Cu-Fe合金凝固过程中结构变化研究

采用分子动力学模拟方法研究了Cu_(100-X)Fe_(X)(X=1%、3%、5%)合金在冷却速率为2×10^(10)K/s条件下合金凝固过程.研究表明,Fe含量为1%时,随着合金温度的降低Fe原子始终保持均匀分布的状态,未出现Fe原子聚集现象,晶体结构是以FCC为主的Cu基体,Fe原子以固溶形式存在于基体中.Fe含量为3%时,随着合金温度的降低Fe原子有聚集趋势,但BCC晶体结构占比较小,晶体结构仍是以FCC为主的Cu基体.Fe含量为5%,随着合金温度的降低Fe原子发生明显聚集,最终形成以FCC、HCP晶体类型为主镶嵌Fe原子的Cu基体.研究了Fe团簇的形成过程,结果表明,Fe团簇的形成、长大是一个连续的过程,该过程受形核生长机制控制,不同阶段形成Fe团簇的大小和数量受Fe-Fe原子相互作用力、Fe原子的扩散能力以及Fe团簇与Cu基体间的界面能三个因素共同影响.

高性能Cu-Fe合金薄带材及其短流程制备技术

为了解决Cu-Fe合金常规制备流程中重力分层的问题,利用铸轧工艺的亚快速凝固特点抑制其液相分离,并结合Marangoni效应及热泳力的耦合作用合理调控铸轧参数,获得厚度为2.2~2.4 mm、铁磁相尺寸和分布可控的Cu-20%Fe和Cu-30%Fe带材。通过金相与EBSD分析确定铸带形成了Cu相-富Fe相-Cu相的“三明治”层状复合结构,其中Cu-20%Fe铸带中的Fe相分布更为均匀,且EBSD分析结果表明凝固层中形成了大量的低能晶界,如Σ1和Σ3等。将Cu-20%Fe合金从2.4 mm冷轧至0.4 mm,在不同温度下进行热处理后继续冷轧至0.12 mm。结果表明:450℃热处理对轧板性能更好,导电率超过50%IACS,抗拉强度超过600 MPa,均匀伸长率达到7.5%,饱和磁化强度超过4.24×10^(5)A/m。

Effect of magnetic field on segregation behavior of α-Fe particles in Cu-Fe thin film prepared by magnetron sputtering

The segregation behavior of α-Fe particles in Cu-Fe film prepared by magnetron sputtering was studied by X-ray scattering and X-ray diffraction. The results show that the roughness of the film surface increases with the sputtering time increasing. The as-sputtered films are super saturation solid solution of Cu-Fe. After annealing at 500℃, α-Fe particle can be segregated from the Cu matrix. The orientations α-Fe particles in the annealed film without magnetic field are random. But the clear texture of α-Fe particles in the annealed film with magnetic field is formed, and the 〈001〉 direction of α-Fe particles tends to be parallel to the magnetic field direction.

人工时效处理对体育器材焊接用Al-6Si-2Cu-Fe合金组织与性能的影响

Al-Si-Cu铝合金广泛应用于体育器材中取代铁制零件,该合金的力学特性是其应用中重要的参考依据,其中Al-6Si-2Cu-Fe作为代表合金之一,不同的热处理状态会显著影响合金的显微组织与力学性能,为此,文中研究了不同人工时效处理方式对Al-6Si-2Cu-Fe合金的影响。按先后顺序对合金进行了3种不同的时效处理,分别是预时效、单级时效和双级时效。通过硬度测试、拉伸测试、冲击试验、金相观察和扫描电子显微镜能谱分析进行表征。结果表明,由于时效处理的不同,相组成和形态微结构存在差异,每种处理的差异可以在析出相的显微组织形态中观察到,各析出相包括弥散的、圆形和针状等形态,这些相结构显著影响了合金的力学性能。测试结果显示,单级时效处理获得了最高的硬度和抗拉强度,其分别为160.16 HB和201.45 MPa;预时效处理的冲击韧性最高,其吸收能量为18.55 J。

石墨粒度对Cu-Fe基摩擦材料性能的影响

采用 MM- 10 0 0型摩擦磨损试验机研究了石墨粒度对 Cu- Fe基摩擦材料性能的影响 .研究结果表明 :随着石墨粒度的细化 ,材料的硬度提高而强度降低 ;材料及偶件的磨损增大 ;此外 ,石墨粒度对 Cu-

SiO_2和SiC对Cu-Fe基烧结摩擦材料性能的影响

研究了在Cu Fe基烧结摩擦材料中SiO2 和SiC对材料的力学性能特别是摩擦磨损性能的影响。结果表明 :添加SiO2 摩擦材料的抗弯强度和摩擦因数分别为 141MPa和 0 .2 77,添加SiC的分别为 89MPa和 0 .2 5 5 ,添加SiO2 +SiC的分别为 10 9MPa和 0 .2 5 5。添加SiO2 的摩擦材料磨损量为后两者的 2倍 ,而添加SiC和SiO2 +SiC的摩擦材料对对偶的磨损量比前者约大 10倍。

不同载体对负载型Cu-Fe催化剂CO加氢反应性能的影响

以不同的氧化物为载体,采用共浸渍法制备了一系列负载型的Cu-Fe催化剂Cu-Fe/MOx(MOx=ZnO、ZrO2、TiO2、SiO2、MgO、Al2O3),并采用X射线衍射(XRD)、N2吸附(N2-adsorption)、程序升温还原(H2-TPR)和一氧化碳程序升温脱附(CO-TPD)技术对催化剂进行了表征。在温度为250℃、压力为3 MPa和原料气空速为6 000 mL/(g.h)的反应条件下,在连续流动微型固定床反应装置上考察了其催化CO加氢合成低碳醇的反应性能。结果表明,与其他氧化物为载体的催化剂相比,Cu-Fe/SiO2催化剂表面CuO的分散度较高,在较低的温度下容易被还原,具有较强的CO吸附能力,从而同时具有较高的活性和低碳醇选择性。

Ni-Cu-Fe-Al合金在850℃空气中的氧化行为

为研发铝电解惰性阳极连接导杆新材料,采用粉末冶金法制备Ni-Cu-Fe-Al四元合金,在850℃的空气气氛中进行氧化实验,并用XRD、SEM、EDS等测试设备对其表面氧化膜的成分、形貌和组成进行分析。结果表明,在该合金表面形成的氧化膜连续、致密,分为内、中、外三层,外层以铜镍复合氧化膜为主,中间层分布着岛状的铁氧化物,其中含有一定数量的NiFe2O4尖晶石相,内层为连续致密的Al2O3膜,能阻碍元素扩散,从而有效提高合金的高温抗氧化性能。

Ce添加对Cu-Fe/SiO_2催化合成气制低碳醇性能的影响

采用共浸渍法制备了添加不同Ce含量(相对于SiO_2的摩尔分数为0-20%)的Ce-Cu-Fe/SiO_2催化剂,在连续流动微型固定床反应器中考察了其催化CO加氢合成低碳醇反应的性能,并采用X射线衍射(XRD)、低温N_2吸附、程序升温还原(H_2-TPR)、CO吸附傅里叶变换红外光谱(CO-FTIR)和CO程序升温脱附(CO-TPD)技术对催化剂进行了表征.结果表吸:添加适量的Ce,一方面降低了Cu的晶粒大小,提高了Cu的分散度,进而提高了对CO的吸附能力;另一方面掺入的Ce和Cu之间存在相互作用,提高了CO解离和非解离吸附的能力,从而有利于CH_x的生成和CO的插入反应.上述两方面的共同作用同时提高了Cu-Fe/SiO_3催化剂的活性和醇的选择性.当Ce含量为10%时,在压力为3.0 MPa,温度为250℃,空速为6000 mL·g^(-1)·h^(-1)和H_2/CO摩尔比为2的反应条件下,Ce-Cu-Fe/SiO_2催化剂上醇的时空产率达到121.0 g·kg^(-1)·h^(-1),比未添加Ce的Cu-Fe/SiO_2催化剂的时空产率(58.0 g·kg^(-1)·h^(-1))提高了一倍以上.

Al-Cu-Fe准晶薄膜/涂层的研究进展

综述了目前制备Al-Cu-Fe准晶薄膜/涂层的方法,并分析了其影响因素。重点评述了Al-Cu-Fe准晶薄膜/涂层的组织及其转变,介绍了Al-Cu-Fe准晶薄膜/涂层的性能及其应用,并指出了其今后研究趋势。

合金元素对形变Cu-Fe原位复合材料性能的影响

利用电阻测量仪 ,电液伺服万能试验机 (MTS) ,扫描电镜 (SEM)和透射电镜 (TEM)研究了添加微量Zr,Mg元素及Fe含量对室温和退火状态的形变Cu Fe原位复合材料的组织、导电性和强度的影响。结果表明 ,添加Zr后 ,在不明显损失导电性的情况下 ,可使极限抗拉强度 (UTS)提高约 10 %。进行2h不同温度退火处理 ,材料的电阻率在 4 0 0℃之前稍稍减小 ,后快速增加 ;UTS在 15 0℃之前稍稍增加 ,后快速减小 ,Zr的加入改善了材料的热稳定性 ,表现在随着退火温度的增加 ,UTS下降的幅度变缓。添加Mg使材料变脆。形变量和Fe含量的增加使材料的电阻率和强度显著增大。经 15 0℃× 2h ,30 0℃×2h退火处理可改善此类材料的综合性能。

基底材料对磁控共溅射Al-Cu-Fe薄膜特性的影响

采用磁控共溅射工艺来制备Al-Cu-Fe薄膜,选用抛光状态的纯Al、纯Cu和不同粗糙度的不锈钢基作为基底材料。通过原子力显微镜分析薄膜的表面形貌,利用扫描电镜能谱仪分析薄膜的元素含量;通过MTS纳米力学综合测试系统分析薄膜的结合强度和摩擦因数。分析结果表明:不锈钢作为基底材料的薄膜与基体的结合强度最大,其次为纯铝和纯铜。纯铜基底薄膜的摩擦因数最大,达到0.17,其余两种薄膜的摩擦因数均不大于0.03。而薄膜表面形貌与基底材料的原始形貌有直接的联系,基底原始粗糙度越小,薄膜的表面组织也越细;基底原始粗糙度越大,薄膜表面形成的晶粒的团聚越明显。

高强高导Cu-Fe合金的研究进展

综述了高强高导Cu-Fe合金的强化方法、制备、形变工艺及性能等的研究进展。结合形变及时效处理,提出了如何利用快速凝固中Cu-Fe合金的液相分离控制合金的凝固组织、合理开发三元及多元合金和采用电磁搅拌方法提高Cu-Fe合金的综合性能是未来研究的重要方向。

磁控溅射制备Al-Cu-Fe薄膜不同溅射时间的生长行为

采用磁控溅射法在硅基材上制备了Al-Cu-Fe薄膜,采用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)研究了不同溅射时间下Al-Cu-Fe薄膜的生长行为。结果表明,随着溅射时间的延长,Al-Cu-Fe薄膜的β晶相的衍射峰半峰宽逐渐减小,而λ晶相的衍射峰半峰宽则逐渐增大。Al-Cu-Fe薄膜的生长依次经历了小岛形核阶段、小岛结合阶段、连续薄膜阶段、晶粒长大阶段等4个阶段。另外,随着溅射时间的延长,Al-Cu-Fe薄膜的粗糙度呈现出先增大后减小的趋势。

大变形Cu-Fe原位复合材料研究

研究了Cu 1Fe(质量分数/%)合金经形变热处理后的组织与性能。结果表明,采用合适的中间热处理工艺,可以明显地提高Cu Fe合金的强度及导电性,使之具有高强度与高导电性的良好结合。

高强度高导电的形变Cu-Fe原位复合材料

通过合金成分和变形工艺研究,制备了一种高强度高导电性的形变Cu Fe原位复合材料。实验结果表明,铁含量越高,强度越高,导电性越低;加入少量镁或锆,可提高强度,但同时损失导电性。在变形过程中,加入适当的中间热处理,在改变强度不太大的前提下,能大大提高导电性。通过合理选择合金成分和变形工艺流程,可制备不同强度和导电性等级要求的Cu Fe原位复合材料。

热处理对Cu-Fe及Cu-Cr两种合金性能的影响

对含有微量稀土元素的Cu-1.9Fe和Cu-1.0Cr(wt%)合金采用不同的热处理工艺:铸态+固溶+时效;铸态+时效。通过对各试样的硬度、导电率及显微组织分析,比较了有无固溶环节对Cu-Fe和Cu-Cr合金组织和性能的影响,结果表明增加固溶工艺环节后均促进再结晶,使再结晶提前,两种合金的性能比未经固溶工艺的性能都更低。

Cu-Fe基粉末冶金闸片制动特性的研究

以铸钢为制动盘、Cu-Fe基粉末冶金材料为闸片组成摩擦副，利用MM-1000II型摩擦磨损性能试验机研究了制动速度（60～380km／h）、制动压力（0．3～0．5MPa）对摩擦系数、闸片温升、制动距离和制动扭矩的影响，并分析了闸片的磨损特点和物相变化。结果表明：摩擦材料的摩擦系数随制动速度的增加而减小，闸片表面温度随着制动压力增加而升高，刹车距离随着制动压力的增加而减小，不同制动速度下的闸片磨损机理主要是疲劳磨损、磨粒磨损和氧化磨损。

Cu-Fe原位复合材料的研究现状和发展趋势

形变铜基原位复合材料具有的高强度、高导电率的突出特点使其成为具有广泛应用潜力的结构功能材料。对Cu-Fe系形变原位复合材料的制备工艺、强化机理、导电率以及该类材料的研究现状进行了介绍,并展望了其发展趋势。

激光-感应复合熔覆Cu-Fe合金涂层的结构与性能

采用激光-感应复合熔覆方法,在黄铜基材表面制备Cu-Fe合金涂层,研究涂层的显微组织与性能特征。结果表明,当激光扫描速度为3000 mm/min、粉末流量为110 g/min时,在黄铜基材上获得表面较光滑、无气孔与裂纹的Cu-Fe合金涂层。另外,Cu-Fe合金在激光-感应复合熔覆过程中发生液相分离,在涂层底部,过饱和的金属基体α-Fe呈平面状与柱状枝晶生长;在涂层中上部,直径不等的球状颗粒α-Fe镶嵌在过饱和的金属基体ε-Cu内,许多细小的白色粒状物ε-Cu在球状颗粒α-Fe内均匀弥散析出,涂层的平均显微硬度相对于基材的提高约2.8倍。