Mg合金晶粒细化机理的电子理论研究

采用递归法计算了α-Mg与α-Zr的结构能、原子结合能,Mg/Zr界面能与Mg/液态Mg界面能,Mg中Zr及Zr中Fe,Mn,Si等杂质原子相互作用能.计算发现α-Zr的结构能、原子结合能低于相应的α-Mg,且Mg/Zr界面能低于Mg/液态Mg界面能,从能量角度合理解释了Zr先于Mg从Mg熔体析出,并作为异质核心细化Mg晶粒的实验现象.原子相互作用能的计算结果显示,Zr在Mg中相互吸引形成团簇,并与杂质形成化合物,削弱晶粒细化效果. 关键词： 电子结构 晶粒细化 Mg合金     

微量元素La和Al-5Ti-1B复合细化Al-Cu机理

实验研究了复合添加微量元素La和Al-5Ti-1B对Al-Cu合金凝固组织的影响,发现与单独添加Al-5Ti-1B相比,复合添加Al-5Ti-1B和微量La可进一步细化Al-Cu合金凝固组织,降低α-Al的形核过冷度.结合高分辨透射电镜表征和理论计算,探明了复合添加微量元素La和Al-5Ti-1B对Al-Cu合金凝固组织的细化机理:经Al-5Ti-1B细化处理的Al-Cu合金凝固时, Cu富集于α-Al与TiB₂粒子的界面处,增加了α-Al与TiB₂粒子间的错配度,降低了TiB₂粒子对α-Al的异质形核能力;添加微量的La能有效降低α-Al与TiB₂粒子间的错配度,减小TiB₂粒子和α-Al间的界面能及接触角,从而提高TiB₂粒子促进α-Al的异质形核能力和Al-5Ti-1B对Al-Cu合金晶粒的细化效果.     

晶粒细化对MgB_2超导临界电流密度的作用

在多晶系统的MgB2超导体中存在晶粒间较小的整体电流和晶粒内大的局域电流.用改变升温速率的方法制备了不同晶粒大小和晶粒连接性的MgB2样品,并对它们的晶粒大小进行了统计.采用一种测量超导临界电流密度的Campbell法,分别测量和计算得到了它们的整体电流和局域电流密度.研究表明:长时间的烧结造成晶粒变大,材料有较大的整体临界电流密度,而短时间烧结的样品则相反;同时发现晶粒细化只提高了样品的局域临界电流密度,而且样品内部缺陷、杂质及晶界等因素是影响MgB2超导体整体电流传输的主要因素.     

激光冲击690高强钢位错组态与晶粒细化的实验研究

为研究激光冲击材料内部位错组态和晶粒细化的关系,用脉冲激光对690高强钢试样进行了冲击强化处理,采用扫描电镜和透射电镜分别获得了冲击后试样的扫描电子显微像和透射电子显微像、高分辨电子显微像,并对高分辨电子显微像进行快速傅里叶逆变换,从位错组态角度建立了激光冲击690高强钢晶粒细化模型.结果表明,690高强钢试样经功率密度为5.09 GW/cm^2的激光冲击加载后,其材料内部位错增殖、表层晶粒细化,截面晶粒尺寸大小分布在80~200 nm;析出相与基体保持半共格关系,基体中分布着众多刃型位错、位错偶以及扩展位错等缺陷,其中位错偶是由带割阶的螺型位错运动形成;通过由位错、扩展位错、空位等构成的几何位错界面扩展交汇把原始大晶粒分割成细小晶粒;激光冲击690高强钢晶粒细化模型可以描述激光冲击690高强钢位错运动主导的晶粒细化过程.     

Al-Ti-B细化工业纯铝凝固组织演变过程数值模拟

采用耦合群体动力学方法与元胞自动机方法建立了细化处理条件下铝合金凝固微观组织演变的数值模型.该模型考虑了a-Al的非均匀形核过程、晶粒的初始球形长大以及之后的枝晶生长过程.利用建立的模型模拟了Al-5Ti-1B中间合金细化工业纯铝凝固组织演变过程.结果表明:形核初始阶段,熔体中存在充足数量的有效形核粒子, a-Al形核率随着熔体过冷度的增大逐渐增高;形核开始不久后, a-Al的异质形核过程由熔体中有效形核粒子数量控制,直到再辉发生,形核停止.模拟分析了中间合金添加量以及熔体冷却速度对工业纯铝凝固组织演变过程的影响,模拟结果与实验结果相符,验证了模型的准确性.     

钢铁材料中形变诱导相变超细化机理研究

通过计算机编程建立奥氏体相中12[1 1 0]刃位错、奥氏体相中非形变区和形变区奥氏体/铁 素体相界模型.用实空间的连分数方法计算了非形变区和形变区奥氏体/铁素体相界界面能， 计算了碳、氮及微合金元素在完整晶体及位错区引起的环境敏感镶嵌能，进而讨论形变过程 中铁素体形核的难易程度，碳、氮及合金元素在位错区的偏聚及析出与铁素体细化的关系. 计算结果表明：α-Fe易于在高密度位错区（形变带、亚晶界、晶界）形核，在奥氏体形变 过程中，就会大大提高α-Fe形核率，细化铁素体晶粒；碳、氮和微合金元素易于单独或共 同 关键词： 奥氏体/铁素体相界 刃位错 形变 晶粒细化     

高频调制电弧的声学特性及其细化焊缝组织的应用

以等离子体电弧作为声源,利用高频电流进行调制,激发电弧可以产生超声波。研究了高频调制电弧的激发特性和声场特征,发现调制电弧所发射超声波在激励频段内呈现平坦的幅频特性,激励电流是影响电弧超声强度的主要因素,声压幅值与电弧等离子体流力的变化量成正比,声场呈现轴向强两侧弱的特征。同时介绍了利用电弧激发超声波在改善焊缝组织性能方面的应用。     

普通铸造和低频电磁铸造7050铝合金电阻率-温度特性的研究

利用四端接线法测量以普通铸造(DC)和低频电磁铸造(LFEC)两种不同方法制备的7050铝合金的电阻率-温度曲线. 发现升温曲线在250℃有一斜率转变点,且LFEC样品电阻率随温度变化得要快;由室温至900℃的过程中,LFEC试样的液固相线温度均高于DC试样;而DC试样在900℃保温甚至降温至600℃电阻率都显著增大. 结合金相显微组织的观察,对上述现象进行理论分析. 关键词： 低频电磁铸造 电阻率 铝合金 洛伦兹力     

ICP-AES法测定铝合金中的Sc

本文采用ICP－AES法测定铝合金中的Sc，并讨论了基体元素及共存元素对Sc的干扰，进行了酸度试验，采用盐酸和硝酸溶解试样，回收率为96．0％－101．0％，RSD为0．31％－0．59％，方法简便，可靠，可获得满意的分析结果。     

等离子体发射光谱法测定铝合金中的杂质元素

本文利用高频电感耦合等离子体光谱仪直接测定铝合金中的Fe,Zn,Mg,Mn,Ti,Cr和Cu杂质元素。选择了合适的实验条件,采用背景扣除法进行校正。方法简便、快速,可靠,具有良好的精密度和准确度。相对标准偏差为1．7％－6．3％,回收率为94％－105％。     

7050铝合金等通道转角挤压过程中显微结构和力学性能演化的小角x射线散射研究

采用三种等通道转角挤压（ECAP）与热处理相结合的工艺制备了超高强度细晶7050铝合金， 应用小角x射线散射技术定量地分析了ECAP过程中显微结构参数的变化情况，合理地解释了E CAP过程中力学性能的变化，揭示了合金强化机理. 研究发现，“固溶淬火＋ECAP＋时效” 工艺是获得高性能7050铝合金的合适工艺，可以使7050铝合金的抗拉强度提高到677 MPa， 延伸率保持在15％左右. 关键词： 7050铝合金 小角x射线散射 显微结构 力学性能     

石墨炉原子吸收光谱法直接测定铝合金中的痕量铍

本文叙述了痕量铍在铝合金中的重要作用以及石墨炉原子吸收光谱法测定铝合金中痕量铍的方法研究。该方法用硝酸（１＋１）溶解样品。０．１０ｍｇ／ｍＬ以上的铝具有增感效应，铍在０－０．２５μｇ／１００ｍＬ的范围内具有良好线性关系。该方法操作简便、灵敏度高，特征浓度为１．０５×１０￣（－５）μｇ／ｍＬ／１％。相对标准偏差为１．６６％，回收率在９６％－１０２．５％。     

用电弧摄谱法测定3003铝合金中的微量铅

本文研究了ＡＡ３００３铝合金微量铅０．００５％的光谱分析方法。本法利用沸点４２００℃的光谱纯碳电极为辅助电极；采用Ｅ６０１，Ｅ６０３，Ｅ６０５，Ｅ６０７多元素标样组成工作曲线。在相适应的电弧温度的作用下，以交流电弧为光源的分析间隙的发光蒸气云中，形成了Ａｌ－Ｃ为主体的二元主体组分浓度，使多元素标样与３００３合金样品与蒸发与激发行为趋于一致，消除了组分和晶体结构的影响，解决了微量铅０．００５％分析准     

矿化剂对铝酸钙粉的结构与光谱性能的影响

研究了矿化剂对制备铝酸钙粉的结构与性能的影响.研究中以铝矾土和石灰石为原料,加入一定量的矿化剂,混合均匀,经高温煅烧制得铝酸钙粉.借助于红外光谱、X射线粉末衍射、差热-热重分析等手段对不同原料的铝酸钙粉的结构、组成及性能进行了表征和研究,并对矿化剂在合成铝酸钙中的矿化机理进行探讨.研究表明:加入矿化剂后,可在更低温度条件下煅烧制备出铝酸钙粉,有利于节能减排.红外光谱分析、XRD分析、DTA-TG分析显示:未加矿化剂煅烧时,生成的产物主要是Ca3Al10O18,CaAl2Si2O8.加入矿化剂后煅烧生成的产物主要是易浸出Al2O3的CaAl3BO7和Ca3Al10O18,而不易浸出Al2O3的CaAl2Si2O8的含量大大降低.同时显示,加入矿化剂后,原料中的方解石(CaCO3)分解更容易;CaCO3与铝矾土反应更充分;更有利于促使铝矾土中的Al-Si键断裂,将铝矾土中的Al释放出来;并可降低铝酸钙的煅烧温度.研究还显示:加入矿化剂后,可以改变原产物的晶体结构与成分,有利于降低煅烧反应温度.     

差谱法同时测定铝合金中的微量铜和铁

本文是差谱法的一个应用实例。以盐酸羟胺为还原剂，用柠檬酸钠掩蔽Ａ１（Ⅲ）以防止生成氢氧化铝沉淀。在ＰＨ值８．３－９．５下，Ｃｕ（Ⅰ）及Ｆｅ（Ⅱ）能与邻菲罗啉生成有色络合物，加热能大大加快显色时间，在乙醇存在下可使Ｃｕ（Ⅰ）络合物至少稳定５小时，方法简便、准确。     

基于红外光谱分析研究矿化剂对铝酸钙粉制备的影响

研究了矿化剂对中低品位铝矾土对所制备铝酸钙粉的结构及其光谱性能的影响。以中低品位铝钒土和碳酸钙为主要原料,矿化剂CaF₂为添加剂,三者经充分混合、 高温煅烧和粉磨后,生产出的铝酸钙粉可直接用于制备聚合氯化铝、 聚合硫酸铝、 铝酸钠等水处理剂。通过调整原料中铝矾土和碳酸钙的质量比和矿化剂CaF₂投加量的方法优化铝酸钙粉的制备工艺,采用红外光谱分析对铝酸钙粉和铝矾土进行表征,并对矿化剂的矿化机理进行研究。红外光谱分析结果表明：加入矿化剂CaF₂,可促进铝矾土中硬水铝石、 三水铝石和高岭石的分解转化,使碳酸钙的分解完全,使原料中的铝矾土与碳酸钙进行更加充分的反应,不仅有助于碳酸钙中的Ca与铝矾土中的Si结合,还有助于促进铝矾土中的Si—O,Si—O—Al及Al—Si键的断裂,使铝矾土中的Al充分溶出,从而提高Al₂O₃的溶出率;矿化剂CaF₂的投加量(质量比)为3%时,可有效促进Al₂O₃的溶出;矿化剂CaF₂的投加量为1.5%时,不足以起到充分的矿化作用;中低品位铝矾土较高品位铝矾土更易于烧结制备铝酸钙粉;在1 250 ℃下制备铝酸钙粉的最佳物料配比是：原料中铝矾土与碳酸钙的质量比为1∶0.6,矿化剂CaF₂的投加量为3%。     

强磁场对铝合金中溶质组元分布状态的影响效果

合金中溶质组元的组织形态和分布对于改善合金的组织和性能具有重要意义.本文研究了铝合金在强磁场作用下的凝固行为,考察了Al-Cu，Al-Mg合金中溶质组元的相形态、分布状况随高强度均恒磁场和梯度磁场的强度和方向变化的规律.研究发现，由于Cu元素和Mg元素的物性不同导致其在基体中受到的电磁力不同，在均恒磁场作用下，铝合金中Cu元素和Mg元素在α-Al基体晶粒内和晶界上的分布变化规律相反；在梯度磁场作用下，Cu元素和Mg元素在铝基体中含量和分布状态也有显著的差异.本研究为利用强磁场有效控制不同物性的溶质元素在合金基体中组织状态和分布提供了实验依据. 关键词： 强磁场 铝合金 溶质元素分布 凝固组织 凝固过程     

高效液相色谱法测定烟火药剂中的苦味酸

建立了烟火药剂中苦味酸的高效液相色谱检测方法。采用Zorbax Eclipse XDB-C18色谱柱（4.6mm×250mm,5μm）分离,V（甲醇）∶V（0.1%冰醋酸水溶液）=55∶45,等梯度洗脱,流速0.8mL/min;测定温度为40℃;采用紫外检测器检测,检测波长为350nm。苦味酸的质量浓度在0.5—20mg/L时与色谱峰面积之间线性关系良好（r=0.9998）;加标回收率为85.6%—92.4%,相对标准偏差（RSD）为2.1%—6.5%。该方法简便快速,结果准确,重现性好,可作为检测烟火药剂中苦味酸的一个有效方法。