LaFe_(13-x)Si_x合金中不同铁磁态磁化率与磁场诱导磁相变的临界磁场实验研究

通过对采用不同方法制备或热处理的LaFe_(13-x)Si_x合金中处于不同磁状态的1∶13相磁化过程的观察和分析,实验研究了该系合金中各种铁磁态的最大磁化率,以及磁场诱导顺磁态到铁磁态的巡游电子变磁相变临界磁场与温度的关系。结果表明,在居里温度以下合金中铁磁态的最大磁化率,高于居里温度以上因磁场诱导由顺磁态相变而来的铁磁态的最大磁化率。居里温度附近两相共存态中的顺磁态,由磁场诱导转变为铁磁态的临界磁场,小于居里温度以上合金处于完全顺磁态时由磁场诱导转变为铁磁态的临界磁场随温度变化的线性关系外推值。且在两相共存态中,因磁场诱导的铁磁态的最大磁化率也小于合金中本身存在的铁磁态的最大磁化率。另外,当合金中1∶13相处于顺磁态和铁磁态两相共存时,经励磁-退磁至零场后转变为铁磁态,两相共存现象消失。     

快速凝固Al-Ti-RE合金中金属间化合物相的研究

通过快速凝固技术，Al-Ti合金中添加稀土元素可以产生细小、弥散、均匀分布的金属间化合物相。由于这种化合物相具有优良的热稳定性，快速凝固的Al-Ti-RE合金可作为高温材料使用。使用透射电子显微镜(TEM)和其它检测手段研究表明这种金属间相是金刚石立方结构，晶格常数a=1.77736nm，空间群Fd3m。该相优先于其它化合物相从熔体重直接形成，孪晶在形核阶段起着重要作用，晶粒沿二十面体的每一个外表面呈辐射状生长的。     

Mg_(2-x)La_xNi及Mg_(2-x)Ce_xNi合金的腐蚀性能研究

应用电化学方法研究了Mg2-xLaxNi及Mg2-xCexNi储氢合金的腐蚀性能.恒电位极化和交流阻抗测试表明,经Ce或La取代后的合金,其前者腐蚀电流及电化学极化电阻均随Ce取代量增加而降低,而后者的腐蚀电流却随La取代量的增加而增加,但极化电阻则呈先降后升趋势.合金极化后SEM测试显示,经Ce取代后合金表面较平整,而用La取代的则明显有裂纹.作者认为这主要与La、Ce的氧化物的结构有关.     

TiAl-RE合金中稀土相的形成机理

在TiAl合金中加入以Ce和La为主要元素的混合稀土得到普通铸态和熔体旋淬法试样，稀土元素金属间化合物AlCe(AlLa)分别存在于晶粒边界和层片结构之上。本文基于对二元合金平衡相图的分析以及应用Miedema 生成热模型对稀土相AlCe(AlLa）的形成进行了分析。结果表明，Al元素与Ce和La的亲和力远大于其与Ti之间的亲和力。因此，TiAl基合金中的富稀土相似AlCe(或AlLa)的形成存在，是必然的结果。     

深过冷对LaFe11.7Si1.3合金凝固组织和相结构的影响

采用3 m落管法研究了LaFe11.7Si1.3合金的无容器凝固深过冷行为,应用SEM和EDS分析了合金的组织结构和相组成.结果表明:液滴的凝固机制很大程度上取决于液滴的大小,对于直径≥270 μm的液滴,由于经过了不完全的包晶反应,导致合金相中含有大量的α-Fe相;当液滴直径为250 μm时,单一的Nazn13型La(Fe,Si)13(简称:1:13)相直接由过冷液相形成.利用经典形核理论对深过冷熔体的竞争形核机制进行了分析.     

阶梯模冷却Mg_(68)Zn_(29)Y_3合金的组织及准晶相的形成

采用五层阶梯形模具冷却方法在Mg68Zn29Y3合金中制备了二十面体准晶相(I相)。通过扫描电镜、能谱分析仪和透射电子显微分析技术,观察了合金凝固组织和准晶相的形貌,并确定了准晶相成分及结构。结果表明:Mg68Zn29Y3三元合金在普通凝固-阶梯模冷却过程中,冷却速度对准晶相形貌、数量、大小和分布存在较为显著的影响;随着冷速的降低,准晶相的生长方式由细小弥散演变为粗大碎化,准晶晶粒尺寸由20μm逐渐长大至100μm以上;准晶相通过包晶反应形核、长大;合金凝固组织为MgZn+α-Mg+Zn60Mg30Y10。     

一级相变磁制冷材料LaFe_(11.6)Si_(1.4)合金的磁相变特性系统分析

以La Fe11.6Si1.4合金为研究对象,系统分析了该一级相变材料的居里温度(TC)、磁场诱导磁相变的临界磁场(HC)、磁化率(χ)、磁滞、磁熵变(ΔS)、制冷能力(RCP)等磁性特性。结果表明:温度诱导磁相变的居里温度和磁场诱导磁相变的临界磁场均随磁场呈线性增加,ΔTC和ΔH随磁场和温度的变化率的值分别为4.1 K·T-1和0.2 T·K-1。当合金处于纯铁磁态和顺磁态时熵变磁熵变几乎为零,但磁场诱导的磁相变,会导致某一定温度下合金磁熵变有一个突变。但合金最大熵变并不是随磁场的增加而线性增加,当磁场达到一定值后随磁场增加其值基本没有变化。不同模型计算的制冷能力均随磁场的增加而呈线性增加。在两相共存态中,同一温度下两种不同铁磁的磁化率存在差异,即因磁场诱导的铁磁态相与合金中本身的铁磁态相的磁化率存在差异,且前者小于后者,这种物理现象对深入研究温度诱导和磁场诱导磁相变的差异有一定的参考价值。     

4GPa超高压凝固Mg-6Zn-3Y合金的凝固组织及相分析

利用X射线衍射仪、扫描电镜并配合能谱分析研究了Mg-6Zn-3Y合金4 GPa超高压凝固组织.结果表明:在4 GPa超高压条件下凝固时,实验合金的凝固组织得到显著细化,基体α-Mg相的晶格间距有所减小;Zn在基体α-Mg中溶解度大幅提高,Y不溶于基体α-Mg;实验合金凝固组织中出现呈对称性的四瓣或六瓣花的初晶Y固溶体,该初晶花瓣形貌完整、尺寸较大,显示其充分自由生长;先发生的共晶反应的共晶组织为成“簇”分布的共晶团,共晶相呈点状或棒状;后发生的共晶反应的组织为离异共晶.超高压凝固显著地改变了实验合金的凝固过程.     

Tb(Co_(1-x)Sn_x)_2合金的结构和磁热效应

通过X射线衍射和磁性测量研究了Tb(Co1-xSnx)2(x=0,0.025,0.050,0.075,0.100)合金的相结构和磁热性能。经分析可知Sn在TbCo2中的替代是有限的,X粉末衍射分析确定TbCo2具有MgCu2结构,其他样品由TbCo2,TbCo3和Tb5Sn3三相组成,TbCo2为主要相。随着Sn成分的增加,杂质相TbCo3和Tb5Sn3的含量增加,所有样品保持第二序磁相变。Sn的替代使磁相变的温度稍微有所提高,样品TbCo2的TC值为230 K,样品Tb(Co0.950Sn0.050)2的TC值为233 K,但Sn的成分继续增加,样品的TC值有所下降。在外加磁场2 T的作用下,样品Tb(Co1-xSnx)2(x=0,0.025,0.050,0.075)最大磁熵变值分别为3.44,2.29,1.64,1.16 J.kg-1.K-1。     

液态Ca7Mg3合金快速凝固过程中团簇结构的形成特性

采用分子动力学方法对液态Ca7Mg3合金凝固过程中团簇结构的形成特性进行了模拟研究. 采用双体分布函数、Honeycutt-Andersen(HA)键型指数法、原子团类型指数法(CTIM)以及遗传跟踪等方法对凝固过程中团簇结构的形成演变特性进行了分析. 结果表明: 在以冷速为1×1012 K·s-1 的快速凝固条件下, 系统形成以1551、1541、1431键型为主的非晶态结构; 二十面体基本原子团(12 0 12 0)在快速凝固过程中对非晶态结构的形成起决定性作用; 在合金凝固过程中, 团簇的稳定性不仅与构成团簇的基本原子团类型有关, 还与中心原子类型以及中心原子之间的连接方式有关. 由于(12 0 12 0)基本原子团能量较低并且在低温具有较好的遗传特性, 基本原子团之间很容易连接在一起组成更大的团簇. 所形成的团簇结构显著不同于那些由气相沉积、离子溅射等方法所获得的团簇结构.     

Mg_2Ni_(1-x)Co_x合金相的固溶烧结法制备及结构和储氢性能

采用固溶烧结法制备了Mg_2Ni_(1-x)Co_x(x=0.10,0.15,0.20)合金,利用X射线衍射仪和压力-组成-温度测试仪等研究了Co含量对合金相结构和储氢性能的影响.结果表明,合金由Mg_2Ni型Mg_2(Ni,Co)主相及少量Mg和Mg Ni3Co新相组成.Mg2(Ni,Co)具有良好的可逆储氢性能,吸氢形成Mg_2Ni_(0.9)Co_(0.1)H_4型四元氢化物,其具有与父系氢化物HT-Mg_2NiH_4相近的放氢焓变(ΔHd=63.9 k J/mol H2).Mg_2Ni_(1-x)Co_x(x=0.10,0.15,0.20)合金具有良好的放氢动力学性能,二维相界面迁移为放氢过程的控制步骤.随着Co含量的增加,合金的放氢活化能(Ea)降低,其中,Mg_2Ni_(0.8)Co_(0.2)的Ea降低到54.0 k J/mol.     

Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6合金吸铸片凝固过程研究

采用了X射线衍射、扫描电镜和振动样品磁强计,研究了富稀土钕铁硼Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6合金真空感应熔炼、0.60~0.76 mm吸铸片的凝固过程和凝固择优取向特征。结果显示:0.76 mm吸铸片贴模面Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6因较高的冷却速度抑制α-Fe相的析出,过冷液体导致2∶14∶1相大量形核、沿热流方向等轴晶快速凝固,等轴晶组织具有垂直贴模面(006)磁织构,最后为富稀土相凝固;随着凝固界面的推进、冷却速度降低到一临界值以下,凝固机制发生改变,较低的冷却速度有利初生α-Fe相以树枝晶生长,随后2∶14∶1相在α-Fe相旁大量形核,成分过冷的液体有利2∶14∶1相以厚片状晶以[410]方向凝固,最后液体为富稀土相。0.60 mm吸铸片(Nd,Pr)2Fe14B从两侧贴模面形核以柱状晶向内部生长,最大长度超过吸铸片厚度一半,α-Fe相受到较大冷却速度的抑制,数量大幅度减少,0.60 mm吸铸片[006]磁取向进一步优化,剩磁提高73%,矫顽力提高到189.61 k A·m-1。     

退火过程中聚乳酸中间相的形成和结构演化

采用淬火法制备聚乳酸(PLA)非晶薄膜,并利用原位显微红外光谱在线研究PLA非晶薄膜在不同退火温度下的结构演化.结果表明,PLA非晶薄膜存在一个临界结晶温度,当退火温度高于临界结晶温度时,PLA非晶薄膜可以通过分子链的局部调整实现冷结晶,反之,不能发生冷结晶;在冷结晶过程中先出现中间相,随后发生中间相-晶体相的转变;中间相是通过分子链的构象调整和分子链间的堆砌调整产生的,退火温度越高,中间相出现得越早,最终得到的晶体结构越规整.     

LaMg_2Cu_(1-x)Ni_x(x=0～0.90)合金的相结构及储氢性能

利用真空感应熔炼技术制备了LaMg2Cu1-xNix(x=0,0.10,0.25,0.50,0.75,0.90)合金,并在0.06MPa氩气保护下于723K退火6h得到测试所用合金铸锭。XRD表明合金LaMg2Cu1-xNix含有ThCr2Si2型的LaMg2Cu2相和CeMg3型的LaMg3相以及少量未知相,随着x的增加,LaMg2Cu2相的晶胞体积先增加后减小,而LaMg3相的晶胞体积几乎不变。通过SEM观察,发现Ni可以有效的减小合金在吸放氢过程中的粉化。当x0.50时,Ni对合金的吸氢速率降低;而当x≥0.50时,Ni的加入可以极大的提高合金的吸氢速率,合金在50s左右就能达到最大吸氢量的90%。当x=0.50时,合金具有较好的综合储氢性能,合金在473K下吸氢量为3.741wt%,49s就可达到最大吸氢量的90%以上。     

快速凝固TiAl基合金稀土相显微组织的研究

利用两种不同的快速凝固方法对TiAl-RE合金中稀土相的显微组织进行了研究并与铸态组织进行对比,选择的快速凝固方法为溶体旋转法（MS）和锤钻法（HA）,试验结果表明,随着材料冷却速度的变化稀土相的显微组织发生了很大的变化,由铸态完全分布于晶粒边界之上过渡到锤砧法极细的层片和弥散分布的颗粒组织,选区电子衍射结果表明,稀土相的衍射斑点与AlCe金属间化合物一致。     

掺锶尖晶石相-LiSr_xMn_(2-x)O_4的合成和电化学性能研究

采用固相合成方法制备掺锶尖晶石型锂锰氧化物 ,通过X射线衍射法对材料的结构进行了表征 .结果表明 ,当掺入的锶含量较低时 ,得到的产物具有尖晶石结构特征 ,并表现出极佳的电化学性能 ,材料在充放电循环 90周次后仍能保持 95%的容量     

Nd_(9.2)Fe_(84.8-x)Zr_xB_6纳米复相永磁材料的研究

采用熔体快淬和晶化处理的方法制取了成分为Nd9.2Fe84.8-xZrxB6的复相纳米永磁材料,并通过XRD,SEM和FESEM研究了Zr的添加量对该种材料微观结构的影响,结合VSM测量结果,进一步分析了Zr的添加效果。结果表明,当Zr含量为0.8%(原子分数)时,能对α-Fe相晶粒长大起到良好的抑制作用;过少的Zr不能很好地起到抑制α-Fe相晶粒长大的作用;但过量的Zr能和Fe形成一种新相,通过观察和分析,证明它是一种没有软磁特性的相,但能促使α-Fe的长大。Zr含量为0.8%的材料经700℃×20 m in的晶化处理可以获得最佳的微观组织和性能,其性能为:Br=0.725 T;Hc j=401.2 kA.m-1;BHm=86.8 kJ.m-3。     

Gd_(1-x)Ho_xTiGe的物相结构和磁性及磁热效应

用真空电弧熔炼和热处理法制备了Gd_(1-x)Ho_xTiGe (x=0, 0.2, 0.4)合金。X射线衍射分析表明:Gd_(1-x)Ho_xTiGe为GdTiGe型四方结构,空间群为I4/mmm,随着Ho含量的增加衍射峰总体上偏向高角度移动,晶胞参数a,c收缩,体积变小。Ho含量的增大对衍射峰的强度几乎没影响。通过磁性测量研究了磁性及磁热效应。利用Maxwell关系导出0～1 T, 0～2 T, 0～3 T的等温磁熵变。随着Ho的增加居里温度降低,使其成为室温区磁制冷材料。     

PMo_(12-x)V_x和PMo_(12-x)W_x杂多酸的XPS研究 Ⅰ.杂多酸中氧的俄歇谱

用XPS对杂多酸PMo_(12-x) V_x和PMo_(12-x) W_x的研究表明:在用V部分取代Mo时,虽然O1s峰没有给出什么有意义的结构信息,但OKL_(23)L_(23)俄歇跃迁动能随X增大而增大;在W部分取代Mo时,OKL_(23)L_(23)俄歇峰的动能随X增大而减少。杂多酸中酸性与OKL_(23)L_(23)数值有一定的关系。从OKL_1L_1与OKL_(23)L_(23)俄歇峰强度之比,求出氧成键时增加电荷,进一步表明了杂多酸中氧原子成键情况。     

(TbDy)Fe2基定向凝固磁致伸缩合金的性能与组织和成分的关系

制备（ＴｂＤｙ）Ｆｅ２基磁致伸缩合金的过程中，采用改进的Ｂｒｉｄｇｍａｎ技术使（ＴｂＤｙ）Ｆｅ２基相形成沿〈１１０〉晶向取向生长的组织，控制Ｆｅ／（Ｔｂ＋Ｄｙ）＝１９０～１９５（原子比）以防止（ＴｂＤｙ）Ｆｅ３相出现，控制Ｄｙ／Ｔｂ≈０７０／０３０以减小（ＴｂＤｙ）Ｆｅ２相的磁晶各向异性，控制氧含量低于０５ｍｇ·ｇ－１以保证晶体的稳定性等技术措施，获得了最高磁致伸缩应变（８０ｋＡ·ｍ－１）达１５００×１０－６的产品。晶体直径为６～３０ｍｍ，最大长度达３００ｍｍ。