检索结果-南通市图书馆

作者：王强昆明理工大学

学位级别：硕士

pt-rh合金是一种优良的材料,由于其出色的高温性能和催化性能,近年来在航空航天、催化工业及玻璃工业等领域的推广和应用深受重视。为了更深入的了解pt-rh合金的性能,从原子尺度进行计算模拟是一种有效的研究方法。分子动力学方法就是... 详细信息

pt-rh合金是一种优良的材料,由于其出色的高温性能和催化性能,近年来在航空航天、催化工业及玻璃工业等领域的推广和应用深受重视。为了更深入的了解pt-rh合金的性能,从原子尺度进行计算模拟是一种有效的研究方法。分子动力学方法就是一种从微观尺度了解材料性能的有效手段,它基于牛顿第二运动方程,通过对牛顿第二运动方程进行积分,获得粒子的位置和速度,从而计算得到材料的各种宏观性质。如今分子动力学已被广泛应用于材料计算模拟中。原子间相互作用势是进行经典分子动力学模拟的必要条件,原子间相互作用力的精确描述强烈于势函数的准确性。然而,大量的金属或合金因缺乏适合的势函数,导致无法利用分子动力学模拟对其进行研究。开发准确、可靠的势函数一直是材料计算模拟的一个重要课题。嵌入原子方法(EAM)势被广泛用于描述金属中的原子间相互作用,相较于传统的对势,EAM势中引入了电子密度对嵌入能的贡献,它可以更好地描述金属体系,获得与实验相近的结果。本文开发了适用于pt-rh合金体系的EAM势函数。本文首先运用第一性原理计算得到了拟合势函数所需要的数据,利用力匹配方法在嵌入原子方法(EAM)理论框架下建立了pt-rh合金体系的经验多体势。应用得到的EAM势计算了pt、rh的晶格常数、熔点、弹性常数,并与第一性原理计算值或实验数据进行了比较,结果表明利用EAM势计算得到的预测值与实验值或第一性原理计算值较好吻合,能够满足分子动力学模拟pt-rh合金体系的要求。作为pt-rh合金体系EAM势的应用,本文用所构建的EAM势函数对ptrh纳米线和pt rh纳米线单轴拉伸变形过程进行了模拟,探究应变率、尺寸及温度对ptrh纳米线和pt rh纳米线单轴拉伸变形过程和力学特性的影响。模拟结果表明,ptrh纳米线和pt rh纳米线的力学性能与应变率有关,在1×10 s-1×10s的应变率范围内,纳米线屈服强度随应变率的增加而增加,这是因为高应变率诱导了晶体发生无序化转变,对位错运动产生了阻碍;在探究尺寸对纳米线单轴拉伸力学性能的影响中,可以观察到小尺寸的ptrh纳米线和pt rh纳米线拥有更高的屈服强度,这与小尺寸纳米线拥有更高的表面原子占比有关,在拉伸过程中小尺寸纳米线需要更大的外部载荷克服表面应力;对于温度对纳米线单轴拉伸力学性能影响的研究中,可以发现随着温度从10 K上升到1000 K,ptrh纳米线屈服强度下降了60%,而pt rh纳米线屈服强度降低了43%,在较高的温度下,原子的热运动更剧烈,在平衡位置产生的振动更大,在外载荷作用下更容易脱离平衡位置参与位错的滑移,导致了纳米线屈服强度的下降。

关键词：嵌入原子方法力匹配第一性原理 pt-rh合金力学性能

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pt-rh二元合金系表面偏聚的分析型EAM模型计算

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金属学报 2001年第5期37卷 467-471页

作者：邓辉球胡望宇舒小林赵立华张邦维湖南大学材料科学与工程学院长沙410082

应用分析型ＥＡＭ多体势和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法研究了Ｐｔ－Ｒｈ合金系的表面偏聚情况．模拟结果显示，不同Ｐｔ含量的合金以及不同的表面，最外层都富集Ｐｔ原子，次外层富集Ｒｈ原子，剖面成分呈振荡分布．（１１１）面和... 详细信息

应用分析型ＥＡＭ多体势和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法研究了Ｐｔ－Ｒｈ合金系的表面偏聚情况．模拟结果显示，不同Ｐｔ含量的合金以及不同的表面，最外层都富集Ｐｔ原子，次外层富集Ｒｈ原子，剖面成分呈振荡分布．（１１１）面和（１００）面的成分偏聚量差别较大：（１１１）面的Ｐｔ原子偏聚量较（１００）面小得多，且前者只有最表面３层原子发生偏聚，而后者的成分偏聚影响表面至少１０层．模拟结果与已有理论和实验结果符合得很好．

关键词：表面偏聚 EAM模型 Monte Carlo模拟 pt-rh合金

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Hf和Y对pt-20rh合金显微组织及力学性能的影响

Hf和Y对Pt-20Rh合金显微组织及力学性能的影响

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作者：付英杰云南大学

学位级别：硕士

pt-rh合金具有高熔点、良好的高温抗氧化性和耐腐蚀性、优异的高温持久强度和抗蠕变性能等优点,作为高温功能型和结构性材料广泛应用于航空航天、玻璃纤维等领域。但针对目前更高温度的应用环境,对性能优异的pt-rh基合金有更多的需求。... 详细信息

pt-rh合金具有高熔点、良好的高温抗氧化性和耐腐蚀性、优异的高温持久强度和抗蠕变性能等优点,作为高温功能型和结构性材料广泛应用于航空航天、玻璃纤维等领域。但针对目前更高温度的应用环境,对性能优异的pt-rh基合金有更多的需求。因此,提高力学性能对于pt-rh基合金更高温度的应用具有重要意义。本文以pt-20rh合金为基体,分别添加不同含量的Hf(1 wt.%和3 wt.%)和Y(0.5 wt.%和1 wt.%)以提升其力学性能。使用电弧炉制备出pt-20rh、pt-20rh-1Hf、pt-20rh-3Hf、pt-20rh-0.5Y和pt-20rh-1Y五种合金,切割出压缩测试样品和组织表征样品。通过XRD、SEM、OM、EPMA等表征手段对显微组织进行分析,使用显微硬度计和万能试验机测试合金力学性能,系统研究了Hf、Y对pt-20rh合金显微组织、力学性能和热稳定性的影响,并探讨了Hf、Y影响pt-20rh力学性能的内在机制。主要结论如下:(1)pt-20rh合金中加入Hf会形成复合结构的固溶体(S(pt,rh))+S(pt,rh,Hf))),对合金力学性能有显著的强化作用。添加1 wt.%的Hf时,屈服强度、抗压强度和显微硬度分别提升31.3%、21.3%、27.0%;添加3 wt.%的Hf时,力学性能进一步提升,屈服强度、抗压强度和显微硬度分别提升84.0%、43.2%、52.2%。通过探讨其强化机制,发现Hf的添加可显著增强合金的固溶强化效应,大大提高其力学性能。(2)添加0.5 wt.%Y可显著细化合金组织,合金中形成大量半连续的、尺寸在3-30μm的骨状“富Y”沉淀相,且分布十分弥散。组织的细化和沉淀相的弥散析出可引发细晶强化和沉淀强化效应,从而有效提升合金的力学性能,屈服强度、抗压强度和显微硬度分别提升36.6%、25.3%、30.4%。当Y含量增加到1 wt.%时,沉淀相连成网状并发生一定粗化;与pt-20rh-0.5Y合金相比,相关力学性能提升的并不明显。(3)对pt-rh-Hf系合金进行稳定化处理(1250℃/100 h),发现添加Hf后,合金表层能形成氧化物以阻碍组织的粗化,可弛缓合金性能的下降,对合金稳定性的维持具有一定积极意义。(4)对pt-rh-Y系合金进行稳定化处理(1250℃/100 h),发现Y使合金中有大量沉淀相析出,弥散分布的高熔点沉淀相大大提升了pt-20rh合金显微组织和力学性能的热稳定性。

关键词： pt-rh合金显微组织力学性能热稳定性

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高温热电偶材料ptrh40/ptrh20合金性能研究

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贵金属 2013年第2期34卷 15-19页

作者：吴保安刘庆宾陈德茂汪建胜唐会毅陈小军重庆材料研究院重庆400707 国家仪表功能材料工程技术研究中心重庆400707

ptrh40/ptrh20高温热电偶长期使用温度为1750℃,主要用于飞机尾焰高温测量,属于非标热电偶,目前国内主要依靠进口。研究了ptrh40、ptrh20退火温度与合金电阻率、抗拉强度及加工率与抗拉强度、硬度的关系,并测试了ptrh40/ptrh20热电偶热... 详细信息

ptrh40/ptrh20高温热电偶长期使用温度为1750℃,主要用于飞机尾焰高温测量,属于非标热电偶,目前国内主要依靠进口。研究了ptrh40、ptrh20退火温度与合金电阻率、抗拉强度及加工率与抗拉强度、硬度的关系,并测试了ptrh40/ptrh20热电偶热电性能。结果表明:抗拉强度随退火温度的升高先升高再急剧下降,最后稳定在一个平台,两者大约在900℃时抗拉强度降至最低;电阻率均随退火温度升高而升高;抗拉强度与硬度均随加工率的增加而提高;ptrh40/ptrh20配对热电势相对ASTM E1751-2000标准热电势测试结果为在1200℃时误差为1℃,在1500℃时误差2℃,在1700℃时误差1℃。

关键词：金属材料热电偶 pt-rh合金电阻率抗拉强度硬度

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基于多层复合薄膜电极的高温声表面波谐振器的制备及研究

基于多层复合薄膜电极的高温声表面波谐振器的制备及研究

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作者：朱代庆杭州电子科技大学

学位级别：硕士

传统的传感器在极端高温工业环境下易出现性能失效的情况,这些场景包括航天发动机零件的健康监测系统、石油开采、化工生产行业、以及汽车和船舶的发动机和排放系统等。高温声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器专门为承受极端温... 详细信息

传统的传感器在极端高温工业环境下易出现性能失效的情况,这些场景包括航天发动机零件的健康监测系统、石油开采、化工生产行业、以及汽车和船舶的发动机和排放系统等。高温声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器专门为承受极端温度而设计,具备高度的可靠性及耐用性,并且其无线无源、低功耗和体积小的优势使得它们适用于高温旋转、需要考虑功耗或者空间有限的场景中。随着应用场景的不断增加,对在高温恶劣环境中稳定监测的SAW器件提出了更高的要求。保持SAW器件高温稳定性主要面临的挑战是提高其叉指换能器(Inter Digital Transducer,IDT)电极的耐高温能力。本文基于铂-铑(pt-rh)合金,设计并制备了多种不同结构的多层复合薄膜电极,并对电极的最高工作温度和热稳定性进行了进一步的研究。随后,将多层复合薄膜电极的结构应用到IDT中,成功制备出SAW器件,并对其进行高温热处理测试。具体的工作内容总结如下:(1)对多层复合薄膜电极中合金层、钉扎材料层和阻挡层进行材料选择和结构组合设计,并完成电极的工艺制备及最高工作温度的测试。研究表明薄膜电极厚度的增加提升了电极的稳定性,从而电极在高温下的团聚得到了有效地抑制。此外,研究还发现增加钉扎材料层的数量也能够提升电极的耐高温性能,这是由于合金层中掺杂的钉扎材料能够增强薄膜电极晶界结构的稳定性。在此基础上,制备并测试了多种不同保护层的电极结构。钝化保护层会减少电极表面与空气的接触,并增加电极的团聚所需的能量,从而提升电极的最高工作温度。值得注意的是,所设计的Zr O/pt-rh/AlO/pt-rh/AlO结构的电极在空气中的最高工作温度能够达到1600℃。(2)在空气中进行多层复合薄膜电极的热稳定性测试。Zr O/pt-rh/AlO/pt-rh/AlO结构的电极分别在1200℃下经过5次1小时的热处理循环,在1400℃下经过2次1小时的热处理循环,均表现出显著的稳定性。当实验温度升至1500℃时,电极至少能够稳定工作30分钟。通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)对热处理后的电极形貌进行观察,将电极的团聚过程概述为空洞的形成、空洞的生长和空洞与相邻空洞接触,形成隔绝的颗粒这三个阶段。此外,为了抑制高温下金属的氧化反应,提出氮气实验环境的测试方案,这使得Zr O/pt-rh/AlO/pt-rh/AlO结构的最高工作温度被提升至1650℃以上,并使其在1600℃下热处理1小时后仍保持良好的稳定性。PAD上大面积薄膜在高温下同样会发生明显地团聚和降解。为了确保了在高温测试过程中器件与导线之间的粘合不会受到影响,对大面积pt-rh/AlO/pt-rh/AlO结构的多层复合薄膜在高温下降解退化行为进行观察。在空气和氮气环境下,大面积pt-rh复合薄膜即使在1600℃下保温1小时后,仍能够保证完整性和导电性。(3)将AlO/pt-rh/AlO/pt-rh/AlO结构应用到SAW器件的IDT电极中,并利用COMSOL软件完成仿真分析。基于Al N压电基底,设计并制备出高性能的单端口谐振型SAW器件。进一步,对SAW器件进行耐高温测试。实验结果表明,SAW器件分别在空气中1200℃下保温1小时、氮气环境中1400℃下保温1小时后,均表现出良好的稳定性。

关键词：复合薄膜电极超高温SAW SAW谐振器 AlN压电材料 pt-rh合金

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