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双模晶粒氧化物弥散强化合金的强化模型及热稳定性

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中国有色金属学报 2020年第3期30卷 612-619页

作者：展鑫王国伟谭黎明何武强吴凯西何英杰刘锋黄岚中南大学粉末冶金研究院长沙410083 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

通过透射电子显微镜、电子背散射衍射、扫描电子显微镜和室温拉伸检测等手段,建立并验证双模晶粒尺寸分布氧化物弥散强化合金的室温强化预测模型。同时,通过在1150℃下进行不同时间的热处理试验,结合组织观察和显微硬度测试,研究合金的... 详细信息

通过透射电子显微镜、电子背散射衍射、扫描电子显微镜和室温拉伸检测等手段,建立并验证双模晶粒尺寸分布氧化物弥散强化合金的室温强化预测模型。同时,通过在1150℃下进行不同时间的热处理试验,结合组织观察和显微硬度测试,研究合金的高温组织热稳定性。结果表明:室温强化预测模型通过叠加固溶强化(σss)、晶粒尺寸强化(σg)、位错强化(σd)与氧化物纳米粒子强化(σp)之和的平方根,模型预测结果与试验值十分接近。合金组织热稳定性研究结果表明,在1150℃热处理初期,晶粒长大迅速且合金硬度迅速降低;而当热处理时间延长到8 h之后,晶粒尺寸虽有变化但其长大速率明显放缓,且合金硬度在热处理8 h后趋于稳定。

关键词：双模分布晶粒氧化物弥散强化强化模型热稳定性

多弧离子镀制备的耐事故燃料包壳铬涂层晶粒结构研究

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四川大学学报（自然科学版） 2022年第3期59卷 137-146页

作者：刘绍强宫文娟马赵丹丹陈寰王静张瑞谦邹宇杨吉军展长勇中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室成都610200 四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室成都610065

本文通过从几十微米到几埃的多尺度表征展示了多弧离子镀制备铬涂层的详细结构.经XRD,SEM,FIB,TEM和HRTEM表征,结果显示该涂层是一种多重结构,包括表面上的微米级颗粒、缺陷带钉扎的微米或次微米级液滴、以堆垛层错为晶界的柱状晶、以... 详细信息

本文通过从几十微米到几埃的多尺度表征展示了多弧离子镀制备铬涂层的详细结构.经XRD,SEM,FIB,TEM和HRTEM表征,结果显示该涂层是一种多重结构,包括表面上的微米级颗粒、缺陷带钉扎的微米或次微米级液滴、以堆垛层错为晶界的柱状晶、以刃位错和螺型位错为区分的微晶、位错末端的原子畸变以及原子排列无序化的区域.这些结构通过改变涂层的结晶度,影响了晶格常数、表面粗化和FIB溅射裂纹.此外,通过分析HTEM照片,确定了这些堆垛层错和位错的类型.最后,讨论了沉积参数对这些晶粒结构的影响.

关键词：涂层铬多弧离子镀晶粒微观结构

深冷变形对2219铝合金环件晶粒组织及性能的影响

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材料导报 2020年第14期34卷 14129-14133页

作者：黄建武易幼平黄始全郭万富中南大学机电工程学院长沙410083 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083 中南大学轻合金研究院长沙410083

针对2219铝合金环件在传统高温变形工艺过程中存在的晶粒组织粗大问题,本研究提出一种环件深冷变形新工艺。借助金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉伸测试等分析手段研究了深冷变形及传统高温变形工艺对2219铝合金环件... 详细信息

针对2219铝合金环件在传统高温变形工艺过程中存在的晶粒组织粗大问题,本研究提出一种环件深冷变形新工艺。借助金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉伸测试等分析手段研究了深冷变形及传统高温变形工艺对2219铝合金环件晶粒组织与力学性能的影响。结果表明:深冷变形以高密度位错形式累积大量存储能,有助于在后续固溶及轧制过程中通过再结晶细化晶粒。晶粒的细化使得应力在合金内部的分布更均匀,裂纹扩展路径也更加曲折,沿晶断裂成为其主要断裂机制。相比480℃高温变形工艺,样品在液氮条件下进行深冷变形并结合热处理,可明显提升其综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度、延伸率平均提高了20 MPa、22 MPa、3.0%,同时各向异性也明显降低。

关键词： 2219铝合金环件深冷变形位错晶粒力学性能

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铝合金导线短路熔痕晶粒生长规律分析

热加工工艺 2022年第22期51卷 42-47页

作者：李九霖李阳聂琦中国人民警察大学河北北廊坊065000 江西南昌消防救援支队江西南昌330000

采用分段定性与定量分析的方法,将铝合金导线短路熔痕沿晶粒生长的方向,依次划分为a~e区域。在晶粒形成原理的基础上,针对铝合金导线一次短路、二次短路熔痕的晶粒生长规律进行探究。结果表明:铝合金导线一次短路与二次短路熔痕的晶粒... 详细信息

采用分段定性与定量分析的方法,将铝合金导线短路熔痕沿晶粒生长的方向,依次划分为a~e区域。在晶粒形成原理的基础上,针对铝合金导线一次短路、二次短路熔痕的晶粒生长规律进行探究。结果表明:铝合金导线一次短路与二次短路熔痕的晶粒生长规律在b区差异较大,可作为区分依据。

关键词：铝合金导线短路熔痕晶粒定量分析

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铅基多元合金阳极板晶粒晶界优化性能研究

有色金属（冶炼部分） 2023年第12期 54-58页

作者：李玉章李雨耕包稚群冯炜光张永平雷华志孙彦华昆明冶金研究院有限公司昆明650031 有色金属强化冶金新技术国家重点实验室昆明650031

铅钙银基三元及多元合金板在降低吸氧电位、耐腐蚀及抗蠕变性能方面表现出较明显的优势,且可降低极板中银使用量40%左右,但在使用过程中也存在极板易变形、电流效率衰减快、极板寿命短等问题,严重制约了多元合金板的推广应用。通过对Pb-... 详细信息

铅钙银基三元及多元合金板在降低吸氧电位、耐腐蚀及抗蠕变性能方面表现出较明显的优势,且可降低极板中银使用量40%左右,但在使用过程中也存在极板易变形、电流效率衰减快、极板寿命短等问题,严重制约了多元合金板的推广应用。通过对Pb-Ag-Ca-Sr-La多元合金阳极板进行晶粒晶界优化,使其抗拉强度提升5.26%,硬度提升7.03%,导电率提升6.25%,制备出抗变形、电流效率稳定,且更适合高酸、高杂质、高电流密度电解工艺的多元合金板。

关键词： Pb-Ag-Ca-Sr-La多元合金晶粒晶界耐腐蚀强度电流效率

超声高温熔体处理对Mg-Gd-Y-Zr合金晶粒及力学性能的影响

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上海航天（中英文） 2023年第1期40卷 150-155,160页

作者：谢东原周全陈舸陈乐平南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063 上海航天精密机械研究所上海201600

探究超声处理温度、超声处理时间及超声功率密度对Mg-Gd-Y-Zr合金晶粒和力学性能的影响。结果表明:超声高温熔体处理可有效细化Mg-Gd-Y-Zr合金晶粒,提高其力学性能;在660~750℃范围内,随着处理温度的升高,合金晶粒尺寸逐渐增大;相较于... 详细信息

探究超声处理温度、超声处理时间及超声功率密度对Mg-Gd-Y-Zr合金晶粒和力学性能的影响。结果表明:超声高温熔体处理可有效细化Mg-Gd-Y-Zr合金晶粒,提高其力学性能;在660~750℃范围内,随着处理温度的升高,合金晶粒尺寸逐渐增大;相较于未处理合金,处理温度在750℃时,合金晶粒的细化效果更为显著。当超声功率密度为0~2.31 W/cm^(3)或处理时间为0~90 s时,随着超声功率密度的提高或处理时间的增加,合金晶粒尺寸先减小后增大,转折点分别为1.29 W/cm^(3)和60 s。合金的力学性能与其晶粒尺寸基本对应,合金的晶粒尺寸越小,其抗拉强度和伸长率越高。当处理温度为750℃、超声功率密度为1.29 W/cm^(3)、处理时间为60 s时,与未处理的合金相比,合金晶粒尺寸减小53%,其抗拉强度和伸长率分别提高了31%和79%。

关键词：超声高温熔体 Mg-Gd-Y-Zr合金晶粒力学性能

晶粒和相界对锆钛酸钡基无铅压电陶瓷性能的影响

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晶粒和相界对锆钛酸钡基无铅压电陶瓷性能的影响

作者：方宇吉林大学

学位级别：硕士

压电材料能够进行机械能与电能间的相互转换。压电陶瓷凭借其相对优异的性能和简单的制备过程而被广泛使用。压电陶瓷可以分为铅基压电陶瓷和无铅压电陶瓷。应用相对广泛的铅基压电陶瓷在制备过程会产生对人体和环境有害的PbO,因此有必... 详细信息

压电材料能够进行机械能与电能间的相互转换。压电陶瓷凭借其相对优异的性能和简单的制备过程而被广泛使用。压电陶瓷可以分为铅基压电陶瓷和无铅压电陶瓷。应用相对广泛的铅基压电陶瓷在制备过程会产生对人体和环境有害的PbO,因此有必要研究无铅压电陶瓷对其进行取代。在无铅压电陶瓷体系中,BaTiO(BT)基压电陶瓷由于具有高压电性而被广泛使用,其中(1-x)BaZrO-x BaTiO(BZ-xBT)陶瓷具有优异的压电性能。压电陶瓷的电学性能可通过构建相界获得提升;除相界外,晶粒对陶瓷的电学性能也有很大影响。本文从国内外BZ-xBT陶瓷的研究背景入手,采用固相反应法制备BZ-xBT陶瓷,研究结果如下:采用传统固相反应法制备BZ-xBT(x=0.82～1)陶瓷,研究窄成分跨度(Δx≤0.02)下BZ-xBT陶瓷成分(BT含量)与结构和性能之间的关系。发现随BT含量(x)的增加,BZ-xBT陶瓷的平均晶粒尺寸(ξ)基本呈递增趋势,从～9μm(x=0.82)增加到～40μm(x=1)。陶瓷的相结构,当x=0.82～0.88时,BZ-xBT陶瓷是三方相(R);当x=0.9～1时,BZ-xBT陶瓷表现出四方相(T)、正交相(O)和R相多相共存的特征。对于BZ-xBT陶瓷的电学性能,随着x的增加,陶瓷的介电常数峰值(ε)、最大极化强度(P)、剩余极化强度(P)、压电常数(d)、机电耦合系数(k)、电能量密度(W)、储能密度(W)和能量损耗密度(W)获得提升,而扩散因子(γ)、储能效率(η%)下降。值得注意的是,陶瓷的电学性能和ξ随x增加而产生的变化趋势接近一致。采用控制球磨时间和烧结条件(烧结温度和时间)的方法控制BZ-0.96BT陶瓷的晶粒尺寸,以研究晶粒对陶瓷电学性能的影响。改变工艺制备出的BZ-0.96BT陶瓷的ξ在2μm～102μm之间,所有BZ-0.96BT陶瓷都具有T+O相共存结构。对于晶粒尺寸与陶瓷电学性能的关系,陶瓷的ξ增加有利于ε、P、P、d和W的提升及介电常数(ε)、ε对应的温度(T)、γ、E、W、W和η%的下降。当陶瓷的ξ超过40μm,陶瓷电学性能基本不再随ξ继续增加而变化。通过微量Fe掺杂调控BZ-0.96BT陶瓷的相界以研究相界对陶瓷电学性能的影响,发现x%Fe:BZ-0.96BT(x=0～2)陶瓷的ξ在～1.63μm到～1.23μm之间变化;x%Fe:BZ-0.96BT(x=0～0.8)陶瓷具有O+T相共存结构,x%Fe:BZ-0.96BT(x=1～2)陶瓷具有O+C相共存结构。在陶瓷相结构改变的x=1成分处,x%Fe:BZ-0.96BT陶瓷的ε、T、居里温度(T)、γ、E、P、P、d和W发生突变。x%Fe:BZ-0.96BT(x=0～0.8)陶瓷在O-T相变温度(T)附近的频率色散类似于泥浆极性结构的弛豫行为。O-T相界可以提升x%Fe:BZ-0.96BT(x=0～0.8)陶瓷的W。

关键词：无铅压电陶瓷晶粒相界电学性能储能性能

AZO靶材热压致密化过程中晶粒生长规律研究

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粉末冶金技术 2017年第5期35卷 335-341页

作者：石季平白雪刘宇阳王星明储茂友段华英韩沧清华大学附属中学北京100084 北京有色金属研究总院稀有金属与冶金材料研究所北京100088

分别以98:2(质量比)的ZnO–Al_2O_3混合粉体和预处理粉体为原料,在不同热压温度、压力、保温时间下,采用原位热压工艺制备铝掺杂氧化锌(Al-doped ZnO,AZO)靶材。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察靶材晶粒形貌、阿基米德法测定试... 详细信息

分别以98:2(质量比)的ZnO–Al_2O_3混合粉体和预处理粉体为原料,在不同热压温度、压力、保温时间下,采用原位热压工艺制备铝掺杂氧化锌(Al-doped ZnO,AZO)靶材。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察靶材晶粒形貌、阿基米德法测定试样密度、X射线衍射仪分析物相组成以及晶粒大小,四探针测试电阻率,研究靶材热压致密化过程中的晶粒生长规律及细晶高密靶材的制备工艺。结果表明:热压温度为900℃时,晶粒尺寸与原料粉体接近,颗粒之间只形成烧结颈,扩散反应不完全,掺杂替位效应弱,电阻率为0.284W×cm;热压温度上升至1000℃时,ZnO蒸发凝聚形成众多小颗粒导致衍射峰宽化,颗粒之间逐渐结合紧密,Al原子替位效应增强,电阻率降低至0.093W×cm;在热压温度为1100~1150℃时,靶材相对密度不断上升,体系中形成众多的岛状细晶,电阻率下降至1.5′10^(-4)W×cm;在温度1100℃时,随着压力的升高,靶材相对密度从15 MPa时的88.00%上升到35 MPa时的95.60%,晶粒尺寸略有减小;在热压温度1150℃时,随着保温时间的延长,晶粒尺寸生长有限,靶材的反致密化现象与晶粒生长无关。煅烧混合粉体在热压温度1150℃,压力18 MPa,保温时间90 min时,靶材相对密度最高达96.28%,电阻率低至1.6′10^(-4)W×cm,扫描电子显微镜观察晶粒细小,满足溅射靶材的性能要求。

关键词：铝掺杂氧化锌热压靶材晶粒

η相粉末的制备及烧结工艺对板状WC晶粒的影响

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粉末冶金技术 2017年第1期35卷 39-45页

作者：郭瑜李志友李烨西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点试验室西安710016 中南大学粉末冶金国家重点试验室长沙410083

以W粉、Co粉及炭黑为原料制备η相粉末,向WC–10Co混合粉末中加入质量分数为8%的η相粉末和一定化学计量比的工业炭黑,利用传统粉末冶金工艺制备含板状WC晶粒的硬质合金。研究了合成温度对η相的影响以及烧结温度、固相烧结升温速率对板... 详细信息

以W粉、Co粉及炭黑为原料制备η相粉末,向WC–10Co混合粉末中加入质量分数为8%的η相粉末和一定化学计量比的工业炭黑,利用传统粉末冶金工艺制备含板状WC晶粒的硬质合金。研究了合成温度对η相的影响以及烧结温度、固相烧结升温速率对板状WC晶粒的作用。结果表明:在氮气保护气氛下,当行星球磨时间为12 h时,1050℃保温1 h即可得到Co_6W_6C相含量较高的η相粉末。在保温时间为1 h的前提下,烧结温度为1440℃,有利于合金中板状WC晶粒的生长,此时合金的力学性能最佳;在烧结温度与保温时间一定的前提下,当固相升温速率由6℃/min降低到2℃/min时,板状WC晶粒的尺寸和长厚比逐渐增加,合金的强度保持不变,维氏硬度提高了3%,断裂韧性提高了13%。

关键词：硬质合金烧结工艺碳化钨晶粒