强磁场下定向凝固装置的设计及观察系统

定向凝固技术作为功能晶体生长与材料取向强化的主要方法之一,具有重要的理论意义和实际应用价值。为了进一步提高材料的性能,许多学者将电磁场与定向凝固技术相结合,并基于电磁场可抑制热对流的特点,开发了新型的定向凝固技术。由于透明类金属晶体材料具有熔点低和光学透明等特点,所以,可在实验中观测,从而使人们更加深入地认识凝固基本理论。因此,研制了新型强磁场下的定向凝固观察装置。

Ni-Al含能结构材料的制备及性能

采用冷等静压-烧结法制备了Ni-Al含能结构材料。通过DSC、XRD、SEM、Instron 5582材料万能试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)系统表征了材料的热力学行为、物相结构、微观组织形貌和力学性能。研究表明,随着烧结温度的升高,Ni-Al含能结构材料的塑性和强度均得到优化,能够保证各自的独立组元,具有高能量释放特性;当烧结温度为540℃时,Ni-Al含能结构材料的平均抗压强度和平均流变应力分别为160.3MPa和249.2MPa。

ZrCu基非晶合金的制备及其力学性能

采用核级锆和海绵锆制备了两种Zr52Cu33Ni4Al8.5Ag1.5Nb1非晶合金合金锭,通过铜模翻转浇铸获得直径分别为5、10和20 mm的样品。采用DSC、XRD、SEM和准静态拉伸/压缩试验表征了不同直径样品的热力学行为、相组成、微观组织和力学性能。探究了冷却速度和原材料纯度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,5 mm的样品为完全非晶态结构;10 mm样品存在少量的析出物,基本上为非晶态结构;20 mm的样品部分晶化。冷却速度和原材料纯度对玻璃化转变温度和晶化温度等影响较小。而核级锆制备的样品比海绵锆制备的样品具有更优异的力学性能。

Ni-Al-W活性材料的界面扩散动力学

采用粉末冶金法制备Ni-Al-W活性材料Ni_(37.5)Al_(42.5)W_(20),研究了材料中Ni-Al、Al-W、Ni-W 3种不同界面处的扩散动力学。结果表明:在400℃保温不同时间下该材料表观激活能变化不大;扩散层厚度Δx随时间t的增加而增加,且lnΔx与lnt呈线性关系,在3种不同界面处只发生了扩散而未产生金属间化合物。Ni-Al界面层厚度与保温时间关系式为Δx_(Ni-Al)=4.52 10^(-8)t~(1/2.635),界面扩散方式为晶格扩散中的体扩散机制;Al-W界面层厚度与保温时间关系式为Δx_(Al-W)=9.56 10^(-8)t~(1/4.050),界面扩散方式为表面扩散机制;Ni-W界面层厚度与保温时间关系式为Δx_(Ni-W)=2.33 10^(-7)t~(1/6.534),界面扩散方式为表面扩散机制。

冷却速率对Ti_(40.9)Zr_(30.4)Nb_(4.2)Cu_(7)Ni_(1.7)Be_(15.8)内生型非晶合金复合材料组织及性能的影响

探究了冷却速率对Ti_(40.9)Zr_(30.4)Nb_(4.2)Cu_(7)Ni_(1.7)Be_(15.8)内生型非晶合金复合材料组织结构及力学性能的影响。采用铜模铸造法制备内生型非晶复合材料,通过控制复合材料的尺寸来控制冷却速率,尺寸越大冷却速率越慢。利用XRD、SEM、DSC、万能力学试验机等对非晶合金复合材料的组织结构及力学性能等进行表征。结果表明,随冷却速率的降低,枝晶相发生熟化且尺寸增大;压缩试验证明,冷却速率显著影响复合材料的压缩性能,随冷却速率的降低,加工硬化能力变强,抗压强度显著提高,最高达到1921 MPa,但屈服强度略有降低;拉伸试验证明,冷却速率对非晶复合材料的屈服强度和抗拉强度等影响不大,最高抗拉强度达到1469 MPa。