investigated. For W/B4C multilayers with the same design period thickness of 2.5 nm, a real-structure model is used to calculate the variation of reflectivities with N = 50, 100, 150, and 200, respectively. Then, these multilayers are fabricated by a direct current （DC） magnetron sputtering system. Their reflectivity and scattering intensity are measured by an X-ray diffractometer （XRD） working at Cu Kα line. The X-ray reflectivity measurement indicates that the reflectivity is a function of its bi-layer number. The X-ray scattering measured results show that the interface roughness of W/B4C multilayers increases slightly from layer to layer during multilayer growing. The variation of the reflectivity and interface roughness with bi-layer number is accurately explained by the presented realstructure model.     

碳化物弥散强化钢力学性能及微观组织研究

用碳化物粒子对低活化钢 CLF-1 进行弥散强化。结果表明机械合金化的方法可以制备高强度的碳 化物弥散强化钢,经过 60h 球磨可完成合金化过程,同时添加的碳化物粒子很好地提高了低活化钢 CLF-1 的拉 伸性能,得到了比熔炼低活化钢更高的强度和硬度,同时保持了较好的延伸率。      

过渡金属碳化物的研究进展

过渡金属碳化物作为一种催化新材料显示了其独特的性能,在石油馏份的HDS、HDN、加氢和脱氢反应、烃的异构化和芳构化、甲烷转化、F-T合成和电催化等反应中都表现出了优良的催化性能.本文综述了国内外关于钼、钨碳化物的制备方法以及在上述反应中的应用研究进展。     

铈及其碳化物对钢力学性能的影响

通过金相、扫描电镜能谱分析和冲击、拉伸等实验方法,研究了钢中及其碳化强度、塑性、冲击韧度等力学性能的影响,固溶于钢中的微量有抑制奥氏体晶粒粗的作用,至少可使奥氏体晶粒粗化温度提高５０Ｋ以上;如果铈在晶界上过量富集,可显著降低钢的冲击韧度。钢中的碳化物对钢的韧性和塑性都有改善作用,对钢的屈服点没有发现显著的影响。     

相结构形成因子统计值对钢中化合物形成的影响

本文根据宏观物理量是微观原子状态统计值的思想,将原子组态最可几值改用统计值代替,利用固体与分子经验电子理论(EET)计算钢中FeS、MnS、TiC(N)、NbC(N)、VC(N)、AlN的相结构形成因子的统计值S^',探讨了各种化合物的S^'对钢中组成原子自发凝聚成各种化合物能力的影响。研究发现S_MnS^'碳化物先于合金氮化物析出,在非平衡状态下,析出顺序相反的事实。并成功解释了铁碳相图共晶转变和共析转变各个相的形成顺序。从电子层次得出,在平衡条件下,S^'较大的相先形成,在非平衡条件下,S^'较小的相先形成。在某一适当冷却速度范围内,S^'相差较小的相可以共生,这一冷却速度区间将是S^'差值的函数。     

T10钢金属模具中裂纹电磁热止裂的实验研究

自主设计了改进型ZL-2超强脉冲电流发生装置，采用它对T10金属模具钢中裂纹进行脉冲放电止裂。放电时裂纹尖端熔化形成堆焊和高压应力区，使裂纹尖端钝化，达到了止裂的目的。由于脉冲放电超快速加热和冷却，在裂纹尖端处实现了冲击淬火，得到了超细化的隐晶马氏体和细粒碳化物等微观组织，同时围绕裂纹尖端形成了白亮层组织，提高了裂纹尖端处的硬度、强韧性和耐磨性，实验结果验证了理论研究和数值模拟的结果，为将电磁热裂纹止裂技术应用到金属模具裂纹止裂中，进行了基础实验工艺的研究工作。