“Q=CU”的验证

我们知道在电容器不变的情况下电容器所带的电量与电容器两端的电压成正比,即Q=CU,其中Q为电容器所带的电量,C为电容器的电容,U为电容器两端的电压.课堂上难以验证此规律的原因是电容器所带的电量不容易直接测出来.我们设计了一种方法,间接地测出了电容器所带的电量,从而很容易就验证了此公式.

p型Cu/Q(Q=S,Se,Te)透明导体的设计、制备及性能研究

利用结构功能区思想的导电功能区和透光功能区,提出了层状p型Cu/Q透明导体的设计模型.LaCuOTe和Sr3Cu2Sc2O5S2因结构层[Cu2Te2]和[Cu2S2]对应导电功能区、[La2O2]和[Sr3Sc2O5]对应透光功能区,符合模型设计思想,是兼具高导电性和高透光性的透明导体,光谱和电导等验证了模型设计p型透明导体的可行性和正确性.从功能区角度,改变LaCuOS中导电功能层([Cu2S2]→[Cu2Te2])可显著提高材料导电性(10-3S/cm→100S/cm);替换LaCuOTe中透光功能层([La2O2]→[Sr3Sc2O5])能可控改善材料透光性(2.3eV→3.1eV).

前驱体对含Cu低碳钢I&Q&P处理后组织性能的影响

采用I&Q&P工艺和EPMA、SEM和XRD等手段,研究了3种前驱体对含Cu低碳钢残余奥氏体含量及力学性能的影响。结果表明,双相区保温初期试验钢奥氏体长大由C配分控制,后期由合金元素Mn、Cu配分控制;双相区保温奥氏体化后,双相区配分后形成弥散分布的局部高浓度Mn、Cu区域仍保留富集效果,在随后的淬火-碳配分阶段易于形成残余奥氏体。经I&Q&P处理后,前驱体为P+F的钢室温组织中马氏体板条较粗,原始奥氏体晶界并不明显;前驱体为F+M钢得到的马氏体板条有序细密;前驱体为M的钢室温组织中马氏体板条更加细密。其中,前驱体组织为M的钢中残余奥氏体量最高,延伸率为24.1%,强塑积可达25 338 MPa·%,综合性能最好。

Q&P热处理工艺对含Cu TRIP钢组织和性能的影响

随着能源的短缺和环境污染的日益严重,汽车轻量化需求日益迫切,如何通过工艺及成分设计革新、获得兼具高强度和高塑性的钢板尤为重要.尝试将Cu作为合金元素加入TRIP钢中,采用淬火配分(Q&P)工艺对含Cu TRIP钢进行一步法和两步法热处理,通过拉伸试验、X射线衍射分析、扫描电镜、透射电镜等实验手段,对热处理后的组织及性能进行测试和观察,探究了不同热处理工艺对组织和性能的影响.研究结果表明:一步法处理后的显微组织为铁素体、马氏体和残余奥氏体,两步法处理后不仅包含上述3种组织,还含有贝氏体.一步法处理后,抗拉强度达2 200 MPa,拉伸延展率为15%,强塑积为33 GPa·%;两步法处理后综合力学性能优于一步法,在400℃等温5 min后,抗拉强度为1 300 MPa,拉伸延展率为43%,强塑积超过55 GPa·%.实验钢良好的综合力学性能得益于铁素体、马氏体/贝氏体和残余奥氏体的合理配比,变形过程中残余奥氏体的相变诱导塑性效应,以及马氏体位错与Cu粒子的交互作用.

Cu配分时间对I&Q&P处理钢组织性能影响

通过I&Q(两相区退火+淬火)和I&Q&P(两相区退火+淬火+配分)热处理工艺,采用EPMA、SEM和XRD等手段,研究含Cu低碳钢Cu配分行为及不同配分时间对组织性能的影响。结果表明,在双相区保温过程中,试验钢的C、Cu和Mn三种元素均从铁素体向奥氏体中配分,且Cu元素配分效果明显。经I&Q&P工艺处理的钢的组织是板条马氏体和残余奥氏体,随着Cu配分时间增加,原始晶粒尺寸变大,马氏体组织变大、板条变粗。随着Cu配分时间增加,钢的抗拉强度逐渐减小,伸长率先增加后减小。残余奥氏体体积分数的变化趋势和伸长率的变化趋势基本一致,在配分时间为40 min时,残余奥氏体体积分数和伸长率达到最大值,此时材料综合力学性能最佳,抗拉强度为1076 MPa,强塑积达到26254.4 MPa·%。

液态金属Cu快速凝固过程中原子团簇及非晶态结构转变特性的模拟研究

本文采用Quantum Sutton-Chen多体势,对由5万个液态金属Cu原子组成系统的原子团簇的形成与演变特性进行了分子动力学模似研究.我们采用原子团类型指数法(CTIM)来描述复杂的微观结构转变.研究发现:系统形成以1551、1541和1431三种键型为主的非晶态结构;二十面体原子团(12 0 12 0)和(12 2 8 2)、(13 1 10 2)、(13 3 6 4)、(14 1 10 3)、(14 2 8 4)、(14 3 6 5)缺陷多面体基本原子团在液态转变为非晶体过程中起着关键性的作用.系统所形成的纳米团簇是由一些基本团簇和由这些基本团簇相互连接而成的中等团簇所组成,这正是与由气相沉积法和离子溅射法所获得的团簇结构的本质差别所在.通过双体分布函数g(r)、HA键型、基本原子团、平均原子体积和比值g_(min)/g_(max)的分析,还得到液态金属Cu在冷却速率为1.0×10^(14)K/S时的非晶转变温度T_8约为673 K.同时还发现,1551、1441、1661三种键型随温度有相同的变化趋势,这反映出体系对称性结构有相同的变化规律.

不同配分机制对含Cu低碳钢组织性能的影响

采用I&P&Q、Q&P和I&Q&P热处理工艺,研究不同配分机制对含Cu低碳高强钢组织性能的影响规律。结果表明,实验钢经I&P&Q处理后,Cu、Mn配分使得马氏体板条粗大,板条形貌模糊,板条间含有大量块状马氏体,抗拉强度较高,伸长率和强塑积较低;经Q&P工艺中C配分处理,得到的马氏体板条较致密,板条形貌较清晰,存在少量的块状马氏体,其抗拉强度略微降低,伸长率升高,强塑积提高;经I&Q&P工艺处理,由于C、Cu、Mn等3种元素配分的综合作用,马氏体板条清晰,只存在极少量的块状马氏体,部分马氏体板条断裂,其残余奥氏体量达12.4%,强塑积达到27 213MPa·%,综合力学性能最佳。

液态金属Cu大系统快速凝固过程中微观结构转变特性的模拟研究

采用分子动力学方法和Quantum Sutton-Chen多体势,对液态金属Cu的快速凝固过程进行了计算机模拟跟踪研究。运用Honeycutt-Andersen(HA)键型指数法和原子成团类型指数法(CTIM)分析了金属Cu原子的成键类型和形成的原子团簇结构。研究发现,系统形成以1551、1541和14313种键型为主的非晶态结构;二十面体原子团(120120)和缺陷多面体基本原子团(12282)、(131102)、(13364)、(141103)、(14284)、(14365)在液态转变为非晶体过程中起到了关键性作用;系统所形成的纳米级团簇由一些基本多面体原子团相互连接而成,这正是与由气相沉积法和离子溅射法所获得的团簇结构的本质差别。通过对双体分布函数g(r)、HA键型、基本原子团和平均原子体积的分析,还得到液态金属Cu在冷却速率为1.0×1014K/s时的非晶转变温度Tg约为673K。

东昆仑夏日哈木铜镍硫化物矿床成矿作用的磁参数Q值试研究

基于铜镍硫化物矿床"小岩体成大矿"理论与岩石磁学原理,选择了与冷却速度关系密切的磁参数Q值来研究夏日哈木铜镍硫化物矿床成矿作用的热力学过程。该矿区90个钻孔3 682件样品的Q值数据统计表明,侵入岩体与变质岩的Q值差异不大,接触带没有形成明显的高Q值环带,说明其热烘烤不严重,推测岩浆侵入时岩浆温度与变质岩围岩温度差异不大,均处于地下深处。从Q值的空间分布上看,以高Q值异常带所代表的构造薄弱带有二处,其一位于岩体的下部接触带,其二位于岩体内部—上部接触带,并根据Q值的大小推断流体先从下部接触带贯入,然后再涌入岩体内部—上部接触带。贯入构造薄弱带的流体所起的作用可能有两种,一是溶解了构造薄弱带上硫化物矿物,起破矿作用,或是在构造薄弱带附近进行渗透,成矿元素迁移,起成矿作用。然而,磁参数Q值在研究岩浆作用的热力学过程实际案例还不多,笔者仅是尝试性的探讨。

液态金属铜Cu凝固过程中团簇结构的形成以及成核生长特性的模拟

采用分子动力学方法和Quantum Sutton-Chen多体势,对2万个液态金属铜(Cu)原子在两个不同冷速凝固过程中其微观团簇结构的形成特性以及晶体的成核生长进行模拟。运用双体分布函数、Honeycutt-Andersen(HA)键型指数法、原子团类型指数法(CTIM-2)和可视化分析等方法,对凝固过程中微观结构转变和原子团簇的微观结构演变特性进行分析。结果表明:冷却速率为4.0×1012 K/s和2.0×1012 K/s时,系统形成以1421、1422键型或由这两种键型构成的面心立方(FCC)(12 0 0 0 12 0)和六角密集(HCP)基本原子团(12 0 0 0 6 6)为主体的晶体结构;尤其是由1421键型构成的面心立方(12 0 0 0 12 0)基本原子团在晶体生长和对微观结构演变的影响占主导地位。两种冷却速度下的结晶温度分别为673 K和773 K,即冷却速度越慢,结晶温度越高;系统最终形成了由FCC和HCP组成的混合晶体结构,但以FCC晶体结构为主;FCC(12 0 0 0 12 0)基本原子团在慢速低温时具有较好的遗传特性,基本原子团之间很容易连接在一起构成较大的纳米级大团簇结构。

高Q值铜内电极MLCC的研制

以铜为内电极和端电极,制备了NPO MLCC。研究了陶瓷粉体成分、内电极材料和烧结工艺对所制MLCC性能的影响。结果表明:选用Mg-Si-O3系瓷粉匹配纯铜内电极浆料,在弱还原气氛保护下进行低温(900～1 020℃)烧结,所制MLCC样品电性能良好,成本低,其中,0603规格10 pF样品在1 GHz下的Q值高达60、ESR值低至0.156?。

Q&P工艺对含铜马氏体不锈钢组织与性能的影响

对含铜马氏体不锈钢进行了Q&P热处理,研究了配分温度和时间对其组织与性能的影响。结果表明,通过Q&P热处理,含铜马氏体不锈钢中可以获得一定比例的残余奥氏体;配分温度升高,材料的残余奥氏体先增加后减少,而硬度和抗拉强度呈下降趋势;当温度超过400℃时,硬度和抗拉强度略有升高,伸长率不断增加。配分时间延长,抗拉强度先下降,伸长率升高;配分时间高于30 min后,抗拉强度略有上升。Q&P热处理后的马氏体不锈钢综合力学性能得到改善。

含Cu低碳钢Q&P工艺处理的组织性能与强化机理

在带钢连续退火实验机上,对一种含Cu低碳实验钢进行了Q&P处理,并使用扫描电镜、电子背散射衍射、X射线衍射、透射电镜及室温拉伸实验等手段对其显微组织和力学性能进行了表征.结果表明,富Cu粒子可以在Q&P处理过程中析出,呈圆球形,直径多为9—20 nm,弥散分布于马氏体板条内部.根据Orowan机制,该析出相对强度的贡献量约为134 MPa.同时观察到,钢中残余奥氏体的形貌分布各异,主要有薄膜状、小颗粒状和大块状.实验钢的综合力学性能良好,强塑积可达21.2 GPa·%,抗拉强度达到1326 MPa,延伸率16.0%,其优异的综合力学性能主要得益于残余奥氏体的形变诱发相变,即TRIP效应.

熔体金属铜凝固过程中原子团簇结构的形成与生长特性

采用分子动力学方法对液态金属Cu在两种不同冷却速率下的凝固过程中其原子团簇结构的形成与生长特性进行了模拟跟踪研究。运用双体分布函数、HA键型指数法、原子团簇类型指数法和可视化分析等方法对凝固过程中原子团簇的微观结构演变特性进行了分析研究。研究结果发现:冷却速率为4.0×1012 K/s和2.0×1012K/s时,系统形成以1421、1422键型或由这两种键型构成的面心立方(fcc)(12 0 0 0 12 0)和六角立方(hcp)基本原子团(12 0 0 0 6 6)为主体的晶体结构;尤其是由1421键型构成的面心立方(12 0 0 0 12 0)基本原子团在原子团簇结构的形成和晶体生长中占主导地位。同时还发现:两种冷速下的结晶温度分别为673K和773K,即冷却速度越慢,结晶温度越高;系统最终形成了fcc和hcp的混合晶体结构,但以fcc晶体结构为主;fcc(12 0 0 0 12 0)基本原子团在慢速低温时具有较好的遗传特性,基本原子团之间很容易连接在一起生长成较大的纳米级大团簇结构。

含Cu低碳钢I&Q&P工艺处理后的组织与性能

对一种含Cu低碳硅锰钢分别采用I&Q、Q&P和I&Q&P热处理工艺,研究双相区Cu配分行为并分析其对马氏体组织形貌、残留奥氏体及力学性能的影响。结果表明,试验钢经I&Q工艺处理,在双相区保温时Cu元素从铁素体向奥氏体中配分,Cu配分明显,并且不影响C和Mn的配分效果。试验钢经I&Q&P工艺处理后,组织基本为板条马氏体,且马氏体板条清晰,部分板条有断裂的现象。与经Q&P工艺处理相比,试验钢经I&Q&P工艺处理后残留奥氏体体积分数显著提高,从9.6%提高到了13.2%。对比Q&P工艺,试验钢经I&Q&P工艺处理后,抗拉强度有一定降低,但伸长率大大提高,强塑积达到27 GPa·%。

KK-vacancy sharing and TET energy shift in near-symmetric heavy-ion atom collision

ＫＫｖａｃａｎｃｙｓｈａｒｉｎｇａｎｄＴＥＴｅｎｅｒｇｙｓｈｉｆｔｉｎｎｅａｒｓｙｍｍｅｔｒｉｃｈｅａｖｙｉｏｎａｔｏｍｃｏｌｉｓｉｏｎＬｉＪｉｎｇＷｅｎ，ＪｉａｎｇＬｉＹａｎｇ，ＨｕＡｉＤｏｎｇ，ＺｅｎｇＸｉａｎＴａｎｇ，Ｃｈａｎｇ...

Fe-C-Mn-Cu钢I&Q处理中Cu元素的配分行为

对一种含Cu低碳硅锰钢进行双相区保温淬火(I&Q)热处理工艺,采用电子探针和扫描电镜研究其双相区元素配分规律和元素配分对马氏体形貌的影响。结果表明,在800℃的双相区,C、Mn、Cu分别从铁素体向奥氏体中配分,Cu配分效果明显,并且不影响C、Mn配分效果。随着保温时间的延长,高Cu区域的面积和钢中Cu的最高浓度均呈增长趋势,在2400 s时达到化学势平衡状态。马氏体体积分数随着保温时间的延长逐渐增加至饱和,马氏体从块状向板条状转变。

冷却速率对液态金属Cu凝固过程中微观结构演变影响的模拟研究

采用QuantumSutton-Chen(Q-SC)多体势对液态金属Cu在四个不同冷却速率下的凝固过程进行了分子动力学模拟研究.通过双体分布函数、键型指数、配位数、均方位移及可视化分析,结果表明:冷却速率对液态金属Cu的微观结构演变有决定性影响.当冷却速率为1·0×1014K/s时得到非晶态结构;当冷速分别为1·0×1013K/s,1·0×1012K/s和1·3×1011K/s时,系统形成以1421键型为主体的面心立方(fcc)与六角密集(hcp)共存的混合晶体结构;且其结晶温度分别为373K,773K和873K,即冷速越慢,其结晶温度越高,结晶程度也越高;且冷速越慢,1421键型越多,混合晶体中面心立方(fcc)结构所占的比例越高.同时发现,原子的平均配位数的变化与1551,1441,1661键型的变化密切相关,反映出体系对称性结构的变化规律与配位数的变化有关.在可视化分析中,进一步采用中心原子法展现出非晶态与晶体结构的2D截面,及在3D下混合晶体中两个基本原子团分别为面心立方(fcc)与六角密集(hcp)基本原子团的具体结构.

Q&P热处理对含铜马氏体不锈钢中过渡碳化物的影响

研究了Q&P工艺参数,包括配分温度,配分时间及加热速度对含铜马氏体不锈钢中过渡碳化物形成的影响。通过透射电镜对不同Q&P工艺参数条件下试验钢中过渡碳化物进行了分析。结果表明,不同的配分温度及配分时间条件下,试验钢中均能观察到明显的棒状过渡碳化物,尺寸在100 nm以上,随着配分温度升高,配分时间延长,过渡碳化物聚集长大。而由淬火温度升至配分温度时的加热速度对过渡碳化物有明显影响,随着加热速度提高,过渡碳化物减少,当加热速度超过50℃/s时,试验钢中基本观察不到过渡碳化物。