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稀土sm对Al-7Si-0.3Mg合金微观组织的影响

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中国有色金属学报 2020年第3期30卷 479-488页

作者：董衍蘅贾志宏温柏杨刘莹莹刘庆吴俊子高斯娥重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 重庆大学电子显微镜中心重庆400044 包头稀土研究院包头014030

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热法(DSC)等研究不同含量稀土sm对Al-7Si-0.3Mg合金微观组织的影响。结果表明:添加sm元素之后,合金的二次枝晶间距相比基础合金的明显减小... 详细信息

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热法(DSC)等研究不同含量稀土sm对Al-7Si-0.3Mg合金微观组织的影响。结果表明:添加sm元素之后,合金的二次枝晶间距相比基础合金的明显减小;稀土sm可以显著细化片层状的共晶硅,sm元素主要形成Al2Si2sm相。从能量角度,sm可优先与P形成smP相,可能会抑制AlP相的形成,减弱其促进共晶硅形核的效能。随着sm元素含量的增加,Al-Si共晶反应的过冷度逐渐增大。

关键词： Al-7Si-0.3Mg铝合金稀土sm 微观组织细化机理

稀土sm对铸态Mg-0.4Zn-0.8Zr合金组织和性能的影响

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金属热处理 2016年第5期41卷 78-80页

作者：于明海郭二军冯义成王丽萍王长亮哈尔滨理工大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040

采用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜、硬度测试和拉伸强度测试对Mg-x sm-0.4Zn-0.8Zr(x=2,3,4,5)镁合金进行组织观察和力学性能分析。结果表明:合金的显微组织由α-Mg基体和沿晶界分布的第二相Mg41sm5构成,稀土sm的加入能够细化晶粒,... 详细信息

采用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜、硬度测试和拉伸强度测试对Mg-x sm-0.4Zn-0.8Zr(x=2,3,4,5)镁合金进行组织观察和力学性能分析。结果表明:合金的显微组织由α-Mg基体和沿晶界分布的第二相Mg41sm5构成,稀土sm的加入能够细化晶粒,随着sm含量的增加,Mg-0.4Zn-0.8Zr合金的硬度提高,当sm含量为5%时,硬度达最大值,比ZM6镁合金提高9.2%。当sm含量为3%时,合金抗拉强度达到最大值,比ZM6提高6.3%,当sm含量超过3%时,抗拉强度降低。

关键词：镁合金稀土sm 力学性能显微组织

稀土sm对AZ80镁合金组织和腐蚀性能的影响

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稀土Sm对AZ80镁合金组织和腐蚀性能的影响

作者：王浩河南科技大学

学位级别：硕士

镁合金作为目前可用的密度最小的结构材料，具有高比强度、高比刚度、高导热性和良好的铸造加工性能等优点，在航天、汽车等领域具有广阔的应用前景。但镁合金耐蚀性较差，抗蠕变性差等特点严重地制约其应用范围，提高镁合金的耐蚀性可... 详细信息

镁合金作为目前可用的密度最小的结构材料，具有高比强度、高比刚度、高导热性和良好的铸造加工性能等优点，在航天、汽车等领域具有广阔的应用前景。但镁合金耐蚀性较差，抗蠕变性差等特点严重地制约其应用范围，提高镁合金的耐蚀性可扩大镁合金的应用范围。本文以AZ80镁合金为基础合金，添加稀土元素sm。研究了sm对AZ80合金微观组织和腐蚀性能及力学性能的影响，并研究镁合金中析出相对合金耐蚀性的影响。通过光学显微镜、扫描电镜分析了不同含量sm对AZ80组织的影响;通过扫描电镜、X-射线能谱分析、X-射线衍射、透射电镜研究了加入sm后AZ80中析出相的变化;通过全浸实验和析氢集气试验研究了不同sm含量对AZ80合金耐蚀性的影响;通过对合金电化学阻抗、极化性能测试，研究了sm对AZ80镁合金电化学性能的影响;通过不同时间的腐蚀试验研究合金的腐蚀过程;通过热处理改变合金中的析出相形态，研究析出相对合金腐蚀性能的影响。实验结果表明：在实验范围内，稀土元素sm能不同程度的细化AZ80合金的铸态组织，提高了合金的耐蚀性，室温强度等。添加稀土sm后合金中β-MgAl相数量减少、并使连续网状分布的β相变得断续，合金中生成新的第二相Alsm;在3.5%NaCl中性溶液中，添加0.6%sm的AZ80合金的耐腐蚀性能最佳，腐蚀速率为3.3g·m·d，仅为原始合金腐蚀速率的25%;添加1.0%sm后合金室温下抗拉强度达到213MPa，延伸率为6.03%，比原始合金提高了21.7%和18.2%;经过固溶处理合金的耐蚀性降低，固溶+时效处理后合金的耐蚀性提高，合金的耐蚀性随着时效温度的提高而降低。综上所述，适量的稀土sm的添加提高了AZ80镁合金的耐蚀性和力学性能，使合金的综合性能得到了提高。

关键词：稀土sm 镁合金AZ80 电化学阻抗谱耐腐蚀性能

稀土sm对Al-Si-Mg合金微观组织和力学性能的影响

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稀土Sm对Al-Si-Mg合金微观组织和力学性能的影响

作者：董衍蘅重庆大学

学位级别：硕士

Al-7Si-0.3Mg合金因铸造性能好、比强度高、抗腐蚀、耐摩擦等优点在航空航天和汽车制造等领域被广泛应用。未经变质处理的Al-7Si-0.3Mg合金中的α-Al枝晶粗大,共晶硅通常为粗大的片层状,且外边缘较为尖锐,在外力作用下易在尖端部位萌生... 详细信息

Al-7Si-0.3Mg合金因铸造性能好、比强度高、抗腐蚀、耐摩擦等优点在航空航天和汽车制造等领域被广泛应用。未经变质处理的Al-7Si-0.3Mg合金中的α-Al枝晶粗大,共晶硅通常为粗大的片层状,且外边缘较为尖锐,在外力作用下易在尖端部位萌生裂纹,严重降低合金的力学性能。变质处理可有效改善合金组织,提高力学性能。本论文以Al-7Si-0.3Mg合金为基础合金设计了四组稀土sm含量不同的合金。除基础合金外其它三组合金分别添加0.3 wt.%,0.6 wt.%和1.2 wt.%的sm元素。主要采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)结合能谱分析(EDS)、X-射线衍射(XRD)等测试分析方法研究了不同含量的sm元素对合金微观组织的影响和sm元素在合金中的存在形式及分布,结合差示扫描量热法(DSC)分析了sm元素改善共晶硅形貌的机制。通过拉伸试验和断口分析研究不同含量的sm元素对合金力学性能的影响。主要研究结果如下:(1)添加sm元素对合金的晶粒尺寸没有明显的影响,但可以显著细化α-Al二次枝晶间距。铸态合金中的共晶硅尺寸随sm元素含量增加而减小且边缘逐渐钝化。T6热处理后随sm元素含量增加,合金中共晶硅的尺寸先减小后略微增大,且球化程度逐渐增加。(2)添加的sm元素主要形成了AlSism初生相,该相独立存在于Si的临近位置。当sm元素含量较低时,初生相以尺寸相对较小。随着sm元素含量的增加,该相随之长大。部分sm元素可能与P元素结合形成了smP相。(3)稀土sm可以显著细化共晶硅。添加sm元素抑制了AlP相的形成,减弱了AlP相对共晶硅形核效能的促进作用。合金凝固过程中Al-Si共晶反应的过冷度随着sm元素添加量的提高而增大。(4)添加sm元素对合金韧性提升较大。当sm元素含量为0.3 wt.%时,T6热处理后合金的综合力学性能最佳,抗拉强度和断后延伸率分别为310.77 MPa和11.17%。

关键词： Al-7Si-0.3Mg铸造合金稀土sm 微观组织细化机制

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烟气中SO2催化还原制取硫磺

材料导报 2010年第S1期24卷 421-424页

作者：邓庚凤曹霞廖春发姜坤郭年祥郭凯江西理工大学材料与化学工程学院江西南昌有色冶金设计研究院

以煤气为还原剂、Fe为活性金属催化还原冶炼烟气中SO制取硫磺。研究了不同载体、不同金属含量、稀土sm及其含量对SO还原成S单质催化活性的影响。结果表明,载体AlO粉末越细,SO还原反应出的硫温度越低;催化剂中金属Fe的最佳含量（质量分... 详细信息

以煤气为还原剂、Fe为活性金属催化还原冶炼烟气中SO制取硫磺。研究了不同载体、不同金属含量、稀土sm及其含量对SO还原成S单质催化活性的影响。结果表明,载体AlO粉末越细,SO还原反应出的硫温度越低;催化剂中金属Fe的最佳含量（质量分数）为14%,当反应温度为400℃时,硫的产率为81.92%;稀土sm的加入提高了催化剂的反应活性,当反应温度为360℃时,sm-Fe/AlO的硫产率与Fe/AlO相比提高了40.5%。sm-Fe/AlO催化剂的活性与sm含量存在一定的关系,本试验条件下,稀土sm的最佳含量（质量分数）为1.0%。

关键词： SO 催化还原硫磺烟气稀土sm

sm对Sr/B复合变质的A356铝合金力学和导热性能的影响

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热加工工艺 2022年第19期51卷 55-59页

作者：肖悦辉程永奇陈宇航袁碧亮何臻毅麦兴广广东工业大学材料与能源学院广东广州510006

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、热传导系数测量仪及拉伸试验机,研究稀土元素sm对Sr/B复合变质的A356铝合金的组织、力学性能和导热性能的影响。结果表明:添加适量的稀土元素sm对Sr/B复合变质的A356铝合金具有良好的细化作用... 详细信息

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、热传导系数测量仪及拉伸试验机,研究稀土元素sm对Sr/B复合变质的A356铝合金的组织、力学性能和导热性能的影响。结果表明:添加适量的稀土元素sm对Sr/B复合变质的A356铝合金具有良好的细化作用和变质效果。当合金中的sm添加量为0.6%时其变质效果最明显,与变质前相比二次枝晶臂间距平均大小由14.3μm降低至9.6μm,α-Al初生相平均晶粒大小由64.9μm降低至42.4μm;此时合金的力学性能也达到最佳,抗拉强度和伸长率分别为203.7 MPa和8.4%,较变质前的试样分别提高20.6%和95.3%;合金的导热系数为159 W/(m·K),力学性能与导热性能均高于商用A356铝合金。

关键词： A356铝合金稀土sm Sr/B复合变质导热性

多场耦合条件下Cu/SnBi-xsm/Cu微焊点界面IMC生长行为的研究

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热加工工艺 2018年第3期47卷 78-82页

作者：邵浩彬张宁殷利斌张春红王树臣朱鸣凡徐州工程学院机电学院江苏省大型工程装备检测与控制重点建设实验室江苏徐州221018 徐州生物工程职业技术学院机电工程系徐州市绿色洁净复合钎料工程技术研究中心江苏徐州221006

采用超声协振复合钎焊技术制备Cu/Sn58Bi-x sm/Cu微焊点,并通过自主研发的多场耦合时效装置,进一步研究在热场、电场、磁场和力场的四维多场耦合条件下,微焊点界面IMC（intermetallic compound）的微观组织变化和力学行为。结果表明：... 详细信息

采用超声协振复合钎焊技术制备Cu/Sn58Bi-x sm/Cu微焊点,并通过自主研发的多场耦合时效装置,进一步研究在热场、电场、磁场和力场的四维多场耦合条件下,微焊点界面IMC（intermetallic compound）的微观组织变化和力学行为。结果表明：严酷多场耦合条件下,钎焊焊点热端IMC层逐渐变厚,其形状趋于平整;冷端逐渐变薄,其形状呈现出锯齿状。当添加的sm含量为0.05%时,微焊点表现出良好的力学性能。随着多场耦合作用时间的增加,焊点的抗拉强度均有所下降,且拉伸断口的解理台阶变宽,气孔、夹杂数量增加,小裂纹发展为大裂纹,其数目也增多。

关键词：多场耦合稀土sm 界面IMC SnBi

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超声原位制备耐热镁合金及其力学性能研究

超声原位制备耐热镁合金及其力学性能研究

作者：华群南昌大学

学位级别：硕士

本文以稀土元素sm和Mg-Al系镁合金中的AZ61为主要研究对象，高能超声作用下原位合成Al2sm/AZ61耐热镁合金，研究高能超声工艺参数对Al2sm/AZ61合金的凝固组织、力学性能的影响，讨论超声工艺对Al2sm颗粒的影响机制和稀土元素sm在镁合金... 详细信息

本文以稀土元素sm和Mg-Al系镁合金中的AZ61为主要研究对象，高能超声作用下原位合成Al2sm/AZ61耐热镁合金，研究高能超声工艺参数对Al2sm/AZ61合金的凝固组织、力学性能的影响，讨论超声工艺对Al2sm颗粒的影响机制和稀土元素sm在镁合金中的细晶强化机制;以超声时间、超声功率、稀土含量作为变量对实验方案进行正交优化组合，以获得高能超声原位制备Al2sm/AZ61合金最佳制备工艺路线与参数。正交实验结果表明：超声原位制备Al2sm/AZ61合金最佳制备工艺是：在稀土sm含量为2.0%的AZ61镁合金中施加750W、110s的高能超声，此工艺制备出的Al2sm/AZ61合金的晶粒最细小，且合金中生成的Al2sm增强相颗粒也最细小，均匀分布于熔体中，其室温抗拉强度和伸长率达到399MPa、8%，高温抗拉强度和伸长率达到298MPa、16.5%。研究热处理工艺对Al2sm/AZ61镁合金硬度的影响，发现经400℃+22h固溶加200℃+20h时效后AZ61-2%sm-750W合金的显微硬度提高了10%。探讨了sm含量对AZ61镁合金的影响，并分析稀土sm在AZ61中的主要作用。β-Mg17Al12相的大小和数量随着sm的含量增加会沿着晶界减少，Al2sm金属间化合物主要分布在晶界;随着sm的添加AZ61合金的晶粒尺寸下降，在研究中，AZ61-1sm具有最小晶粒;合金中sm的含量为1%时屈服强度和极限拉伸强度有最大值分别为142MPa和215MPa，极限拉伸性能的改善主要归因于晶粒细化、固溶强化、形成了细小的Al2sm高温强化相，当AZ61中的sm含量为1.5%时，延伸率最好，然而当sm含量降低时合金的延伸率进一步提高。研究了超声对Al2sm/AZ61镁合金的影响，分析了高能超声的影响机制。Al2sm增强相尺寸在无超声处理时约为13μm，而有超声处理时下降到约6μm;高能超声产生1446MPa左右的高压和104K左右的高温，高温、高压所产生的冲击波使得AZ61-2sm合金中半连续网状的Mg17Al12相熔断、团聚状的Al2sm相击碎成细小颗粒状;声流效应产生喷射流的最大流速为2.5m/s，有利于细小的Al2sm颗粒宏观均匀分散于整个熔体中。

关键词：超声原位 Al2sm/AZ61 耐热稀土sm

高导热型复合吸波材料及稀土掺杂快淬Fe基合金的制备和研究

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高导热型复合吸波材料及稀土掺杂快淬Fe基合金的制备和研究

作者：刘小曼南京邮电大学

学位级别：硕士

电磁波技术因其在隐形技术、监视雷达、无线数据通信、卫星通信等电子和通信领域中的广泛应用而受到越来越多的关注,但过量的电磁辐射对设备的信号和通信质量、环境以及人体健康都会产生危害,抑制有害电磁波辐射的吸波材料成为电磁防护... 详细信息

电磁波技术因其在隐形技术、监视雷达、无线数据通信、卫星通信等电子和通信领域中的广泛应用而受到越来越多的关注,但过量的电磁辐射对设备的信号和通信质量、环境以及人体健康都会产生危害,抑制有害电磁波辐射的吸波材料成为电磁防护领域的研究热点。现代电子设备日趋小型化、集成化,工作主频从MHz到GHz,导致功耗也越来越高,器件的散热问题也受到更多的关注,由此导热成为电子器件设计中必不可少的核心工程问题之一,对于高功率精密电子器件,散热不足而导致的温度异常升高会使器件发生强制降频,严重影响器件的正常运行。因此,开发具有优异吸波性能兼顾高导热性能的导热型吸波材料,是目前吸波领域的研究热点之一,其具有的兼顾吸波、导热特性,在军事和民用领域的应用深远,可以在有效吸收电磁波的同时快速传导热量,使器件工作维持在正常温度区间。片状羰基铁(CIP)具有高饱和磁化强度、高居里温度和较高的磁导率,其磁导率由于其形状各向异性可以突破Snoek极限,在微波低频段具有优异的吸波性能。在本文中,我们开展了两方面的研究工作:首先对片状CIP和各类导热填料进行复合,制备出一系列导热复合吸波材料,研究不同种类及比例的导热填料掺杂下获得的复合吸波材料的微观形貌、电磁参数和导热系数,评估获得的导热复合吸波材料的导热及吸波性能;其次是基于“薄、轻、宽、强”的吸波机理,研究稀土sm掺杂快淬Fe Si Co合金的微观结构、磁性能及吸波特性。主要工作内容与研究结论如下:(1)通过高能球磨法制备片状CIP,将片状CIP作为基材分别与氮化物Al N、BN、SiN陶瓷填料进行超声混合,获得均匀成分的CIP/氮化物陶瓷复合导热吸波材料,研究不同氮化物及添加比例对复合材料导热及吸波性能的影响。XRD表明片状纯CIP基材均呈现单一的α-Fe相,复合样品则同时具有α-Fe相和氮化物晶体的特征峰,表明氮化物陶瓷与片状CIP之间无化学反应,复合材料是一种机械混合物。SEM显示所有样品均呈良好的片状结构,氮化物陶瓷填料的加入增加了样品的团聚现象。与片状纯CIP基材相比,CIP/氮化物陶瓷复合导热吸波材料的复介电常数和复磁导率均有所下降,最低反射损耗(RL)也有不同程度的减小,这和氮化物属于非磁绝缘材料相关。即使如此,掺杂氮化物陶瓷后各复合样品仍然基本都保持良好的吸波性能,但反射损耗峰向高频偏移,吸收频带明显展宽。导热系数测试结果表明,复合样品的导热系数随氮化物陶瓷掺杂含量的增加而增大,在CIP与氮化物的质量比为10:2时,球磨5h的CIP/Al N陶瓷复合导热吸波材料的导热系数为2.09W/(m·K),在涂层厚度为1mm时,根据线传输理论计算得到的的RL在7.4GHz处为-7.3d B,低于-5d B的频宽达到7GHz,表明此导热复合吸波材料在具有较好的吸波性能的同时能够拥有较好的导热性能。(2)采用相同的制备工艺,将片状CIP基材分别与石墨和Si C导热填料进行超声混合,获得均匀成分的CIP/石墨及碳化物导热复合吸波材料。SEM显示所有复合样品的微观形貌都无明显变化。由于石墨的高导电性,掺杂石墨会显著提高复合样品的介电常数,且吸波性能随石墨含量的增加而快速下降,在涂层厚度为1mm时,所有复合样品的RL都没有达到-4d B。Si C填料也会降低复合样品的复介电常数和复磁导率,但总的来说,所有复合样品基本上仍然都保持着原有基材的良好电磁波吸收能力。导热系数测试表明,较高含量的石墨填料可以显著提高复合材料的导热系数,导热系数最高可达4.37W/(m·K)。Si C导热填料也能明显提升复合样品的导热性能,当Si C的含量为20%时,所有复合样品的导热系数都超过2W/(m·K)。其中球磨7h和10h的CIP/Si C复合样品的导热系数都超过2.9W/(m·K),涂层厚度为1mm时,RL在5.8GHz和7.5GHz处分别为-6.6d B和-6.8d B,小于-5d B的频宽都高达6.5GHz,表明Si C复合CIP吸波材料同时具有良好的吸波和导热性能,作为导热吸波复合材料具有广阔的应用前景。(3)采用快淬法结合高能球磨法制备快淬smFeSiCo(x=0,1,2)合金粉末吸波材料,通过XRD、SEM、Vsm以及VNA对吸波样品进行表征,研究稀土sm掺杂对快淬Fe Si Co合金的吸波性能影响,尤其是微波S频段(2-4GHz)的吸波性能。XRD表明所有样品都具有单一的α-Fe(Co)相,SEM显示样品都呈现典型的片状各向异性结构。Vsm测量显示样品的饱和磁化强度和矫顽力随sm含量的增加而有所增加。当x=1时,smFeSiCo样品具有最佳的反射损耗,涂层厚度为3mm时,RL在1.7GHz处为-7.96d B,小于-5d B的吸收频宽为1.2GHz。结果表明,适量的稀土sm掺杂可以提高快淬Fe Si Co合金在L波段的微

关键词：导热吸波材料羰基铁导热填料导热系数吸波性能快淬稀土sm