深过冷Cu-Ni-Fe三元合金自定向快速凝固

利用熔融玻璃净化结合循环过热，在２５～３０４Ｋ过冷度范围，分析了Ｃｕ－３９％Ｎｉ－６％Ｆｅ（ｗｔ％）三元合金凝固过程过冷组织的演化规律。确定了负温度梯度下实现自定向凝固的过冷度条件：下限为能够抑制快速凝固过程中形成的枝晶熟化的最低过冷度，上限为快速凝固过程中枝晶不发生准球状化转变的最高过冷度；就研究的合金而言，过冷度范围为１１０～１８０Ｋ。在定向凝固的过冷度范围内，无需人为控制固液界面前沿的温度梯度，而且，以点触发试样端部。

Cu-Ni-Fe双相合金在800～900℃的低氧压氧化

研究了经自发分解产生的Cu 30Ni 2 5Fe(摩尔分数 ,% )双相合金在 80 0～ 90 0℃于低氧分压 (只有Fe可被氧化 )条件下的氧化行为。该合金的氧化动力学遵循抛物线规律 ,相同氧化条件下 ,其氧化速率低于纯Fe和二元Cu 2 5Fe合金。氧化膜包括Fe3O4外层和FeO的内氧化物颗粒 ,并且FeO均匀分布在Cu Ni固溶体上 ,与合金两相的初始分布没有联系 ,而内氧化带前沿合金中出现贫Fe的Cu Ni固溶体单相层。讨论了二元 /三元双相合金与单相合金由互固溶度引起的氧化行为差异 ,认为双相合金中难以发生最活泼组元的单一外氧化是由于组元在基体中的扩散受到双相强烈限制的结果。

过冷Cu-Ni-Fe合金凝固组织的演化

用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法，研究了Cu－390Ni－60Fe（mg·g－1）合金过冷熔体凝固组织的演化规律在过冷度25～304K的范围内，其凝固组织的形态有两次突变：第一次是在过冷度110K时，因枝晶熟化被抑制，由枝晶重熔形成的粒状晶转变成高度细化的细枝晶；第二次发生在过冷度180K时。

以真空熔敷Cu-Ni-Fe涂层为先导的钨/铜扩散连接

采用真空熔敷法在纯钨表面制备Cu-Ni-Fe涂层,以此涂层为中间层,实现纯钨与铜的扩散连接。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、显微硬度计及剪切试验等方法,研究钨/Cu-Ni-Fe涂层/铜连接接头的界面显微组织特征及成分分布。结果表明:真空熔敷所形成的钨/Cu-Ni-Fe涂层界面中,大量W原子以反应扩散形式进入Cu-Ni-Fe涂层,形成宽约6μm的界面富FeW层;后续扩散连接所形成的Cu-Ni-Fe涂层/铜界面中,除了母材紫铜中存在少量微孔外,界面组织均匀致密;钨/Cu-Ni-Fe涂层/铜连接接头的剪切强度达到185MPa,断裂失效发生在钨母材和界面富FeW层中。

电磁搅拌对Cu-Ni-Fe-Al合金晶粒尺寸的影响

采用真空熔炼铸造法,在Cu-Ni-Fe-Al耐蚀合金的凝固过程中,对其施加电磁搅拌,并考察搅拌电流、搅拌频率等参数对Cu-Ni-Fe-Al耐蚀合金晶粒尺寸的影响。结果表明:对于Cu-Ni-Fe-Al耐蚀合金,在其凝固过程中对其施加电磁搅拌,起到细化晶粒的作用,明显改善合金凝固组织,使铸件得到细小的等轴晶结构。在电磁搅拌的影响因素中,电流强度相比于搅拌频率对晶粒的细化作用效果更为明显。

Fe@Cu-Ni材料降解罗丹明B的机理与途径

文章采用直接还原法制备了Fe@Cu-Ni微电解材料,并探究了其对罗丹明B(Rh B)的降解效果。采用SEM、XRD和XPS对Fe@Cu-Ni进行了表征,分析了Fe@Cu-Ni对Rh B的降解机理和降解路径。Fe@Cu-Ni的枝晶结构为电子传递和富集提供了发散路径,有利于电荷转移。电子转移通道末端的Cu_(2)O和Fe与Ni掺杂对氧还原反应生成H_(2)O_(2)起着重要作用。由原位产生的H_(2)O_(2)催化生成的·OH是降解Rh B的关键活性物质。通过LC-MS/MS对Rh B的降解中间体进行了鉴定,结果表明,Rh B的降解主要来自于·H和·OH的协同作用。当pH=2、Fe@Cu-Ni催化剂用量为0.5 g/L、Rh B初始浓度为20 mg/L时,Rh B的降解效率可达98.7%。该研究强调了Fe@Cu-Ni复合材料在消除染料残留方面的潜力。

粉末锻造Al_(2)O_(3)颗粒增强Fe–Ni–Mo–C–Cu复合材料的组织与性能

通过粉末锻造技术制备了不同含量微米级Al_(2)O_(3)颗粒强化的Fe–Ni–Mo–C–Cu(Q61)复合材料,并对调质态和淬火态复合材料的组织和性能进行了研究。结果表明:当Al_(2)O_(3)质量分数为0.15%时,增强颗粒在基体内分布均匀;相较于同种状态下不添加增强颗粒的单一Q61,调质态复合材料的硬度从HRC 38增至HRC 39.8,屈服强度从1106 MPa增至1121 MPa,延伸率从12%降至6.5%;淬火态复合材料的硬度从HRC 61.5增至HRC 63.2,磨损率从5.27×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1)降至3.08×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1),低于对比试验用的典型齿轮材料40Cr的磨损率(3.34×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1))。当Al_(2)O_(3)质量分数大于0.15%时,Al_(2)O_(3)颗粒逐渐偏聚,虽然调质态下复合材料屈服强度仍继续小幅增加,但塑性严重退化,且淬火态复合材料磨损率增加,耐磨性变差。综合来看,添加0.15%Al_(2)O_(3)颗粒强化Q61复合材料在调质态下具有较高的综合力学性能,而在淬火态下表现出良好的抗摩擦磨损能力。

增材制造钨基合金的研究进展

钨基合金是仅次于硬质合金的第二大类钨的深加工制品,钨基合金具有的独特物理和力学性能使得其在国防工业和国民经济各领域发挥着巨大的作用,但随着未来制造业对零件的精度要求越来越高以及更为复杂的零部件设计,采用传统的粉末冶金方法难以实现这些要求。增材制造(AM)为其提供了独特的几何设计自由度和快速原型制作能力。本文对国内外增材制造钨基合金的研究进展进行了介绍,并对研究面临的主要问题、研究趋势进行分析和展望。

Mn含量对Fe-Cu-Mn-Ni合金中富Cu相析出影响的相场法研究

通过耦合CALPHAD热力学数据库建立了一个模拟多元合金固态相变过程中微观组织演变的相场模型,并以Fe-Cu-Mn-Ni合金为例,从动力学角度揭示了Mn含量对富Cu相析出机制的影响。结果表明:随着富Cu相的析出,Mn和Ni原子在富Cu相的中心发生偏聚,导致在富Cu相界面形成B2环。Mn含量变化会改变富Cu相的形貌和析出机制。在Mn含量较低时,富Cu相仅发生Ostwald粗化,其形貌为球形;而在Mn含量较高时,富Cu相的粗化机制包括Ostwald粗化和合并长大,其形貌从球形转变为棒状。提高Mn含量会促进富Cu相的析出,其体积分数和半径也增大,但数量减少。

三元系调幅分解的热力学判据

从三元系自由能对成分的Taylor展开,导出三元调幅分解的热力学判据为G_(xx)(δ_x)~2+2G_(xy)δ_xδ_y+G_(yy)(δ_y)~2<0,据此引出调幅分解的各种条件:当G_(xx)<0,G_(xy)~2-G_(xx)G_(yy)<0,为不受成分起伏方向约束的不稳定分解,当G_(xx)<0,G_(xy)~2-G_(xx)G_(yy)>0以及G_(xx)>0,G_(xy)~2-G_(xx)G_(yy)>0或G_(xx)=0均为受成分起伏方向约束的不稳定分解,相应的成分起伏δ_x,δ_y需满足一定的条件。由此可以解释调幅分解过程中发生的成分转动现象.以Cu-Ni-Fe系为例根据以上三元调幅分解的判据由计算机计算不稳定分解区域的范围与文献报道的实验结果相符。

三元Cu—Ni—Fe合金在700—900℃空气中的氧化

研究了三元双相 Ｃｕ—３０Ｎｉ—２５Ｆｅ合金在 ７００—９００℃空气中的氧化在相同温度下合金的氧化速率都低于纯铜的，７００—８００℃的氧化动力学为抛物线规律，在９００℃初期为抛物线规律，后期变为线形规律，氧化膜最外层为近乎纯的氧化铜；内层是由三种金属组元的氧化物及组无间的复合氧化物所构成的混合区域，另外，在外氧化膜下面发生了Ｆｅ和Ｎｉ的内氧化，而内氧化区前沿的合金中仍保持为双相结构，该合金中难以发生Ｆｅ的选择性外氧化，这是组元间较小互溶度及合金双相结构限制了Ｆｅ的扩散的结果．

具有失稳分解强化的Hall-Petch关系

对Cu 30Ni 2 5Fe合金 ,采用变形和热处理的方法获得了不同的晶粒度和失稳分解组织 ,研究了失稳分解相界对Hall Petch关系的影响·结果表明 ,合金发生失稳分解后 ,其硬度和晶粒直径的关系仍符合Hall Petch关系式·在各种晶粒度下失稳分解后的硬度均大于固溶态 ,但当分解后的两相尺寸与晶粒尺寸相比约小两个数量级时 ,失稳分解的相界强化作用消失·失稳分解组织的细晶硬化系数KHV值明显低于固溶态 ,且随失稳分解强化作用的增大而降低 ,这反映了失稳分解后合金的强度对晶粒大小的敏感程度降低·

铜-镍-铁-铁酸镍金属陶瓷的导电性研究

为提高金属陶瓷铜-铁酸镍的电导率,以氧化镍、三氧化二铁、铜、铁和镍为主要原料,采用两步固相烧结法,制备出铜-镍-铁-铁酸镍金属陶瓷试样。用阿基米德排水法测试样密度,并结合X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析其微观结构,用四探针法测量了试样的电导率。研究表明,金属铁、镍的加入能够起到晶粒细化、提高致密度的作用,同时使铜与陶瓷的润湿性得到改善,并且有部分金属进入到陶瓷相中。在400~800℃,试样铜-镍-铁-铁酸镍比铜-铁酸镍的电导率有所提高,在960℃下试样的电导率为13.96Ω-1.cm-1。

电感耦合等离子体质谱法测定天然水体中19种元素

建立STD/KED模式-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法同时测定天然水体中铍、硼、钛、钒、铬、锰、钴、镍、铜、锌、钼、镉、锑、钡、铊、铅、铁、砷和硒19种元素的分析方法。仪器调谐校准后,样品在线加入锂、钪、铑、铋校准溶液校正,以标准曲线内标法定量分析。标准曲线相关系数均大于0.999,样品加标回收率为92.6%~103.6%,质控样品测定值相对标准偏差为0.20%~2.6%(n=6),方法检出限为0.01~0.70μg/L。该方法灵敏度高,操作简便,节省人力,能满足天然水体中19种元素的同时检测需要。

Al对Cu-20Ni-19Fe合金微观组织和高温抗氧化性能的影响

为了解决Cu-Ni-Fe惰性阳极在铝电解过程中高温抗氧化性能差的问题,采用真空熔炼法制备不同Al含量的Cu-20Ni-19Fe-x Al(x=0%,6%,8%,10%,质量分数,下同)合金,于850℃和1.013×10^(5) Pa氧分压下进行高温氧化实验,氧化时间为100 h,研究Al添加量对合金微观组织结构及高温氧化性能的影响。结果表明:铸造Cu-20Ni-19Fe合金由富Ni/Fe的枝晶相(γ_(1))和富Cu,Ni的基体相(γ_(2))组成;添加6%Al的Cu-20Ni-19Fe合金,Al固溶在合金基体中;添加8%和10%Al的Cu-20Ni-19Fe合金,微观组织中形成了针状或块状NiAl相,且NiAl相随Al含量的增加而增多;Cu-20Ni-19Fe合金在850℃和1.013×10^(5) Pa氧分压下氧化动力学呈直线规律;添加Al元素后,合金的高温氧化动力学曲线由直线转变为指数规律,Al含量越高,合金氧化速率指数越小。Al元素的加入提高了Cu-20Ni-19Fe合金的高温抗氧化性能,使其有望成为惰性阳极铝电解中的备选阳极材料。

电感耦合等离子体发射光谱法测定富镁铁橄榄岩类矿石中铜镍铁和氧化镁

样品经氢氟酸-盐酸-硝酸-高氯酸混合酸一次加入冷浸直接溶解,在5%(体积分数)的盐酸介质中,用电感耦合等离子体发射光谱法测定富镁铁橄榄岩类矿石中的铜、镍、铁、氧化镁,克服了传统分析方法操作繁琐、周期长、成本高,而过程难以控制等缺点。方法检出限为铜2.0μg/g,镍3.0μg/g,铁10μg/g,氧化镁20μg/g;精密度(RSD,n=12)为0.8%～4.1%。经国家一级标准物质分析验证,测定值与标准值吻合,结果准确可靠。对于富镁铁岩类矿石中含量较高的硫化物的测定,采用一次加混合酸冷浸除硫后,再加热分解样品,结果令人满意;其中含量较高的铁和氧化镁,采用分取稀释测定,减小基体干扰。建立的方法样品处理程序简单快速,线性范围宽,分析重现性好,适用于地质部门批量样品的分析。

微量Sc和Zr对2618铝合金再结晶行为的影响

配制了２６１８ 及２６１８ ＋ Ｓｃ＋ Ｚｒ 两种不同成分的合金， 采用硬度测试初步研究了微量Ｓｃ 和Ｚｒ对２６１８ 合金冷轧板材退火后再结晶行为的影响， 并采用金相显微镜和透射电镜观察了合金不同状态下的显微组织结构。结果表明： 加入Ｓｃ 和Ｚｒ 后生成的Ａｌ３（Ｓｃ ，Ｚｒ） 质点细小弥散， 与基体共格， 可钉扎位错， 稳定亚结构， 阻碍亚晶长大及晶界的迁移， 从而抑制合金的再结晶， 使含Ｓｃ 和Ｚｒ 的合金再结晶温度比参比的２６１８ 合金的再结晶温度提高约２００ ℃； 亚晶聚合机制对合金的再结晶发挥了作用。

镍/铁和铜/铁双金属降解四氯乙烯的研究

选用镍 /铁和铜 /铁双金属对四氯乙烯 (PCE)进行脱氯试验 .结果表明 ,双金属系统对四氯乙烯有明显的脱氯作用 ,且脱氯反应符合准一级反应动力学方程 ,双金属在降解PCE的过程中 ,无三氯乙烯 (TCE)、二氯乙烯 (DCE)和氯乙烯 (VC)等中间产物形成 ,与零价铁系统相比 ,双金属系统对PCE的降解速率有明显提高 ,尤其是Ni/Fe双金属 ,反应速率常数kSA从 0 1 2 89ml·m- 2 ·h- 1 提高到 0 3697ml·m- 2 ·h- 1 ,Cu/Fe双金属的反应速率常数kSA为 0 2 2 79ml·m- 2 ·h- 1 .无论是哪种反应介质 。

快速凝固Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金的显微组织和析出过程

利用X射线衍射、DSC、透射电镜和能谱分析研究了快速凝固Al 4Cu Mg 3Fe 4Ni (质量分数 )合金急冷态和退火态的显微组织 ,同时测定了该合金的显微硬度。结果表明 :快凝合金急冷态组织为过饱和α Al基固溶体和Al3 Ni相 ;当快凝合金经 4 0 0℃× 1h处理后 ,有少量S相 (CuMgAl2 )析出 ;快凝合金经 4 0 0℃× 9h处理后 ,出现了FeNiAl9弥散相 ;在合金组织中未见Al Cu Fe和Al Cu Ni相。随时效时间的增加 ,快凝合金的显微硬度不断增加 ,达到峰值后硬度缓慢下降 ,之后随FeNiAl9析出硬度又重新增加。

Zr-Ti-Cu-Ni-Be-Fe块体非晶合金及非晶基纳米复合材料的形成及其性能

采用水淬法制备出了块状、高强度Ｚｒ－Ｔｉ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｂｅ－Ｆｅ非晶合金研究了铁原子组元对 Ｚｒ－Ｔｉ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｂｅ－Ｆｅ块体非晶形成能力、硬度、磁化率及其热稳定性的影响结果表明，当 Ｆｅ含量超过 １０％（原子分数）时。