在石墨—Ni_(70)Mn_(25)Co_5体系中金刚石生长的活化能与表面能的确定

针对国内作为生产锯片级金刚石而普遍采用的石墨—Ni70Mn25Co5反应体系,研究了在一定的高温高压条件下金刚石的成核速率和生长速率。用石墨—金刚石转变的成核与生长动力学理论确定了在5.2GPa压力和1520K的温度下金刚石生长的活化能和表面能分别为3.77eV和0.005eV。比较表明,在石墨—Ni70Mn25Co5体系中金刚石生长的活化能和界面能的大小与国外报道的其它石墨—触媒体系的相关数据有相同的量级。进而评论了金刚石的合成机理。

Ni_(45)Co_(5)Mn_(35)In_(13.8)Gd_(1.2)磁记忆合金的相变与磁热效应

在Ni45Co5Mn35In15中用1.2 at%稀土元素Gd取代部分In,成功配制了Ni_(45)Co_(5)Mn_(35)In_(13.8)Gd_(1.2)多晶合金,研究适量的Gd掺杂对合金微观组织、晶体结构、马氏体相变、抗压强度与磁热效应的影响。Ni_(45)Co_(5)Mn_(35)In_(13.8)Gd_(1.2)磁记忆合金的晶粒尺寸约为50μm,比未掺杂稀土样品缩小一半,微观组织中出现富Gd相,富Gd相主要沿晶界分布,少量在晶内呈颗粒状。在室温下,Ni45Co5Mn35In15合金由10M调制马氏体结构与L21立方奥氏体所组成,而Ni_(45)Co_(5)Mn_(35)In_(13.8)Gd_(1.2)合金为14M单斜结构。两合金均为一步热弹性马氏体相变,掺杂1.2 at%Gd使合金马氏体相变开始温度达到361 K,比未掺杂合金高75 K。抗压强度提高了29%,为245 MPa。在5 T磁场下,Ni_(45)Co_(5)Mn_(35)In_(13.8)Gd_(1.2)磁记忆合金升温时的磁化强度差为55 emu/g,在368 K磁熵变高达20.9 J/(kg·K),有望成为一种新型的磁制冷材料。

SPS烧结Ni-Mn-In合金的马氏体相变和力学性能研究

本工作利用放电等离子烧结技术制备了Ni_(45)Co_(5)Mn_(37)In_(13)合金,通过优化热处理工艺以及烧结工艺参数尽可能地消除阻碍马氏体相变的内应力等因素。结果表明,合金粉末经过773 K低温去应力退火,有利于获得6M马氏体结构,6M马氏体结构的存在有利于相变的进行,这主要归因于原子结构有序化、均匀化增强。而退火时间从2 h延长到25 h,合金粉末的马氏体相变行为没有明显的变化,这归因于退火时间对原子扩散以及位错运动的影响较小。随着烧结温度从873 K升高到1173 K,烧结合金的抗压强度和断裂应变分别提高到1564 MPa和13.4%,这归因于孔隙的减小、致密度的提高以及晶界强化。总之,通过两次低温去应力退火和一次高温烧结,烧结Ni_(45)Co_(5)Mn_(37)In_(13)合金不仅获得了良好的力学性能,还具有急剧的马氏体相变行为。

关于含硫体系中金刚石生长的研究

引入添加剂是合成特种金刚石的重要手段,用含硫的N i70M n25Co5触媒进行了工业级金刚石的合成,考察了硫对合成金刚石的影响。借助于扫描电子显微镜,研究发现,与不含硫体系合成的金刚石相比,含硫体系合成的晶体虽然具备六八面体形状,但是表面有许多小的凹坑,这些凹坑多数分布在{111}面上。另外,还利用电子探针对金刚石表面杂质的成分、含量及其分布进行了定性检测,发现杂质在晶体表面分布不均匀;相对而言,M n、N i元素的含量较高;在凹坑位置能够检测到硫元素的存在,而在晶面平滑处没有检测到硫元素。