Ar离子辐照非晶态合金表面发泡和针孔形成研究

150keV和195keVAr离子室温下辐照非晶态合金(Co₉₄Fe₄Cr₂)₇₈Si₈B₁₄,表表面发泡和溅射腐蚀是两种主要的表面损伤过程.针孔出现较表面发泡要晚,它的密度随剂量增加迅速地增加,并且在一定的辐照剂量时趋向饱和,这时,一种多孔粗糙的表面损伤结构形成.针孔的形成影响了表面发泡,导致了发泡密度随剂量增加急剧地减小.用溅射和气泡破裂解释了针孔形成和在高剂量时趋向饱和的原因.     

七种非晶铁磁合金的体积磁致伸缩研究

 强制体积磁致伸缩的数量级极小（10^-10~10^-9[(10³/4π)(A/m)]^-1），如通过测量三个互成直角方向的线磁致伸缩（10^-6[(10³/4π)(A/m)]^-1）再正负迭加则很难测准。本文利用热力学关系：(dω/dH)_T,p=-(dM_s/dp)_T,H，用静水压法在0.000 1~2.4 GPa范围测得七种非晶合金Fe_81.6Si_4.6B_13.8、Fe_46.3Co_0.03Ni_46.5Si_3.75V_0.92B_2.5、Fe₇₅Cr₅Si₅B₁₅、Fe_73.9Co_8.3Si_4.4B_13.4、Fe₇₅Ni₅Si₅B₁₅、Fe_78.75Cu_1.25Si₅B₁₅和(Fe_0.85Co_0.15)₈₂Cu_0.4Si_4.4B_13.2的强制体积磁致伸缩及其随静水压p的变化。结果表明：（1）其中六种属于第一类压磁效应。(dω/dH)_T,p在大部分压力下为正，p增加时M_s不断减小；(dω/dH)_T,p仅在几个狭窄的压力范围为负。可归因于磁性原子与非磁性原子的化学短程序在压力下的变化。（2）非晶合金Fe_78.75Cu_1.25Si₅B₁₅属于第二类压磁效应。(dω/dH)_T,p在绝大部分压力下为负。M_s反常升高与Cu的特殊作用有关。     

非晶铁基合金中两类不同的压磁效应

 本文详细介绍了在0.000 1~2.3 GPa流体静压力下测量三种非晶合金饱和磁感应强度B_s和最大磁导率μ_max的实验方法。实验结果表明：三种非晶合金受压后B_s和μ_max表现各异，可归为两大类。（1）第一类压磁效应：总趋势是B_s和μ_max都随压力增加而下降，但在几个压力区B_s反常增高。如Fe₇₅Ni₅Si₅B₁₅非晶合金B_s随压力增加均匀下降，(Fe_0.85Co_0.15)Cu_0.4Si_4.4B_13.2非晶合金的B_s随压力增加降—升—再降。（2）第二类压磁效应，如Fe_78.75Cu_1.25Si₅B₁₅非晶合金的B_s和μ_max随压力增加都有未见报导过的微弱升高。分别结合局域电子模型的交换作用理论和巡游电子模型的刚带理论进行了讨论。     

Ar离子辐照非晶态合金引起的尺寸变化

利用兰州重离子加速器(HIRFL)提供的2.79MeV/u Ar离子,在50K以下的低温辐照了Fe₄₇Ni₂₉V₂Si₆B₁₆等4种非晶态合金样品,室温下使用光学显微镜对辐照前、后的同一样品拍照,对比测量了样品的宏观尺寸. 结果表明:在辐照剂量为1.5×10¹⁴离子/cm²时,非晶态合金形变不明显,测量到的样品宽度相对增长Δb/b₀均小于1.0%;当辐照剂量增加到1.6×10¹⁵离子/cm²时,所有非晶态合金样品都发生了显著的形变,其宽度相对增长分布在4.3%—12.0%之间,对此结果进行了定性的分析.     

Heusler合金Fe2CrGa的磁性与结构

采用KKR-CPA-LDA方法研究了不同混乱占位时Fe₂CrGa合金基态的电子结构和磁结构. 基态能量表明Fe₂CrGa合金更倾向于形成Hg₂CuTi型有序结构,而不是L2₁结构. 能态密度(DOS)分析进一步揭示受晶体场影响的磁性原子内部交换作用是使Fe₂CrGa合金形成 Hg₂CuTi型有序结构的主要原因.测量了不同热处理所得Fe₂CrGa合金的居里温度和分子磁矩, 发现原子占位有序化可以在137K温度范围内调控合金的居里温度.分子磁矩随有序化占位也有相应变化, 分布在2.28μ_B/f.u.—2.48μ_B/f.u.之间.理论计算和实验对比可证明Fe₂CrGa合金是Hg₂CuTi型Heusler合金.     

Fe40Ni40P12B8非晶合金的冲击晶化实验研究

 本文研究了Fe₄₀Ni₄₀P₁₂B₈非晶合金冲击波加载下的晶化行为，冲击波由二级轻气炮发射的告诉弹丸撞击靶产生。实验结果表明：Fe₄₀Ni₄₀P₁₂B₈非晶合金在冲击波加载下，晶化可在加载时间（微秒量级）内发生；晶化的阈值压力在30~50 GPa之间，相应的冲击温度约为510~800 K，晶化析出相与冲击压力有关，低压下析出相是面心立方γ-(Fe, Ni)固溶体和Fe₃(P_0.37B_0.63)化合物，高压下（大于60 GPa）析出相除了面心立方γ-(Fe, Ni)固溶体和Fe₃(P_0.37B_0.63)化合物之外，还包括(Fe, Ni)₃P化合物。     

针状纳米MnxNi0.5-xZn0.5Fe2O4的共沉淀法制备及表征

通过在碱液中共沉淀Mn²⁺、Ni²⁺和Fe²⁺后制备了棒状的前躯体,前躯体于不同温度煅烧后制得了Mn_xNi_0:5-xZn_0:5Fe₂O₄棒状体. 利用X射线衍射仪和透射电镜对棒状体的物相、形貌及粒径进行了表征,并利用振动样品磁强计对磁性能进行研究. 结果表明长径比大于15的棒状,随着x值的增加,Mn_xNi_0:5-xZn_0:5Fe₂O₄样品的直径增加,长度下降,长径比变小,当x=0.5时其直径在50 nm左右而长径比减小到7～8. 随着x值的增加,样品的矫顽力先增加后减少,x值达到0.4时样品的矫顽力再次增加,当煅烧温度为600 oC,x=0.5时样品的矫顽力最大为134.3 Oe. 饱和磁化强度随着x值的增加先增加后减少,当煅烧温度为800 oC和x=0.2时达到最大为68.5 Oe.     

聚变α粒子对第一壁辐照损伤的蒙特-卡罗研究(Ⅱ)——溅射

本文应用蒙特-卡罗方法研究聚变α粒子对不锈钢第一壁的溅射损伤。首先,计算单种元素Fe,Cr,Ni的溅射产额随入射能量的变化,并与实验结果比较,以确定计算中所用到的一些重要参数,如原子位移能等。在此基础上计算聚变α粒子对不锈钢(Fe_0.73Cr_0.18Ni_0.09)的部分(和总)溅射产额,溅射粒子的能谱、角分布和源深度分布,以及上述各量与α粒子入射角的关系。结果表明,在考虑入射α粒子随能量及入射角的分布后,其平均总溅射产额为0.375。由于1     

The effect of Si content on the martensitic transfor-mation temperature of Ni55.5e18Ga26.5-xSix alloys

This paper investigates the effects of substitution of Si for Ga on the martensitic transformation behaviours in Ni-Fe-Ga alloys by using optical metallographic microscope and differential scanning calorimetry (DSC) methods. The structure type of Ni_55.5Fe₁₈Ga_26.5-xSi_x alloys is determined by x-ray diffraction (XRD), and the XRD patterns show the microstructure of Ni-Fe-Ga-Si alloys transformed from body-centred tetragonal martensite (with Si content x = 0) to body-centred cubic austenite (with x = 2) at room temperature. The martensitic transformation temperatures of the Ni_55.5Fe₁₈Ga_26.5-xSi_x alloys decrease almost linearly with increasing Si content in the Si content range of x ≤ 3. Thermal treatment also plays an important role on martensitic transformation temperatures in the Ni-Fe-Ga-Si alloy. The valence electronic concentrations, size factor, L2₁ degree of order and strength of parent phase influence the martensitic transformation temperatures of the Ni-Fe-Ga-Si alloys. An understanding of the relationship between martensitic transformation temperatures and Si content will be significant for designing an appropriate Ni-Fe-Ga-Si alloy for a specific application at a given temperature.     

机械合金化Fe-B合金的M?ssbauer谱研究

用M?ssbauer谱分析方法研究了配料原子比为Fe₇₀B₃₀,Fe₅₅B₄₅和Fe₃₀B₇₀各样品经机械合金化所形成的合金相的结构特点及其非晶相在退火过程中的转变。揭示出此类非晶相与相应的Fe-B化合物之间存在一定程度的联系。     

一级相变材料Mn1.2Fe0.8P0.4Si0.6的热磁发电性能

本文报道把热能直接转换电能的热磁发电技术所用一级相变新材料Mn_1.2Fe_0.8P_0.4Si_0.6的磁性和热磁发电性能.用高能球磨机械合金化技术和固相烧结合成方法制备了Mn_1.2Fe_0.8P_0.4Si_0.6化合物.磁性测量结果表明,该化合物呈现从铁磁状态变为顺磁状态的一级相变,居里温度为337K,并伴随巨大的磁化强度的变化.根据该材料的这一特性,设计制作了热磁发电演示装置,测定了热流引起材料的相变而产生的电流,并研究了固定磁场中热致磁转变产生的电流随热流温度和样品质量的变化.研究结果表明Mn_1.2Fe_0.8P_0.4Si_0.6化合物具有很好的热磁发电性能,可作为热磁发电材料.     

利用氧化辅助气固法生长高磁性的α-Fe2O3和Fe3O4纳米线

探讨生长α-Fe₂O₃和Fe₃O₄纳米线的一个可控制的合成过程. 在研究中发现,高磁性的α-Fe₂O₃纳米线已经成功地利用氧化辅助气固法结晶生成于Fe_0.5Ni_0.5合金基板上;若基板事先浸泡于草酸溶液中,随草酸浓度的增加,所生长的纳米线晶相会逐转变为Fe₃O₄,当草酸浓度达到0.75 mol/L时,所生长的纳米线几乎全部转变成Fe₃O₄晶相. 此外,实验结果也显示所生长的纳米线长度及直径会随着气固过程中的温度上升而增加,生长密度则会随着气固过程中的流量加大而上升. 此过程所提出的合成程序可在2 h內完成.     

液Zn对Fe2Al5涂层侵蚀的相变过程研究

本文对Fe₂Al₅涂层在液态Zn中的侵蚀相变过程进行了研究,实验结果表明：在侵蚀初期,靠界面张力平衡的作用,先发生热侵蚀,在试样表面形成热蚀沟,当热蚀沟达到一定程度后, 液Zn与Fe₂Al₅相由不浸润变为浸润;同时Zn原子扩散进入Fe₂Al₅相并形成Fe₂Al₅-Zn_x固溶体相(η相);随着侵蚀时间的增加,发生在腐蚀界面上的液Zn对Fe₂Al₅涂层的侵蚀过程是恒温相变过程,相变过程使Fe₂Al₅涂层发生定向熔化. 相变的驱动力来自于相成分的改变所引起的各相自由能的变化及各相间的相平衡的重新建立.     

Si3N4的晶体化和ZrN/Si3N4纳米多层膜的超硬效应

研究了Si₃N₄层在ZrN/Si₃N₄纳米多层膜中的晶化现象及其对多层膜微结构与力学性能的影响. 一系列不同Si₃N₄层厚度的ZrN/Si₃N₄纳米多层膜通过反应磁控溅射法制备. 利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能. 结果表明，由于受到ZrN调制层晶体结构的模板作用，溅射条件下以非晶态存在的Si₃N₄层在其厚度小于0.9 nm时被强制晶化为NaCl结构的赝晶体，ZrN/Si₃N₄纳米多层膜形成共格外延生长的柱状晶，并相应地产生硬度升高的超硬效应. Si₃N₄随层厚的进一步增加又转变为非晶态，多层膜的共格生长结构因而受到破坏，其硬度也随之降低.     

静高压下非晶(Fe0.99,Mo0.01)78Si9B13合金晶化过程的热力学研究

 在600~930 K，常压到7 GPa的范围内，对非晶(Fe_0.99,Mo_0.01)₇₈Si₉B₁₃合金等温等压退火30 min。实验表明：其晶化产物α-Fe(Mo, Si)、Fe₃B和Fe₂B相的析出与所加压力密切相关。压力使非晶(Fe_0.99,Mo_0.01)₇₈Si₉B₁₃合金的晶化温度和亚稳Fe₃B相的析出温度下降，在一定的压力和温度下，亚稳Fe₃B相将向稳定Fe₂B相转变，其转变温度随压力而变化。还对非晶(Fe_0.99,Mo_0.01)₇₈Si₉B₁₃合金的晶化和亚稳Fe₃B到稳定Fe₂B转变的热力学机制进行了讨论，并给出Fe₃B向Fe₂B的相转变方程。     

Y对Fe-Si-B 合金非晶形成能力及软磁性能的影响

本文通过铜模吸铸法和单辊甩带法分别制备出一系列楔形试样和非晶条带试样, 系统研究了稀土金属Y对Fe₇₈Si₉B₁₃合金非晶形成能力及其软磁性能的影响. 结果表明, 少量Y取代 Fe-Si-B 非晶合金中的Fe 可大大提高该合金的非晶形成能力并促进过冷液相区的产生. 当Y含量为3 at.%时, 合金具有最大的非晶形成能力, 其临界厚度为313 μm, 相应的非晶过冷液相区宽度达到65 K. 该系列非晶合金具有优良的软磁性能, 其矫顽力(H_c)均低于200 A/m, Y含量为1 at.%时, 饱和磁感应强度(B_s) 达到最大值1.67 T.     

Magnetocaloric effects in Mn1.35Fe0.65P1-xSix compounds

The structural and magnetocaloric properties of Mn_1.35Fe_0.65P_1-xSi_x compounds are investigated. The Si-substituted compounds, Mn_1.35Fe_0.65P_1-xSi_x with x = 0.52, 0.54, 0.55, 0.56, and 0.57, are prepared by high-energy ball milling and the solid-state reaction. The X-ray diffraction shows that the compounds crystallize into the Fe₂P-type hexagonal structure with space group P62m. The magnetic measurements show that the Curie temperature of the compound increases from 253 K for x = 0.52 to 296 K for x = 0.56. The isothermal magnetic-entropy change of the Mn_1.35Fe_0.65P_1-xSi_x compound decreases with the Si content increasing. The maximal value of the magnetic-entropy change is about 7.0 J/kg稫 in the Mn_1.35Fe_0.65P_0.48Si_0.52 compound with a field change of 1.5 T. The compound quenched in water possesses a larger magnetic entropy change and a smaller thermal hysteresis than the non-quenched samples. The thermal hysteresis of the compound is less than 3.5 K. The maximum adiabatic temperature change is about 1.4 K in the Mn_1.35Fe_0.65P_0.45Si_0.55 compound with a field change of 1.48 T.     

Mn掺杂对Nd-Fe-B纳米复合永磁合金结构的影响

利用XRD和XAFS技术研究了淬火速度为20m/s的退火和未退火Nd₉Fe_85－xB₆Mn_x(x=0.5,1.0)样品的长程序结构和局域结构.结果表明:初始制备样品,微量Mn原子的掺杂有利于纳米复合Nd-Fe-B磁性材料中Nd₂Fe₁₄B硬磁相和α-Fe软磁相的结晶度增加,而随着Mn掺杂量的增加,Fe原子周围配位有序度升高;退火后,掺杂微量的Mn元素并没有进一步提高Nd₉Fe_85－xB₆Mn_x样品的结晶度,也没有生成新的物相.本文提出,在快淬制备过程中,微量的Mn原子进入纳米复合Nd-Fe-B磁性材料的磁体主相形成亚稳相;退火处理后,Mn原子退出初始的磁体主相而进入颗粒的晶界.     

金属玻璃Pd79.5Ni4Si16.5结晶化过程的慢正电子束研究

首次用单能慢正电子束研究金属玻璃的晶化过程.测量了金属玻璃Pd_79.5Ni₄Si_16.5淬火态、结构弛豫和结晶化状态样品的正电子湮没辐射多普勒展宽能谱与正电子入射能量的函数关系,结果表明,淬态金属玻璃Pd_79.5Ni₄Si_16.5中存在大量的空位型缺陷,其结晶化过程最先开始于表面层.单能慢正电子束是研究金属玻璃晶化过程的有效手段.     

镉取代对纳米镍铁氧体结构和磁性的影响

采用湿化学共沉淀法合成了Ni_1-xCd_xFe₂O₄ (0≤x≤0.5)的混合铁氧体,利用X射线衍射对其结构和晶相进行表征．结果表明：随着镉Cd浓度的增加晶格参数逐渐增大．扫描电子显微镜研究微观结构,TG/DTA研究了硫酸共沉淀物．揭示了在650 oC合成铁氧体同时进行分解．测量了纳米粒子的磁化强度和交流磁化率．结果表明,Ni_1-xCd_xFe₂O₄混合铁氧体的磁化率、居里温度和有效磁矩随着镉含量的增加下降。