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重力环境中zr基合金与SiC及W之间的润湿性和界面反应

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重力环境中Zr基合金与SiC及W之间的润湿性和界面反应

作者：张波沈阳理工大学

学位级别：硕士

空间微重力环境是一种特殊的实验环境,摆脱了地面重力对科学实验的影响作用,对新材料、新工艺的发展及一些基础理论的研究都是十分有意义的。而在空间微重力环境中进行实验的机会非常少,因此需要预先进行大量的地面模拟实验。本文系统... 详细信息

空间微重力环境是一种特殊的实验环境,摆脱了地面重力对科学实验的影响作用,对新材料、新工艺的发展及一些基础理论的研究都是十分有意义的。而在空间微重力环境中进行实验的机会非常少,因此需要预先进行大量的地面模拟实验。本文系统的研究了地面重力场环境中zrTiCuNiBe合金与不同空间方位SiC基片间的润湿性,利用SEM、XRD、EPMA等方法研究了润湿界面,还制备出SiC颗粒增强zrTiCuNiBe/SiC合金复合材料,并研究了zrCuNiAl合金熔体与W棒之间的界面反应,为空间微重力实验做准备。具体开展了以下工作: 1、研究了zrTiCuNiBe合金熔体分别在SiC基片上方和下方时的润湿过程。随加热温度的升高和保温时间的延长,他们的润湿角逐渐减小,润湿半径逐渐增大;在800℃,850℃,900℃和950℃保温30min后,合金熔体在基片上方比在下方时的润湿角更小,润湿半径更大。 2、研究了zrTiCuNiBe合金熔体在垂直放置的SiC基片上的润湿过程。随着温度的升高和时间的延长,合金熔体向下铺展的距离远大于向上铺展的距离,合金熔体的形状变得不规则。说明重力对zrTiCuNiBe合金熔体/SiC基片之间的润湿过程有很大影响。 3、研究了zrTiCuNiBe合金熔体/SiC基片之间的界面反应,结果表明界面处生成了zrC和TiC,润湿过程属于反应控制型润湿。 4、在研究zrTiCuNiBe合金熔体/SiC基片间的润湿性及界面反应的基础上,制备出SiC颗粒增强zrTiCuNiBe合金复合材料,研究了复合材料中SiC的分布情况,观察到沿熔体垂直方向从上到下SiC颗粒分布不均匀,上部SiC颗粒分布比较密集,下部SiC颗粒分布较为稀疏。这是由于SiC颗粒与合金熔体之间存在密度差,SiC颗粒密度较小,在重力场中会发生上浮现象。 5、制备了内含W棒的zrCuNiAl合金样品。沿熔体垂直方向剖开后观察合金熔体与W棒之间的界面,结果表明两者之间的界面处生成了一种W-zr相,且沿熔体垂直方向,由上至下,W-zr相越来越多。说明在重力场中,密度较大W-zr相发生了下沉现象,导致上下分布不均匀。

关键词： zr基合金 SiC基片 W棒润湿性界面

B元素的添加对zr基合金非晶形成能力和力学性能的影响

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中国铸造装备与技术 2010年第6期45卷 9-11页

作者：寇生中黄文军陈延索红莉兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050 北京工业大学材料学院国家教育部功能材料重点实验室北京100022

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备直径为3mm的(zr71Fe14Cu15)100-xBx(x=1、23、、4、5)合金圆棒。采用X射线衍射(XRD)和准静态压力试验对zr基合金的非晶形成能力力学性能进行研究。结果表明,当x=3时,非晶的形成能力最好;随着B元素含量... 详细信息

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备直径为3mm的(zr71Fe14Cu15)100-xBx(x=1、23、、4、5)合金圆棒。采用X射线衍射(XRD)和准静态压力试验对zr基合金的非晶形成能力力学性能进行研究。结果表明,当x=3时,非晶的形成能力最好;随着B元素含量的增加(x=1、2、3、4、5),淬火态合金呈现先减小后增大的趋势,当x=5时淬火态合金的断裂强度σmax和弹性模量最大(σmax=1398MPa,E=271GPa)。

关键词： zr基合金非晶合金力学性能

球磨zr_7Ni_(10)合金提高zr基电极合金的电化学性能(英文)

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功能材料 2005年第12期36卷 1970-1973页

作者：李嵩孙俊才季世军大连海事大学材料工艺研究所辽宁大连116026

为了提高合金的放电容量和高倍率放电性能,通过球磨zr7Ni10合金对zr0.5Ti0.5Mn0.7V0.2Co0.1Ni1.2合金表面进行改性,并研究了不同zr7Ni10量和球磨时间对合金的相结构和电化学性能的影响。当采用8%(质量分数)zr7Ni10进行球磨1h后,合金仍... 详细信息

为了提高合金的放电容量和高倍率放电性能,通过球磨zr7Ni10合金对zr0.5Ti0.5Mn0.7V0.2Co0.1Ni1.2合金表面进行改性,并研究了不同zr7Ni10量和球磨时间对合金的相结构和电化学性能的影响。当采用8%(质量分数)zr7Ni10进行球磨1h后,合金仍保持晶态,在50mAh/g电流条件下经过9次循环达到最大放电容量266mAh/g,比未球磨合金提高了约20%,而且在300mA/g电流条件下仍能保持最大放电容量的85%。随着球磨时间的增加,合金逐渐转为非晶态,合金的放电容量也迅速降低。非晶化合金在800℃进行热处理后大部分重新晶化,经过22次循环达到最大放电容量200mAh/g。

关键词： zr基合金 laves相 zr,Ni10相电化学性质热处理

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Ti-Nb-zr基合金

兵器材料科学与工程 2008年第5期31卷 71-71页

作者：范爱国

世界专利W0200682682中公布了一种日本技术人员研制的Ti—Nb—zr基合金。该合金中主要含有（质量分数）：40％～60％Ti、18％-30％Nb、18％-30％zr，并含有0.77％-3．7％的Al、Sn、In或Ga元素，该合金中不含Ni元素。合金中所含的主要合... 详细信息

世界专利W0200682682中公布了一种日本技术人员研制的Ti—Nb—zr基合金。该合金中主要含有（质量分数）：40％～60％Ti、18％-30％Nb、18％-30％zr，并含有0.77％-3．7％的Al、Sn、In或Ga元素，该合金中不含Ni元素。合金中所含的主要合金元素可以在合金表面形成坚固致密的氧化物膜层，该合金具有优良的冷加工和低温性能，即使经过热处理后仍然显示超弹性／形状记忆性能。

关键词： zr基合金 Nb Ti 合金元素形状记忆性能技术人员世界专利质量分数

熔体快淬zr(V_(1-x)Fe_x)_2(x=0.15)合金的贮氢性能

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稀有金属材料与工程 2011年第10期40卷 1785-1789页

作者：张铁邦王旭峰胡锐李金山杨晓伟薛祥义傅恒志西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

采用非自耗真空电弧炉熔炼制备zr(V1-xFex)2(x=0.15)母合金锭,利用单辊旋淬设备制得不同淬速的合金薄带。X射线衍射结果表明,不同淬速zr(V1-xFex)2(x=0.15)合金均为近乎单相的C15型Laves相,熔体快淬工艺可消除铸态合金中的包晶反应残留... 详细信息

采用非自耗真空电弧炉熔炼制备zr(V1-xFex)2(x=0.15)母合金锭,利用单辊旋淬设备制得不同淬速的合金薄带。X射线衍射结果表明,不同淬速zr(V1-xFex)2(x=0.15)合金均为近乎单相的C15型Laves相,熔体快淬工艺可消除铸态合金中的包晶反应残留相和枝晶偏析,得到均匀细晶组织。快淬zr(V1-xFex)2(x=0.15)合金吸氢后的晶体结构未发生改变,饱和吸氢后的体胀率约20%,根据V’antHoff关系外推出室温下快淬合金的平衡压力低于10-5Pa量级。

关键词：熔体快淬贮氢性能 zr基合金吸氢热力学吸氢动力学

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zr基块体金属玻璃的形成和性能

金属学报 2000年第11期36卷 1153-1156页

作者：张勇赵德乾庄艳歆潘明祥汪卫华中国科学院物理研究所北京100080

研究了一系列具有很强非晶形成能力（ＧＦＡ）和优异性能的块体金属玻璃（ＢＭＧ）及含有纳米晶的ＢＭＧ的制备过程，结果表明，对掺碳的Ｚｒ／Ｔｉ基ＢＭＧ，当碳含量（原子分数，％，下同）在１—２时，合金具有很宽的过冷液相区... 详细信息

研究了一系列具有很强非晶形成能力（ＧＦＡ）和优异性能的块体金属玻璃（ＢＭＧ）及含有纳米晶的ＢＭＧ的制备过程，结果表明，对掺碳的Ｚｒ／Ｔｉ基ＢＭＧ，当碳含量（原子分数，％，下同）在１—２时，合金具有很宽的过冷液相区（ＳＬＲ，晶化开始温度Ｔｘ和玻璃转变温度Ｔｇ之间的温区）和较高的约化玻璃转变温度Ｔｒｇ（Ｔｒｇ－Ｔｇ／Ｔｍ）；当碳含量增至３—８时，合金为含有纳米晶ＺｒＣ的ＢＭＧ基复合材料加Ｆｅ的Ｚｒ／Ｔｉ基ＢＭＧ的Ｆｅ含量最高可以达到８，当Ｆｅ含量为１０—１５时得到的是含有纳米晶Ｚｒ２Ｆｅ的ＢＭＧ材料．Ｚｒ／Ｎｂ基ＢＭＧ的ＧＦＡ和Ｚｒ／Ｔｉ基ＢＭＧ的ＧＦＡ相当，但是Ｔｇ和Ｔｘ更高，因此具有更好的热稳定性．含Ｆｅ的Ｚｒ／Ｎｂ基ＢＭＧ在Ｆｅ含量为８时具有最高的ＧＦＡ．Ｚｒ／Ｔｉ基ＢＭＧ中掺入Ｙ，可使其Ｙｏｕｎｇ’ｓ模量、切变模量高于其他Ｚｒ基

关键词：块体金属玻璃 zr基合金热稳定性超声测量

Y元素添加对zr基非晶形成能力和力学性能的影响

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铸造技术 2010年第11期31卷 1429-1431页

作者：寇生中黄文军郑宝超陈延索红莉兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室甘肃兰州730050 北京工业大学材料学院国家教育部功能材料重点实验室北京100022

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备成直径为3mm的zr65-xCu17.5Ni10Al7.5Yx(x=0、2、4at.%)合金圆棒。采用X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)和微机控制电子式万能试验机等技术手段对zr基合金的非晶形成能力,热稳定性和力学性能进行研究。... 详细信息

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备成直径为3mm的zr65-xCu17.5Ni10Al7.5Yx(x=0、2、4at.%)合金圆棒。采用X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)和微机控制电子式万能试验机等技术手段对zr基合金的非晶形成能力,热稳定性和力学性能进行研究。结果表明,当x=2时合金为完全非晶组织,此时非晶具有较高的热稳定性和非晶形成能力(△Tx=69K),此时断裂强度σmax为1518MPa,塑性变形εp为1.5%。随着Y含量的增加,非晶的形成能力、热稳定性和力学性能都有所降低。

关键词： zr基合金非晶玻璃形成能力

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zr基块体非晶合金的制备及力学性能研究

Zr基块体非晶合金的制备及力学性能研究

作者：蒋维科兰州理工大学

学位级别：硕士

本次工作主要包括两个方面,首先是通过相图计算确定合金的成分,并利用铜模吸铸法制备出直径为3mm的zr基合金试样。其次就是对试样的检测、分析并得到结论,研究了Ni元素的加入量、zr含量的变化、不同冷却速率、Co、Fe、Ti微量元素的添加... 详细信息

本次工作主要包括两个方面,首先是通过相图计算确定合金的成分,并利用铜模吸铸法制备出直径为3mm的zr基合金试样。其次就是对试样的检测、分析并得到结论,研究了Ni元素的加入量、zr含量的变化、不同冷却速率、Co、Fe、Ti微量元素的添加对组织与力学性能的影响。结果表明：通过铜模吸铸法所得到的(zr0.83Cuo.17)***12Nix(X=2,4,6,8,10)非晶合金,适量的Ni添加对(zr0.83Cu0.17)***12Nix的综合性能有较大的提高,而晶体相的析出对合金的性能有不利的影响。当X=10时,块体非晶合金的断裂强度和塑性应变分别达到1679MPa和7.56%,远大于有晶体析出的复合材料。 Ni的加入量的增加会使该体系的力学性能有一个变差再变好的过程,晶体相的析出使该体系的力学性能明显下降,且在复合材料中小的不均匀枝晶对材料力学性能产生了更加不利的影响。在Ni含量x=10时,非晶合金有高的热稳定性和非晶形成能力,计算得到过冷液相区宽度△T=84.64K,γ=0.369,而当Ni含量降低时,就会有固相析出,非晶形成能力降低。(Cuo.7Fe0.3)88-xAl12zrx(x=10,20,30,40,50)成分下的非晶形成能力不强,只有在zr含量为50或者超过50时才能形成非晶合金。在低zr含量的情况下,试样中会析出固相,导致合金的断裂强度较低。低温熔体处理试样相对于高温处理试样晶体数目更多,低温吸铸时有助于晶体相的析出。随着zr组元含量的增加,试样由不含非晶体向全非晶过渡,表明(Cu0.7Fe0.3)88一xAl12zrx合金的非晶形成能力逐渐增强,到X=50时试样为全非晶合金,其断裂强度比复合材料明显要高。 zrCuAl体系的块体非晶合金具有较强的非晶形成能力和较好的力学性能,(zr0.5Cu0.5)95A15试样的断裂强度达到1821MPa.在zrCuAl体系中加入微量的金属元素Fe和Ti降低了体系的玻璃形成能力和力学性能,并且有晶体相的析出,而Co元素的添加提高了体系的力学性能并呈现出一定的塑性,其断裂强度达到1848MPa,压缩断裂塑性约为1.8%,并没有降低玻璃形成能力。

关键词： zr基合金玻璃形成能力力学性能合金化微观组织

激光诱导自蔓延反应合成非晶复合材料组织与性能

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中国激光 2003年第5期30卷 471-475页

作者：王存山夏元良李刚高林辉王彦芳董闯大连理工大学三束材料改性国家重点实验室辽宁大连116023

利用构成zr基大块非晶合金体系的主要组元之间具有很大的负混合焓而能发生很强放热反应的特点 ,设计了激光诱导自蔓延反应合成大块非晶合金的工艺。针对zr Al Ni Cu合金体系的初步研究表明 ,合成产物主要是由非晶 ,zr3Al2 及zr2 Cu型金... 详细信息

利用构成zr基大块非晶合金体系的主要组元之间具有很大的负混合焓而能发生很强放热反应的特点 ,设计了激光诱导自蔓延反应合成大块非晶合金的工艺。针对zr Al Ni Cu合金体系的初步研究表明 ,合成产物主要是由非晶 ,zr3Al2 及zr2 Cu型金属间化合物所构成。随着掺杂 (zr,C)含量的增加 ,合成产物中非晶比例降低 ,而硬度及耐磨性增加。

关键词：非晶材料激光诱导自蔓延反应放热反应大块非晶合金复合材料 zr基合金