分类： 材料科学 >> 电子、光学、磁材料 提交时间： 2023-08-23 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要：“镓体系”半导体材料具有高效光电转换效率和光谱覆盖广的突出优点，是助力实现光电子信息产业 突破的关键基础材料。为抢占“镓体系”半导体科技制高点，文章在分析“镓体系”半导体科技的战略意 义、重大需求和国内外发展态势基础上，从建制化科研组织、基础研究、自主可控的平台建设等方面对我国 发展“镓体系”半导体科技提出了政策建议。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-08-14
摘要：作为一种新型的建筑材料，泡沫混凝土因其密度小，保温、隔热、隔音且防火性能好的特点以及在利废性、使用成本等方面的优势，于我国墙体材料与建筑节能等方面的战略政策规划上，起到了越来越重大的作用。本文介绍了泡沫混凝土的组成及其应用，并总结了在现实使用时合适的配合比设计，对比了国内外泡沫混凝土发展情况，提出了泡沫混凝土目前应用上的问题，在此基础上作出相关展望，并以个人视角提出泡沫混凝土的一些新应用。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：对BSTMUF601 合金在不同温度和应力条件下进行了拉伸蠕变实验, 获得了该合金的高温蠕变的变形规律, 基于此提出了一种新的修正q 映射法蠕变本构模型, 该模型考虑了蠕变3 阶段的蠕变特点. 模型预测结果与实验结果吻合较好,平均相对误差为1.86%, 相对于没有考虑第2 阶段的θ映射法模型和没有考虑第1 阶段的修正q 映射法模型相对误差分别减少0.10%和6.02%, 表明该模型具有较强的适用性, 且不降低预测精度. 对蠕变和蠕变断裂试样的位错组态和空洞演化进行了显微分析, 结果表明, 稳态蠕变阶段蠕变应力指数都接近5, 合金主要通过位错攀移越过γ′相的方式变形, 并未观察到层错和微孪晶存在于γ′相或基体中, 蠕变变形机制主要是位错攀移. 空洞在晶界上形核, 长大连接形成裂纹, 在应力集中作用下, 裂纹沿晶界扩展, 最终导致断裂, 蠕变断裂机制主要是晶界断裂.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：按照起步(1974~1985 年), 热潮(1986~1995 年), 兴起(1996~2005 年)和特定应用(2006 年~) 4 个阶段回顾了钛铝金属间化合物的研发历程, 评述了各阶段对钛铝合金发展起到主导作用的里程碑事件, 简要总结了在合金化、显微组织类别、一次加工(熔炼)、二次加工(热加工)、性能、三次加工(成形)等6 个方面的主要进展. 提出了钛铝合金未来发展面临的5 方面挑战: 铸造合金与技术的进一步发展、低成本变形合金技术、第三代合金研制、基于新制备技术的新应用以及新成形工艺研发.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：采用OM, EPMA, XRD和IXRD 等手段, 研究了低温超饱和渗碳(low temperature colossal carburization, LTCC)工艺中CO气体浓度对316L 不锈钢表面渗碳层的微观组织、C浓度分布、表面相结构以及残余应力的影响. 基于热动力学理论建立了LTCC传质和扩散模型, 利用DICTRA软件计算了渗碳层的C浓度和活度分布, 并与实验结果进行比较. 结果表明,经LTCC工艺处理后的316L 不锈钢表面会形成高硬度的S相, 并产生压缩残余应力. 另外, 增加渗碳工艺中CO 浓度可以显著提高不锈钢表面渗碳层中的C浓度, 进而提高其硬度和压缩残余应力. 在C浓度较低时, 计算的C浓度和活度分布与实验结果吻合很好, 当C浓度较高时, 由于陷阱阵点的减少以及较大压缩残余应力的作用导致计算结果偏低.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：考虑了液态金属冷却定向凝固过程中动态对流边界, 建立了高温合金铸件温度场数学模型, 采用三维元胞自动机(cellular automaton, CA)方法和KGT生长模型, 建立了镍基高温合金凝固过程晶粒形核及生长的数学模型. 采用宏观模型与微观模型双向同步耦合, 实现了温度场和晶粒组织的数值模拟. 进行了浇注实验, 用冷却曲线和晶粒形貌验证了数学模型的准确性. 对液态金属冷却定向凝固规律的研究表明, 抽拉速率不仅对糊状区形状有重要影响, 而且对晶粒的平行度以及枝晶组织的细密性也有很大的影响. 抽拉速率过小时, 糊状区上凸, 晶粒组织易发散; 抽拉速率过大时, 糊状区下凹, 晶粒组织汇聚, 同时造成枝晶组织的粗化; 适当的抽拉速率下能获得平坦的糊状区, 提高晶粒的平行度, 细化枝晶组织.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：在不同温度对高W含量K416B镍基合金进行拉伸性能测试及组织形貌观察, 研究了温度对合金拉伸行为的影响规律. 结果表明, 在20~800 ℃, 合金的屈服强度与抗拉强度随着温度的升高而增加, 高于800 ℃后, 合金的拉伸性能逐渐降低. 合金室温拉伸变形特征为位错剪切γ′相或以Orowan机制越过γ′ 相, 且切入γ′ 相位错可分解形成层错. 随着温度升高, 合金基体内的位错密度逐渐增加, 其中, 800 ℃拉伸时, 合金基体内形成高密度位错缠结, 可起形变强化作用, 是合金具有较高拉伸强度的主要原因. 随着温度进一步升高, 切入γ′ 相的位错数量增加, 致使合金强度逐渐降低. 在中低温条件下, 裂纹主要沿大尺寸M6C碳化物处萌生与扩展, 致使合金发生脆性断裂. 而高温拉伸期间, 合金主要以微孔聚集方式沿g +γ′共晶界面发生连接开裂, 是合金发生韧性断裂的主要原因.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：用小波变换获取超声波能量的时间-尺度分布, 研究衰减系数随尺度的分布规律, 定义加权的超声多尺度衰减系数,结合粒子群算法设计的最优尺度组合及其归一化权重分配策略, 建立晶粒尺寸的超声多尺度衰减评价模型. 选用304 不锈钢进行实验, 其衰减系数-尺度分布图表明超声波在小尺度下衰减迅速, 体现了高散射材料中衰减的频率特征; 而随着试样晶粒尺寸增大, 整个尺度范围内的衰减都明显加剧. 实验结果显示, 声速法、传统衰减法与本方法的最大系统误差分别是+12.57%, +5.85%和-1.33%. 对金相法测得平均晶粒尺寸为103.5 mm 的验证试样用3 种方法进行评价, 结果分别为(110.4±7.8), (98.2±6.6)和(101.7±3.9) mm. 本方法不仅可降低系统误差, 且随机误差也被小波变换的恒Q滤波特性有效抑制.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：研究了顺磁性Al-4.5Cu合金添加Al-5Ti-1B细化剂后, 在强磁场下定向凝固时凝固组织中织构的形成规律和晶界特征分布. 结果表明: 当温度梯度为27 K/cm, 未施加磁场时, 细化后晶粒取向杂乱; 施加磁场后, 随着磁场强度的提高, 晶粒位向发生变化, 晶粒沿a-Al 易磁化轴〈310〉发生取向排布. 伴随〈310〉织构的生成, 晶粒中重位点阵(CSL)晶界比例提高. 熔体中具有磁晶各向异性的a-Al 晶粒在磁场下受磁转矩作用发生转动, 是织构生成的主要原因. 还讨论了磁场下流体流动对织构生成和晶界的影响.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：对Be, Mg, Ti 和Zr 4 种六方结构的纯金属进行不同表面的功函数和表面能的计算. 结果表明, 对于这4 种金属而言,不同表面取向之间的功函数和表面能差别很大, 其中(0001)表面的功函数最高, 表面能最低, (0111)表面的功函数最低, 表面能最高; 同族的2 种金属, 其不同表面的功函数F 变化规律相似, 表现为: F(0001)>F(0221)>F(1010)>F(1231)>F(1230)>F(0111), 而表面能g 的变化规律完全相反, 表现为: g(0001)
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：采用固定Ti 间隔层厚度, 改变TiN 层厚度的方法在Ti6Al4V合金表面制备Ti/TiN 多层膜, 研究循环周期对Ti/TiN 多层膜的相结构、形貌特征、结合力、硬度和在模拟人体液中摩擦磨损行为的影响. 结果表明, 与TiN 单层膜相比, Ti/TiN 多层膜中TiN 由(111)择优取向转变为(200)择优取向, 多层膜表面粗糙度、硬度和结合力得到显著改善. 增加循环周期降低Ti/TiN 多层膜表面硬度, 但有利于提高结合强度. 多层Ti/TiN 膜的强韧化主要来自于TiN 层的细晶强化和界面共格强化效应.当TiN 与Ti 层厚度比为30, 循环周期为3 时, Ti/TiN 多层膜具有良好的综合性能, 硬度为15.8 GPa, 结合强度为50 N, 摩擦系数为0.35, 体积磨损率低于4.0×10-6mm3/ (N·m).
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：将电解抛光态690TT合金样品在325 ℃, 15.6 MPa,含1500 mg/L B, 2.3 mg/L Li, 2.5 mg/L H2的高温高压水中连续浸泡720 h 后, 取出一半样品用于腐蚀产物的分析, 其余样品继续在含2.0 mg/L O2的该高温高压水中连续浸泡720 h. 采用SEM, GIXRD和TEM分析了在上述2 种条件下样品表面生长的氧化膜的微观结构. 结果表明, 电解抛光态690TT合金在单一溶氢的高温高压水中表面生长的氧化膜具有双层结构: 外层是分散的富含Ni 和Fe 大颗粒氧化物和富含Ni 的疏松的针状氧化物; 内层是近连续的富含Cr 的氧化物; 内外层氧化物均具有尖晶石结构. 在溶氢/溶氧的溶液中连续浸泡后, 样品表面生长的氧化膜也具有双层结构: 外层的形貌、化学组成和物相结构与在单一溶氢条件下生长的氧化膜相似, 仅针状氧化物的长度明显增加; 而氧化膜内层变成了纳米尺寸的NiO. 后期溶解氧扩大了电位-pH图中含Ni 的氧化物稳定存在的相区, 促进了外层富含Ni 的针状氧化物的快速生长; 更加重要的是, 溶解氧提高了含Fe 和Cr 氧化物的腐蚀电位, 促进了在溶氢条件下生长的内层富Cr 氧化物的溶解, 破坏了氧化膜的保护性结构, 提高了电解抛光态690TT合金的腐蚀速度. 在一回路溶氢/溶氧连续浸泡过程中, 电解抛光处理并不能降低690TT合金的腐蚀速度.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：研究了Zr 的添加对含Ti 和Hf 的NiAl/Cr(Mo)基共晶合金微观组织及压缩性能的影响. 结果表明, 少量Zr 的添加会显著细化合金共晶胞内的NiAl/Cr(Mo)层片, 优化共晶胞界区域的NiAl 和Cr(Mo)相尺寸; 随着Zr 含量的增加, 共晶胞界的NiAl 和Cr(Mo)相明显粗化, 且共晶胞界的Heusler 相呈半连续状分布; 当Zr 的含量增加至1% (原子分数)时, 共晶胞界的Heusler 相形成连续的网状, 且有粗大的富Cr 相形成. Zr 的添加促进了合金中NiAl 和Cr(Mo)相中粗大b-NiAl 和a-Cr 相的析出, 且Heusler 相形成元素在析出相界面的偏聚导致了大量界面位错的形成. 此外, Zr 的添加导致了细小Heusler 颗粒在Ni-Al 相中的析出. 适量Zr 的添加可显著提高Ni-33Al-28Cr-5.5Mo-1.0Ti-0.3Hf共晶合金的室温和高温压缩强度, 且几乎不降低其压缩塑性, 较多Zr的添加会降低合金的压缩塑性.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：采用直流反应磁控溅射技术在M2 高速钢基片上制备了不同Mo含量的CrMoN复合涂层, 研究了Mo含量的变化对CrMoN 复合涂层成分、相结构、化学价态、截面形貌、显微硬度和摩擦性能等的影响．结果表明, 随着Mo含量的增加,CrMoN复合涂层的相结构先转变为以fcc-CrN 相为基础的(Cr, Mo)N置换式固溶体, 后转变为以fcc-g-Mo2N相为主的混合相, 当Mo含量为69.3% (原子分数)时, 伴有少量的bcc-Mo相生成; CrMoN复合涂层的显微硬度先增加后降低, 在Mo含量为45.4%时具有最高值; 当Mo含量大于45.4%时, 在与对磨副摩擦过程中会生成大量的MoO3相, 降低了摩擦系数和磨损率.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：采用热力学模拟试验机研究了铜合金压铸模具钢在850 ℃下的高温力学性能, 采用Uddeholm 自约束法研究了模具钢在室温至800 ℃时的热疲劳性能, 采用光学体视显微镜和SEM研究了模具钢热疲劳试样的表面热疲劳裂纹和断面裂纹纵深扩展状态. 分析了B对材料室温及高温力学性能、热疲劳性能的影响. 结果表明, 添加B后, B在实验钢基体内以M2B (M为Fe, Cr或Mn)型硼化物的形式分布在奥氏体基体上, 有效提高了材料的高温力学性能, 材料硬度由200 HV提高到302 HV,850 ℃拉伸屈服强度由144.3 MPa提高到190.3 MPa, 压缩屈服强度由139.7 MPa提高到167.9 MPa; 300 cyc 室温至800 ℃循环热疲劳实验结果表明, 含B模具钢的热疲劳级别为2~3 级, 大大优于用于对比的经电渣重熔的ESR-H13 钢的7~8 级, 其主要原因是硼化物能够终结热疲劳裂纹扩展或使裂纹扩展方向改变, 并避免热裂纹发生散射状扩散.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：将U-Co二元系中的富U合金UxCo100-x (x=50~87.5)作为研究对象, 采用电弧熔炼与甩带方法制备它们的母合金锭与薄带样品, 通过XRD和DSC研究合金样品的相组成与稳定性, 同时采用动电位极化方法研究非晶合金的耐腐蚀性能. 结果表明, 条带非晶形成的成分区间为58.5≤x≤78, 其最佳成分出现在U66.7Co33.3附近; 在20 K/min 加热速率下, U-Co非晶的晶化温度位于534~550 K之间, 晶化放热焓为4.8~8.5 kJ/mol, 约化晶化温度Trx值最高达0.535; 在50×10-6 Cl-溶液中, U-Co 非晶合金的腐蚀电位大都接近-50 mV, 其抗腐蚀能力显著优于贫铀, 且U-Co非晶耐腐蚀性与其形成能力显示出正相关性.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：利用OM, EPMA, SEM, EDS, TEM等研究了固溶温度对S32760 双相不锈钢热轧板显微组织的影响及合金元素的分布特征, 并通过电化学工作站测定了材料的耐点蚀性能. 结果表明, S32760 双相不锈钢在1080 ℃以上高温固溶过程中, N元素从g 相扩散转移至d 相中. 若固溶后缓慢冷却, 则N原子又重新迁移回g 相中; 如果固溶后水冷, 则N原子来不及扩散,于d 相中原位弥散析出Cr2N颗粒. Cr2N颗粒的数量由淬火前的固溶温度决定, 温度越高数量越多. 当固溶温度从1100 ℃升至1300 ℃时, d 相中N的固溶度快速上升, 其显微硬度由281 HV提高至345 HV; 而g 相由于相比例降低也使得N的浓度间接上升, 显微硬度由290 HV升至314 HV. 同时, 由于实验钢中含有W, S32760 双相不锈钢热轧板在1040 ℃以下热处理有s相析出, 因此其固溶水冷温度区间较窄, 最佳固溶温度为1060 ℃. 此温度保温60 min 后水冷, 试样中无析出物, Brinell 硬度为249 HBW, 点蚀电位为1068 mV, 维钝电流密度为1.48×10-4 A/cm2.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：采用乙炔真空渗碳方式对服役6 a 的乙烯裂解炉管合金Cr35Ni45Nb进行了加速渗碳处理, 并利用SEM, XRD及定量电子探针等手段对渗碳前后炉管内壁的渗碳行为及相演化机理进行系统研究. 结果表明, 炉管内表面形成了较厚的Cr2O3/SiO2复合氧化层. 复合氧化层表现出良好的抗腐蚀能力, 是阻止C渗入炉管内部的有效障碍. 材料的抗渗碳能力主要取决于表层Cr2O3的连续性、致密性和亚表层SiO2的稳定性. 在低氧分压且具有还原性的气氛中, 表层的Cr2O3层逐渐碳化为Cr3C2, 并且Cr3C2逐渐剥离和脱落, 使得保护性Cr2O3膜的抗渗碳能力逐渐减弱甚至消失. 亚表层的SiO2虽具有优良的热力学稳定性, 但Si 较低的活度使得SiO2层不够连续, 仍有部分C从氧化层空隙间渗入. 当移除该复合氧化层或者渗碳时间足够长使得复合氧化层抗渗碳能力急剧减弱时, 炉管材料内部由于发生严重的内部渗碳使得组织结构发生了显著变化: 枝晶间碳化物严重合并和粗化, 并原位发生由M23C6到M7C3的转变, 同时在碳化物内部析出类似于离异共析状的蠕虫状g 相. 距表面越近, C活度越高, 导致在约0.5 mm深的范围内发生以大量石墨析出为特征的金属尘化现象. 碳化物的严重合并粗化以及金属尘化现象会造成炉管组织的严重弱化、宏观裂纹的产生以及炉管服役寿命的降低.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：通过蠕变性能测试、组织形貌观察及位错组态的衍射衬度分析, 研究了镍基单晶高温合金在中温/高应力稳态蠕变期间的变形机制. 结果表明, 在760 ℃, 760 MPa和800 ℃, 650 MPa蠕变期间, 剪切g′相的位错可发生分解, 分解后领先的a/3<112>超点阵Shockley 不全位错切入g′相, 拖曳的a/6<112>Shockley 不全位错滞留在g′/g 相界面, 2 个不全位错之间形成超点阵内禀堆垛层错(SISF); 此外, 剪切进入g′相的超点阵位错可由{111}面交滑移至{100}面, 形成具有非平面位错芯结构的K-W锁, 可抑制位错的滑移和交滑移, 提高合金的蠕变抗力. 在850 ℃, 500 MPa蠕变期间, 合金中的层错消失, 部分剪切进入筏状g′相的a<110>超点阵位错可分解形成“2 个a/2<110>不全位错加反相畴界(APB)”的组态, 而合金中K-W锁的消失是由高温热激活致使立方体滑移的位错重新交滑移至八面体所致.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：研究了经一步淬火C配分(Q&P)工艺处理的双马氏体实验钢的微观组织与力学性能, 并与经直接淬火及淬火回火(Q&T)工艺处理的实验钢进行对比, 初步探讨了一步Q&P 工艺对材料微观组织和力学性能的影响规律. 结果表明,显微组织主要由板条马氏体、片状马氏体和板条间薄膜状残余奥氏体组成, 且随着保温时间的延长, 片状马氏体含量先增加后减小, 残余奥氏体含量逐渐增大且趋于稳定. 与传统的直接淬火及Q&T 工艺相比, 经一步Q&P 工艺处理后的实验钢具有良好的综合力学性能, 即具备高强度的同时也具备良好的塑性, 其强塑积、抗拉强度和延伸率分别可达21774.2 MPa·%, 1442 MPa和15.1%, 且随着保温时间的延长, 抗拉强度逐渐减小, 延伸率逐渐增大且趋于稳定.
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