Al-Cu-Mn-Fe-Ag-Zr合金的微观组织与室温和高温性能研究

Al-Cu合金具有低密度、耐热性好和潜在的高温稳定性等优点,广泛应用于汽车和航空航天等领域。为提高Al-Cu基铸造合金的耐热性能,本文制备了质量分数为Al-4%Cu-0.5%Mn-0.1%Fe-0.4%Ag-0.3%Zr(简称AC)的合金。采用OM和SEM分析了合金的微观形貌及化学成分,采用XRD分析了合金的物相结构,采用EBSD研究了晶粒形态与尺寸分布,采用TEM分析了合金在时效处理后的微观组织和析出相形态,采用高低温拉伸试验机进行了室温和高温力学性能测试。结果表明,AC合金在铸造过程中形成的金属间化合物主要包括Al_2Cu和Al_7Cu_2Fe,其中,Al_2Cu相在固溶处理后溶入基体中,并在时效处理后重新沉淀为θ′相,成为主要的强化相。此外,经T6热处理后,合金中还包含着T_(Mn)(Al_(20)Cu_2Mn_3)相,Ag元素固溶于铝基体中,而Zr元素则使得合金析出L1_2-Al_3Zr纳米相,其与θ′相存在位向关系。测试了合金在室温和高温(200、300和400℃)下的拉伸性能,对应屈服强度可分别达236、155、129和61 MPa。

锆合金第二相研究述评(Ⅱ):Zr-Sn-Nb-Fe系合金

对国内外关于Zr-Sn-Nb-Fe系新锆合金中第二相粒子的研究情况进行评述,并重点探讨不同种类Zr-Nb-Fe析出相的成分、晶体结构及其形成机制和条件。合金中的Zr-Nb-Fe析出相有两种:一种为六方结构的MgZn2型Zr(Nb,Fe)2Laves相,其形成与合金中作为杂质存在的Cr元素有关;另一种为立方结构的Ti2Ni型(Zr,Nb)2Fe相,与合金中普遍含有的O元素有关。对大量不同成分的Zr-Sn-Nb-Fe系合金的检测证实,可以用一个由合金中Nb和Fe含量确定的R*参数来分析其成分变化时合金中可能出现的析出相类型。

Sm对Sm（Co，Cu，Fe，Zr）z永磁合金性能和退磁曲线方形度的影响

本文探讨了高矫顽力Ｓｍ（Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｚｒ）ｚ（６８＜ｚ＜８．５）永磁合金的Ｓｍ含量对磁性能和退磁曲线方形度的影响，试验结果表明，磁性能和退磁曲线方形度与磁体的Ｓｍ含量有关，制备过程中的氧化和真空高温蒸发会改变磁体的有效Ｓｍ含量．当磁体Ｓｍ含量为２４．０—２４．５ｗｔ％，氧含量小于４０００ＰＰｍ时，可得到较佳的磁性能．Ｂｒ：１．０８—１．１４Ｔ，ｉＨｃ：１３５２．６—１５９１．３ＫＡ／ｍ，ｂＨｃ：７５５．９—８１９．５ＫＡ／ｍ，（ＢＨ）ｍ：２２６．８—２３８．７ＫＪ／ｍ３．最佳退磁曲线方形度为Ｋ＝０．９７７．

Fe_(89)Zr_7B_4退火薄带的纳米晶结构、巨磁阻抗和磁导率变化

Fe_(89)Zr_7B4薄带在550℃～720℃的温度范围内分别退火20min,析出晶粒为13nm～17nm的α-Fe。720℃退火时有微量的第二相析出。Fe_(89)Zr_7B_4纳米晶薄带的巨磁阻抗效应与退火温度紧密相关,存在一个最佳退火温度,约为650℃。进一步的实验结果显示：Fe_(89)Zr_7B_4纳米晶薄带在直流磁场引导下横向磁导率的变化率在650℃存在最大值。经典电磁理论与磁谱结合的模型能较好地描述Fe_(89)Zr_7B_4纳米晶薄带磁阻抗与频率的依赖关系。实验数据和理论计算结果均表明,巨磁阻抗效应与磁场引导的横向磁导率的变化紧密相关。

Zr,Nb对Fe—B合金非晶形成能力的影响

根据获得高玻璃形成能力（GFA）非晶合金的多元化理论，研究了Zr，Nb对二元Fe—B非晶合金GFA的影响．结果表明，高B含量Fe—B非晶合金中加人适量Zr能够促进玻璃态转变．三元Fe—B—Zr非晶合金中加入少量Nb能够有效地提高其GFA．多元化是促进非晶合金玻璃态转变和提高其GFA的有效方法．

CO_2和甲醇直接合成碳酸二甲酯的Fe-Zr-O催化剂制备和性能研究

采用共沉淀法制备的Fe-Zr-O催化剂对CO2与甲醇直接合成碳酸二甲酯（DMC）反应具有较高的催化活性，与其他制备方法比较具有催化活性高且可重复利用的特点。通过SEM、TEM和N2吸附．脱附的表征结果表明，所制备的催化剂粒径均匀，比表面积大，孔道直径集中在10～30nm，便于反应物和产物的扩散；XRD和XPS分析结果表明，铁锆之间发生了相互作用，铁的价态略有升高，使其所对应的L酸性增强，铁锆原子分别插入到对方氧化物晶格中，使氧化铁和氧化锆的晶型均发生改变。

非晶合金Fe-7Zr-3B的纳米晶结晶化机理

利用场离子显微镜－原子探针，透射电镜及高分辨电镜研究了非晶合金Ｆｅ－７Ｚｒ－３Ｂ中α－Ｆｅ相的结晶过程，结果表明，α－Ｆｅ相是以形核－生长方式结晶的．在制备态非晶样品中观察到了中程有序畴，结晶前，中程有序畴得到进一步发展；在α－Ｆｅ相的形核生长阶段，观察到Ｚｒ原子在α－Ｆｅ相／非晶相的界面上富集，说明α－Ｆｅ晶粒的生长是由Ｚｒ原子的扩散所控制的．

Sm(Co,Cu,Fe,Zr)_z永磁体注射成形坯溶剂脱脂工艺的研究

本文对Sm(Co0.721Cu0.08Fe0.174Zr0.025)7.5注射成形坯进行了溶剂脱脂实验,通过溶剂、温度、装载量和生坯厚度对脱脂速率的影响,分析了注射坯的溶剂脱脂工艺过程。结果表明:在溶剂中添加植物油能有效地抑制脱脂过程中注射坯开裂,并且粘结剂的脱除率可达70%以上;溶剂脱脂的初期主要受扩散反应控制、随着脱脂温度升高和装载量降低,脱脂速率增加,脱脂的后期溶解成为脱脂的主要控制性环节,温度和装载量对脱脂速率的影响与起始阶段相反;注射坯越厚,粘结剂的脱除率越低。

沉积态(Fe_(88)Zr_7B_5)_(0.97)Cu_(0.03)软磁合金薄膜的磁性和巨磁阻抗效应

采用射频溅射法在单晶硅衬底上制备了(Fe88Zr7B5)0.97Cu0.03非晶软磁合金薄膜样品,对沉积态样品的软磁性能和巨磁阻抗(GMI)效应进行了实验研究与机理分析.结果表明,未掺Cu元素的Fe88Zr7B5沉积态合金薄膜几乎无GMI效应,而掺了适量Cu元素的(Fe88Zr7B5)0.97Cu0.03合金薄膜在沉积态下即具有显著的GMI效应.在13 MHz频率下,最大纵向磁阻抗比达17％,最大横向磁阻抗比为11％,这表明(Fe88Zr7B5)0.97Cu0.03非晶合金薄膜在沉积态已具备优异的软磁性能和巨磁阻抗效应.同时讨论了该薄膜样品的巨磁阻抗效应随频率的变化特性.

水溶液中电沉积Fe-Zr-B纳米合金

在酸性镀液中电沉积了Fe Zr B纳米合金。讨论了影响镀层组分的因素。用原子吸收光谱和分光光度法分析了镀层组分 ,线性扫描和循环伏安法研究了电极过程。实验结果表明 ,甘氨酸和二甲基甲酰胺 (DMF)抑制了铁的沉积 ,沉积机制可能是诱导共沉积。电镜扫描图像表明镀层粒子是纳米粒子 ,XRD分析表明镀层含有Fe

微波/Fe-Zr联用技术处理正丁酸模拟废水的研究

采用自制的Fe-Zr为催化剂、H2O2为氧化剂、正丁酸为模拟污染物,以TOC去除率为指标,对微波/Fe-Zr联用技术进行了研究。分别考察了Fe-Zr用量、H2O2用量、微波炉的功率、微波的作用时间及Fe-Zr重复使用的次数对TOC去除率的影响;并利用一次回归正交试验确定了微波/Fe-Zr联用技术处理正丁酸模拟废水的优化条件,即处理TOC约为490mg/L的150mL正丁酸模拟废水,Fe-Zr的用量为4g、H2O2的用量为7mL、微波炉的功率为640W、微波的作用时间为10min,此时对TOC的去除率高达95;最后在优化条件的基础上,对6种不同的处理工艺进行了比较,结果表明微波/Fe-Zr联用技术对TOC的去除率最高。

高温稀土永磁体Sm(CoCuFeZr)_z的研究现状

总结了影响高温磁体使用温度的关键因素,分析了成分对高温永磁体Sm(CoCuFeZr)_z使用温度的影响,概括了高温永磁体Sm(CoCuFeZr)_z的矫顽力机理,并探讨了高温永磁体Sm(CoCuFeZr)_z今后的研究方向。

非晶Al_(85)Fe_(10)Zr_5合金及其晶化行为

用X射线衍射 (XRD)、差示扫描量热 (DSC)和透射电镜 (TEM )方法 ,研究快速凝固Al85Fe1 0 Zr5合金急冷态和退火态的显微组织。结果表明 ,DSC曲线显示非晶的晶化为非晶→Al+非晶→Al+Al1 3Fe4 +Al3Zr两阶段反应 ,初始温度分别为 165℃和 3 80℃。快凝合金经 2 0 0℃× 1h退火 ,急冷态组织中的完全非晶转变为非晶 +面心立方 (fcc)Al晶的混合体 ,Al相为纳米晶 (<2 0nm)。快凝合金试样经 5 0 0℃× 1h处理 ,Al1 3Fe4 和Al3Zr相析出并明显粗化。采用快凝方法可获得完全非晶组织 ,而面心立方Al相及Al1 3Fe4

Zr-Sn-Nb-Fe合金金属间化合物及其α/β相变温度的研究

利用大功率X射线衍射仪研究了Zr-1.0Sn-1.0Nb-0.3Fe合金金属间化合物的晶体结构,结果表明,Zr-1.0Sn-1.0Nb-0.3Fe合金的金属间化合物是Ti2Ni结构的立方(ZrNb)2Fe和六方Zr(NbFe)2。在轧制状态下,六方Zr(NbFe)2是主要的析出相。400℃淬火时,立方(ZrNb)2Fe是主要的析出物。750℃时,不再观察到六方Zr(NbFe)2;850℃时,不再观察到立方(ZrNb)2Fe。综合DTA和X射线测试结果,确定合金-αZr→-βZr转变开始温度为633℃,这个温度也是Zr(NbFe)2开始熔入-βZr的温度,在785℃,立方(ZrNb)2Fe开始熔入-βZr,到1000℃时,-αZr→-βZr转变结束。

粉末特性对Sm_2(Co,Cu,Fe,Zr)_(17)永磁材料及性能的影响

在粉末冶金工艺生产Sm_2(Co,Cu,Fe,Zr)_(17)的过程中,粉末特性对材料的性能存在较大影响。本研究对气流磨和滚动球磨两种工艺所制备的粉末进行比较,通过粒度分析及显微镜观察,研究了粉末的粒径与形状对材料性能的影响。分析结果表明,气流磨所制备的粉末平均粒径为4.53μm,尺寸分布范围较窄,粉末颗粒成近似球状,所得材料磁性能参数中Br,(BH)max优于滚动球磨。

快速凝固Al-Cr-Zr-Fe合金的微观组织和性能

采用单辊旋淬法制备Al 4Cr 4Zr 2Fe(质量分数 ,% )合金薄带。利用透射电镜、X射线衍射、能谱分析技术研究了合金急冷态和退火态的显微组织 ,测定了合金的显微硬度。结果表明 :在快凝Al Cr Zr合金中添加铁元素可增加合金的室温和高温性能 ,快速凝固Al 4Cr 4Zr 2Fe合金所形成的过饱和固溶体α Al在 40 0℃左右形成Ll2 Al3Zr和Al4 (Cr ,Fe)相 ,产生明显的沉淀硬化效应 ,其中 ,Ll2 Al3Zr相为主要强化相。在Al 4Cr 4Zr 2Fe快凝组织中 ,发现一种方形Al Zr相 ,该相作为形核核心 ,位于等轴晶α Al中央。

磁粉粒度对烧结Sm(Co_(0.72)Fe_(0.15)Cu_(0.1)Zr_(0.03))_(7.5)的磁性能的影响

采用粉末冶金法制备烧结Sm(Co0.72Fe0.15Cu0.1Zr0.03)7.5,研究磁粉粒度对磁体磁性能的影响。结果表明,增加球磨时间将细化磁粉粒度,提高磁粉的比表面积,有利于降低磁体的烧结温度。球磨5,7,9,11 h的磁粉的最佳烧结温度分别为1225,1225,1215,1215℃。磁粉球磨9 h,烧结温度为1215℃条件下制备的磁体的综合磁性能最优:剩磁Br=0.94 T,感应矫顽力Hcb=708.4 kA.m-1,最大磁能积(BH)max=171.9 kJ.m-3,内禀矫顽力Hci=2276.6 kA.m-1;温度稳定性良好,长径比为0.7的磁体经550℃老化2 h后的磁通不可逆损失低于5%,有望应用于550℃环境中。

Zr─4合金氧化膜中Zr（Fe，Cr）2第二相粒子的HREM观察

应用透射电子显微镜（ＴＥＭ）和高分辨电子显微镜（ＨＲＥＭ）研究了在４００℃，１０．３ＭＰａ过热蒸汽中形成Ｚｒ－４合金氧化膜中的Ｚｒ（Ｆｅ，Ｃｒ）２第二相粒子。结果表明，嵌在合金氧化膜中的Ｚｒ（Ｆｅ，Ｃｒ）２粒子表面生成面心立方结构的Ｚｒ６（Ｆｅ，Ｃｒ）３Ｏ，它与Ｚｒ（Ｆｅ，Ｃｒ）２存在共格关系。在上述氧化物之上为氧化物立方ＺｒＯ２和金属相α－Ｆｅ（Ｃｒ）的混合物。

Zr(Fe,Cr)_2金属间化合物的氧化

用非自耗电弧炉熔炼了比值(重量比值)不同的Zr(Fe,Cr)_2,并在773K和973K的空气中氧化。经X射线衍射和电子衍射分析表明:当Fe/Cr≤4.5时,Zr(Fe,Cr)_2,是MgZn_2型(六方)的Laves相,它的晶格常数随Fe/Cr比增加而收缩。Zr(Fe,Cr)_2氧化后生成的稳定氧化物是单斜ZrO_2和六方(Fe,Cr)_2O_3。在形成稳定氧化物之前,还会出现亚稳定的立方ZrO_2。根据本实验结果讨论了Zr-4合金中Zr(Fe,Cr)_2第二相对腐蚀性能的影响。

微波水热制备Fe-Zr催化剂及其CO加氢制烯烃性能研究

以ZrO(NO3)2·2H2O和Fe(NO3)3·9H2O为原料,采用微波水热法制备了不同Fe2O3/ZrO2物质的量比的Fe-Zr催化剂,并经K改性,研究了其催化CO加氢一步法合成低碳烯烃性能。采用XRD、SEM、TEM和N2吸附-脱附等手段对其物相、形貌和比表面积等进行了表征。结果表明,与共沉淀法相比,微波水热制备的Fe-Zr催化剂颗粒粒径均一,具有相对较小的比表面积和较大的孔径;在CO加氢反应中,Zr助剂的添加显著改善了产物分布,Fe、Zr间适宜的相互作用和相对较大的孔径,有利于抑制CH4的生成,提高烯烃选择性。随着Fe2O3/ZrO2物质的量比的降低,Fe、Zr间相互作用逐渐增强,烯烃选择性和收率先增加后降低。当Fe2O3/ZrO2物质的量比为75∶25时,在340℃、1.5 MPa、1 000 h-1和H2/CO物质的量比为2的条件下,烯烷比(O/P)达4.86,总烯烃收率达62.57 g/m3。