钙对Mg-Gd-Nd-Zr-xCa合金组织和力学性能的影响

镁合金的轻量化优势使其有广阔的应用前景,然而普通镁合金低强度限制了它的应用。镁稀土合金拥有良好的力学性能,在Mg-GdNd-Zr合金的基础上,添加不同量的Ca元素,通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉伸性能测试等方法,对Mg-9Gd-2Nd-x Ca-0.5Zr (x=0,0.5,1.0,1.5(%,质量分数))合金热处理前后的组织和性能的变化进行了探究。结果表明：合金组织由α-Mg,Mg₅Gd相和Mg₄₁Nd₅相组织,添加Ca元素后,组织中形成了Mg₂Ca相。铸态合金经过热处理后,晶界上的第二相大部分溶入基体,时效态组织中析出了大量细小的板条状析出相,使合金的力学性能得到提高。时效态Mg-9Gd-2Nd-1Ca-0.5Zr合金有最高的抗拉强度,达到了256 MPa。     

热处理对Mg-Gd-Y-Zr合金组织、性能和腐蚀行为的影响EI北大核心CSCD

以铸态、固溶态和时效态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金为研究对象,采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、带能谱的扫描电子显微镜(SEM)以及电子拉伸试验机分析了热处理对Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金的微观组织、微区成分、物相组成以及力学性能的影响,并通过静态失重实验和电化学测试研究了不同热处理状态合金的耐蚀性能。结果表明:铸态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金组织主要由α-Mg基体、Mg_(5)Gd和少量的Mg_(24)Y_(5)相组成,固溶处理后组织均匀,部分未熔相(富Y相)以颗粒状形式存在,时效态合金析出相尺寸较小且弥散均匀分布。固溶和时效态合金的抗拉强度有不同幅度提升,分别为191.33和265.73 MPa,均表现为准解理断裂特征,在本研究范围内,Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金耐蚀性主要与热处理工艺、析出相的形貌和尺寸有关,不同状态下的合金在腐蚀过程中化学反应类型相似。     

新型镁基储氢合金的合成及电化学性能的研究

用扩散法成功地合成了Mg_1.5Al_0.5-xNiV_x(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)系列合金。XRD结构分析表明,合金中出现一个新的物相,其化学式为Mg₃AlNi₂,属立方晶系,Fd3m空间群,新相具有很好的电化学性能。钒的添加使合金的容量进一步提高。未经任何预处理的Mg_1.5Al_0.3V_0.2Ni合金的最大放电容量达到333mA·h·g^-1(50mA·g^-1,-0.5Vvs.Hg/HgO).Al对六方晶系Mg₂Ni合金结构中Mg的部分取代对于延长合金的循环寿命有重要作用。     

铝对铸态Mg-9Gd-2Nd合金显微组织和力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜研究了铸态Mg-9Gd-2Nd-xAl(x=0,0.4%,0.8%,1.2%,质量分数)合金的物相和显微组织,采用拉伸试验机和布氏硬度计测试了合金的力学性能。结果表明：铸态Mg-9Gd-2Nd合金由α-Mg基体和沿晶界分布的Mg₅Gd和Mg₄₁Nd₅第二相组成,加入Al元素后,合金中产生了新相Al₂Gd和Al₂Nd,组织明显细化,当Al添加量为0.8%时,合金的抗拉强度、屈服强度、硬度和延伸率分别为193.2 MPa,157.1 MPa,91.6 HBW和3.7%。随着Al元素含量的增加,合金的断裂方式有向韧性断裂转变的趋势。     

铸态Mg-Sm-Gd-Zn-Zr合金微观组织与力学性能研究

采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸试验机研究了铸态Mg-xSm-yGd-Zn-Zr(x = 3,y =5;x = 4,y=4;x = 5,y=3(％,质量分数))合金的微观组织和力学性能.铸态合金中存在面心立方结构的(Mg,Zn)3(Sm,Gd)相,a = 0.726 nm.三种铸态合金...     

微量钪添加对Al-Cu合金时效析出及电化学腐蚀行为的影响

采用透射电子显微镜及三维原子探针观察及统计分析研究了0.3%(质量分数)Sc添加对Al-2.5%Cu合金时效析出行为的影响,采用电化学分析方法对比了Sc添加前后合金的电化学腐蚀行为,藉此建立了时效析出第二相与电化学腐蚀性能之间的关联并阐明了Sc的微合金化作用。研究结果表明:Sc的加入显著影响了Al-Cu合金中θ’-Al2Cu的析出,使得析出相密度增加尺寸减小,同时由于Sc原子在析出相/基体界面的偏聚降低了界面能,从而影响了合金的电化学腐蚀行为,使得含Sc合金的耐蚀性明显优于纯Al-Cu合金。结果可以为耐腐蚀、高性能Al-Cu合金的微合金化材料设计提供参考。     

Mg-5Sm-xGd合金及其抗拉强度反常温度效应

采用光学显微镜、扫描电镜、 X射线衍射和电子拉伸试验等研究了时效态Mg-5Sm-xGd (x=1, 2, 3, 4)合金的显微组织和力学性能。结果表明：时效态合金主要由α-Mg基体以及位于晶内弥散分布的稀土相Mg₅Gd和Mg₄₁Sm₅组成,随Gd含量的增加,稀土相的种类没有发生明显变化;Gd含量可改变晶粒大小,随Gd含量的增多晶粒大小先减小后增大,在Gd含量为3%时合金晶粒最小;合金抗拉强度总体变化趋势为随温度升高先升高后降低,出现了抗拉强度反常温度效应;在同一温度下,3%Gd含量的合金抗拉强度最高,并随温度升高而升高,在300℃达到峰值229.9 MPa;合金的屈服强度随温度升高而升高,随Gd含量的增加先升高后降低然后再升高,在Gd含量为3%,拉伸温度为300℃时屈服强度最大;合金拉伸断裂方式主要为脆性断裂,随温度升高逐渐向韧性断裂转变;合金的抗拉强度反常温度效应可能与晶格常数,晶粒大小及第二相的变化有关。     

热处理对Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和万能力学试验机等研究了Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金在不同热处理工艺下显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:合金的最佳固溶时效热处理工艺为525℃×8 h+225℃×12 h;Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金铸态组织主要由α-Mg基体和沿晶界网状分布的Mg_5Gd,Mg_(41)Sm_5相组成,经固溶时效热处理后析出相主要为均匀分布于晶内和晶界的点状或粒状的Mg_5Gd,Mg_(24)Y_5以及Mg_(41)Sm_5相;经该工艺处理后,合金在室温下的硬度和抗拉强度分别为145.6HV和261.4 MPa;固溶时效态合金的主要强化机制为固溶强化和析出相弥散强化。     

Mg-9Gd-2Nd-0.8Al合金热压缩行为及热加工图

采用光学显微镜、扫描电镜研究了铸态和均匀化态的Mg-9Gd-2Nd-0.8Al合金的显微组织,然后用Gleeble-1500D热模拟试验机对均匀化态合金在变形温度350～500℃,应变速率0.003～1 s^-1条件下进行了热压缩实验,计算了合金的变形激活能,构建并分析了合金的本构方程和热加工图。结果表明：铸态Mg-9Gd-2Nd-0.8Al合金主要由α-Mg基体和Mg₅Gd,Mg₄₁Nd₅,Al₂RE相组成,经均匀化处理后(510℃×12 h),Mg₅Gd和Mg₄₁Nd₅相基本溶解,Al₂RE相保持稳定。均匀化态合金的流变应力曲线表现出动态再结晶的特征,其流变应力和峰值应力随温度的升高或应变速率的降低而显著降低,合金的变形激活能为185.836 kJ·mol^-1。合金在本实验的变形条件范围内存在两个失稳区：变形温度350～375℃,应变速率0.003～0.012 s     

镁热还原法制备圆片状氮化硼多晶微粉

采用三氧化二硼(B₂O₃)、氯化铵(NH₄Cl)和镁粉为反应物, 以三氧化二铁(Fe₂O₃)为催化剂, 利用镁热还原法在700～850 ℃下反应, 制备了氮化硼多晶微粉. X射线衍射(XRD)分析表明, 产物为六方相, 晶格常数a=0.2499 nm, c=0.6682 nm. 产物的红外光谱中在790和1380 cm^-1处出现了六方氮化硼的特征吸收峰. 利用扫描电子显微镜(SEM)观察到产物为圆片状颗粒, 平均直径约为0.9 μm, 平均厚度约为100 nm. 讨论了Fe2O3的存在对产物形成的影响.     

时效处理对热挤压Mg-xZn(x=1,3,5)-Y合金组织与力学性能的影响

研究了时效处理对热挤压Mg-xZn(x=1,3,5)-Y合金显微组织和力学性能的影响。实验结果表明:挤压态Mg-xZn(x=1,3,5)-Y合金显微组织由α-Mg,Mg_3Zn_6Y和Mg_3Zn_3Y_2相组成。挤压后合金发生了动态再结晶,随着Zn含量的增加,合金中的Mg_3Zn_6Y相依次增加。经时效处理后,颗粒状的Mg_3Zn_6Y相沉淀析出,Mg_3Zn_3Y_2相也逐渐弥散析出。其中Mg-5Zn-Y合金经过温度为200℃,18 h的时效处理后,具有良好的综合力学性能,其抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为375 MPa,258 MPa,23.5%。该合金拥有良好的力学性能主要是由于晶粒细化和Mg_3Zn_6Y相的沉淀强化。     

铈对Cu-Zr合金热变形激活能和性能的影响

在Gleeble-1500D热模拟机上对Cu-1%Zr和Cu-1%Zr-0.15%Ce两种合金在变形温度分别为550,650,750,850和900℃,应变速率分别为0.001,0.010,0.100,1.000和10.000 s~(-1)条件下进行等温热压缩实验,分析了Ce对Cu-1%Zr合金热变形激活能的影响。通过透射电子显微镜,研究了合金在时效过程中的析出相和位错组态。结果表明:Cu-1%Zr和Cu-1%Zr-0.15%Ce两种合金具有相似的热压缩变形特征。高Zr和微量Ce的添加使Cu-Zr合金的热变形激活能显著提高。与Cu-1%Zr合金相比,添加0.15%Ce使合金的热变形激活能提高了约34%。添加Ce,使导电率下降了约5%IACS,显微硬度略有提高。通过导电率的变化,计算出时效过程中析出相体积分数,求得550℃时合金的析出动力学方程和导电率方程。     

Gd-La-Al合金的微观结构与磁热效应

以Gd_3-xLa_xAl₂ (x=0,0.1,0.2,0.3)磁制冷材料为研究对象,系统分析了合金的相组成、微观组织及磁热性能。结果表明,Gd_3-xLa_xAl₂(x=0,0.1,0.2,0.3)合金均由Gd₃Al₂相、GdAl相、Gd₂Al相组成。La原子主要分布于Gd₂Al相,且La元素的添加具有调控Gd Al相形貌的作用。对M-T曲线求一阶导数可得,Gd_3-xLa_xAl₂ (x=0,0.1,0.2,0.3)合金的居里温度T_C随La含量的增加呈逐渐降低的趋势,分别为275,267,261,252 K,适用于近室温领域的制冷。利用Landau理论,分析了Gd_3-xLa_xAl₂ (x=0,0.1,0.2,0.3)合金的磁相...     

同轴三层纳米电缆NiO@SiO2@TiO2的制备与表征

采用静电纺丝技术, 通过改进实验装置, 成功地制备出了NiO@SiO₂@TiO₂同轴三层纳米电缆. 采用差热-热重(TG-DTA)分析、X射线衍射(XRD)分析、傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析、扫描电子显微镜(SEM)分析和透射电子显微镜(TEM)等分析技术对样品进行表征, 结果表明, 所得产物为NiO@SiO₂@TiO₂同轴三层纳米电缆, 内层为NiO, 直径大约为40～50 nm|中间层为SiO₂, 厚度大约为40～45 nm|外层为TiO₂, 厚度大约为45～50 nm. 对NiO@SiO₂@TiO₂同轴三层纳米电缆的形成机理进行了讨论.     

Al-Zn-Mg-Cu合金双级时效析出行为的TEM研究

Al-Zn-Mg-Cu合金是一种时效强化高强变形铝合金,长期以来广泛应用于航空航天等工业领域[1,2].其性能主要由时效过程中的时效析出相决定.研究不同时效状态下合金时效析出相的显微组织结构,对明确组织与性能的关系、确定合理的热处理工艺、改善合金的综合性能具有重要的理论意义和工程实用价值.     

镁热还原催化合成亚稳态立方相氮化硼e-BN纳米多晶粉

以无水氯化钴(CoCl₂)为催化剂, 采用氧化硼(B₂O₃)和氯化铵(NH₄Cl)为反应原料与镁粉在密闭反应釜内发生镁热还原反应合成了亚稳态立方氮化硼(e-BN)多晶粉. 产物粉末的X光衍射(XRD)分析表明晶格常数a＝0.8304 nm, 红外光谱(FTIR)在500, 650, 797, 1085, 1374和1580 cm^－1有特征吸收峰. 扫描电子显微镜(SEM)观察到产物为近似球状颗粒, 平均直径为70 nm, 粒径均匀. 讨论了化学反应和产物在催化剂作用下的形成机理.     

Nd60Fe20Al8Co10B2大块非晶合金晶化过程中的结构及磁性能变化

利用吸铸的方法制备了Nd60Fe20Al8Co10B2大块非晶合金。采用示差扫描量热法(DSC)，X射线衍射(XRD)，扫描电子显微镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)研究了Nd60Fe20Al8Co10B2大块非晶合金在晶化过程中的微观结构及磁性能的变化情况。Nd60Fe20Al8Co10B2大块非晶合金在低于723K退火时，富Nd相和富Fe相的析出对于合金的矫顽力影响不大。但是，富Fe相的长大使合金的饱和磁化强度和剩磁下降明显。合金完全晶化后，硬磁性迅速消失。     

晶相可控的ZrO2纳米线的无卤制备及表征

采用无卤法制备晶相可控的ZrO₂纳米线. 通过静电纺丝法制备聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与Zr(NO₃)₄的复合纤维; 再通过煅烧法在除去聚合物模板的同时制备ZrO₂纳米线. 采用X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪及热重差热联用热分析仪(DSC-TGA)对材料的晶相结构、 形貌及热稳定性进行表征. 通过改变煅烧温度, 可以实现ZrO₂纳米材料形貌及晶相组成的调控.     

含微量镧的2091 Al-Li合金时效行为和时效组织的研究

通过时效曲线测定和电镜观察研究了时效工艺对含镧的2091 Al-Li合金时效硬化和时效组织的影响。结果表明,时效制度对δ'相的析出形貌无明显影响,但镧的加入抑制δ'相的长大。双级时效时,S'相倾向于在位错环上形核长大,添加镧减少了位错环密度;T8处理时,S’相在晶内广泛析出;T6处理时,只有少量S’相沿晶界析出。时效硬化行为与GPB、δ'和S’等沉淀相的析出顺序有关。     

Mg2Ni0.75Cu0.25-Mg1.76体系的合成及氢化过程的初步研究

Leilly^[1]、Rudmen^[2]和本研究组^[3]分别对Mg₂Ni-xMg,Mg₂Cu-xMg体系进行了研究,巳发现Mg₂Ni或Mg₂Cu的存在对镁的氢化,释氢过程有催化作用,并描述了二元合金Mg₂Ni,Mg₂Cu对Mg的吸、放氢过程的催化氢化、脱氢模型。但有关三元合金对纯镁的吸、放氢催化性能研究,至今未见报道。我们合成了在基质镁粒表面包覆Mg₂Ni_0.75Cu_0.25的新型材料,并研究此三元合金表面对所包覆的Mg核与H₂之间反应的影响。