氢化锂的高温拉伸性能

^7LiH是重要的热核材料，为保证该材料的性能，选择合理的烧结工艺是非常必要的。国外对^7LiH材料的力学性能进行过一些研究。为了进一步改善^7LiH材料的力学性能和为^7LiH材料高温烧结过程数值模拟工作提供依据，试验测试了烧结坯和冷压坯两种状态的^7LiH试样，从室温至600℃的拉伸性能和经过350-650℃烧结后的室温拉伸性能，并对试样断口进行了分析，见图1-2，可以看出，无论是否经过烧结，^7LiH试样从室温至300℃的抗拉强度，随试验温度的升高而增加。300-600℃的抗拉强度，随试验温度升高而降低。^7LiH试样经过从350-650℃的温度范围烧结后，在530℃烧结的^7LiH试样，室温抗拉强度达到最大值。     

材料力学性能的微观模型

过去几十年里,人们一直努力在固体材料的宏观力学性能及其微观参数间建立起直接的关联。这篇综述文章介绍了我们在这方面取得的一些进展。以化学键键长、离子性、有效成键价电子数等原子尺度上的微观参数为基础,我们建立了固体材料的硬度、拉伸强度及体弹模量的微观模型。通过这些简单的模型,我们可以对材料的相关力学性能进行较为准确的评估。更为重要的是,这些模型可以帮助我们在微观尺度上认识控制材料力学性能的重要参数。结合现阶段的晶体设计方法,这些模型为搜寻新型超硬材料、高强度材料、低压缩材料提供了强有力的预估手段。     

34CrNiMo_6、25Cr_2MoV的低温力学性能

以34CrNiMo6、25Cr2MoV为对象,研究了两种材料自室温至-100℃温度范围内的力学性能及断裂机制。结果表明两种金属材料的断裂韧性则随温度的降低而降低;屈服强度、抗拉强度则随温度的降低而升高。断面收缩率、延伸率以及缺口敏感系数均未出现明显降低的现象。由于试验材料塑性很好产生缺口强化效应,使得缺口材料的抗拉强度高于光滑试样。从微观机制上看,随着温度的降低,材料的微观断口形貌由韧窝状逐步转化为准解理。     

生长温度对磁控溅射ZnO薄膜的结晶特性和光学性能的影响

采用反应射频磁控溅射方法，在Si (100) 基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.利用 原子力显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射分析、拉曼光谱等表征技术，研究了沉积温度 对ZnO薄膜的表面形貌、晶粒尺度、应力状态等结晶性能的影响；通过沉积温度对透射光谱 和光致荧光光谱的影响，探讨了ZnO薄膜的结晶特性与光学性能之间的关系.研究结果显示， 在室温至500℃的范围内，ZnO薄膜的晶粒尺寸随沉积温度的增加而增加，在沉积温度为500 ℃时达到最大；当沉积温度为750℃时，ZnO薄膜的晶粒尺度有所减小；在室温至750℃的范 围内，薄膜中ZnO晶粒与Si基体之间均存在着相对固定的外延关系；在沉积温度低于500℃时 ，制备的ZnO薄膜处于压应变状态，而750℃时沉积的薄膜表现为张应变状态.沉积温度的不 同导致ZnO薄膜的折射率、消光系数、光学禁带宽度以及光致荧光特性的变化，沉积温度对 紫外光致荧光特性起着决定性的作用.此外，探讨了影响薄膜近紫外光致荧光发射的可能因 素. 关键词： ZnO薄膜 表面形貌 微观结构 光学常数     

非晶合金的离子辐照效应

非晶合金作为一种快速凝固形成的新型合金材料,引起了材料研究者的极大兴趣.微观结构上长程无序、短程有序的特征使其具有独特的物理、化学和力学性能,在许多领域展现出良好的应用前景,尤其是有望成为核反应堆、航空航天等强辐照环境下的备选结构材料.本文深入探讨非晶合金的辐照效应,主要讨论离子辐照对非晶合金微观结构、宏观力学性能以及其他物理化学性能的影响,可为进一步理解非晶合金的微观结构和宏观力学性能之间的关系提供有效的实验和理论基础,也可为非晶合金在强辐照环境下的服役性能预测提供实验依据,对推进非晶合金这一先进材料的工程化应用具有重要的理论与实际意义.     

增材/等材复合制备Sc/Zr改性Al-Mg合金工艺研究

为了实现高性能、低孔隙率Al-Mg-Sc-Zr合金在航空航天主承力结构领域的广泛应用，采用激光熔化沉积-热轧复合工艺制备了Al-Mg-Sc-Zr合金试样。基于金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度和室温拉伸实验等检测方法，探究了复合工艺与微观组织和力学性能之间的关系，确定了最优工艺参数；研究了热轧压下量对沉积态试样微观组织演变、微孔缺陷闭合行为及力学性能的影响规律。结果表明：微孔缺陷随压下量的增加而逐渐减少，当压下量达到50%时，微孔缺陷完全闭合，试样的强度和硬度显著提高，熔合线区域合金元素的分布变得均匀。在优化的工艺参数条件下，复合工艺制备试样的抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度分别为412 MPa、243 MPa、22.8%和118.76 HV，较未轧制试样分别提高了22.6%、12.5%、54.1%和15.3%。     

外场对激光熔化沉积Al-Mg-Sc-Zr合金组织性能的影响

为了实现高强度、高致密Al-Mg-Sc-Zr合金的成功制备，基于激光熔化沉积技术制备了不同工艺条件下的合金块体试样，采用金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度仪和室温拉伸等实验方法，研究了水冷条件及超声振动辅助对沉积试样微观组织、孔隙缺陷演变及力学性能的影响规律。结果表明：外部冷却场辅助可以显著提高基板对沉积试样累积热量的传输效率，从而降低沉积试样的孔隙率、提高致密度；超声振动辅助凭借其特有的声流效应与声空化效应，促进了熔池中小气泡的聚集与上浮，孔隙数量明显减少、尺寸明显减小，晶界处共晶相发生细化；在优化的外场辅助条件下，获得了沉积试样的最优力学性能，其屈服强度、抗拉强度、延伸率、显微硬度分别为234 MPa、385 MPa、17.1%、125.84 HV（加载载荷为1.96 N）。     

PBX代用材料动态力学行为和微观结构的实验研究

 研究了固体炸药PBX代用材料D-90031的微观结构、压制过程中产生的原生缺陷形态，以及动态力学行为和破坏特征。采用数字图像分析技术、纳米力学测试系统，以及分离式霍普金森压杆（SHPB）实验和落锤冲击技术，获得了微观结构特点、各组分的硬度和弹性模量、动态性能，以及碎片的尺寸分布规律和材料的破坏形式。研究发现，晶粒的形态随外载的作用而改变，晶粒沿垂直加载方向伸长，材料的碎块尺寸满足一定的规律。研究结果对于深入认识固体炸药的性能与微观结构的关系具有一定的指导意义。     

聚变堆用结构材料CLF-1研究进展

本文报道了我院近半年来低活性铁素体／马氏体钢CLF-1的研究进展。通过微观组织观察和室温拉伸性能测试，证明该钢已具有优于Eurofer97的室温拉伸性能，而且得到了全马氏体的微观组织。     

手性分子介质非线性光学研究新进展

文章介绍了近年来手性分子介质及材料的非线性光学性质的研究状况，综述了手性分子非线性微观模型的使用情况，给出了一些典型的二阶、三阶非线性光学实验结果，用这些微观模型可以正确地分析这些结果．同时指出了未来研究的趋势，及研究成果可能应用的领域．     

超导微观机制的一种可能模式

介绍了高温超导体(主要是铜氧化物超导体)微观机理的研究现状以及取得的新进展。以此为基础,提出了超导微观机制的一种可能模式,即无论是低温超导还是高温超导,乃至正在探索的室温超导,都应该是几种单一相互作用机制(如电子声子机制等)共同作用的结果。在不同的温度区域,对不同的超导材料,起主导作用的机制应有所不同,从而我们可以将不同温区和不同材料的超导行为,用这种统一的混合机制(或称复合机制)来解释。     

慢正电子束流技术在金属/合金微观缺陷研究中的应用

正电子湮没谱学技术是研究材料微观结构非常有效的一种核谱学分析方法, 主要用于获取材料内部微观结构的分布信息, 特别是微观缺陷结构及其特性等传统表征方法难以获取的微观结构信息. 近年来, 在慢正电子束流技术快速发展的基础上, 正电子湮没谱学技术在薄膜材料表面和界面微观结构的研究中得到了广泛应用. 特别是该技术对空位型缺陷的高灵敏表征能力, 使其在金属/合金材料表面微观缺陷的形成机理、缺陷结构特性及其演化行为等研究方面具有独特的优势. 针对材料内部微观缺陷的形成、演化机理以及缺陷特性的研究, 如缺陷的微观结构、化学环境、电子密度和动量分布等, 正电子湮没谱学测量方法和表征分析技术已经发展成熟. 而能量连续可调的低能正电子束流, 进一步实现了薄膜材料表面微观结构深度分布信息的实验表征. 本文综述了慢正电子束流技术应用研究的最新进展, 主要围绕北京慢正电子束流装置在金属/合金材料微观缺陷的研究中对微观缺陷特性的表征和表面微观缺陷演化行为的应用研究成果展开论述.     

氢对22－13－5不锈钢室温下力学行为的影响

２２－１３－５钢是一种高强度极稳定的奥氏体不锈钢，将它置于１０ＭＰａ（１００个大气压）纯氢气中在３００℃充氢１４天，含氢量为６５±１ｐｐｍ。室温下力学性能测试表明：充氢后钢的强度提高，塑性指标不变；但室温下瞬态蠕变和短期应力弛豫行为，在可比条件下，变得更为强烈。用Ａｌｄｅｎ的可动位错密度理论，对实验结果作了定性分析，并对瞬态蠕变结果进行了定量的计算。结果证明，氢原子阻碍位错运动，使材料强度增加，同时也使材料的粘滞性增大。     

氢对22-13-5不锈钢室温下力学行为的影响

 22-13-5钢是一种高强度极稳定的奥氏体不锈钢，将它置于10 MPa（100个大气压）纯氢气中在300 ℃充氢14天，含氢量为65±1 ppm。室温下力学性能测试表明：充氢后钢的强度提高，塑性指标不变；但室温下瞬态蠕变和短期应力弛豫行为，在可比条件下，变得更为强烈。用Alden的可动位错密度理论，对实验结果作了定性分析，并对瞬态蠕变结果进行了定量的计算。结果证明，氢原子阻碍位错运动，使材料强度增加，同时也使材料的粘滞性增大。     

U-5．7Nb合金的微观变形机制

一般认为，处于单斜α”相的U-5．7Nb合金室温下的塑性变形主要是孪晶界面的移动，而不是由于滑移位错的移动，但这些都是居于理论上的推测，没有具体的实验证据。因此利用现有的电子显微分析技术，原位观察研究U-5．7Nb合金在变形过程中的微观机制，从而揭示微观结构与宏观性能之间的联系十分必要。在透射电镜（TEM）中进行原位拉伸观察裂纹的形核和扩展是有效的方法。利用H-800透射电镜的原位拉伸实验台对U-5．7Nb合金进行原位微观断裂研究。     

充氚时效不锈钢微观断裂机制

不锈钢材料在氚环境中长期工作时不仅存在着氢脆问题，同时还由于进入基材内部的氚衰变而产生氦，发生氦的积累，造成材料性能下降，甚至导致材料被破坏，即产生所谓“氦脆”现象。本课题2002年进行了样品的高温气相充氚实验以及充氚后一些显微组织分析工作。2003年对充氚＋1a时效的HR-2不锈钢样品进行了TEM动态拉伸实验观察。初步表明，充氚促进裂纹尖端位错的发射和增殖：对于HR-2不锈钢，充氚使无位错区（DFZ）减小甚至消失。2004年，充氚样品经历2a的室温时效，积累了一定的氦量，实验试图探索氦对微观断裂机制的影响。     

LDM长距离显微镜

长距离显微镜破除了只能近距离观测的传统，使微观观测可在高温、高压、有腐蚀气体的环境中进行，可广泛用于材料微观观测、化工、医学、司法鉴定等各个领域，本文着重介绍中科院上海天文台研制成功的ＬＤＭ－Ⅱ型长距离显微镜光学、机械结构特点及各种性能指标，用户正利用其独特的功能从事各种不同领域的工作。     

基于纳米压痕法的多孔硅硬度及杨氏模量与微观结构关系研究

采用电化学腐蚀制备多孔硅，利用场致发射扫描式电子显微镜(field emission scanning electron microscope，FESEM)观测多孔硅的二维微观形貌，利用Nano Indenter XP中的纳米轮廓扫描仪组件(nano profilometry, NP)得到其三维拓扑分析图像，分析了微观结构差异的原因并讨论了多孔硅内部微观结构对其机械性能的影响；利用MTS Nano Indenter XP纳米压入测量仪器，研究了多孔硅的显微硬度和杨氏模量随压入深度的变化规律，比较了不同孔隙率多孔硅的机械性能差别.实验结果测得40mA/cm²，60mA/cm²，80mA/cm²和100mA/cm²四个不同腐蚀电流密度条件下制备多孔硅样品的孔隙率在60%—80%范围内，孔隙率随着腐蚀电流密度的增加而增大；在氢氟酸(HF)浓度为20%的条件下制备出多孔硅样品的厚度在40μm—50μm范围内；测得多孔硅的平均硬度、平均杨氏模量分别在0.478GPa—1.171GPa和10.912GPa—17.15GPa范围内，并且其数值随腐蚀电流密度的增加而减小，在纳米硬度范围内随压入深度的增加而减小，在显微硬度范围内其数值保持相对恒定，分析了样品表面、厚度、微观结构，及环境对其机械性能的影响，得到了多孔硅力学性能随其微观尺度形貌的变化规律. 关键词： 多孔硅 微观结构 硬度 杨氏模量     

碲镉汞红外焦平面探测器封装用4J36合金深低温力学性能研究

为了提高碲镉汞红外焦平面探测器封装结构的可靠性,获得组件材料的深低温力学性能十分重要.4J36合金具有极低的膨胀系数且材料焊接性能较好,广泛应用于封装结构中的冷平台部分.本文在300 K～4.2 K温度区间内对4J36合金进行了热力学性能试验,获得了材料随温度变化的动态热力学参数;在300 K、77 K、4.2 K温度下对4J36试件进行了拉伸试验,获得了相应的工程应力应变曲线和力学性能参数;通过扫描电镜对断口形貌进行了微观结构分析,获得了4J36合金拉伸断口微观组织和性能的变化规律.试验结果表明4J36材料在300 K～4.2 K温度范围内平均线膨胀系数为2.08×10^-6/K,从300 K到77 K,4J36合金的比热容随温度降低而减小;在300K～4.2 K温度区间内,随温度降低,合金的抗拉强度和屈服强度显著提高,而弹性模量断后伸长率降低;由拉伸断口宏观和微观形貌看出在300 K、77 K和4.2 K下4J36合金拉伸试件的断裂模式均为韧性断裂.试验研究结果将对4J36合金在红外焦平面探测器组件的低温应用方面提供试验依据.     

强流脉冲电子束应力诱发的微观结构

利用强流脉冲电子束装置在各种工艺条件下对奥氏体不锈钢、单晶铝及多晶铝等面心立方金属进行辐照处理.利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜等详细分析了辐照样品的变形组织与结构.通过分析，在一定程度上建立起强流脉冲电子束诱发的应力特征与变形结构之间的关系，并对目前现有的几种应力波数值模拟结果进行了分析.实验结果表明，强流脉冲电子束能够在材料内部诱发10²—10³MPa的应力，其传播方式与材料的 晶体结构关系密切.这一应力是导致材料深层性能与微观组织结构发生变化的根源所在. 关键词： 强流脉冲电子束 应力 微观结构 变形