立方晶系多晶体细观马氏体相变有限元模拟

从马氏体相变切变机理入手,考虑相变体积变化,定义相变机械驱动能及其等效驱动应力,并在假设细观化学驱动能均匀的前提下,建立细观动力学模型.在此模型基础上,通过Marc软件二次开发,开展弹塑性立方晶系多晶体单向拉伸下的应力耦合细观马氏体相变有限元模拟.有限元模型的每个单元同时代表一个材料主轴随机分布的晶粒,屈服准则采用立方晶系单参数Hill准则,细观相变率与细观等效驱动应力关系取指数形式.三个多晶体样本模拟显示:1)细观马氏体相变分布不均匀,且不均匀程度随增量步增加呈先快后慢的减弱;2)多晶体宏观相变率-宏观拉伸应力模拟曲线呈指数态势,但在整个加载过程中,相变量均较细观模型的小.     

Cr、Mn、Co、Ni掺杂对Al13Fe4相稳定性和力学性能影响的第一性原理研

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统地研究了不同掺杂浓度下过渡族元素Cr、Mn、Co、Ni在Al13Fe4相中的占位情况、结构稳定性和机械性能. 计算得到所有的Al13(Fe24-xMx) (M=Cr、Mn、Co、Ni;X=1,2,4)相都具有良好的热力学稳定性和机械稳定性. 相同掺杂浓度化合物的形成焓按如下顺序减小：Al78(Fe24-xCrx) > Al78(Fe24-xMnx) > Al13Fe4 > Al78(Fe24-xNix) > Al78(Fe24-xCox).形成焓的降低增加了Al13Fe4相成核驱动力,Co和Ni有利于促进Al-Fe合金中Al13Fe4相形核,细化Al13Fe4相. 过渡族元素可以改善金属间化合物的脆性,增强塑性变形能力. 并且随着掺杂浓度的增加,过渡族元素的加入对脆性的改善呈先增大后减小的趋势.     

Zn2+掺杂对TiO2相变温度和晶粒尺寸的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同含量Zn2+掺杂的氧化钛粉体,利用TG-DTA、XRD测试技术检测了锌离子掺杂对锐钛矿和金红石相变及其晶体尺度的影响.试验结果表明,锌离子的掺入抑制了锐钛矿和金红石的相变,使相变温度提高,而且显著阻碍晶体的生长,从而获得纳米晶体.     

利用富铈混合稀土改善工业纯铝中富铁相形貌的研究

利用金相分析方法研究了富Ce混合稀土变质对含不同Fe量的工业纯铝的组织和其中富铁相形貌的影响。试验结果表明,随着Fe含量的增加,富铁相由弥散细小的颗粒状向短棒状、长针状转变;富Ce混合稀土变质使铝中的富铁相由长针状变为弥散细小的颗粒状。随着稀土含量的增加,-αAl晶粒逐渐细化,富铁相尺寸及数量逐渐减小。添加0.5%稀土时,-αAl晶粒细化效果最佳,而且富铁相呈细小颗粒状均匀分布在-αAl基体的晶界处。本文还对稀土改善富铁相的机制进行了分析。     

稀土掺杂氧化钛基材料的相变及其湿度-电阻关系

本工作采用溶胶-凝胶工艺制备了La3 和Ce4 掺杂的TiO2-SnO2复合粉体,利用X-衍射仪对该粉体的相组成进行了分析,并对组装的湿敏薄膜元件进行了湿度-电阻关系的测试。结果表明,在500℃烧结,La3 和Ce4 掺杂对锐钛矿向金红石的转变起到先促进后阻碍的作用;600℃烧结,La3 和Ce4 掺杂抑制了锐钛矿向金红石的转变,La3 、Ce4 的加入降低了锐钛矿和金红石的晶体尺寸,同时降低了薄膜材料的电阻,使湿度-电阻关系呈现较好的线性度。La3 的作用最强,且促进了SnO2晶体的形成。     

AFM and XPS Study of Glass Surface Coated with Titania Nanofilms by Sol-Gel Method

Ce3＋-doped and undoped Ti02 nanofilms are prepared on glass surface using a sol-gel method. Crystal structure, surface morphology, chemical composition and element distribution of both glass substrates and TiO2 films were characterized by x-ray diffractometer （XRD）, atomic force microscopy （AFM） and x-ray photoelectron spectroscopy （XPS）. The XRD results indicate that the Ce3＋-doped TiO2 tilms are solely composed of the anatase phase whereas in the undoped films a small amount of the futile phase of TiO2 is present. AFM observations show that there exist many micro-cracks and micro-boles on glass substrate surface. In contrast, the surface of pure titania films is crack-free and the average crystallite size of the films is less than 50nm. For the films doped with Ce3＋, not only does it appear to be more uniform and compact, but also the corresponding crystal size is decreased. XPS results indicate that element interdiffusion occurs between the titania nanofilm and the glass substrate during the sintering process. The film is firmly adhered onto the glass surface through the chemical combination of Ti-O-Si bonds, and the combination is more enhanced by Ce3＋-doping.     

锡掺杂二氧化钛相变过程和微结构分析

本文采用溶胶凝胶法制备了锡掺杂纳米二氧化钛,通过高分辨透射电镜法(HRTEM),X-射线衍射法(XRD)等分析手段对样品的相变过程进行了表征.XRD和HRTEM测试表明纯二氧化钛在烧结温度高于500℃时出现金红石相,而25mol; Sn2+掺杂二氧化钛凝胶在300℃烧结2h后少量锐钛矿相析出的同时结晶出金红石相.实验结果表明Sn2掺杂抑制了锐钛矿和金红石相的晶粒长大;Sn2+掺杂明显地促进了锐钛矿向金红石的转变.Sn2氧化后形成Sn4+,Sn4+置换Ti4+而引起二氧化钛晶格膨胀的同时晶格畸变应力增加.     

Zn2+掺杂对TiO2相变温度和晶粒尺寸的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同含量Zn2 掺杂的氧化钛粉体,利用TG-DTA、XRD测试技术检测了锌离子掺杂对锐钛矿和金红石相变及其晶体尺度的影响。试验结果表明,锌离子的掺入抑制了锐钛矿和金红石的相变,使相变温度提高,而且显著阻碍晶体的生长,从而获得纳米晶体。     

风沙对玻璃表面TiO2纳米薄膜冲蚀行为研究

采用溶胶-凝胶法,在玻璃表面制备TiO2薄膜,利用气流挟沙喷射法对涂膜玻璃进行冲蚀实验,采用扫描电镜(SEM)研究了TiO2薄膜在风沙环境下的冲蚀磨损特性、冲蚀行为和侵蚀机理.研究结果表明:TiO2薄膜磨损量随着冲蚀速度和沙剂量的增加而增加;其侵蚀机理为:在低角度冲蚀下,薄膜主要受到微切削作用下产生的划痕损伤,而在高角度冲蚀下,主要受到冲蚀挤压变形作用下产生的薄膜破损.同时TiO2薄膜不仅强度高而且脆性强,其在高角度冲蚀下的磨损更为严重..