先合成反應型BBDMP30-clay有機化粘土和非反應型CPDMP30-clay有機化粘土,然后以其為納米增強體分別制備了兩種界面強度不同的環氧樹脂/粘土納米復合材料。用透射電子顯微鏡(TEM)、拉伸實驗表征這兩種環氧樹脂/粘土納米復合材料并進行動態力學分析(DMA),研究了界面強度對其力學性能的影響。結果表明:這兩種納米復合材料具有幾乎相同的無規剝離結構,反應型BBDMP30-clay比非反應型CPDMP30-clay能更有效地提高材料的熱/機械性能。粘土質量分數為3.5%時BBDMP30-clay可使納米復合材料的拉伸強度提高250%,而CPDMP30-clay只能使材料的拉伸強度提高190%。BBDMP30-clay使納米復合材料的玻璃化轉變溫度(Tg)提高了6.5℃,而CPDMP30-clay只能使材料的Tg提高2.5℃。這些不同都可歸因于這兩種納米復合材料界面強度的差異。
在電解液中添加不同濃度的氧化亞銅微粒,然后在TC4鈦合金表面制備摻雜銅氧化物的微弧氧化層。在模擬海水中進行微弧氧化層的摩擦磨損和抗菌實驗,并使用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、X光電子能譜儀(XPS)和顯微硬度儀等手段對比研究了摻雜氧化亞銅的微弧氧化層的微觀結構和性能。結果表明:摻雜氧化亞銅的微弧氧化層表面呈多孔形貌特征,但是微孔的數量較少和孔徑尺寸較小,氧化亞銅微粒在膜層中以氧化銅和氧化亞銅兩種形式存在;與未摻雜氧化亞銅的微弧氧化層相比,添加不同濃度氧化亞銅的微弧氧化層在模擬海水中的抗磨損性能和抗菌性能顯著提高,但是微弧氧化層中的銅元素使其耐蝕性有所降低。
采用磁控濺射技術對碳納米管膜進行表面金屬化處理,制備了導電性能優異的碳納米管/金屬復合薄膜,其電導率為純碳納米管膜的10倍(碳納米管膜電導率為300 S·cm-1)。以這種復合薄膜為集流體組裝的柔性鋰離子電池,具有比以純碳納米管膜作為集流體更優異的倍率性能(5 C倍率下比容量仍可保持132.6 mAh·g-1)、大倍率循環性能(5 C倍率200圈循環后仍具有74.4%的容量保持率)和更大的輸出電流(0.4 A)。
使用氧化石墨烯和乙酰丙酮鈷為原料,用溶劑熱和高溫煅燒法合成了一系列三維多孔rGO@Co/CoO納米復合材料。采用X射線衍射(XRD)和X射線光電子能譜(XPS)表征了材料的晶體結構及元素組成,用拉曼光譜分析了材料內部的石墨化程度及結構缺陷,用掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)觀察和分析了材料的形貌及微觀結構。結果表明,煅燒溫度為350、500及650℃制備的產物分別為rGO@CoO復合材料、面心立方(fcc型)rGO@Co納米復合材料以及雙晶型(fcc和hcp型)rGO@Co納米復合材料。填充量(質量分數)為10%時,S500的吸波性能最優異,RLmin值為-74.5 dB,對應的頻率為13.9
采用光沉積法在SnSe納米管表面沉積Ag納米粒子,在室溫下制備了Ag修飾的SnSe納米管(Ag/SnSe),通過SEM、EDS、TEM和XRD等手段表征其表面形貌、元素組成和晶體結構。隨后,將Ag/SnSe納米管旋涂在FTO導電面作為工作電極并以Pt電極為對電極組裝了Ag/SnSe納米管紅外探測器,使用830 nm的光作為紅外模擬光源研究了紅外探測性能。結果表明,Ag/SnSe納米管的平均直徑約為100~200 nm,Ag納米顆粒負載在SnSe納米管表面。與SnSe納米管紅外探測器相比,Ag修飾的SnSe納米管紅外探測器的最大光電流密度提高到120 nA/cm2,上升時間和下降時間分別縮短到0.109和0.086 s。同時,Ag修飾的SnSe納米管紅外探測器的穩定性較高,可循環使用。
基于分子動力學模擬,從原子水平研究了單晶鎳刮擦誘導的微結構演變和塑性去除,重點分析了不同晶面的微結構演變特征和塑性去除差異,闡明了在滑動刮擦和滾動刮擦工況下塑性的去除規律,揭示了微結構演化和塑性去除的機制。結果表明,在緊密接觸區產生的應力集中不僅是單晶鎳位錯滑移的源動力,而且是FCC結構向HCP結構轉變和材料塑性去除產生磨屑的主因。發生磨粒刮擦時Ni(110)晶面出現最大的水平切向力,磨粒刮擦時在Ni(110)晶面內形成了具有水平滑移特征的HCP結構,其中位錯滑移是其磨屑比Ni(100)和Ni(111)晶面多的主因。在同等刮擦條件下,Ni(110)晶面的塑性環脫落行為滯后。同時,密排堆垛層錯行為和磨損表面的剪切應變都表現出顯著的晶面選擇性。與滑動刮擦相比,滾動刮擦時鎳原子顯著地粘附于磨粒的外表面,是切向力在刮擦過程中大幅度振蕩的主要原因。
使用化學氣相沉積法在a面藍寶石襯底上同步外延生長氧化鋅(ZnO)豎直納米棒陣列和薄膜,研究了陣列和薄膜的光電化學性能。結果表明,納米結構中的豎直單晶納米棒有六棱柱形和圓柱形,其底部ZnO薄膜使豎直納米棒互相聯通。與ZnO納米薄膜的比較表明,這種納米結構具有優異的光電化學性能,其入射光電流效率是ZnO納米薄膜的2.4倍;光能轉化效率是ZnO納米薄膜的5倍。這種納米結構優異的光電化學性能,可歸因于其高表面積-體積比以及其底部薄膜提供的載流子傳輸通道。本文分析了這種納米結構的生長過程,提出了協同生長機理:Au液化吸收氣氛中的Zn原子生成合金,合金液滴過飽和后ZnO開始成核,隨后在襯底表面生成了ZnO薄膜。同時,還發生了Zn自催化的氣-固(VS)生長和Au催化的氣-液-固(VLS)生長,分別生成六棱柱納米棒和圓柱形納米棒,制備出底部由薄膜連接的豎直納米棒陣列。
將4"-正戊基-4-氰基聯苯(5CB)液晶與液晶4-[反式-4-[(E)-1-丙烯基]環己基]苯腈以5∶1的比例混合,并將預處理的碳納米管分別與5CB單晶和混晶復合,測試兩種摻雜碳納米管的液晶的光電和介電性能。結果表明:碳納米管的摻入影響了液晶體系的閾值電壓和介電各向異性,其中介電各向異性的增幅最高達到4.671%,并且展曲彈性常數也有所增大;碳納米管的摻入也影響液晶體系的響應時間和粘滯系數,其中粘滯系數的降幅最高達到25.131%。實驗還表明,混晶的介電各向異性高于單晶,且其響應時間和粘滯系數的降幅均比5CB單晶明顯?;炀У母髢瀯菔?與碳納米管復合、改善復合體系的物理參數和顯示性能。同時,理論研究結果表明,碳納米管與液晶分子的結合能介于液晶分子與液晶分子、碳納米管與碳納米管之間,并且在液晶分子的誘導下碳納米管產生誘導偶極矩,印證了碳納米管摻雜可提高液晶的介電各向異性、降低其響應時間的實驗結果。
提出一種氧化+粉鍛(粉末鍛造)新工藝并用其制備了FeCr-ODS鐵素體合金。使用SEM、XPS、EPMA和TEM等手段對其表征,研究了粉末表面和內部氧化物的生成、演變以及合金中納米氧化物彌散相的種類和分布特征。結果表明,在低溫氧化過程中粉末表面生成了一層Fe的氧化膜,在隨后的加熱過程中粉末表面的O元素轉移并與Y和Ti元素反應生成了Y-Ti-O納米氧化物彌散相。通過納米氧化物彌散相在粉末成型過程中的演變,闡明了粉鍛對位錯和納米氧化物析出相形成的貢獻。用這種工藝制備的ODS鐵素體合金,大量細小的Y2TiO5析出相均勻地分布在基體中,晶界上只有少量大顆粒Y2O3。
采用化學腐蝕技術解決激光選區熔化(Selective laser melting, SLM)成形鈦合金表面黏附粉末導致表面粗糙的問題,系統研究了腐蝕溶液成分及工藝參數對SLM成形TC4鈦合金表面粗糙度的影響。研究結果表明,腐蝕液的成分配比與腐蝕時間是主要的影響因素,隨著HF/HNO3體積比的減小,樣品表面粗糙度降低效果減弱。當HF/HNO3=1/4時,隨著腐蝕時間的增加,樣品表面粗糙度顯著降低,但當腐蝕時間過長時會造成對基體的損傷。當HF∶HNO3體積比=1∶4,腐蝕時間為9 min時,樣品表面粗糙度為2.52 μm,同時腐蝕處理過程對樣品的尺寸影響較小(降低0.12 mm),此時達到一個最佳狀態。
先用水熱法合成氧化石墨烯(GO)/苯甲酸鈉(Sb)復合成核劑(GO-Sb),然后用熔融共混法制備尼龍6(PA6)/GO-Sb納米復合材料,研究了分別添加GO和Sb、同時添加GO-Sb對PA6納米復合材料的形態、力學和熱性能的影響。結果表明:GO與Sb之間存在靜電相互作用和π-π共軛,Sb的加入能促進PA6中γ晶的形成。GO-Sb作為異相成核劑均勻分散在PA6中, 使PA6納米復合材料的結晶溫度、結晶度和熱變形溫度提高。PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)納米復合材料的拉伸強度和沖擊強度分別比純PA6提高了69.9%和157.1%。PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)納米復合材料的拉伸強度、沖擊強度和彈性模量分別比PA6-GO-Sb(100/0.3/0)納米復合材料提高了13.6%、186.4%和52.6%。與純PA6(k=0.238 W/m·k)相比,PA6-GO-Sb(100/0.3/0)納米復合材料(k=0.536 W/m·k)的熱導率提高了125.2%,PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)納米復合材料(k=0.854 W/m·k)的熱導率提高了258.8%。
使用銅模鑄造法制備(Ti45.7Zr33Ni3Cu5.8Be12.5)(1-0.01x)Nb x (x=0、2、4、6、8和10,記為Nb0、Nb2、Nb4、Nb6、Nb8和Nb10)的TiZr基非晶合金復合材料,研究了添加Nb元素對TiZr基非晶復合材料性能的影響。結果表明,Nb元素含量的提高使材料中β相的晶粒尺寸更大、體積分數提高和形變誘發馬氏體相變受到抑制。Nb元素的添加,使這種非晶復合材料的塑性大大提高,而屈服強度降低。值得注意的是,Nb元素的添加還提高了非晶復合材料力學性能的可重復性。在Nb0~Nb4等具有形變誘發相變的非晶復合材料生成的小板條α''馬氏體,能誘導多重剪切帶的生成。在Nb6~Nb10這種未發生形變誘發相變行為的非晶復合材料中,大量位錯在β相中產生并在界面處積累形成位錯臺階,從而引發多重剪切帶的形成,最終使非晶復合材料的塑性提高。
基于電沉積技術的方法在電極表面構建聚苯胺(PANI)/海藻酸膜,直接構建PANI/海藻酸修飾電極,結合了海藻酸的陽極電沉積和苯胺的電化學聚合,具有條件溫和以及后處理簡便的特點。PANI/海藻酸膜呈現出與PANI類似的深綠色,其不僅可以穩定的存在于電極表面,而且還可以從電極表面取下來作為獨立的膜材料。X射線衍射、紅外光譜以及掃描電鏡的測試結果均表明利用電沉積技術在電極表面制備得到了PANI/海藻酸膜。電化學性能分析結果表明,與PANI修飾電極相比,PANI/海藻酸修飾電極的電荷轉移電阻更小,具備更高的電化學電容、更好的電荷儲存能力和循環穩定性。
選用正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)為前驅體,用溶膠-凝膠法制備不同C/Si(原子比,下同)比的SiOC氣凝膠,再用大氣噴涂法將其噴涂在柔性陶瓷纖維隔熱氈中制備出SiOC氣凝膠/柔性陶瓷纖維復合材料。C/Si比,是影響SiOC氣凝膠/柔性陶瓷纖維復合材料性能的主要因素。隨著C/Si比的提高SiOC溶液的凝膠時間延長且更易浸入隔熱氈,材料的密度和熱導率先降低后提高。C/Si比為0.67的材料熱導率最低,其室溫熱導率為0.026 W/m·K,1000℃時的熱導率為0.174 W/m·K。與未改性的隔熱氈相比,其熱導率顯著降低,尤其是在高溫下熱導率降低47%;同時,這種材料還具有優異的耐高溫和抗氧化性能,在1200℃空氣中靜燒1 h后試樣的質量損失只約為1%,靜燒3 h后約為5%,隨著C/Si比的提高其質量損失隨之提高;同時,SiOC氣凝膠復合材料還具有良好的疏水性能、柔性和回彈性。
使用重金屬污泥制備免燒磚。使用CaO鈣源優化配置復合膠凝材料的組分,并調控膠凝漿體中的水化產物和未水化相。先基于免燒磚原料的配合比計算復合膠凝體系的鈣硅比(Ca/Si)并控制其值為0.8~1.2,設計添加CaO的免燒磚實驗方案。使用核磁共振(NMR)、透射電鏡-能譜等手段和PCAS分析軟件,研究了CaO使高硅復合膠凝材料性能提高的機理。結果表明:隨著高硅膠凝體系Ca/Si比在0.8~1.2范圍內的提高,免燒磚的力學性能先提高后降低,Ca/Si比的最佳值為1.0,CaO也有一個最佳調控值。隨著Ca/Si比的提高7 d試樣的吸水率先降低后提高,28 d試樣的吸水率線性降低。隨著Ca/Si比的提高,試樣中平面孔徑大于200 μm的孔隙率遞減,分形維數先減小后增大;對于孔徑小于200 μm的孔結構,隨著Ca/Si比的提高孔徑為200~200 μm的孔減少,孔徑小于200 nm的孔增多,孔的體積呈減小的趨勢。復合膠凝體系能抑制污泥免燒磚70%以上的重金屬浸出量。
用原位基體加熱反應磁控濺射方法制備具有強捕光和電荷分離能力的CuO納米陣列(CuO NAs)光陰極,并改變氧分壓、基底溫度、腔體壓力以及濺射時間等參數調控其相組成、晶體形貌、晶體生長取向、晶面暴露、厚度以及電子結構。結果表明,結構優化的CuO NAs光陰極,其光電流密度可達2.4 mA·cm-2。
用分子動力學方法研究了以碳五元環為結構基元的氟化五邊形石墨烯的拉伸性能和變形破壞機制,以及氟化率對其力學參數的影響。結果表明:氟化能改變五邊形石墨烯的變形破壞機制。低氟化率的五邊形石墨烯在拉伸載荷作用下發生從碳五元環到碳多元環的轉變,而完全氟化的五邊形石墨烯沒有發生明顯的碳環轉變。隨著氟化率的提高五邊形石墨烯的楊氏模量、斷裂應力和應變呈先減小后增大的趨勢。低氟化率(<15%)的五邊形石墨烯,其力學性能參數均隨氟化率的提高明顯降低。完全氟化能提高五邊形石墨烯的楊氏模量(約為29.56%),并大幅度降低其斷裂應變,而其斷裂應力與五邊形石墨烯相當。
應用Gleeble熱模擬技術、EBSD、SEM和OM系統地研究了高溫合金GH4169在溫度為1000~1150℃、應變速率為 0.01~1 s-1條件下變形的動態再結晶機制和組織演變規律。結果表明:在1000~1150℃、應變速率為 0.01~1 s-1條件下高溫合金GH4169的變形抗力最高可達400 MPa;基于動態材料模型繪制出此合金的功率耗散圖和流變失穩圖,得到了該合金優化的加工區間變形參數為1020~1070℃和0.03~0.63 s-1。分析GH4169在變形過程中動態再結晶演化規律,明確了動態再結晶晶粒以在原奧氏體晶界處的非連續動態再結晶為主,連續動態再結晶以亞晶持續旋轉機制形核。還確定了Σ3n非共格孿晶界演變規律,動態再結晶晶粒的體積分數比越大晶粒越細小Σ3晶界密度越高,動態再結晶晶粒的長大優先于Σ3n非共格孿晶界的形成。
對用電子束冷床爐(EB爐)熔煉的TC4鈦合金熱軋板材進行三火軋制變形,研究了退火溫度對其顯微組織、織構和力學性能的影響。結果表明:TC4鈦合金的原始軋態組織為雙態組織,由初生α相和β轉變組織構成。退火后等軸α相的含量提高,次生α相的含量降低并趨于球化,組織的等軸化程度提高,在900℃退火后合金的顯微組織轉變為等軸組織。隨著退火溫度的提高α相晶粒的偏聚方向發生了變化,織構類型由初始的B型織構轉變為B型織構與T型織構的混合織構類型,最終再轉變為B型織構。在800℃退火后α晶粒的擇優取向最弱,其織構類型為B型織構和T型織構組成的混合織構,較強織構的成分為:φ2=0°截面,{0001}<31ˉ2ˉ0>和{0001}<98ˉ1ˉ0>;φ2=30°截面,{0001}<31ˉ2ˉ0>和{0001}<12ˉ10>。對材料進行室溫和高溫(400℃)拉伸實驗,可得到TC4鈦合金強度及塑性與退火溫度間的關系:退火溫度的提高使合金的抗拉強度提高、屈服強度降低、改善了塑性,合金屈強比的降低使其可靠性提高。
在二氧化硅微球表面包覆一層酚醛樹脂并在高溫下將其轉化為碳殼,然后進行溶劑熱反應、多巴胺包覆、高溫硫化以及氫氧化鈉刻蝕,制備出碗狀C@FeS2@NC(氮摻雜碳層)復合材料。這種復合材料具有開放性三維碗狀結構,能釋放體積變化產生的應力,其較大的比表面積(70.67 m2·g-1)有很多的活性點位。內外雙層碳殼提高了這種復合材料的導電性并提供了穩定的機械結構,外層NC具有很好的保護作用。將這種復合材料用作鋰離子電池負極,在0.2 A·g-1電流密度下首圈放電比容量和充電比容量分別為954.3 mAh·g-1和847.2 mAh·g-1,對應的首圈庫倫效率為88.78%。循環100圈后,其放電比容量穩定在793.8 mAh·g-1。
對K416B高鎢高溫合金進行固溶和時效處理以調整其中γ?相的形貌使其具有兩種尺寸,研究了鑄態和熱處理態合金的拉伸和持久變形行為。結果表明,鑄態K416B合金中的γ?相在基體中分布均勻,其平均尺寸為200 nm,能有效阻礙位錯在基體中運動從而使其屈服強度提高。在熱處理態的K416B合金中析出了兩種γ?相,其尺寸分別為1 μm和100 nm。在熱處理態K416B合金的室溫拉伸過程中全位錯剪切大尺寸初生γ?相和以Orowan機制繞過小尺寸二次γ?,使其屈服強度降低。在高溫下二次γ?相更容易粗化而使γ基體的寬度增大,促進位錯剪切γ?相而使持久應變速率提高。同時,在持久變形過程中納米級W6C顆粒在γ-γ?相界面彌散析出消耗大量W元素降低γ-γ?兩相的錯配度,使合金的強化水平下降而導致其持久壽命大幅度降低。
使用Gleeble-3800熱模擬試驗機對TA5鈦合金進行等溫恒應變速率壓縮,研究其在變形溫度為850~1050℃、應變速率為0.001~10 s-1和最大變形量為60%條件下的高溫熱變形行為;建立了引入物理參量的應變補償本構模型,并根據DMM模型得到了加工圖。結果表明:TA5鈦合金為正應變速率敏感性和負變形溫度相關性材料;考慮物理參量的應變補償本構模型具有較高的預測精度,其相關系數R為0.99,平均相對誤差AARE為8.95%。分析加工圖和觀察微觀組織,發現失穩區域(850~990℃,0.05~10 s-1)的主要變形機制為局部流動;穩定區域(870~990℃,0.005~0.05 s-1)的主要變形機制為動態回復和動態再結晶。TA5鈦合金的最佳熱加工工藝參數范圍為870~990℃和0.005~0.05 s-1。
將納米ZnO粉末和Al粉球磨后冷壓成Al-ZnO預制塊,然后將其加到Al-Zn-Cu熔體中進行Al-ZnO原位反應,制備出納米Al2O3顆粒增強Al-Zn-Cu基復合材料。能譜面掃描分析和透射電鏡觀察結果表明,復合材料由納米Al2O3顆粒和Al2Cu析出相兩種顆粒/析出相組成。納米Al2O3顆粒通過異質形核和晶界釘扎,細化了Al-Zn-Cu合金晶粒組織和Al2Cu析出相。原位納米Al2O3顆粒的生成提高了基體合金的拉伸性能,軋制+熱處理使Al2O3/Al-Zn-Cu復合材料的拉伸強度比相同處理的基體合金提高約100%,總伸長率提高約98%。
使用掃描電子顯微鏡(SEM)、能量色散光譜儀(EDS)、光學顯微鏡(OM)及X射線衍射儀(XRD)等手段分析了Mg-14Al-5Si合金的組織和成分,用布洛維硬度計和電子萬能試驗機測試了這種合金的力學性能,研究了在Mg-14Al-5Si合金中添加不同量的Y元素對其組織和力學性能的影響。結果表明:在Mg-14Al-5Si合金中分別添加0.5%、0.8%、1.0%和1.5%(質量分數,下同)的Y元素,使合金中的Mg2Si相由粗大的樹枝狀變為多邊形和圓形,共晶β-Mg17Al12相由粗大的連續網格狀變為細小的網格狀和孤島狀。Y的添加量為1.0%時改性效果最佳,Mg2Si相的平均尺寸由42.21 μm減小到8.15 μm,此時合金的力學性能最佳,硬度為135 HB,抗拉強度為147 MPa,屈服強度為76 MPa,伸長率為5.04%。在Y的添加量為1.5%的合金中發現白色塊狀的Mg-Si-Y化合物。Y元素能促進Mg2Si相形核、抑制其各向異性生長,并在β-Mg17Al12相的生長前沿偏析形成過冷結構,抑制其生長。
采用固相合成法高溫燒結Mn3SnC和Mn3CuN兩種化合物制備出相變溫區連續變化的Mn3Sn1-x Cu x C1-x N x 系列化合物,再將不同相變溫區的Mn3Sn1-x Cu x C1-x N x 化合物進行物理混合制備出反鈣鈦礦復合磁制冷材料。這種磁制冷材料在室溫附近具有“平臺”狀的磁熵變-溫度曲線,與Mn3SnC單體材料相比其磁制冷溫區由275~285 K擴展為220~300 K,磁熵變-溫度曲線的半高寬從5 K增大到70 K,但是其磁熵變值大幅降低。推導了這種磁制冷材料的最大磁熵變值與磁熵變曲線半高寬和單體材料相對制冷量之間的定量關系式,解釋了擴展制冷溫區與提高磁熵變值之間的競爭。此定量公式不僅可用于研究反鈣鈦礦材料體系,對研究其它復合磁制冷材料體系也有重要的參考價值。本文首次根據單體材料的熱流曲線提出了新復合磁制冷材料的計算和預測方法,可極大地簡化磁制冷復合材料的設計。
以植酸(PhA)為原料,采用熱解法制備含磷石墨烯(PhA-G),并以硅樹脂(SiR)為成膜物制備含磷石墨烯/硅樹脂(PhA-G/SiR)復合防腐蝕涂層。通過拉曼光譜和XPS分析含磷石墨烯的結構,通過SEM、TEM和AFM觀察含磷石墨烯的形貌,通過接觸角、吸水率、電化學阻抗譜、極化曲線和鹽霧實驗等研究復合涂層的耐蝕性能。結果表明:相比于純SiR涂層和氧化石墨烯/硅樹脂(GO/SiR)復合涂層,PhA-G/SiR復合涂層對金屬的保護作用更好;當含磷石墨烯添加量為3%(質量分數)時,PhA-G/SiR復合涂層表現出較好的疏水性和優異的防腐蝕性能,其接觸角為103.5°,吸水率為3.72%;腐蝕電流密度為3.53×10-10 A/cm2,電化學阻抗值達到3.82×107 ?·cm2,耐鹽霧達到960 h。
用顯微硬度測試、差示掃描量熱法(DSC)和高分辨透射電鏡(HRTEM)觀察等手段研究了Al-Mg-Si合金人工時效過程中的硬化、組織變化以及早期析出相的演變。結果表明:在170℃時效的合金具有更高的峰值硬度。在時效初期晶內析出高數量密度的溶質原子團簇和GP區,合金的硬度顯著提高。在170℃處理4 h后合金的硬度達到峰值,此時晶內析出相以針狀β″相為主,β″相與Al基體界面三維共格應變是合金強化的主要原因。同時,晶界析出相呈斷續分布狀態。隨著時效時間的增加β″相開始粗化,晶界析出相的連續程度降低。在過時效階段晶內析出相的嚴重粗化和數量密度的降低,使合金的硬度劇烈降低。在時效的初始階段,合金的析出序列為過飽和固溶體→球形原子團簇→針狀GP區→針狀β″相。
研究了固溶+單級時效處理、固溶+雙級時效處理、固溶+隨爐冷卻處理對新型亞穩β鈦合金Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe-2Zr的顯微組織和拉伸性能的影響。結果表明:與固溶+單級時效處理相比,固溶+雙級時效處理析出的晶內次生α相間距減小和體積分數增大而使合金的強度提高。兩種熱處理都使合金中生成連續的晶界α相,導致合金的塑性降低;與上述兩種熱處理相比,固溶+隨爐冷卻處理使合金中析出的晶內次生α相的間距明顯減小且沿晶界生成向晶內生長的αwgb相,使合金的強度和塑性顯著提高,其抗拉強度達到1421 MPa,斷后伸長率為7.7%;與次生α相的體積分數相比,其間距是影響合金強度的主要因素。隨著次生α相間距的減小,合金的強度提高。
用150 eV高能氦(He)離子在400 K對多晶鎢(W)表面的W納米絲進行間歇式輻照并使用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡以及稱重法等手段對其表征,研究了He離子輻照對W納米絲演變過程的影響。結果表明,高能He離子輻照使W納米絲極不穩定。隨著輻照劑量的增加W納米絲之間的交聯程度逐漸降低。W絲內的He泡在高能He離子濺射的作用下破裂,使W絲塌陷合并,部分濺射出來的W原子沉積在近鄰的W納米絲外壁或W絲根部,最終使W納米絲演變成頂部細根部粗的錐型結構。
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