2013年第42卷第2期文章目次
2013, 42(2):221-226.
摘要:
电子封装焊点的热循环失效是焊点材料损伤逐步发展的结果，本工作旨在对SnAgCu钎料的热循环损伤失效行为进行研究。以连续损伤力学理论为基础，提出了一种适用于热循环条件下SnAgCu钎料蠕变-疲劳交互作用的损伤模型。据此，设计了热力循环实验和热循环实验用以标定损伤模型相关参量。自行设计了双金属剪切加载装置并结合温度循环实验，对SnAgCu钎料的热力耦合损伤行为进行了深入研究。以电阻变化率作为损伤变量，并在热循环的不同周次测量试样的损伤值从而验证损伤模型。结果表明：所提出的幂函数形式的损伤模型能较好的描述SnAgCu钎料的热循环损伤演变。最后，对热循环条件下SnAgCu钎料试样的微观组织演变进行了SEM分析，从而揭示其损伤演变机理。
电子封装焊点的热循环失效是焊点材料损伤逐步发展的结果，本工作旨在对SnAgCu钎料的热循环损伤失效行为进行研究。以连续损伤力学理论为基础，提出了一种适用于热循环条件下SnAgCu钎料蠕变-疲劳交互作用的损伤模型。据此，设计了热力循环实验和热循环实验用以标定损伤模型相关参量。自行设计了双金属剪切加载装置并结合温度循环实验，对SnAgCu钎料的热力耦合损伤行为进行了深入研究。以电阻变化率作为损伤变量，并在热循环的不同周次测量试样的损伤值从而验证损伤模型。结果表明：所提出的幂函数形式的损伤模型能较好的描述SnAgCu钎料的热循环损伤演变。最后，对热循环条件下SnAgCu钎料试样的微观组织演变进行了SEM分析，从而揭示其损伤演变机理。
2 Preparation and Performance of the Sm0.2Ce0.8O1.9-x Single Buffer Layer Fabricated with Dip-Coating
2013, 42(2):227-231.
摘要:
在双轴织构的Ni-5%W合金基带上，采用高分子辅助化学溶液沉积法通过提拉涂敷法，制备了厚度达250 nm的Sm0.2Ce0.8O1.9（SCO）外延织构单层缓冲层。通过严格控制前驱溶液的浓度、提拉速度、成相温度和热处理时间，所获的SCO单层缓冲层涂层平整、无微裂纹、且具有较强的（200） c轴外延织构。在其他条件假设不变的情况下，主要研究不同提拉速度对SCO缓冲层薄膜性能的影响。在此基础上，采用化学溶液法在SCO/NiW缓冲层上制备了YBCO 超导层，其具有高度的双轴织构和均匀的表面形貌。结果表明：用提拉法获得的SCO单层缓冲层在具有适度的厚度下，仍然具有很好的织构传递特性，为低层本制造YBCO涂层导体长带提供了一条可靠的路线。
在双轴织构的Ni-5%W合金基带上，采用高分子辅助化学溶液沉积法通过提拉涂敷法，制备了厚度达250 nm的Sm0.2Ce0.8O1.9（SCO）外延织构单层缓冲层。通过严格控制前驱溶液的浓度、提拉速度、成相温度和热处理时间，所获的SCO单层缓冲层涂层平整、无微裂纹、且具有较强的（200） c轴外延织构。在其他条件假设不变的情况下，主要研究不同提拉速度对SCO缓冲层薄膜性能的影响。在此基础上，采用化学溶液法在SCO/NiW缓冲层上制备了YBCO 超导层，其具有高度的双轴织构和均匀的表面形貌。结果表明：用提拉法获得的SCO单层缓冲层在具有适度的厚度下，仍然具有很好的织构传递特性，为低层本制造YBCO涂层导体长带提供了一条可靠的路线。
2013, 42(2):232-237.
摘要:
对高熵合金系的液相与晶态相、金属间化合物相及非晶相之间的吉布斯自由能之差这几个热力学参数进行了分析，发现ΔSrΔHh(sol.)值的大小对高熵合金的显微结构有重要影响。结果表明：ΔSrΔHh(sol.)值较低的高熵合金倾向于形成单相fcc或bcc固溶体，而ΔSrΔHh(sol.)值较大的高熵合金通常形成相对复杂的结构。
对高熵合金系的液相与晶态相、金属间化合物相及非晶相之间的吉布斯自由能之差这几个热力学参数进行了分析，发现ΔSrΔHh(sol.)值的大小对高熵合金的显微结构有重要影响。结果表明：ΔSrΔHh(sol.)值较低的高熵合金倾向于形成单相fcc或bcc固溶体，而ΔSrΔHh(sol.)值较大的高熵合金通常形成相对复杂的结构。
2013, 42(2):238-242.
摘要:
研究了电脉冲时效对预变形Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C合金形状记忆效应及Cr23C6析出的影响。结果显示电脉冲处理能加速Cr和C原子的迁移及Cr23C6碳化物的析出，降低时效温度，缩短时效时间，能诱发Cr23C6碳化物的形核。在973 K时效时具有电脉冲处理的预变形Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C合金与没有电脉冲处理的合金相比，其形状回复率在30 min内从淬火合金的32%提高到最大值89.2%。
研究了电脉冲时效对预变形Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C合金形状记忆效应及Cr23C6析出的影响。结果显示电脉冲处理能加速Cr和C原子的迁移及Cr23C6碳化物的析出，降低时效温度，缩短时效时间，能诱发Cr23C6碳化物的形核。在973 K时效时具有电脉冲处理的预变形Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C合金与没有电脉冲处理的合金相比，其形状回复率在30 min内从淬火合金的32%提高到最大值89.2%。
2013, 42(2):243-248.
摘要:
采用考虑了各种热效应而建立的TA15钛合金加热剪切旋压多场耦合模型，研究揭示了TA15钛合金在各种热载荷和机械载荷条件下的变形机制。结果表明，高的工件加热温度和芯模预热温度可以减小工件厚向温度梯度，偏离率对变形区厚向温差的影响复杂，对贴模性影响显著且大的偏离率会恶化贴模性。工件和旋轮间的摩擦对温度差有显著影响。增加旋轮进给比会加大厚向温差但有助于贴模性的改善，这与冷旋的结果相反。大的旋轮安装角有助于减小厚向温差和改善贴模性。
采用考虑了各种热效应而建立的TA15钛合金加热剪切旋压多场耦合模型，研究揭示了TA15钛合金在各种热载荷和机械载荷条件下的变形机制。结果表明，高的工件加热温度和芯模预热温度可以减小工件厚向温度梯度，偏离率对变形区厚向温差的影响复杂，对贴模性影响显著且大的偏离率会恶化贴模性。工件和旋轮间的摩擦对温度差有显著影响。增加旋轮进给比会加大厚向温差但有助于贴模性的改善，这与冷旋的结果相反。大的旋轮安装角有助于减小厚向温差和改善贴模性。
2013, 42(2):249-253.
摘要:
以两高纯银片作电极，以去离子水为电解液，PVP作为辅助电解质和稳定剂，通过电解法制备了高纯纳米银溶胶。探讨了PVP含量、电解时间、电流密度对形成的纳米银溶胶的影响。结果表明：当PVP质量分数为5%、电解150 min、电流密度为1~2 mA/cm2时，所得球形银粒子的粒径1~3 nm、单分散，浓度达130 μg/g, 而且有极好的存放稳定性，室温避光存放6个月无任何可见的变化。
以两高纯银片作电极，以去离子水为电解液，PVP作为辅助电解质和稳定剂，通过电解法制备了高纯纳米银溶胶。探讨了PVP含量、电解时间、电流密度对形成的纳米银溶胶的影响。结果表明：当PVP质量分数为5%、电解150 min、电流密度为1~2 mA/cm2时，所得球形银粒子的粒径1~3 nm、单分散，浓度达130 μg/g, 而且有极好的存放稳定性，室温避光存放6个月无任何可见的变化。
2013, 42(2):254-258.
摘要:
主要研究了热轧和冷轧后Zr705合金在200~850 ℃温度范围内的退火行为。与冷轧后Zr705相比，热轧Zr705试样在较高的温度获得峰值硬度，且峰值硬度值较低。通过微观组织观察发现，热轧后Zr705试样中的β相向ω相的转变速率低于冷轧Zr705试样。经500 ℃退火后冷轧和热轧试样中均可观察到部分再结晶晶粒，但在热轧Zr705试样中的再结晶晶粒更多。热轧和冷轧Zr705试样在700 ℃保温1 h后均再结晶完全。
主要研究了热轧和冷轧后Zr705合金在200~850 ℃温度范围内的退火行为。与冷轧后Zr705相比，热轧Zr705试样在较高的温度获得峰值硬度，且峰值硬度值较低。通过微观组织观察发现，热轧后Zr705试样中的β相向ω相的转变速率低于冷轧Zr705试样。经500 ℃退火后冷轧和热轧试样中均可观察到部分再结晶晶粒，但在热轧Zr705试样中的再结晶晶粒更多。热轧和冷轧Zr705试样在700 ℃保温1 h后均再结晶完全。
2013, 42(2):259-262.
摘要:
采用了连续还原超声波震荡负载的方法制备了新型包裹负载型Pt@SnO2/Al2O3催化剂，特殊的包裹结构使其具有较好的抗聚集和耐烧结性能并利用了透射电镜对其结构进行了表征。相比传统浸渍负载型的催化剂来讲，当铂锡的摩尔比为1:1.5时制备的Pt@SnO2/Al2O3催化剂展现出优异的丙烷催化脱氢性能和高温稳定性，这也进一步证实了SnO2壳和Pt核之间强烈的相互作用。
采用了连续还原超声波震荡负载的方法制备了新型包裹负载型Pt@SnO2/Al2O3催化剂，特殊的包裹结构使其具有较好的抗聚集和耐烧结性能并利用了透射电镜对其结构进行了表征。相比传统浸渍负载型的催化剂来讲，当铂锡的摩尔比为1:1.5时制备的Pt@SnO2/Al2O3催化剂展现出优异的丙烷催化脱氢性能和高温稳定性，这也进一步证实了SnO2壳和Pt核之间强烈的相互作用。
2013, 42(2):263-267.
摘要:
采用高温度梯度定向凝固装置制备了NiAl-7.8Mo亚共晶合金，系统研究了生长速率对合金凝固时界面形态、枝晶生长及初生相析出的影响。随生长速率的增大，固液界面依次呈现平、胞枝、枝的形貌转变，初生β相的一次枝晶间距λ1在胞晶生长阶段逐渐增大，而在枝晶生长阶段λ1又逐渐减小；二次枝晶间距λ2随生长速率的增加一直减小。初生β相的析出量随生长速率的增加而增加。分析结果表明：生长速率增加导致熔体过冷度增加，使得NiAl初生相形核率增加，最终导致初生β相的析出量随生长速率的增加而增加。
采用高温度梯度定向凝固装置制备了NiAl-7.8Mo亚共晶合金，系统研究了生长速率对合金凝固时界面形态、枝晶生长及初生相析出的影响。随生长速率的增大，固液界面依次呈现平、胞枝、枝的形貌转变，初生β相的一次枝晶间距λ1在胞晶生长阶段逐渐增大，而在枝晶生长阶段λ1又逐渐减小；二次枝晶间距λ2随生长速率的增加一直减小。初生β相的析出量随生长速率的增加而增加。分析结果表明：生长速率增加导致熔体过冷度增加，使得NiAl初生相形核率增加，最终导致初生β相的析出量随生长速率的增加而增加。
2013, 42(2):268-272.
摘要:
采用系列截面法获取了纯铁晶粒组织的拓扑学数据，同时结合正常晶粒长大的Monte Carlo仿真，对三维晶粒拓扑学进行了研究。结果表明：纯铁的平均晶粒面数=12.46，有别于其他金属（如β-Ti合金、Al-Sn合金、β-黄铜、低碳钢等）；实验数据值之间的差异（=11.16~13.93），表明不同材料中的不同界面能和晶界迁移率对多晶组织演变过程具有重要影响；在晶粒面数分布和尺寸分布方面，Monte Carlo仿真数据与纯铁数据相一致，与文献中Al98Sn2合金的数据有明显差异，表明晶界析出物（Sn原子在Al98Sn2晶界析出）对晶粒尺寸分布和面数分布有一定影响。
采用系列截面法获取了纯铁晶粒组织的拓扑学数据，同时结合正常晶粒长大的Monte Carlo仿真，对三维晶粒拓扑学进行了研究。结果表明：纯铁的平均晶粒面数
2013, 42(2):273-277.
摘要:
针对7085铝合金航空构件的热加工工艺问题，对7085铝合金在300~450 ℃和0.0001~1 s-1条件下进行等温压缩实验，建立了7085铝合金热加工图并且分析了7085铝合金热成形性。结果表明：温度340~450 ℃、应变速率0.0001~1 s-1为加工安全区；失稳区域为温度300~340 ℃、应变速率0.01~1 s-1，在此区域加工时，形成绝热剪切带且带内组织为剧烈拉长晶粒；潜在危险加工区域为温度300~340 ℃、应变速率0.0001~0.01 s-1；建议在温度340~410 ℃、应变速率0.0004~1 s-1选择工艺参数。
针对7085铝合金航空构件的热加工工艺问题，对7085铝合金在300~450 ℃和0.0001~1 s-1条件下进行等温压缩实验，建立了7085铝合金热加工图并且分析了7085铝合金热成形性。结果表明：温度340~450 ℃、应变速率0.0001~1 s-1为加工安全区；失稳区域为温度300~340 ℃、应变速率0.01~1 s-1，在此区域加工时，形成绝热剪切带且带内组织为剧烈拉长晶粒；潜在危险加工区域为温度300~340 ℃、应变速率0.0001~0.01 s-1；建议在温度340~410 ℃、应变速率0.0004~1 s-1选择工艺参数。
2013, 42(2):278-281.
摘要:
在0.001、900、1300 s-1 3个应变率下，研究了Mg-3Al-6Zn-2Y合金的压缩性能及微细观变化。结果表明：随应变率增大，合金应变硬化率增大，极限强度与屈服强度增大；强化相Al2Y、Al12Mg17与过渡相MgZn2含量减少；合金产生{102}<100>孪生，位错密度增大，出现缠结，并在孪生界面塞集。强化相减少对强度的弱化作用与高密度位错塞集的强化作用相互竞争。
在0.001、900、1300 s-1 3个应变率下，研究了Mg-3Al-6Zn-2Y合金的压缩性能及微细观变化。结果表明：随应变率增大，合金应变硬化率增大，极限强度与屈服强度增大；强化相Al2Y、Al12Mg17与过渡相MgZn2含量减少；合金产生{102}<100>孪生，位错密度增大，出现缠结，并在孪生界面塞集。强化相减少对强度的弱化作用与高密度位错塞集的强化作用相互竞争。
2013, 42(2):282-287.
摘要:
采用有限单元法和单元生死技术，建立了气动按需熔滴沉积成形温度场计算模型，模拟了7075铝合金薄壁件微熔滴沉积过程温度场的演变规律。结果表明：薄壁件成形温度场随熔滴沉积位置的移动而呈现周向动态变化，不同位置熔滴单元节点的热循环曲线存在不同个数的温度峰值和谷值；随着沉积层高度的增加，1~10层相邻搭接层间熔滴的冷却速率降低，熔滴所在沉积层中的高温区域逐渐扩大，使零件在成形方向上呈现变化的温度梯度，并导致1~10层相邻层间熔滴结合处的晶粒尺寸发生变化。模拟结果与7075铝合金薄壁件微熔滴沉积试验结果基本吻合，较好反映了实际成形过程中零件的温度场变化规律。
采用有限单元法和单元生死技术，建立了气动按需熔滴沉积成形温度场计算模型，模拟了7075铝合金薄壁件微熔滴沉积过程温度场的演变规律。结果表明：薄壁件成形温度场随熔滴沉积位置的移动而呈现周向动态变化，不同位置熔滴单元节点的热循环曲线存在不同个数的温度峰值和谷值；随着沉积层高度的增加，1~10层相邻搭接层间熔滴的冷却速率降低，熔滴所在沉积层中的高温区域逐渐扩大，使零件在成形方向上呈现变化的温度梯度，并导致1~10层相邻层间熔滴结合处的晶粒尺寸发生变化。模拟结果与7075铝合金薄壁件微熔滴沉积试验结果基本吻合，较好反映了实际成形过程中零件的温度场变化规律。
2013, 42(2):288-291.
摘要:
利用Gleeble1500热/力模拟机对Ti14合金进行了半固态压缩变形试验，研究了该合金在应变速率为5×10-2 s-1和5×10-1 s-1，变形温度为1273~1423 K条件下的流变应力变化规律，分析了该合金半固态下应力松弛发生的条件和原因，并讨论了温度、应变速率和变形机制之间的耦合关系。结果表明：温度和应变速率对流变应力有显著的影响，流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低，宏观应力松弛发生在固相含量区间为0.95~0.98，主要是因为液相的增加减少了晶粒间的“固相桥”作用。由于液相在变形中的渗漏，Ti14合金在1273~1423 K半固态变形的应变速率试验值远远小于Iwasaki润滑流动机制（固液混合变形机制）所需的理论值，说明在所测试的半固态区间内合金仍以固相粒子变形为主，固液混合变形为协调机制。
利用Gleeble1500热/力模拟机对Ti14合金进行了半固态压缩变形试验，研究了该合金在应变速率为5×10-2 s-1和5×10-1 s-1，变形温度为1273~1423 K条件下的流变应力变化规律，分析了该合金半固态下应力松弛发生的条件和原因，并讨论了温度、应变速率和变形机制之间的耦合关系。结果表明：温度和应变速率对流变应力有显著的影响，流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低，宏观应力松弛发生在固相含量区间为0.95~0.98，主要是因为液相的增加减少了晶粒间的“固相桥”作用。由于液相在变形中的渗漏，Ti14合金在1273~1423 K半固态变形的应变速率试验值远远小于Iwasaki润滑流动机制（固液混合变形机制）所需的理论值，说明在所测试的半固态区间内合金仍以固相粒子变形为主，固液混合变形为协调机制。
2013, 42(2):292-296.
摘要:
对低稀土含量的Nd6Fe91B3合金进行熔体快淬处理，制备了由α-Fe相和少量的Nd2Fe14B相组成的纳米复相材料,并对其进行球磨处理25 h。研究了快淬速度对淬态合金的相组成、微观结构、微波电磁性能的影响规律。研究结果表明，随着淬度的提高，淬态合金中高磁晶各向异性的Nd2Fe14B相逐渐减少，材料的自然共振频率向低频移动，但样品微波磁导率随淬速的提高而升高。淬速为40 m/s的样品微波磁导率虚部在4.17 GHz获得最大值=4.66，其实部在1.55 GHz获得最大值=7.88。同时，低稀土含量的纳米复相α-Fe/Nd2Fe14B材料具有良好的微波电特性，其复介电常数在2 GHz附近出现共振。由于磁损耗和电损耗共同作用，有利于该材料在GHz频段电磁波吸收材料中的应用。
对低稀土含量的Nd6Fe91B3合金进行熔体快淬处理，制备了由α-Fe相和少量的Nd2Fe14B相组成的纳米复相材料,并对其进行球磨处理25 h。研究了快淬速度对淬态合金的相组成、微观结构、微波电磁性能的影响规律。研究结果表明，随着淬度的提高，淬态合金中高磁晶各向异性的Nd2Fe14B相逐渐减少，材料的自然共振频率向低频移动，但样品微波磁导率随淬速的提高而升高。淬速为40 m/s的样品微波磁导率虚部在4.17 GHz获得最大值=4.66，其实部在1.55 GHz获得最大值=7.88。同时，低稀土含量的纳米复相α-Fe/Nd2Fe14B材料具有良好的微波电特性，其复介电常数在2 GHz附近出现共振。由于磁损耗和电损耗共同作用，有利于该材料在GHz频段电磁波吸收材料中的应用。
2013, 42(2):297-301.
摘要:
采用分子动力学方法分别对碳纳米管(CNT)与氮化硼纳米管(BNNT)内铜纳米线(CuNW)的形成及其复合结构(CuNW@CNT; CuNW@BNNT)的压缩行为进行了研究。通过对管内充以铜原子BN(5,5)与C(5,5)纳米管的优化，在纳米管轴线上均能生成一维CuNW。其径向分布函数表明：在C(5,5)内生成的CuNW具有更好一维均匀分布性，结晶性相对较佳。而BN(5,5)内的CuNW具有相对较大原子分布密度，可有效地提高一维纳米线导电性。通过对其轴向压缩及其能量分析，可以发现CuNW@C(5,5)复合结构的屈曲应变及能量损失明显大于CuNW@BN(5,5)，表明CuNW@C(5,5)具有更强抗压能力，但屈曲发生时对内部CuNW结构保护效应却劣于CuNW@BN(5,5)。
采用分子动力学方法分别对碳纳米管(CNT)与氮化硼纳米管(BNNT)内铜纳米线(CuNW)的形成及其复合结构(CuNW@CNT; CuNW@BNNT)的压缩行为进行了研究。通过对管内充以铜原子BN(5,5)与C(5,5)纳米管的优化，在纳米管轴线上均能生成一维CuNW。其径向分布函数表明：在C(5,5)内生成的CuNW具有更好一维均匀分布性，结晶性相对较佳。而BN(5,5)内的CuNW具有相对较大原子分布密度，可有效地提高一维纳米线导电性。通过对其轴向压缩及其能量分析，可以发现CuNW@C(5,5)复合结构的屈曲应变及能量损失明显大于CuNW@BN(5,5)，表明CuNW@C(5,5)具有更强抗压能力，但屈曲发生时对内部CuNW结构保护效应却劣于CuNW@BN(5,5)。
2013, 42(2):302-306.
摘要:
采用MA-FAPAS工艺，借助中间层TiAl的燃烧反应放热，原位合成了梯度金属陶瓷(TiC)pNi和金属间化合物TiAl，并同步完成了(TiC)pNi/TiAl/Ti的扩散连接，研究了在外加温度场、电场和应力场耦合作用下连接结构的形成机制。利用FE-SEM、TEM和XRD等手段对各层及连接界面的微观结构和相组成，以及电场作用下各连接界面元素扩散特征进行分析；采用显微硬度压痕法对连接界面的韧性进行分析；采用剪切法、冷淬法和有限元法对界面结合强度和残余应力分布进行分析计算。结果表明，各燃烧层均发生充分反应并形成了良好的冶金结合，连接界面处存在强烈的元素交互扩散；连接界面具有较强的抗剥离和抗剪切强度，(TiC)PNi/TiAl界面为接头的薄弱环节。
采用MA-FAPAS工艺，借助中间层TiAl的燃烧反应放热，原位合成了梯度金属陶瓷(TiC)pNi和金属间化合物TiAl，并同步完成了(TiC)pNi/TiAl/Ti的扩散连接，研究了在外加温度场、电场和应力场耦合作用下连接结构的形成机制。利用FE-SEM、TEM和XRD等手段对各层及连接界面的微观结构和相组成，以及电场作用下各连接界面元素扩散特征进行分析；采用显微硬度压痕法对连接界面的韧性进行分析；采用剪切法、冷淬法和有限元法对界面结合强度和残余应力分布进行分析计算。结果表明，各燃烧层均发生充分反应并形成了良好的冶金结合，连接界面处存在强烈的元素交互扩散；连接界面具有较强的抗剥离和抗剪切强度，(TiC)PNi/TiAl界面为接头的薄弱环节。
2013, 42(2):307-310.
摘要:
系统研究了(VFe)48Ti26Cr26-xMox(0≤x≤5)合金吸放氢性能及微观组织结构。XRD及PCT测试结果表明，随着Mo含量增加，合金的晶格常数增大，放氢平台压升高，吸放氢量在Mo含量0≤x≤2范围内不出现显著变化，且有效放氢量（质量分数）均能保持在2%以上。当Mo含量为1 at%时，合金吸放氢量均达到最大值，吸氢量为3.59%，放氢量为2.08%，室温下的放氢平台压为0.337 MPa。SEM与EDS分析表明，不同Mo含量的合金均由bcc主相、Laves相及稀土氧化物相组成，且Mo主要存在于合金的bcc主相中，而在Laves相中分布相对较少。
系统研究了(VFe)48Ti26Cr26-xMox(0≤x≤5)合金吸放氢性能及微观组织结构。XRD及PCT测试结果表明，随着Mo含量增加，合金的晶格常数增大，放氢平台压升高，吸放氢量在Mo含量0≤x≤2范围内不出现显著变化，且有效放氢量（质量分数）均能保持在2%以上。当Mo含量为1 at%时，合金吸放氢量均达到最大值，吸氢量为3.59%，放氢量为2.08%，室温下的放氢平台压为0.337 MPa。SEM与EDS分析表明，不同Mo含量的合金均由bcc主相、Laves相及稀土氧化物相组成，且Mo主要存在于合金的bcc主相中，而在Laves相中分布相对较少。
2013, 42(2):311-315.
摘要:
采用高能球磨法制备出La0.6Eu0.4B6纳米粉体，将球磨后的纳米粉进行放电等离子（SPS）烧结，制备出了高致密的La0.6Eu0.4B6多晶块体材料。系统研究了烧结温度、烧结压力对样品致密度和力学性能的影响。结果表明，该方法与传统热压烧结方法相比有效降低了烧结温度，制备出的样品密度、维氏硬度和抗弯强度分别达到4.71 g/cm3、23.37 GPa和295.14 MPa，这些值均高于传统热压烧结方法。热电子发射结果表明，当阴极温度为1873 K时，最大发射电流密度为33.74 A/cm2。实验过程中还发现，在相同烧结工艺下，球磨纳米粉与粗粉相比，维氏硬度、抗弯强度和热电子发射电流密度分别提高了28%、58%和32%。因此，在固相烧结过程中，粉末粒度的减小，更有助于烧结性能的提高。
采用高能球磨法制备出La0.6Eu0.4B6纳米粉体，将球磨后的纳米粉进行放电等离子（SPS）烧结，制备出了高致密的La0.6Eu0.4B6多晶块体材料。系统研究了烧结温度、烧结压力对样品致密度和力学性能的影响。结果表明，该方法与传统热压烧结方法相比有效降低了烧结温度，制备出的样品密度、维氏硬度和抗弯强度分别达到4.71 g/cm3、23.37 GPa和295.14 MPa，这些值均高于传统热压烧结方法。热电子发射结果表明，当阴极温度为1873 K时，最大发射电流密度为33.74 A/cm2。实验过程中还发现，在相同烧结工艺下，球磨纳米粉与粗粉相比，维氏硬度、抗弯强度和热电子发射电流密度分别提高了28%、58%和32%。因此，在固相烧结过程中，粉末粒度的减小，更有助于烧结性能的提高。
2013, 42(2):316-319.
摘要:
采用纳米压痕技术对微电子封装中无铅焊点内界面化合物（IMC）Cu6Sn5的弹性模量和硬度进行了测试。根据实际工业工艺流程和服役工况，制备接近真实服役状态下的微电子封装中无铅焊点界面化合物试样；采用扫描电镜（SEM）和能量色散X射线荧光光谱仪（EDX）确定IMC的形貌和化学成分；利用连续刚度测量（CSM）技术，采用不同的加载速率对无铅焊点（Sn3.0Ag0.5Cu、Sn0.7Cu和Sn3.5Ag）内的界面化合物Cu6Sn5进行测量，得到载荷、硬度和弹性模量-位移曲线。根据纳米压痕结果确定Cu6Sn5的蠕变应力指数。
采用纳米压痕技术对微电子封装中无铅焊点内界面化合物（IMC）Cu6Sn5的弹性模量和硬度进行了测试。根据实际工业工艺流程和服役工况，制备接近真实服役状态下的微电子封装中无铅焊点界面化合物试样；采用扫描电镜（SEM）和能量色散X射线荧光光谱仪（EDX）确定IMC的形貌和化学成分；利用连续刚度测量（CSM）技术，采用不同的加载速率对无铅焊点（Sn3.0Ag0.5Cu、Sn0.7Cu和Sn3.5Ag）内的界面化合物Cu6Sn5进行测量，得到载荷、硬度和弹性模量-位移曲线。根据纳米压痕结果确定Cu6Sn5的蠕变应力指数。
2013, 42(2):320-324.
摘要:
认为试样表面的变形场出现不连续性不是绝热剪切带出现的标志，而是形变绝热剪切带进一步发展的结果；在计算绝热剪切带内部的峰值温度时应从局部剪切应变中扣除弹性应变，因为弹性应变不会对塑性功有所贡献。以动态扭转的Ti-6Al-4V试样（TA-50）为例，计算了绝热剪切带内部的峰值温度，其被划分为3部分：环境温度、均匀和非均匀变形引起的温度。在两种条件下（从局部剪切应变中扣除弹性应变与否），计算出的峰值温度分别为669和665 ℃，其在热回复和再结晶的温度范围之内，未达到相变的温度，比Liao及Duffy的理论计算值（630 ℃）要高。如果剪切应力-局部塑性剪切应变的关系不能完全确定，适当的近似是必要的。
认为试样表面的变形场出现不连续性不是绝热剪切带出现的标志，而是形变绝热剪切带进一步发展的结果；在计算绝热剪切带内部的峰值温度时应从局部剪切应变中扣除弹性应变，因为弹性应变不会对塑性功有所贡献。以动态扭转的Ti-6Al-4V试样（TA-50）为例，计算了绝热剪切带内部的峰值温度，其被划分为3部分：环境温度、均匀和非均匀变形引起的温度。在两种条件下（从局部剪切应变中扣除弹性应变与否），计算出的峰值温度分别为669和665 ℃，其在热回复和再结晶的温度范围之内，未达到相变的温度，比Liao及Duffy的理论计算值（630 ℃）要高。如果剪切应力-局部塑性剪切应变的关系不能完全确定，适当的近似是必要的。
2013, 42(2):325-330.
摘要:
通过对热等静压态FGH95合金进行完全热处理、组织形貌观察、点阵常数测定和蠕变曲线测定，研究了FGH95镍基合金的组织结构和蠕变机制。结果表明：合金经热等静压成型后，粗大g ￠相沿原始颗粒边界不连续分布，经高温固溶和时效处理后，晶粒尺寸无明显变化，粗大g ￠相数量减少，且细小g ￠相和MC碳化物在合金中弥散析出，可提高合金蠕变抗力，同时由于g ￠相形成元素Al、Ti溶入基体，经XRD谱线测定，g ￠相的平均点阵常数减小，而g基体相平均点阵常数增加，致使g/g ￠两相晶格错配度减小；在实验温度和应力范围内，测得合金的蠕变激活能为630.4 kJ/mol。在蠕变期间，FGH95合金的蠕变机制是位错在基体中运动或剪切g ￠相，其中，蠕变位错以Orowan机制绕过g ￠相，而<110>超位错切过g ￠相发生分解形成(1/3)<112>超肖可莱不全位错+层错的位错组态。
通过对热等静压态FGH95合金进行完全热处理、组织形貌观察、点阵常数测定和蠕变曲线测定，研究了FGH95镍基合金的组织结构和蠕变机制。结果表明：合金经热等静压成型后，粗大g ￠相沿原始颗粒边界不连续分布，经高温固溶和时效处理后，晶粒尺寸无明显变化，粗大g ￠相数量减少，且细小g ￠相和MC碳化物在合金中弥散析出，可提高合金蠕变抗力，同时由于g ￠相形成元素Al、Ti溶入基体，经XRD谱线测定，g ￠相的平均点阵常数减小，而g基体相平均点阵常数增加，致使g/g ￠两相晶格错配度减小；在实验温度和应力范围内，测得合金的蠕变激活能为630.4 kJ/mol。在蠕变期间，FGH95合金的蠕变机制是位错在基体中运动或剪切g ￠相，其中，蠕变位错以Orowan机制绕过g ￠相，而<110>超位错切过g ￠相发生分解形成(1/3)<112>超肖可莱不全位错+层错的位错组态。
2013, 42(2):331-335.
摘要:
为了改善钛合金的高温耐磨性能，采用锆-氮离子共渗与异步渗（渗锆后再氮化处理）两种工艺技术分别在Ti6Al4V钛合金表面制备致密的锆-氮合金化改性层，对比研究了合金化层的组织结构特征和高温摩擦磨损性能。结果表明，两种工艺制备的Zr-N合金层表面均由ZrN相组成，异步渗改性层的内层则包含较厚的Zr-Ti固溶体，两种等离子表面合金化层均使钛合金表面硬度显著提高。同样温度和处理时间条件下，异步渗合金化层的厚度约为锆-氮共渗合金化层厚度的6倍，且氮化物层也较厚，原因归于前者处理过程中Zr与Ti之间良好固溶特性的充分发挥及ZrN相的扩散障作用的有效抑制。300 ℃高温下球盘摩擦磨损试验结果表明，由于锆-氮共渗合金化层深度较小，因而改善钛合金基材耐磨性能的效果相对较低。锆-氮异步渗处理则使Ti6Al4V钛合金耐磨性能显著提高，摩擦因数降低50%以上，比磨损率降低2个数量级，原因归于该类合金化层高的表面硬度、大的层深、良好的高温抗氧化性能及优异表面承载能力的有机匹配。
为了改善钛合金的高温耐磨性能，采用锆-氮离子共渗与异步渗（渗锆后再氮化处理）两种工艺技术分别在Ti6Al4V钛合金表面制备致密的锆-氮合金化改性层，对比研究了合金化层的组织结构特征和高温摩擦磨损性能。结果表明，两种工艺制备的Zr-N合金层表面均由ZrN相组成，异步渗改性层的内层则包含较厚的Zr-Ti固溶体，两种等离子表面合金化层均使钛合金表面硬度显著提高。同样温度和处理时间条件下，异步渗合金化层的厚度约为锆-氮共渗合金化层厚度的6倍，且氮化物层也较厚，原因归于前者处理过程中Zr与Ti之间良好固溶特性的充分发挥及ZrN相的扩散障作用的有效抑制。300 ℃高温下球盘摩擦磨损试验结果表明，由于锆-氮共渗合金化层深度较小，因而改善钛合金基材耐磨性能的效果相对较低。锆-氮异步渗处理则使Ti6Al4V钛合金耐磨性能显著提高，摩擦因数降低50%以上，比磨损率降低2个数量级，原因归于该类合金化层高的表面硬度、大的层深、良好的高温抗氧化性能及优异表面承载能力的有机匹配。
2013, 42(2):336-339.
摘要:
研究了U-2%Nb合金在不同湿度及水浸环境中长期存放后，拉伸性能及表面成分的变化行为。结果表明：在10%湿度环境贮存5年的试样，其拉伸性能和同批未贮存试样性能相比没有发生明显的变化，试样拉伸断口具有韧性断裂特征。在100%湿度及水浸环境中存放的试样，试样拉伸强度有所下降，其中塑性下降尤为明显，试样拉伸断口具有明显的脆断特征。拉曼分析表明，存放在较干燥环境中的试样，表面主要成分是UO2，在100%湿度及水浸环境中存放的试样，表面的主要成分是U3O8及其它UO2+x氧化物。
研究了U-2%Nb合金在不同湿度及水浸环境中长期存放后，拉伸性能及表面成分的变化行为。结果表明：在10%湿度环境贮存5年的试样，其拉伸性能和同批未贮存试样性能相比没有发生明显的变化，试样拉伸断口具有韧性断裂特征。在100%湿度及水浸环境中存放的试样，试样拉伸强度有所下降，其中塑性下降尤为明显，试样拉伸断口具有明显的脆断特征。拉曼分析表明，存放在较干燥环境中的试样，表面主要成分是UO2，在100%湿度及水浸环境中存放的试样，表面的主要成分是U3O8及其它UO2+x氧化物。
2013, 42(2):340-344.
摘要:
制备8批次EB-PVD双层结构热障涂层试样，采用循环加热快速冷却实验装置模拟热障涂层服役环境，开展了热障涂层试样在不同热循环保温时间条件下的热循环性能评价实验，采用指数下降的数学模型对热循环实验数据进行拟合分析，获得了表征热障涂层试样静态氧化性能和热疲劳性能的物理量。结果表明，在本实验工艺条件下制备的不同批次热障涂层试样的静态氧化性能和热疲劳性能具有不同的匹配关系，热障涂层试样静态氧化性能总体估计值为(677±194) h，热疲劳性能总体估计值为（6789±1818）次。
制备8批次EB-PVD双层结构热障涂层试样，采用循环加热快速冷却实验装置模拟热障涂层服役环境，开展了热障涂层试样在不同热循环保温时间条件下的热循环性能评价实验，采用指数下降的数学模型对热循环实验数据进行拟合分析，获得了表征热障涂层试样静态氧化性能和热疲劳性能的物理量。结果表明，在本实验工艺条件下制备的不同批次热障涂层试样的静态氧化性能和热疲劳性能具有不同的匹配关系，热障涂层试样静态氧化性能总体估计值为(677±194) h，热疲劳性能总体估计值为（6789±1818）次。
2013, 42(2):345-348.
摘要:
采用化学转化法在镁锂合金表面制得了结构致密、耐蚀性能较好的高锰酸盐转化膜，研究了转化液中高锰酸盐溶液浓度对成膜效果的影响。实验采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对所制得转化膜的表面形貌、结构和组成进行了测试。同时，使用动电位极化曲线、电化学交流阻抗谱和腐蚀失重3种方法对镁锂合金及其转化膜的耐腐蚀性能进行了深入研究。结果表明：高锰酸盐转化膜较均匀、平整，间隙较小，转化膜主要由锰的氧化物组成。提高了镁锂合金的耐腐蚀性能，当高锰酸盐溶液浓度为4.0 g/L时，转化膜的腐蚀电流密度小、容抗弧大、腐蚀速率低，耐腐蚀性能佳。
采用化学转化法在镁锂合金表面制得了结构致密、耐蚀性能较好的高锰酸盐转化膜，研究了转化液中高锰酸盐溶液浓度对成膜效果的影响。实验采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对所制得转化膜的表面形貌、结构和组成进行了测试。同时，使用动电位极化曲线、电化学交流阻抗谱和腐蚀失重3种方法对镁锂合金及其转化膜的耐腐蚀性能进行了深入研究。结果表明：高锰酸盐转化膜较均匀、平整，间隙较小，转化膜主要由锰的氧化物组成。提高了镁锂合金的耐腐蚀性能，当高锰酸盐溶液浓度为4.0 g/L时，转化膜的腐蚀电流密度小、容抗弧大、腐蚀速率低，耐腐蚀性能佳。
2013, 42(2):349-353.
摘要:
采用高温固相法合成了长余辉发光材料Sr3-xCaxAl2O6:Eu2+, Dy3+（x = 0, 1, 2, 3），研究了样品的结构、光致发光、余辉发光和热释发光性能。结果表明：所制备的样品具有相似的结构，均为立方结构的Sr3-xCaxAl2O6。Sr/Ca比例的变化并没有引起基质结构的相变，但对样品的发光性能产生了显著影响；样品的余辉衰减曲线符合双指数衰减，但不同样品的初始强度和衰减快慢不同；通过调节锶钙比的方法，可以有效调控样品光致发光的颜色和余辉衰减特性。此外，测试样品的热释光曲线发现当样品中有两种不同深度的陷阱能级时，样品的余辉强度明显减弱，这可能与电子在不同的陷阱能级的转移有关。
采用高温固相法合成了长余辉发光材料Sr3-xCaxAl2O6:Eu2+, Dy3+（x = 0, 1, 2, 3），研究了样品的结构、光致发光、余辉发光和热释发光性能。结果表明：所制备的样品具有相似的结构，均为立方结构的Sr3-xCaxAl2O6。Sr/Ca比例的变化并没有引起基质结构的相变，但对样品的发光性能产生了显著影响；样品的余辉衰减曲线符合双指数衰减，但不同样品的初始强度和衰减快慢不同；通过调节锶钙比的方法，可以有效调控样品光致发光的颜色和余辉衰减特性。此外，测试样品的热释光曲线发现当样品中有两种不同深度的陷阱能级时，样品的余辉强度明显减弱，这可能与电子在不同的陷阱能级的转移有关。
2013, 42(2):354-357.
摘要:
在Pt-Ir系中分别加入Zr、Mo、Y三种元素，研究稀有金属元素的加入对Pt-Ir系组织结构及力学和电学性能的影响。合金相在真空高频炉中熔炼。用X射线衍射仪和金相显微镜对合金相的显微组织和结构进行分析，用电桥、涡流导电仪测量合金相的电阻率，用拉力试验机测量合金相的力学性能。结果表明：稀有金属元素的加入可以有效地细化合金相的显微组织，并且提高合金相的熔点、密度、力学性能和电阻率，但是合金相的加工性能有所降低。
在Pt-Ir系中分别加入Zr、Mo、Y三种元素，研究稀有金属元素的加入对Pt-Ir系组织结构及力学和电学性能的影响。合金相在真空高频炉中熔炼。用X射线衍射仪和金相显微镜对合金相的显微组织和结构进行分析，用电桥、涡流导电仪测量合金相的电阻率，用拉力试验机测量合金相的力学性能。结果表明：稀有金属元素的加入可以有效地细化合金相的显微组织，并且提高合金相的熔点、密度、力学性能和电阻率，但是合金相的加工性能有所降低。
2013, 42(2):358-361.
摘要:
通过对TC18钛合金在100~1000 ℃温度范围内的氧化试验以及力学性能测试试验，研究了其氧化色变化规律，并探讨了氧化色与力学性能的关系。结果表明：经氧化处理后，TC18钛合金表面形成多种不同氧化色，且随氧化温度升高，合金表面颜色逐渐加深，合金力学性能均明显下降。合金表面氧化色与其力学性能存在一定的对应关系：当氧化色为浅绿色即加热温度为650 ℃时，材料力学性能已不满足TC18钛合金标准力学性能。
通过对TC18钛合金在100~1000 ℃温度范围内的氧化试验以及力学性能测试试验，研究了其氧化色变化规律，并探讨了氧化色与力学性能的关系。结果表明：经氧化处理后，TC18钛合金表面形成多种不同氧化色，且随氧化温度升高，合金表面颜色逐渐加深，合金力学性能均明显下降。合金表面氧化色与其力学性能存在一定的对应关系：当氧化色为浅绿色即加热温度为650 ℃时，材料力学性能已不满足TC18钛合金标准力学性能。
2013, 42(2):362-365.
摘要:
采用X射线衍射、物理性能测试系统、显微硬度计及电化学工作站研究了经氩弧熔炼、1123 K均匀化热处理168 h的 Gd99.75Fe0.25合金的磁热效应及应用特性。结果表明：Gd99.75Fe0.25合金仍保持纯Gd的六方晶体结构；Gd99.75Fe0.25合金的居里温度为294 K，且在居里点附近发生铁磁到顺磁的二级相变，2和5 T外场下的最大磁熵变分别为4.99和9.37 J·kg-1·K-1，均大于纯Gd；Gd99.75Fe0.25合金的显微硬度（HV0.2）590 MPa，与纯Gd相当，但少量Fe的掺杂提高了Gd的耐蚀性。含少量Fe的Gd99.75Fe0.25合金具有大的磁热效应及良好的应用特性，是一种有很大应用潜力的室温磁致冷材料。
采用X射线衍射、物理性能测试系统、显微硬度计及电化学工作站研究了经氩弧熔炼、1123 K均匀化热处理168 h的 Gd99.75Fe0.25合金的磁热效应及应用特性。结果表明：Gd99.75Fe0.25合金仍保持纯Gd的六方晶体结构；Gd99.75Fe0.25合金的居里温度为294 K，且在居里点附近发生铁磁到顺磁的二级相变，2和5 T外场下的最大磁熵变分别为4.99和9.37 J·kg-1·K-1，均大于纯Gd；Gd99.75Fe0.25合金的显微硬度（HV0.2）590 MPa，与纯Gd相当，但少量Fe的掺杂提高了Gd的耐蚀性。含少量Fe的Gd99.75Fe0.25合金具有大的磁热效应及良好的应用特性，是一种有很大应用潜力的室温磁致冷材料。
2013, 42(2):366-371.
摘要:
Ag元素替代部分Mg可以改善Mg75Ni15Gd10的非晶形成能力，制备尺寸由3 mm提高到Mg69Ni15Gd10Ag6的7 mm。Ag的添加可提高非晶在盐溶液中腐蚀产物的致密性，使腐蚀电位正移，腐蚀电流降低，提高电化学反应电荷转移电阻，使金属基体腐蚀溶解反应变得困难，使非晶合金Mg75Ni15Gd10在0.1 mol/L NaCl溶液中的腐蚀速率下降62%。同时，Ag的添加可以使非晶合金Mg75Ni15Gd10在90次充/放电后的容量保持率由55%提高到75%。
Ag元素替代部分Mg可以改善Mg75Ni15Gd10的非晶形成能力，制备尺寸由3 mm提高到Mg69Ni15Gd10Ag6的7 mm。Ag的添加可提高非晶在盐溶液中腐蚀产物的致密性，使腐蚀电位正移，腐蚀电流降低，提高电化学反应电荷转移电阻，使金属基体腐蚀溶解反应变得困难，使非晶合金Mg75Ni15Gd10在0.1 mol/L NaCl溶液中的腐蚀速率下降62%。同时，Ag的添加可以使非晶合金Mg75Ni15Gd10在90次充/放电后的容量保持率由55%提高到75%。
2013, 42(2):372-376.
摘要:
研究了快速-热挤压工艺对细晶93W-4.9Ni-2.1Fe、细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03%Y以及传统粗晶93W-4.9Ni-2.1Fe合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明：经过快速热挤压后，合金的综合力学性能较烧结态合金显著提高，而且初始晶粒尺寸对挤压后合金性能影响非常显著，在相同的挤压条件下，挤压态细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03%Y的抗拉强度达到1570 MPa，延伸率为6.5%，硬度HRC45.2；而挤压态传统93W-4.9Ni-2.1Fe合金的抗拉强度、延伸率和硬度分别只有1260 MPa、5.6%和39.1。显微组织观察分析表明，与传统钨合金相比，在相同变形量的情况下，细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03%Y钨合金的纤维化程度更高，钨颗粒长细比达到6.8。TEM观察表明挤压后细晶钨合金的钨相形成了亚晶组织，而传统钨合金有大量位错缠结于钨相中；此外，由于充分的动态回复-再结晶，细晶和传统钨合金的粘结相位错密度很低。
研究了快速-热挤压工艺对细晶93W-4.9Ni-2.1Fe、细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03%Y以及传统粗晶93W-4.9Ni-2.1Fe合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明：经过快速热挤压后，合金的综合力学性能较烧结态合金显著提高，而且初始晶粒尺寸对挤压后合金性能影响非常显著，在相同的挤压条件下，挤压态细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03%Y的抗拉强度达到1570 MPa，延伸率为6.5%，硬度HRC45.2；而挤压态传统93W-4.9Ni-2.1Fe合金的抗拉强度、延伸率和硬度分别只有1260 MPa、5.6%和39.1。显微组织观察分析表明，与传统钨合金相比，在相同变形量的情况下，细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03%Y钨合金的纤维化程度更高，钨颗粒长细比达到6.8。TEM观察表明挤压后细晶钨合金的钨相形成了亚晶组织，而传统钨合金有大量位错缠结于钨相中；此外，由于充分的动态回复-再结晶，细晶和传统钨合金的粘结相位错密度很低。
33 汞齐法制备铀保护涂层
2013, 42(2):377-381.
摘要:
选用Zn、Sn、Au三种金属制备汞齐，在铀表面开展了汞齐法涂层制备工艺研究，利用SEM和EDS对涂层进行了表征，主要研究汞齐法在铀表面制备涂层的工艺，包括镀前处理、氧化层对涂层性能的影响。结果表明：采用汞齐法在铀表面制备金属涂层的方法是可行的，在轻微氧化的样品表面能利用该方法制得结合良好的涂层，氧化层在制备过程中弥散于涂层内。1:1 HNO3去除氧化层后，可以制备界面均匀、结合紧密的高质量涂层。可单次制备20~50 μm范围的Zn、Sn涂层，可多次制备较厚的Au涂层。
选用Zn、Sn、Au三种金属制备汞齐，在铀表面开展了汞齐法涂层制备工艺研究，利用SEM和EDS对涂层进行了表征，主要研究汞齐法在铀表面制备涂层的工艺，包括镀前处理、氧化层对涂层性能的影响。结果表明：采用汞齐法在铀表面制备金属涂层的方法是可行的，在轻微氧化的样品表面能利用该方法制得结合良好的涂层，氧化层在制备过程中弥散于涂层内。1:1 HNO3去除氧化层后，可以制备界面均匀、结合紧密的高质量涂层。可单次制备20~50 μm范围的Zn、Sn涂层，可多次制备较厚的Au涂层。
2013, 42(2):382-386.
摘要:
针对航空航天工业中广泛应用的近a TA15钛合金，开展了不同热处理参数下的双重热处理实验研究。利用背散射电子技术（Electronic backscatter diffraction, EBSD）表征了不同热处理参数下微观组织形貌特征和晶体学取向分布及规律。对比分析了热处理处保温时间对微观组织形貌及取向分布的影响规律。揭示了双重热处理过程中球化的等轴晶粒，条状次生as晶粒及b转变组织的形成演化过程；分析了不同组织间的晶体取向与位置分布关系。研究表明：双重热处理过程中一次保温时间对等轴初生ap形貌及分布等影响较大；热处理过程中球化的等轴晶粒来源于未转变的ap 相；二次保温时间对as形貌、尺寸等具有显著影响；二次保温过程中细条状as表现为先增长再增厚的生长模式；ap与相邻的as晶体学取向关系表现出一定的统计性规律。
针对航空航天工业中广泛应用的近a TA15钛合金，开展了不同热处理参数下的双重热处理实验研究。利用背散射电子技术（Electronic backscatter diffraction, EBSD）表征了不同热处理参数下微观组织形貌特征和晶体学取向分布及规律。对比分析了热处理处保温时间对微观组织形貌及取向分布的影响规律。揭示了双重热处理过程中球化的等轴晶粒，条状次生as晶粒及b转变组织的形成演化过程；分析了不同组织间的晶体取向与位置分布关系。研究表明：双重热处理过程中一次保温时间对等轴初生ap形貌及分布等影响较大；热处理过程中球化的等轴晶粒来源于未转变的ap 相；二次保温时间对as形貌、尺寸等具有显著影响；二次保温过程中细条状as表现为先增长再增厚的生长模式；ap与相邻的as晶体学取向关系表现出一定的统计性规律。
2013, 42(2):387-391.
摘要:
利用热模拟试验机进行了加热温度分别为800、850、900、950 ℃的纯钛TA2与304L不锈钢的压缩复合实验，并从中选取最佳加热温度进行了热轧复合实验。利用金相显微镜、电子探针、XRD物相分析等手段对复合界面处的微观形貌、元素的扩散及金属间化合物的种类等进行了分析研究，并对界面的剪切强度进行了测试。实验结果表明，TA2/304L界面处生成了σ相、σ′相、FeTi、NiTi和CrTi4等金属间化合物。随着温度的升高，金属间化合物层的厚度增加。界面剪切强度随金属间化合物厚度增加而减小。加热温度为850 ℃时，热模拟试样获得最佳结合性能，热轧复合实验获得的钛/不锈钢复合板界面的剪切强度达到215 MPa。
利用热模拟试验机进行了加热温度分别为800、850、900、950 ℃的纯钛TA2与304L不锈钢的压缩复合实验，并从中选取最佳加热温度进行了热轧复合实验。利用金相显微镜、电子探针、XRD物相分析等手段对复合界面处的微观形貌、元素的扩散及金属间化合物的种类等进行了分析研究，并对界面的剪切强度进行了测试。实验结果表明，TA2/304L界面处生成了σ相、σ′相、FeTi、NiTi和CrTi4等金属间化合物。随着温度的升高，金属间化合物层的厚度增加。界面剪切强度随金属间化合物厚度增加而减小。加热温度为850 ℃时，热模拟试样获得最佳结合性能，热轧复合实验获得的钛/不锈钢复合板界面的剪切强度达到215 MPa。
2013, 42(2):392-395.
摘要:
采用磁场辅助烧结合成法（MASS）制备了化学计量比为La0.67Mg0.33Ni3的储氢合金，通过X射线衍射（XRD）、等温定容法（PCT）和差示扫描量热法（DSC）分析了合金的相结构和吸放氢性能。XRD结果显示：合金主相为PuNi3型结构的(La, Mg)Ni3，氢化后分解为以La2Ni7、MgNi2和LaNi3结构为主的复相产物，合金因吸氢发生晶格膨胀。PCT测试表明：1 T磁场下合成的合金在室温下具有最小的滞后系数（0.480）、最大的放氢量1.307（质量分数，%），综合性能最优。该合金放氢DSC曲线上有2个交叠的吸热峰，分别对应于(La, Mg)Ni3和LaNi5氢化后的放氢过程。
采用磁场辅助烧结合成法（MASS）制备了化学计量比为La0.67Mg0.33Ni3的储氢合金，通过X射线衍射（XRD）、等温定容法（PCT）和差示扫描量热法（DSC）分析了合金的相结构和吸放氢性能。XRD结果显示：合金主相为PuNi3型结构的(La, Mg)Ni3，氢化后分解为以La2Ni7、MgNi2和LaNi3结构为主的复相产物，合金因吸氢发生晶格膨胀。PCT测试表明：1 T磁场下合成的合金在室温下具有最小的滞后系数（0.480）、最大的放氢量1.307（质量分数，%），综合性能最优。该合金放氢DSC曲线上有2个交叠的吸热峰，分别对应于(La, Mg)Ni3和LaNi5氢化后的放氢过程。
2013, 42(2):396-399.
摘要:
采用 PIT工艺，以分步法粉末为装管前驱粉，选用中心铜铌复合棒增强的导体结构制备了TiC掺杂MgB2多芯线材，研究了不同热处理温度对于粉末相组成、线材的微观结构以及超导电性的影响，结果表明分步法粉末能够有效提高C原子的取代水平，同时芯丝中MgB2晶粒尺寸达到亚微米级，MgB2晶粒连结性较好，制备多芯线材在4.2 K，5 T时，其Jc仍高达3×104 A/cm2。
采用 PIT工艺，以分步法粉末为装管前驱粉，选用中心铜铌复合棒增强的导体结构制备了TiC掺杂MgB2多芯线材，研究了不同热处理温度对于粉末相组成、线材的微观结构以及超导电性的影响，结果表明分步法粉末能够有效提高C原子的取代水平，同时芯丝中MgB2晶粒尺寸达到亚微米级，MgB2晶粒连结性较好，制备多芯线材在4.2 K，5 T时，其Jc仍高达3×104 A/cm2。
2013, 42(2):400-404.
摘要:
采用粉末冶金法制备了Nb-16Si-22Ti-2Al-2Hf-2Cr合金，研究了粉末球磨时间（5、10、20 h）及热压烧结温度（1500、1600 ℃）对合金组织和室温力学性能的影响。结果表明：热压烧结后的合金由Nb基固溶体NbSS、Ti基固溶体TiSS和硅化物Nb5Si3三相组成。随着球磨时间的延长，Nb5Si3和TiSS的含量增加，而NbSS的含量减少。室温硬度随球磨时间延长和热压烧结温度的升高而提高，20 h/1600 ℃热压烧结合金硬度值最高，HV硬度达到11500 MPa。1500和1600 ℃热压烧结下合金的断裂韧性随着粉末球磨时间的延长均呈下降的趋势，5 h/1500 ℃热压烧结合金断裂韧性值最高，为10.14 MPa·m1/2。
采用粉末冶金法制备了Nb-16Si-22Ti-2Al-2Hf-2Cr合金，研究了粉末球磨时间（5、10、20 h）及热压烧结温度（1500、1600 ℃）对合金组织和室温力学性能的影响。结果表明：热压烧结后的合金由Nb基固溶体NbSS、Ti基固溶体TiSS和硅化物Nb5Si3三相组成。随着球磨时间的延长，Nb5Si3和TiSS的含量增加，而NbSS的含量减少。室温硬度随球磨时间延长和热压烧结温度的升高而提高，20 h/1600 ℃热压烧结合金硬度值最高，HV硬度达到11500 MPa。1500和1600 ℃热压烧结下合金的断裂韧性随着粉末球磨时间的延长均呈下降的趋势，5 h/1500 ℃热压烧结合金断裂韧性值最高，为10.14 MPa·m1/2。
2013, 42(2):405-409.
摘要:
针对高功率脉冲磁控溅射（HPPMS）的缺点，结合沉积技术（PBII&D）技术，提出了一种新的处理方法——高功率脉冲磁控放电等离子体离子注入与沉积技术（HPPMS-PIID）。本实验采用该技术在不锈钢基体上制备了CrN薄膜，分别采用3种偏压模式：无偏压、–100 V直流偏压和–15 kV脉冲偏压，对比研究了CrN薄膜形貌、结构、成分及性能发生的变化。结果表明：该方法制备的薄膜表面平整、晶粒排列致密，呈不连续的柱状晶生长。相结构单一，主要是CrN (200)相。由于负高压脉冲将大部分进入鞘层的离子都吸引到工件沉积，薄膜沉积速率得到较大提高。另外强烈的高能离子的注入与轰击，使得薄膜的结合力高达57.7 N。
针对高功率脉冲磁控溅射（HPPMS）的缺点，结合沉积技术（PBII&D）技术，提出了一种新的处理方法——高功率脉冲磁控放电等离子体离子注入与沉积技术（HPPMS-PIID）。本实验采用该技术在不锈钢基体上制备了CrN薄膜，分别采用3种偏压模式：无偏压、–100 V直流偏压和–15 kV脉冲偏压，对比研究了CrN薄膜形貌、结构、成分及性能发生的变化。结果表明：该方法制备的薄膜表面平整、晶粒排列致密，呈不连续的柱状晶生长。相结构单一，主要是CrN (200)相。由于负高压脉冲将大部分进入鞘层的离子都吸引到工件沉积，薄膜沉积速率得到较大提高。另外强烈的高能离子的注入与轰击，使得薄膜的结合力高达57.7 N。
2013, 42(2):410-414.
摘要:
通过在激光熔覆NiCrBSi涂层（Ni60）中添加钽（Ta）元素来提高900 ℃热处理后涂层的耐磨性。研究了900 ℃热处理对激光熔覆NiCrBSi和钽强化NiCrBSi复合涂层显微组织、硬度以及耐磨性能的影响。利用带能谱仪的扫描电镜和衍射仪分析涂层的显微组织和物相。通过盘-销实验评价涂层的耐磨性。结果表明：经过900 ℃热处理后涂层中的M7C3和M23C6发生了分解，钽强化复合涂层和纯NiCrBSi涂层中的硬度都有所下降，但由于复合涂层中原位生成的TaC未发生分解，使得其硬度和耐磨性都高于纯NiCrBSi涂层。
通过在激光熔覆NiCrBSi涂层（Ni60）中添加钽（Ta）元素来提高900 ℃热处理后涂层的耐磨性。研究了900 ℃热处理对激光熔覆NiCrBSi和钽强化NiCrBSi复合涂层显微组织、硬度以及耐磨性能的影响。利用带能谱仪的扫描电镜和衍射仪分析涂层的显微组织和物相。通过盘-销实验评价涂层的耐磨性。结果表明：经过900 ℃热处理后涂层中的M7C3和M23C6发生了分解，钽强化复合涂层和纯NiCrBSi涂层中的硬度都有所下降，但由于复合涂层中原位生成的TaC未发生分解，使得其硬度和耐磨性都高于纯NiCrBSi涂层。
2013, 42(2):415-418.
摘要:
采用均匀沉淀和高温热分解相结合的方法制备了纳米银粉体，分析了粉体形成机理，研究了pH值、烧结温度和时间对粉体粒径和形貌的影响；采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征了纳米银粉体结构、组成、大小和形貌。结果表明，pH=7、烧结温度300 ℃、烧结2 h的条件下可得到分散性好、颗粒均匀，粒径50 nm的粉体。本制备方法原料易得、成本低、设备及工艺简单，反应副产物易回收且可用作肥料，整个过程满足清洁生产的要求。
采用均匀沉淀和高温热分解相结合的方法制备了纳米银粉体，分析了粉体形成机理，研究了pH值、烧结温度和时间对粉体粒径和形貌的影响；采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征了纳米银粉体结构、组成、大小和形貌。结果表明，pH=7、烧结温度300 ℃、烧结2 h的条件下可得到分散性好、颗粒均匀，粒径50 nm的粉体。本制备方法原料易得、成本低、设备及工艺简单，反应副产物易回收且可用作肥料，整个过程满足清洁生产的要求。
2013, 42(2):419-423.
摘要:
设计了两种氧含量的Gr.3管材，并按照Gr.3厚壁钛管的变形工艺，截取各道次加工过程中管材的变形锥体，依据一定的规律截取锥体上不同部位的断面，检测断面的显微硬度并得到不同氧含量管材的硬度在整个变形过程中的分布曲线，对照各个部位的显微组织，分析了硬度分布曲线与轧制变形过程之间的规律及相互关系，发现当变形量在10%~20%以下时，断面上的硬度有较大差异，氧含量越低，该现象越明显；氧含量的提高加大了断面上沿壁厚方向变形的不均匀影响，厚壁Gr.3管材在变形过程中，其变形量应大于35%，送进量宜小，曲线尤其是内孔曲线平缓对管材质量的提高有帮助。
设计了两种氧含量的Gr.3管材，并按照Gr.3厚壁钛管的变形工艺，截取各道次加工过程中管材的变形锥体，依据一定的规律截取锥体上不同部位的断面，检测断面的显微硬度并得到不同氧含量管材的硬度在整个变形过程中的分布曲线，对照各个部位的显微组织，分析了硬度分布曲线与轧制变形过程之间的规律及相互关系，发现当变形量在10%~20%以下时，断面上的硬度有较大差异，氧含量越低，该现象越明显；氧含量的提高加大了断面上沿壁厚方向变形的不均匀影响，厚壁Gr.3管材在变形过程中，其变形量应大于35%，送进量宜小，曲线尤其是内孔曲线平缓对管材质量的提高有帮助。
2013, 42(2):424-428.
摘要:
氢化锂（LiH）是重要的热核材料，其状态方程参数是惯性约束聚变研究的重要内容。本工作采用真空热压技术制备氢化锂薄膜，在真空度小于5.0×10-4 Pa，温度450 ℃，升温速率10 ℃/min，采取分段加压、退火，获得了厚度小于100 μm、厚度一致性约98%的氢化锂薄膜，表面粗糙度小于100 nm，热压后密度增加，达到0.780 g/cm3。X射线衍射分析结果表明：薄膜的主要成分为氢化锂，薄膜存在择优取向、内应力、晶粒细化等特征。
氢化锂（LiH）是重要的热核材料，其状态方程参数是惯性约束聚变研究的重要内容。本工作采用真空热压技术制备氢化锂薄膜，在真空度小于5.0×10-4 Pa，温度450 ℃，升温速率10 ℃/min，采取分段加压、退火，获得了厚度小于100 μm、厚度一致性约98%的氢化锂薄膜，表面粗糙度小于100 nm，热压后密度增加，达到0.780 g/cm3。X射线衍射分析结果表明：薄膜的主要成分为氢化锂，薄膜存在择优取向、内应力、晶粒细化等特征。
2013, 42(2):429-434.
摘要:
反位缺陷是金属间化合物中的本征点缺陷，它对材料的力学性能、物理性能、化学性能都有重要的影响，在某些情况下成为决定性能的关键结构要素。首先评述了反位缺陷研究理论，基于量子力学的第一性原理方法、EAM法研究结构材料反位缺陷侧重缺陷的物理和化学原理，基于Ginzburg-Landau方程的微观相场法侧重缺陷微结构演化的动态过程。然后，作者通过图解反位缺陷与传输机制之间的关系说明反位缺陷对高温结构材料的积极贡献以及对性能的危害。最后，作者通过评述常见的L12结构和B2结构反位缺陷及第三组元择优占位的研究进展，归纳了结构材料反位缺陷研究存在的问题。
反位缺陷是金属间化合物中的本征点缺陷，它对材料的力学性能、物理性能、化学性能都有重要的影响，在某些情况下成为决定性能的关键结构要素。首先评述了反位缺陷研究理论，基于量子力学的第一性原理方法、EAM法研究结构材料反位缺陷侧重缺陷的物理和化学原理，基于Ginzburg-Landau方程的微观相场法侧重缺陷微结构演化的动态过程。然后，作者通过图解反位缺陷与传输机制之间的关系说明反位缺陷对高温结构材料的积极贡献以及对性能的危害。最后，作者通过评述常见的L12结构和B2结构反位缺陷及第三组元择优占位的研究进展，归纳了结构材料反位缺陷研究存在的问题。
2013, 42(2):435-440.
摘要:
铱具有高熔点和良好的化学惰性，是宇航工业领域1800 ℃以上难熔金属高温抗氧化涂层的首选材料。本文阐述了难熔金属表面制备铱涂层的迫切性和必要性，对铱的特点与性质进行了详细介绍，以及从美国、日本、欧洲和中国对铱涂层的制备方法和应用背景进行了综述，重点介绍了双辉等离子技术在难熔金属表面制备铱涂层的技术优势和组织结构。
铱具有高熔点和良好的化学惰性，是宇航工业领域1800 ℃以上难熔金属高温抗氧化涂层的首选材料。本文阐述了难熔金属表面制备铱涂层的迫切性和必要性，对铱的特点与性质进行了详细介绍，以及从美国、日本、欧洲和中国对铱涂层的制备方法和应用背景进行了综述，重点介绍了双辉等离子技术在难熔金属表面制备铱涂层的技术优势和组织结构。
