直流磁控溅射沉积（Ti，Al）N膜的研究

研究了用直流磁控反应性溅射法在Ａｒ＋Ｎ２气氛中沉积（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜的工艺。（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜具有比ＴｉＮ膜高的耐磨性、硬度和高温抗氧化性。ＡＥＳ深度分析表明，由Ａｌ的选择性氧化形成的Ａｌ２Ｏ３保护层，是（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜具有优良高温抗氧化性能的原因．

多弧离子沉积（Ti，Al）N薄膜的结构与形貌

对在多弧离子镀膜机上采用Ｔｉ／Ａｌ机械复合靶沉积出（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜的组织形貌与结构进行了分析，结果表明，（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜具有（１１１）晶面的择优取向，仍保持着ＴｉＮ的结构特征，但（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ晶面间距小于ＴｉＮ的晶面间距．没有ＡｌＮ相出现，这是ＴｉＮ相优先于ＡｌＮ相形成的缘故。（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ薄膜上分布有针孔和三种不同形貌液滴颗粒。

Al含量对（Ti，Al）N薄膜微观结构与性能的影响

研究了Ａｌ含量对（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ薄膜微观结构与性能的影响．实验结果表明：同ＴｉＮ薄膜相同，在（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ系薄膜中存在着（１１１）、（２００）和（２２０）三种择优取向。随着Ａｌ含量的增加这三种取向的衍射强度呈不同的变化趋势，而这三种取向的面间距则都呈先降后升的趋势，利用上述微观结构的变化可合理地解释（Ｔｉ。

电弧离子镀梯度（Ti，Al）N涂层的结构与机械性能研究

采用电弧离子镀（AIP）技术，在航空发动机压气机用1Cr11Ni2W2MoV不锈钢上沉积了TiN涂层、（Ti，Al）N涂层和梯度（Ti，Al）N涂层。运用带能谱的扫描电镜（SEM／EDAX）、电子探针（EPMA）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度仪、多功能摩擦磨损实验机等仪器和热震实验对上述涂层的结构、机械性能和基体与涂层的结合性能进行了研究。结果表明，梯度涂层的Al含量由涂层／基体界面向涂层表面逐渐增多，内层Al含量为3％（原子分数），外层Al含量为47％（原子分数）；梯度涂层具有Bl型（NaCl）单相结构和（220）择优取向；梯度涂层的硬度和耐磨与（Ti，Al）N涂层相近，且明显高于TiN涂层，结合性能优于（Ti，Al）N涂层。

Al含量对（Ti，Al）N薄膜表面脆性的影响

利用刚性球体压入法测定了（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ薄膜的表面脆性。试验结果表明：随着薄膜中Ａｌ含量的增加（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ薄膜的表面脆性不断降低，当Ａｌ含量在２２．５％～３０％的范围内时薄膜的表面脆性最低，此后随着Ａｌ含量的进一步增加薄膜的表面脆性又呈上升的趋势。对薄膜中的残余应力的计算结果表明，随着Ａｌ含量的增加，残余应力呈先降后升的趋势。基于薄膜中残余应力的变化，合理地解释了Ａｌ含量对（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ薄膜表面脆性的影响。

离子镀（Ti，Al）N的抗氧化性和抗热疲劳性能

对采用多弧镀方法在ＣＨ７５热作模具钢表面沉积的ＴｉＮ与（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜的抗氧化性与抗热疲劳性能进行了研究．（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜具有比ＴｉＮ膜高的硬度、韧性、高温抗氧化性和抗热疲劳性能，分析表明，由于Ａｌ的选择性氧化形成的Ａ１＿２Ｏ＿３保护层，是（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜具有优良高温抗氧化性能和抗热疲劳性能的原因。

催化剂Pt／Mg（Al）O的制备与特性

用共沉淀法制备得一种类似于水滑石的载体Ｍｇ（Ａｌ）Ｏ，再用浸渍法制得载于这种载体上的铂催化剂Ｐｔ／Ｍｇ（Ａｌ）Ｏ。该载体的比表面积为２４４ｍ２ｇ－１，该催化剂铂分散度为（Ｈ／Ｐｔ）ｉｒｒ＝０．９，平均直径ｄ＝１．３８ｎｍ，且有均匀的颗粒度。Ｐｔ－Ｍｇ（Ａｌ）Ｏ间的相互作用比Ｐｔ－Ａｌ２Ｏ３间的强。由于电子从载体Ｍｇ（Ａｌ）Ｏ中的碱性（氧）离子大量转移至细小的Ｐｔ颗粒上，故该催化剂中的Ｐｔ颗粒具有很强的负电性。

Mg/Al比对CH4-CO2重整制合成气Mg（Ni,Al）O复合氧化物催化剂性能的影响

通过焙烧由共沉淀法制备的类水滑石化合物(HTLcs)前驱体,制备了一系列不同n(Mg)/n(Al)比(0.5,1,2和3)的Mg(Ni,Al)O复合氧化物催化剂。将该催化剂用于甲烷二氧化碳重整反应(CRM)中,并考查了Mg/Al比对催化剂活性的影响。借助XRD,BET,H2-TPR,CO2-TPD以及O2-TPO等表征手段研究催化剂结构和催化性能之间的关系。结果表明催化剂的催化活性和抗积炭性能与Mg/Al比有关。高Mg/Al比的催化剂表现出较好的催化活性和抗积炭性能,而当n(Mg)/n(Al)=1时催化剂的催化的活性和稳定性最佳,且催化剂表面生成的积炭量最少。MgAl2O4和MgO共存使催化剂具有强的金属与载体作用力,适当的CO2吸附能力,这导致催化剂具有较好的催化活性和较强的抗积炭能力。

高分散度催化剂Pt／Mg（Al）O与Pt／Al_2O_3化学吸附H_2、CO和CO_2的性能比较

比较了制法完全相同并有相近铂分散度（Ｈ／Ｐｔ≈１１）的催化剂Ｐｔ／Ｍｇ（Ａｌ）Ｏ与Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３的性质。由Ｈ２和ＣＯ的化学吸附以及随之使用的红外光谱及微量热计测定了它们的Ｐｔ的性质，并由ＣＯ２的程序升温脱附（ＴＰＤ）技术测定了Ｍｇ（Ａｌ）Ｏ的碱性基点的性质。在沉积了Ｐｔ颗粒后Ｍｇ（Ａｌ）Ｏ的表面碱性降低。与Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３相比，Ｐｔ／Ｍｇ（Ａｌ）Ｏ在１９６０１９３０ｃｍ－１出现了一个新的ＣＯ红外吸附波带，它被认为是ＣＯ通过碳原子与Ｐｔ键合并通过氧原子与Ｍｇｎ＋阳离子键合的一种桥键。这些桥键的物质在高温脱附时最稳定。ＣＯ的歧化作用发生在Ｐｔ／Ｍｇ（Ａｌ）Ｏ，所生成的ＣＯ２迁移至载体的碱性基点形成碳酸盐。

磁控溅射再硒化法制备Cu（In，Al）Se2薄膜

本文采用磁控溅射的方法制备Cu-In-Al薄膜，然后固态源硒化制成Cu（In，Al）Se2薄膜。采用EDX分析薄膜的成分，SEM观察薄膜的表面形貌，XRD表征薄膜的组织结构。结果表明，由CuIn相为主相的预制膜制成的Cu（In，Al）Se2薄膜具有单一的黄铜矿结构，且随着Al含量的增加，晶面间距减小。

一种新型透明导电（Cu,Al）∶ZnO薄膜的结构和性能研究

利用FJL560CI2型磁控溅射仪制备了铜铝共掺杂氧化锌的(Cu,Al)∶ZnO薄膜样品。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和分光光度计测试研究了氧分压对薄膜微观结构和光学性能的影响。结果表明,不同氧分压下获得的薄膜均具有六角纤锌矿多晶结构,沿c轴择优生长。薄膜的晶粒尺寸随着氧分压的增大逐渐变小。相对于纯氧化锌或仅进行Al掺杂,在同时掺杂Cu、Al之后,(Cu,Al)∶ZnO薄膜的电阻率下降到了10-5Ω·cm数量级,而平均光学透过率保持在90%以上,具有良好的透光性能,是一种具有潜在应用价值的新型透明导电薄膜。氧分压影响薄膜的晶粒尺寸进而影响其光电性能。

双相金属间化合物中的Ti_5（Si，Al）_3相

研究了共晶和过共晶Ｔｉ３（Ａｌ，Ｓｉ）＋Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３双相合金中Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３相的显微组织及性能．结果表明，Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３相具有光学各向异性，其显微硬度受其中含Ａｌ量的影响，而点阵常数保持不变．根据组织结构对材料的影响，认为具有粗大初生Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３相的过共晶双相合金是不宜做结构材料的，而具有细小均匀Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３的共晶双相合金。

Al靶喷涂对（Ti，Al）N／AlN多层涂层的组织和生长形貌的影响

通过直流脉冲磁电管将来自于两个靶的多层TiAIN和AIN涂层沉积在高速钢（HSS）和硬质金属（HM）基体上。TiAl靶的能量是保持衡定的。而灿靶的能量是变化的。用扫描电镜和X-射线衍射技术对组织的形态学进行研究。灿靶的能量对涂层组织和形态会产生一定的影响。在较低的Al靶能量下生成的涂层具有B1型立方结构。随着能量的增加，六方晶体结构就会逐渐清晰。

Al-Mg系合金中合金化元素作用及其对力学性能的影响

铝镁合金是轻量化材料应用领域中一种重要的金属材料,属于中高强度铝合金,具有较高的塑性、良好的耐蚀性以及优良的焊接性等优势,目前在航空航天、交通运输和军工制造等领域具有广阔的应用前景。笔者综述了铝镁合金力学性能特点以及用途,介绍了Al-Mg系合金中的强化机制,重点阐述了Al-Mg系合金中主合金化元素Mg及其含量对合金微观组织和力学性能的影响规律及机理,详细论述了Mn、Zr、Ti、Sc、Er、Y等微合金化元素的作用以及对Al-Mg系合金微观组织和力学性能的影响规律。最后,结合Al-Mg系合金当前研究现状,提出了今后值得研究的方向。

Al含量提高对IN 617合金持久性能及组织稳定性的影响

采用高温持久实验、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)等研究了Al含量提高对IN 617合金持久性能及组织稳定性的影响。结果表明:Al含量提高后,基于超过4万小时的实验数据,IN 617合金700℃、10万小时的外推持久强度超过170 MPa,持久性能显著提高,合金的持久断裂机制仍以微孔聚集长大为主;Al含量的提高会明显促进IN 617合金中γ′相的析出,提高其含量,同时也会促进合金中μ相和σ相等TCP相(Topologically close-packed phases)的析出,从而提高合金的硬度与持久性能,但尚未发现TCP相会对合金持久强度产生不利影响;时效处理时间越长,晶界析出相尺寸越大且愈加连续,致使晶界结合强度降低,而Al含量的提高又会提高晶内强度。二者共同作用,会使IN 617合金的持久塑性降低。

Sr含量对Al-Si合金显微组织和热导率的影响

以纯铝、Al-20Si和Al-10Sr中间合金为原料,Sr为变质剂(含量为0.01%、0.02%、0.04%和0.06%,质量分数),制备了Al-7Si-xSr、Al-12Si-xSr和Al-20Si-xSr合金,研究了Sr含量对Al-Si合金相变储热材料显微组织及热导率的影响。利用Hot Disk热常数分析仪测量合金的热导率,通过扫描电镜观察及分析合金的显微组织。结果表明:在Al-Si合金中添加变质元素Sr会影响合金的热导率,Al-7Si-0.04Sr合金热导率较Al-7Si合金增加了73.47 W·m^(-1)·K^(-1),Al-20Si-0.04Sr合金的热导率较Al-20Si合金增加了24.09 W·m^(-1)·K^(-1),Al-12Si-0.04Sr合金的热导率较Al-12Si合金增加了17.79 W·m^(-1)·K^(-1)。铝硅合金热导率的增长主要与α(Al)、共晶硅和初晶硅的形貌有关。经过Sr变质之后,Al-7Si合金中共晶Si立体形貌均由片层状转变为珊瑚状,Al-12Si和Al-20Si合金中共晶Si立体形貌由片层状转变为枝条状;其中,Al-7Si合金中α(Al)尺寸明显减少、排列紧密,二次枝晶臂间距逐渐减小;Al-20Si合金中的初晶Si尺寸明显减小,其形貌由多角的大块状变为小块状;α(Al)形态的转变不仅能够为自由电子的传输提供快速通道,而且还会使得共晶Si的排列更加规则,减少自由电子发生散射的几率,对合金的热导率影响较大。共晶Si由片层状转变为珊瑚状或枝条状,增加电子的平均自由程,有利于电子的传输。Al-20Si合金的热导率与初晶Si的形态有着重要联系,大尺寸且形状完整的初晶Si会发生晶格振动,会提高合金的热导率。

镀铝对CoCrNiAlY-YSZ-LaMgAl_(11)O_(19)双陶瓷热障涂层高温抗氧化行为的影响

采用电弧离子镀(AIP)技术在CoCrNiAlY-YSZ-LaMA双陶瓷涂层表面沉积一层Al镀层,利用XRD、SEM和EDS等微尺度分析表征方法,全面解析涂层在大气暴露过程中的高温氧化行为。研究结果表明,未镀铝LaMA层在氧化过程中发生严重体积收缩,导致纵向微裂纹萌生和扩展。这些微裂纹成为氧气向内部扩散的通道,导致涂层呈现持续氧化增重趋势、TGO快速生长和严重的元素扩散,并最终加剧涂层断裂失效。但镀铝涂层样品表现出更好的高温抗氧化性能与结构稳定性,高温氧化过程中,表面Al镀层与氧气发生原位反应生成致密Al2O3屏障层,有效阻止或延迟氧气内部渗透,使TGO缓慢生长,其氧化增重从20h时的8.59mg/cm^(2)略微上升到80h时的9.46mg/cm^(2)。本研究结果为双陶瓷热障涂层的延寿设计与界面热生长应力调控开辟出全新技术途径和理论视野。

超声振动辅助车削SiCp/Al切屑形成机理及表面粗糙度研究

目的研究切屑形成机理对加工过程的影响。方法超声振动辅助车削技术通过刀具振动的拟间歇切削特征控制切屑尺寸和切屑形态,从而提高了加工表面质量。针对SiCp/Al复合材料的切屑形成机理,探究常规车削和超声振动辅助车削的切屑形成过程。研究了颗粒分布对第一变形区变形阶段的影响,以及不同加工方式下切削参数对切屑形态的影响。最后,描述了切屑自由表面和刀-屑接触界面的颗粒损伤形式,以直观地描述常规车削与超声振动辅助车削SiCp/Al复合材料加工中切屑的形成过程。结果通过测试加工后工件表面形貌发现超声振动辅助车削的切屑更加连续、切屑尺寸较小的加工表面粗糙度更小,常规车削的表面粗糙度为0.805μm,超声振动辅助车削的表面粗糙度为0.404μm,超声振动辅助车削比常规车削的表面粗糙度降低了49.8%。结论与常规车削相比,超声振动辅助车削有利于减小切屑厚度。超声振动辅助车削得到的切屑更加连续,避免了切屑碎裂,促进了切屑的顺利排出。通过对切屑形态进行研究,选择最优切削参数可以有效提高工件表面质量。