合金化对泡沫铝压缩力学行为的影响

采用Si、Mg及Cu元素进行合金化处理,制备了几种不同力学性能的开孔泡沫铝,通过准静态压缩实验研究了合金化对泡沫铝压缩力学性能与吸能特征的影响。实验结果表明,Si、Mg及Cu元素合金化处理能显著改变泡沫铝的应力-应变行为与吸能特征,使泡沫铝的屈服强度提高,吸能性大幅度上升。

真空熔炼及热压烧结Sb_2Se_3热电材料的微结构研究

采用石英管真空封装高纯度的Sb粉和Se粉,在800℃下熔炼8h,冷却后制成Sb2Se3粉末,在真空下进行热压烧结(470℃,60 MPa)并保温0.5 h,制备出Sb2Se3块体材料。运用XRD、SEM和EDS法对材料物相、形貌和成分进行了表征。结果表明,真空熔炼合成粉末和热压烧结块体材料的XRD图谱与Sb2Se3的标准衍射图谱(01-072-1184)相对应;Sb2Se3热压块体材料在平行和垂直于热压方向的断面上都分布着大量的层片状结构,平行于热压方向的断面上层片状结构沿某一方向择优生长,而在垂直于热压方向的断面上层片状结构分布更均匀,结晶更充分;材料中Sb和Se的原子百分比分别为40.68%、59.32%,接近于2∶3。

热压烧结制备Sb_2Te_3热电材料的微结构研究

采用石英管真空封装高纯度的Sb和Te粉末,在800℃熔炼12h,炉冷后研磨制备Sb2Te3粉末,真空热压烧结(480℃,20MPa,保温1h),制备出Sb2Te3块体材料。用XRD、SEM和EDS对材料的物相、形貌和成分进行表征。XRD分析表明,真空熔炼合成粉末和热压烧结块体材料的XRD图谱峰与Sb2Te3的标准衍射图谱相对应。Sb2Te3热压块体材料在平行于热压方向的断面上分布有大量层片状结构,层片厚度均小于1μm,在层片状结构之间均匀分布着短的片状结构。与热压方向垂直的断面上也是层片状结构,层片状较短且分布较均匀,层片厚度大多在1μm左右。材料中Sb和Te的原子百分数分别为38.2%、61.8%,接近2∶3的原子百分比。

Sb_2Se_3热电材料的真空熔炼合成及微结构研究

采用石英管真空封装高纯度的Sb、Se粉末,在800℃下熔炼12 h,冷却后制成Sb2Se3粉末,在真空下进行热压烧结(470℃,60 MPa)并保温0.5 h,成功制备出Sb2Se3块体材料。运用XRD,SEM和EDS方法对材料的物相、成分和形貌进行了表征。结果表明,真空熔炼合成粉末和热压烧结块体材料的XRD图谱峰与Sb2Se3的标准衍射图谱(01-072-1184)相对应。Sb2Se3热压块体材料在平行于热压方向的断面上分布着大量的层片状结构,但少量片状结构变得粗大,层片状结构厚度约在1μm以下,并沿某一方向择优生长;垂直于热压方向的断面上微观形貌主要是层片状结构,并出现少量近似球形的结构,层片状结构短而薄,部分变得粗大,晶粒结构不均匀。热压烧结块体材料中Sb和Se的原子分数分别为40.68%,59.32%,接近2∶3。

Na掺杂P型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3块状合金热电性能的研究

采用真空熔炼（1073 K,8 h）和热压烧结（733 K,1 h）制备了Na掺杂P型Bi0.5 Sb1.5 Te3热电材料,并在293～473 K范围内进行了电导率、塞贝克系数测试.利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对样品的物相结构和表面形貌进行了表征.XRD分析表明,真空熔炼合成粉末和热压烧结块体材料的XRD图谱峰与Bi0.5Sb1.5-Te3的标准衍射图谱（01 089-4302）相对应,表明Na元素已经完全固溶到Bi0.5Sb1.5Te3晶体结构中,形成了单相固溶体合金.SEM分析说明,Bi0.Sb1.5xNax Te3热压块体材料在平行和垂直于热压方向的断面上都分布着大量的层片状结构.Na掺杂明显提高了Bi0.5Sb1.5Te3在室温附近的Seebeck系数,但降低了电导率.在实验掺杂浓度范围内,Na掺杂使P型Bi0.5 Sb1.5 Te3块体材料的功率因子均减小.

二元孔结构对开孔泡沫铝力学性能的影响

采用有限元模拟了不同孔径比和体积比的二元孔径结构对开孔泡沫铝力学性能的影响,并取得了相应参数。用渗流法制备出相应孔参数的泡沫铝,并对其进行压缩试验加以验证。模拟和实验结果均表明,当泡沫铝的孔结构由大、小孔按一定的尺寸比和体积比组成时,泡沫铝的强度和刚度显著提高,孔径尺寸比和体积比分别为0.40～0.45和0.07～0.12是最优的。

合金化对泡沫铝压缩力学性能的影响

采用Si、Mg及Cu元素进行合金化处理,制备了几种不同力学性能的开孔泡沫铝,通过准静态压缩实验研究了合金化对泡沫铝压缩力学行为的影响。实验结果表明,采用Si、Mg及Cu元素合金化处理显著改变了泡沫铝的应力-应变行为。

泡沫铝合金显微组织和压缩力学性能的研究

采用Si、Mg及Cu元素进行合金化处理,制备了几种不同力学性能的开孔泡沫铝,并通过准静态压缩实验,研究合金化对泡沫铝压缩力学行为与吸能特征的影响。实验结果表明:采用Si、Mg及Cu元素合金化处理显著改变了泡沫铝的应力-应变行为与吸能特征,使泡沫铝的屈服强度提高,吸能性大幅度上升。另外,还研究了渗流法制备工艺对泡沫铝微观组织和性能的影响,结果显示由于渗流法制备过程特殊的凝固条件,使得泡沫铝的微观组织比相同成分的铸造铝合金的组织明显粗大。

含宏观孔通孔多孔铝的低频阻尼行为

利用多功能内耗仪对空气加压渗流法制备的通孔多孔铝的阻尼行为进行了研究,在20-400℃的温度范围内,在三个离散的低频率0.5,1.0和3.0 Hz下对试样的内耗和相对动力学模量进行了测量。结果表明：在多孔铝中宏观孔的大小是毫米量级,孔隙率达69%;在多孔铝试样的温度-内耗曲线上观察到了一个内耗峰,伴随着内耗峰的出现模量明显减小,该内耗峰的平均激活能为（1.39±0.03）eV。此内耗峰的机制为位错亚结构与晶界的相互作用导致晶界的粘性滑移受到限制造成的。

泡沫铝材料的阻尼机制

采用空气加压渗流工艺制备了孔直径为0.8~1.4 mm、孔体积分数高达76%的宏观孔开孔泡沫铝材料,采用多功能内耗仪测试了泡沫铝在不同温度、不同频率和不同振幅下的内耗谱特征,研究了泡沫铝的阻尼性能,分析了其阻尼机制。结果表明:泡沫铝主要有三种阻尼机制,一是孔周围的应力集中和模式转换,二是孔洞/金属基体界面处由于动力学模量相差很大而使机械能转化为热能,三是孔洞发生不均匀的膨胀或畸变使外加应变能耗散为热能。

Sn掺杂对Ca_2Si基半导体材料热电性能的影响

采用钽管封装熔炼和热压烧结技术制备了Ca_2Si_(1-x)Sn_x(x=0,0.02,0.04,0.06)热电材料。利用X射线衍射(XRD)对样品的物相结构进行了表征,XRD结果表明,Ca_2Si_(1-x)Sn_x块体材料的XRD图谱与Ca_2Si的XRD图谱对应一致,但所有样品中都出现Ca_5Si_3衍射峰。当掺杂量Sn为0.06时,样品Ca_2Si_(1-x)Sn_x(x=0.06)的XRD图谱中还出现了CaSn3相。在室温下测试了样品的霍尔系数,在300~873K温度范围内研究了Sn掺杂对Ca_2Si电导率和Seebeck系数的影响,随着Sn掺杂浓度的增加,电导率逐渐增大,Seebeck系数则减小。分析了Sn掺杂对Ca_2Si晶格热导率和热导率的影响,Sn掺杂浓度为x=0.02和x=0.04时,晶格热导率减小,从而对热导率有所优化,其中Ca_2Si_(1-x)Sn_x(x=0.02)的热导率得到明显地改善,在300~873K温度范围内,其热导率都低于Ca_2Si的热导率。在550~873K温度范围内,Ca_2Si_(1-x)Sn_x(x=0.02)表现了较高的ZT值,873K时的最大ZT值为0.22。

高分子填充泡沫铝合金的压缩力学行为

用加压渗流法制备开孔泡沫铝及泡沫ZL102,通过向其中填充硅橡胶的方法制备填充硅橡胶泡沫铝合金,并进行准静态和动态压缩实验,研究填充硅橡胶对泡沫铝合金压缩力学行为的影响。结果表明,在静态压缩条件下,填充硅橡胶使塑性泡沫纯铝压缩变形的塑性平台区大幅度延长,因而能有效地改善其吸能性。而对于脆性的泡沫ZL102合金,填充硅橡胶反而使其失去泡沫金属所特有的变形特征,而呈现出致密材料的特征。在动态压缩条件下,填充硅橡胶能更有效地改善脆性泡沫铝的吸能性,使其应力-应变的平台区延长、且更加平缓。

K、Al共掺杂Bi_2 Te_(2.7) Se_(0.3)热电材料的制备及性能研究

采用真空熔炼和热压烧结技术制备了 K 和Al 共掺杂 Bi2 Te2．7 Se0．3热电材料.利用 X 射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对样品的物相结构和表面形貌进行了表征. XRD 分析结果表明,K0．04 Bi1．96-x Alx Te2．7 Se0．3块体材料的 XRD 图谱与 Bi2 Te2．7 Se0．3的 XRD 图谱对应一致,SEM 形貌表明材料组织致密且有层状结构特征.K0．04 Bi1．92-Al0．04 Te2．7 Se0．3合金提高了材料的 Seebeck 系数,K0．04 Bi1．88 Al0．08 Te2．7 Se0．3和 K0．04 Bi1．84 Al0．12 Te2．7 Se0．3大幅度提高了材料的电导率,通过 K 和 Al 部分替代 Bi,使材料的热导率有不同程度的减小,在300~500 K 温度范围内,K 和 Al共掺杂均较大幅度地提高了 Bi2 Te2．7 Se0．3的热电优值.

泡沫铝的制备及其力学行为的研究

简要介绍泡沫金属的性能特点、制备方法及其应用。采用加压渗流法制备具有开孔结构的泡沫铝 ,并对此分别进行准静态和动态压缩实验 ,研究其静态和动态压缩应变力—应变响应特征、应变率效应和吸能特性。

真空熔炼及热压烧结制备Na掺杂Bi_2Te_(2.7)Se_(0.3)热电材料的微结构研究

采用真空熔炼/研磨技术制备NaxBi2-xTe2.7Se0.3(x=0,0.02,0.04,0.06)热电材料粉末,利用热压烧结法制备块体样品。通过XRD和SEM对该材料的物相成分和断面形貌进行表征。结果表明:在适当的范围内掺杂Na元素及真空熔炼和热压烧结均不会改变合金的物相,仍为单相Bi2Te2.7Se0.3合金。真空熔炼及热压烧结制备的NaxBi2-xTe2.7Se0.3块体热电材料呈具有一定取向的层状结构、少许的孔隙分布以及结构不均匀性等一系列特征;随Na掺入量的增加,取向程度增大,孔隙数量减少,结构均匀性提高。

K、Al共掺杂Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3热电材料的制备及性能

采用真空熔炼及热压方法制备了K和Al共掺杂P型Bi0.5Sb1.5Te3热电材料。XRD分析结果表明,K0.04Bi0.5Sb1.5-x Alx Te3块体材料的XRD图谱与Bi0.5Sb1.5Te3的图谱完全对应,SEM形貌分析表明材料具有一定的层状结构和微孔。K和Al共掺杂提高了Bi0.5Sb1.5Te3在室温附近的Seebeck系数。除了K0.04Bi0.5Sb1.34Al0.12Te3样品的300K和400K以上的高温区,以及共掺杂样品的500K高温附近之外,K和Al共掺杂均使Bi0.5Sb1.5Te3材料的电导率降低。在300~500K温度范围内,K0.04Bi0.5Sb1.42Al0.04Te3样品的热导率均小于Bi0.5Sb1.5Te3的热导率。在300~350K温度范围内,K0.04Bi0.5Sb1.42Al0.04Te3样品的热电优值较Bi0.5Sb1.5Te3有较大幅度的提高。

宏观石墨颗粒增强工业纯铝金属基复合材料位错阻尼机制的研究

运用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的工业纯铝金属基复合材料，在25～400℃温度范围和频率为0．5、1．0和3．0Hz条件下在多功能内耗仪上测量了材料的内耗和相对动力学模量；用透射电子显微镜对材料的微观结构进行了观察。依据内耗测量和微观分析研究了宏观石墨颗粒增强工业纯铝金属基复合材料的位错阻尼行为。结果表明，在频率0．5～3．0Hz范围内，复合材料的阻尼与致密工业纯铝的阻尼相比较，阻尼性能提高2～3倍。复合材料阻尼能力随着石墨颗粒体积分数的增加而增加，但相对动力学模量在减小，材料的位错阻尼是一种重要的阻尼机制。

热压制备AlxBi0.5Sb（1.5-x）Te3热电材料的热电性能研究

采用真空熔炼和热压烧结技术制备了Al掺杂P型Bi0.5Sb1.5Te3热电材料。样品的物相结构和形貌分别采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）进行表征。结果表明,AlxBi0.5Sb（1.5-x）Te3Te3（x=0,0.04,0.08,0.12）块体材料的XRD图谱与Bi0.5Sb1.5Te3的XRD图谱对应一致。该复合材料的组织致密,且层状结构特征明显。Al部分替代Sb后,优化了载流子浓度,从而提高了材料的电导率。在室温附近所有掺杂样品的热导率都低于Bi0.5Sb1.5Te3样品的热导率,从而有效改善了材料的热电性能。其中,AlxBi0.5Sb（1.5-x）Te3Te3（x=0.04）在室温附近表现了最低的热导率,320 K时获得最大ZT值（为1.0）。

连续变温法测定多晶纯铝晶界内耗峰

采用可连续变温测量的多功能内耗仪在离散振动频率分别为0.2,0.3,1.0,2.0和3.0 Hz的条件下测定了多晶纯铝在25℃450℃升降温过程中的内耗峰值温度和相对动力学模量,并根据Arrhenius关系式计算了升降温过程中的扩散激活能和内耗行为特征。结果表明:多晶纯铝在受迫振动时,其升温和降温的内耗品质因子倒数曲线上均出现一个内耗峰,随着离散振动频率的增大,内耗峰峰位向高温方向移动,说明该内耗峰具有弛豫性;该内耗峰是晶界内耗峰,其机制为铝原子在铝/铝晶界的自扩散,其激活能为(2.24±0.03)×10-19J,指数前因子0τ为10-14s。

锌铝共析合金中黏弹性-滞弹性转变的内耗研究

文章通过内耗的测量研究了锌铝共析合金中黏弹性-滞弹性的转变;采用阶梯变温的方法研究了锌铝共析合金的内耗-频率谱;运用不同的力学模型对实验现象进行了理论解释;随着测量温度的不同,材料的内耗表现出不同的频率依赖性。研究表明,当内耗测量频率趋于零时,-60℃为材料黏弹性-滞弹性的转变点。