碘酸锂晶体生长过程的实时原位观察研究

应用ＭａｃｈＺｅｈｎｄｅｒ干涉法原位实时观察了ａＬｉＩＯ３的晶体生长过程。以ＨｅＮｅ激光为光源，用阿贝折射仪测定了碘酸锂过饱和溶液的折射率。ＭａｃｈＺｅｈｎｄｅｒ干涉条纹的图像数据处理表明：在静态条件下，ａＬｉＩＯ３晶体生长过程中固液界面边界层厚度约为０．３ｍｍ，其边界层厚度随溶液对流强度而减弱。折射率测定揭示出碘酸锂晶体饱和溶液的折射率随浓度和温度的变化呈现线性关系。

新型耐热钢相变过程原位观察

采用CLSM对2.25Cr1Mo0.25V钢试样实施了连续加热和冷却处理,并进行了原位实时观察冷却过程中发生相变时的试样表面形貌。结果表明:通过原位观察分析,确定了连续冷却过程中转变相的析出位置、转变顺序、生长方向及形态;在冷却过程中,相变首先从一个晶粒开始,随后其他晶粒开始发生相变;相变由原奥氏体晶界析出,呈板条状向前生长;相变发生在贝氏体形成温度区间,相变开始温度490℃,贝氏体相变结束温度423℃。

中子衍射原位表征技术的应用

基于先进的散裂中子源或反应堆中子源国家重大科技基础设施,中子衍射技术能够在样品加载环境下对工程材料的微观结构进行原位测试分析。通过还原真实条件下的生产、加工、制造过程,原位实时观察材料的晶格应变、织构、相变和残余应力的演化。从而解决材料工程领域的一些重要科学机理问题,推动高端制造装备的转型升级。

高温热台在材料研究领域中的应用

综述了高温热台在材料研究领域中的应用,包括实时观察晶体熔融与生长、材料烧结、相变、纳米粉体熔化和低共熔。对比常规实验方法,指出了高温热台在研究材料结构、性能方面的优势,总结了高温热台在材料研究领域中所取得的一些创新性成果。最后指出了高温热台在研究材料组成、结构、性能以及原位观察等方面存在的不足,并展望了其未来的发展方向。

水溶液晶体的空间生长及其地基模拟实验(英文)

空间水溶液晶体生长是通过搭载人造卫星、宇宙飞船和空间站等飞行器,在微重力条件下从水溶液中进行晶体生长实验。许多透明单晶体,诸如:KDP(磷酸二氢钾,potassium dihydrogen phosphate)、ADP(磷酸二氢铵,ammonium dihydrogen phosphate)、TGS(硫酸三甘氨酸,triglycinesulfate)、沸石和α-碘酸锂(α-LiIO3)等无机非线性光学晶体,尿素等有机非线性光学晶体以及蛋白质等生物晶体,均可采用水溶液法生长。美国、前苏联、西欧和日本等国在从事空间材料科学研究的高科技发展计划中,均把水溶液晶体生长作为一项重要项目。由于水溶液晶体生长方法的研究在地面上已有丰富的基础,而且具有温度低,能耗小,可实现原位实时观察等优点,所以,它是探索空间晶体生长原理和方法、研究晶体生长微重力效应的重要材料制备技术。由于空间晶体生长受搭载条件限制,空间实验的次数与地面相比是十分稀少的,为了获得空间实验的高成功率,在地面上必须建立相应的实验基地,开展深入的地基研究工作。本文将分别从空间实验和地基研究两个方面作系列介绍,包括蛋白质晶体,沸石晶体,α-LiIO3晶体的空间生长以及TGS,NaClO3(sodium chlorate,氯酸钠),Sr(NO3)2(strontium nitrate,硝酸鍶)和Ba(NO3)2(barium nitrate,硝酸钡)等晶体生长过程的原位实时观察,并展望了空间晶体生长的发展前景。

一种不稳定的共晶生长方式:倾斜共晶生长的研究进展

共晶组织的制备过程是指在一定溶质浓度的合金熔体中,在冷却阶段同时析出紧密相邻的两种或多种不同固相的过程。这些析出的固相如果能规则地分布于基体中,就能制备出具有多种特殊性能的共晶组织材料。共晶组织材料作为耐高温部件材料在航空航天以及核工业等领域具有重要的应用价值。有些科学家在共晶理论的基础上提出了应用定向凝固法制备规则的多孔金属结构的新工艺,而多孔金属独特的力学性能和热学性能预示着它具有广阔的应用前景。制备共晶组织材料的关键是在给定的制备条件下有效地控制共晶的凝固过程。共晶凝固过程中存在两个至关重要的问题:一是共晶凝固过程的动力学;二是共晶固-液界面、固-固界面的形成与演化。这两者决定着最终产品材料的品质与性能,需要进行大量深入的研究。两者的相互影响构成了一个不可分割的非线性动力系统。共晶生长理论的研究重点是探究二者在共晶生长中的耦合行为。因此,共晶生长的预期理论研究成果将使人们对微观组织的形成与界面的演化有更深刻的理解。基于这些理解,可以更好地控制凝固过程,使界面产生需要的微观结构,从而获得力学性能更加优良的产品。理论上而言,定向凝固实验中层片状共晶的生长方向和温度梯度方向应一致。但是在一定的生长条件下,共晶固-液界面会沿着垂直于牵拉速度的方向移动,导致固-固界面与牵拉速度方向呈一定的倾角,从而形成共晶生长的另一种模式,即倾斜共晶生长。对倾斜共晶生长的研究有助于提高共晶材料的性能,而且倾斜共晶生长的相关研究工作也是共晶凝固理论的重要组成部分,对理解和解决工业生产中共晶材料制备的诸多难题具有重要的指导意义。目前,研究者对层片状倾斜共晶生长的影响因素和形貌开展了大量的理论研究和实验报道。本文从倾斜共晶生长的发展和定向凝固技术方面,对层状倾斜共晶生长的研究进展与方法进行阐述,主要包括倾斜共晶生长中各种参数以及各向异性对倾斜共晶生长形貌的影响规律,同时对该领域的未来研究方向进行展望。