过冷度对LaFe10.9 Co0.6 Si1.5合金相的形成及显微组织的影响

采用电磁悬浮熔炼的方法研究了LaFe10.9Co0.6Si1.5合金的凝固行为.应用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了合金组织结构和相组成.结果表明:La(Fe,Si,Co)13相是包晶反应生成的,过冷度变化对合金的凝固行为有很大的影响,当△T≤10 K时,LaFe10.9Co0.6Si1.5合金显微组织由α-(Fe,Si)相和La(Fe,Co)Si相组成,α-(Fe,Si)相为主要相;当△T≥40 K时,LaFe10.9Co0.6Si1.5合金显微组织中出现La(Fe,Si,Co)13相,随过冷度增加La(Fe,Si,Co)13相增多.应用经典形核理论对此进行了解释.     

微量元素La对Al—Si合金凝固过程的影响

本文用差热分析法系统地研究了La掺杂对Al-Si共晶合金、亚共晶、超共晶的动态凝固过程的影响。结果表明,La促使α(Al)成核,使体系中初晶α(Al)的析出温度比AJ-Si二元合金中Al初晶的实际析出温度明显提高;La对初晶Si的成核和长大起抑制作用,使超共晶中初晶Si相析出温度较二元合金中的Si初晶的实际析出温度明显降低。     

稀土元素对Al－3Li合金单向凝固组织的影响

研究了稀土在单向凝固条件下对Ａｌ－３Ｌｉ合金组织的影响，并分析了稀土对微观组织的影响机理。结果表明，稀土对合金的微观纵向枝晶间距有明显影响，这种影响同稀土元素、稀土含量及冷却速度有关。少量稀土增大了合金凝固过程中的成分过冷作用，从而较显著地影响合金的微观组织。     

退火对射频溅射法制备a—Si：H：Y合金薄膜结构和性质的影响

对射频溅射法制备的ａ－Ｓｉ：Ｈ：Ｙ薄膜进行电子衍射、红上吸收和卢瑟福级散射测试，结果表明，退火可从以下几方面摹结构和性质，使合金膜晶化，从非晶态向多晶或单晶态转化，改变原子间的键合状态，将某些Ｓｉ－Ｈ键断裂，形成更多的Ｓｉ－Ｙ键；Ｙ原子向Ｓｉ衬底方向扩散，使膜表面Ｙ的浓度降低，Ｓｉ：Ｙ的合金层厚度增大。     

用瞬态形核理论研究钕对快凝Al-Fe-V-Si合金非晶形成倾向的影响

利用与时间有关的瞬态形核理论计算了不同Ｎｄ含量的Ａｅ－Ｖ－Ｓｉ－Ｎｄ合金中α－Ａｌ相的形核率、形核孕育期与过冷度的关系，并计算了α－Ａ１形成非晶的临界冷却速率。结果表明，随Ｎｄ含量增加，合金的液相线温度提高，α－Ａ１形核孕育期延长，形核过冷度增加，形核率降低临界冷却速率降低，从而增大其非晶的形成倾向。     

铈及混合稀土对Fe-36Ni低膨胀合金凝固组织的影响

研究了Ce及混合稀土对Fe-36Ni低膨胀合金凝固组织的影响,结果表明:加Ce或者混合稀土处理后,合金中分别形成了大量高熔点的Ce2O3颗粒和(Ce,La)2O2S复合第二相颗粒,错配度理论计算表明,Ce2O3,Ce2O2S和La2O2S的(0001)面与Fe-36Ni的(100)面分别具有6.21%,5.77%和5.42%的较低错配度,因此Ce2O3和(Ce,La)2O2S可以作为有效的非均质形核核心,使凝固组织的等轴晶比例增加,等轴晶尺寸减小,合金凝固组织得到显著细化。     

钒,铬对快速凝固Al-Ti-Fe合金的组织结构与显微硬度的影响

利用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)研究了V, CrAl-Ti-Fe合金组织及显微硬度的影响. 结果表明 Al-Ti-Fe-(V,Cr)合金急冷态组织均为过饱和Al基固溶体; 300 ℃×10 h处理后, Al-2.5Ti-2.5Fe-2.5Cr合金析出Al3Ti和Al13Cr2相; 400 ℃×10 h处理后, Al-Ti-Fe-(V,Cr)合金均析出Al13Fe4相.随退火温度的升高, 快速凝固Al-2.5Ti-2.5Fe-2.5V合金的显微硬度略有下降, 快速凝固Al-2.5Ti-2.5Fe-2.5Cr合金的显微硬度略有上升,表明V, Cr元素的加入有利于快凝Al-2.5Ti-2.5Fe合金显微硬度的增加.     

镧对Al－Si合金锶和钠变质的影响

在含有变质元素锡或钠的铸造Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｍｇ合金中添加微量镧，发现合金组织中同时存在富镧和银的化合物，而镧和钠不存在这种作用，在富镧的化合物中没有钠的富集，因此镧对锶和钠变质存在不同程度的影响。     

镧对Mg-Si合金中Mg2Si相变质的影响

研究了Mg-5Si合金中La的添加对初生Mg2Si相变质的影响。结果表明,适量的La能够有效地变质初生Mg2Si相。基于本文的研究,在添加约0.5%La时,获得了最佳的变质效果,此时,初生Mg2Si相的尺寸减小到25μm以下,其形态从粗大的树枝形状变为多面体形状。然而,当La增加到0.8%或者更高时,初生Mg2Si相又生长为粗大的树枝形态。而且,在凝固过程中发现形成了一些LaSi2化合物,这些化合物的数量随着La的增加而呈现逐渐增加的趋势。     

退火对射频溅射法制备a-Si∶H∶Y合金薄膜结构和性质的影响

对射频溅射法制备的ａＳｉ∶Ｈ∶Ｙ薄膜进行电子衍射、红外吸收和卢瑟福背散射测试，结果表明，退火可从以下几方面改变膜的结构和性质：使合金膜晶化，从非晶态向多晶或单晶态转化；改变原子间的键合状态，使某些ＳｉＨ键断裂，形成更多的ＳｉＹ键；Ｙ原子向Ｓｉ衬底方向扩散，使膜表面Ｙ的浓度降低，Ｓｉ∶Ｙ合金层厚度增大。     

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。     

LaFe11.6Si1.4B0.5快淬带的磁相变和磁熵变

通过熔体快淬法制备了具有NaZn13型立方结构的LaFe11.6Si1.4B0.5化合物。与LaFe11.6Si1.4比较,加入B以后的试样中残余α-Fe杂相的含量显著减少。LaFe11.6Si1.4中加入一定量的B后对居里温度TC没有明显改变,化合物仍然保留了在居里温度附近的一级铁磁/顺磁转变和巡游电子变磁转变特征。LaFe11.6Si1.4B0.5化合物具有和LaFe11.6Si1.4化合物接近的巨大磁熵变,但合成时间可以进一步缩短。     

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。     

钕对Mg-5Al-1Si高温蠕变及组织性能的影响

研究了不同Nd含量对Mg-5Al-1Si镁合金的高温蠕变性能影响, 对析出相进行了分析, 研究了微观组织与力学性能的关系. 研究结果表明, 该合金中的主要强化相Mg2Si呈粗大的汉字状, 分布在晶界的周围, 在受到应力时, 这种汉字状相与基体的界面处易产生微裂纹, 降低合金的抗拉强度、塑性等力学性能. 在Mg-5Al-1Si合金中加入微量的Nd以后, 合金的组织得到明显的细化, 并使Mg2Si强化相形貌由粗大的汉字状转变为细小、弥散分布的颗粒状. 由于显微组织的改善, 使得Mg-5Al-1Si镁合金的室温和高温力学性能均有一定的提高, 并明显的改善了Mg-5Al-1Si的抗蠕变性能.     

铈对Ti-V-Cr-Fe储氢合金显微组织的影响

使用V-Fe合金为原料制备了Ti24.93V31.17Cr37.40Fe6.50Cex固溶体储氢合金, 采用EPMA和XRD对合金显微组织和相结构进行了分析. 结果表明, 不含Ce的Ti24.93V31.17Cr37.40Fe6.50合金由BCC主相和分布于晶界的Ti9.7Fe3.3O3和TiO0.325相组成. 当Ce添加于合金后, 随着合金中Ce含量的增加, Ti9.7Fe3.3O3和TiO0.325相含量明显减少. Ce的添加抑制了富Ti相的析出, 促进了合金元素尤其是Ti的均匀分布. 此外, 随Ce含量增加, 合金BCC主相平均原子半径和晶格常数随之增大, 有利于增大合金的储氢容量.     

铒对固溶处理Al-Mg-Si-Mn合金性能和组织的影响

采用常温拉伸性能测试、显微硬度计、扫描电镜(能谱)、 EBSD等分析手段研究了Er对Al-Mg-Si合金固溶处理后织构和性能的影响并解释了Er的作用机制. 结果表明:经540 ℃/30 min固溶处理后合金的显微硬度达到最大值,随着Er含量的增加,合金的抗拉强度、屈服强度均增加,而延伸率则随着Er含量的增加而降低. 合金中的未溶金属间化合物主要含Mn,Er两种合金元素;当Er的添加量为0.2%时,由于加入Er形成的金属间化合物对合金具有抑制再结晶的作用,合金具有Brass织构的特征;当Er的加入量为0.4%时,可作为再结晶形核核心的位置增多,合金的形变织构减弱.     

Phase and Defect Engineering of GeTe-based Alloys for High Thermoelectric Performance

The widespread applications of thermoelectric(TE) materials in power generation and solid-state cooling require improving their TE figure of merit(ZT) significantly. Recently, GeTe-based alloys have shown great promise as mid-temperature TE materials with superhigh TE performance, mostly due to their relatively high-degeneracy band structures and low lattice thermal conductivity. In this perspective, we review the most recent progress of the GeTe-based TE alloys from the view of phase and defect engineering. These two strategies are the most widely-used and efficient approaches in GeTe-based alloys to optimize the transport properties of electrons and phonons for high ZT. The phase transition from rhombohedral to cubic structure is believed to improve the band convergence of GeTe-based alloys for higher electrical performance. Typical defects in GeTe-based alloys include the point defects from Ge vacancies and substitutional dopants, linear and planar defects from Ge vacancies. The defect engineering of GeTe-based alloys is important not only for optimizing the carrier density but also for tuning the band structure and phonon-scattering processes. The summarized strategies in this review can also be used as a reference for guiding the further development of GeTe-based alloys and also other TE materials.     

Effect of Phase Composition on Sulfuric Acid Leaching of Tantalum-containing Alloys

Phase composition of iron-based tantalum-niobium alloys (Ta 2-5, Nb 3-6, Si up to 12, C 1.4-2.4%) was studied. The kinetics of leaching of ferroalloys with H₂SO₄ aqueous solutions and with mixtures of sulfuric and hydrofluoric acids was considered. The conditions of hydrochemical treatment of the alloys, which make it possible to concentrate niobium and tantalum in the solid residue through dissolution of up to 94% of Fe, 90% of Mn, and 70% of Si, were found.