Al-Mg-Si合金在均匀化退火过程中的组织演变

通过光学显微镜、扫描电镜和差示扫描量热仪等技术手段研究了Al-0.7Mg-0.9Si合金在550℃均匀化退火过程中的显微组织演变。结果表明,合金的铸态组织存在严重偏析,晶界析出长条状Al(Fe, Mn)Si相和短棒状Mg_(2)Si相,晶内析出球状Q-AlCuMgSi相;随着均匀化退火时间的延长,枝晶偏析消失,Q-AlCuMgSi相和Mg_(2)Si相逐步回溶于基体,Al(Fe, Mn)Si相发生断续化转变。合金导电率呈先降低后缓慢升高的趋势。结合均匀化动力学计算,确定Al-Mg-Si合金合理的均匀化退火制度为550℃8 h。

合金元素对Al-Mg-Si铝合金铸态组织的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪,研究了不同Mg/Si比及Mn元素对Al-Mg-Si铝合金铸态显微组织及第二相形貌的影响。结果表明:Mg/Si比在1.73附近时,组织比较均匀,Mg2Si相及粗大针状AlFeSi相在晶界富集量较少。大量Si过剩或Mg过剩都会对铸态组织的均匀性及析出相的种类和尺寸以及分布产生影响。少量Mn元素的添加,能有效的改善富Fe相的形态,促进α富Fe相的生成,减少β-AlFeSi相及Mg2Si的数量。

微量Sr及均匀化工艺对Al-Mg-Si-Cu-Mn变形铝合金铸态组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、差热分析、X射线衍射分析及硬度测试、电导率测试、拉伸测试等方法,研究了0%～0.09%Sr(质量分数,下同)含量和均匀化工艺对Al-Mg-Si-Cu-Mn变形铝合金铸态组织及性能的影响,并对合金铸态组织及均匀化退火过程中第二相的演变进行了分析。结果表明:Al-Mg-Si-Cu-Mn铸态合金主要包括AlCuMgSi,Mg_2Si,AlSi,Al_2Cu,Al(MnFe)Si,AlMnSi和Al(MnCrFe)Si等结晶相,在合金中加入0.06%Sr可使铸锭中针状Si相转变为球状相,并促进球状AlFeSi型结晶相的形成,减小了应力集中,提高了合金铸态的强度及塑性;在均匀化退火过程中,随保温时间的延长,块状相和低熔点共晶组织溶解,Al(MnCrFe)Si相由原来的三角块状和针状相转变成细小的颗粒状相,Al-Mg-Si-Cu-Mn-Sr合金的最佳均匀化热处理工艺为540℃×8h。

水浴条件下YAG倍频激光切割Si片的实验研究

用Nd∶YAG固体倍频激光器在水中对Si片进行微刻蚀比在空气中产生的飞溅物少。对两种条件下的刻蚀速率、刻槽表面形貌进行了比较。实验结果得到最窄的刻缝宽度小于 5 0 μm ,表面不平整度小于 5 μm 。

表面台阶对超高真空下Si(111)基片表面银原子吸附与重构的影响

利用真空蒸发技术制备出了良好的Si(111)-3×3-Ag和Si(111)-3×1-Ag重构表面。通过低能电子衍射法和光学表面二次谐波法研究了两种类型切割角的单晶硅基片在超高真空银蒸镀过程中表面结构随衬底温度和蒸镀量的变化情况。vicinal样品产生的弱SinPout信号表明表面台阶的存在对Si(111)-3×3-Ag表面的成核生长过程有显著影响。低能电子衍射图片显示,500℃以上的高温下两种基片表面所形成的Si(111)-3×1-Ag重构分别为类单畴和三畴结构。类单畴和三畴结构Si(111)-3×1-Ag的光学表面二次谐波SinSout信号的一致性可能揭示了Si(111)-3×1-Ag结构中孪畴结构的存在。

Fe-Mn-Si基SMA的研究应用进展

概述了Si、Mn、Ni、Cr、C等化学元素,第二相沉淀析出,预变形时效和热机械训练等对Fe-Mn-Si基合金记忆效应的影响规律及提高途径,概括了Fe-Mn-Si基合金疲劳性能、磨损和多相流损伤抗力等方面的应用研究进展,总结了Fe-Mn-Si基合金生产应用现状。

固溶前冷轧压下率对Cu-Ni-Si-Mg合金组织与性能的影响

为了优化Cu-Ni-Si-Mg合金的轧制工艺参数,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段,对固溶前不同冷轧压下率下的Cu-Ni-Si-Mg合金时效态的组织性能及拉伸断口进行了分析.结果表明:随着冷轧压下率的增加,Cu-Ni-Si-Mg合金的平均晶粒尺寸逐渐增加,屈服强度、硬度和延伸率先增大后减小,抗拉强度表现为先增大,后在710 MPa左右波动,再减小的趋势;压下率从94%增加到96%,晶粒尺寸从12μm增加到52μm,而抗拉强度变化较小,归因于低压下时Cu-Ni-Si-Mg合金的细晶强化和时效强化占主导,而大压下时第二相粒子均匀的时效析出弥补了因晶粒粗大而造成的抗拉强度损失;压下率为93%时,合金的断裂为单一的韧性断裂,压下率为97%时,合金的断裂由韧性断裂和沿晶脆性断裂组成.

论新国际单位制(SI)的“秒制”特征及其未来发展

2019年5月20日起实行新的国际单位制,其主要变化在于7个基本单位用一个或多个定义的基本常数推导出,为基本单位确立了完美的标准定义。论述了新一轮国际单位制变革中基本单位千克、安培、开尔文和摩尔的新定义和特点;通过回溯国际单位制的发展历程,阐释了新国际单位制的"秒制"特征;最后分析了新国际单位制的问题和局限性,提出一种更加开放和包容多学科量值发展的新国际单位制体系的构想,并以此构建了新国际单位制未来发展的概念图。

Ca对Mg-9Li-0.5(Al-12.6Si)合金的组织及力学性能的影响

采用普通重力铸造法制备了Mg-9Li-x Ca-0.5(Al-12.6Si)(x=0,0.25,0.5,1.0wt%)合金,研究了不同Ca含量对铸态Mg-9Li-0.5(Al-12.6Si)合金微观组织演变和力学性能的影响,分析了组织转变与力学行为之间的关系。结果表明,随着Ca含量的增加,Mg-9Li-0.5(Al-12.6Si)合金中的α-Mg相被细化,呈长条状,最后又长大;合金中存在一定数量的长径比高达5.06的长条状α-Mg相及颗粒相均匀弥散分布于β-Li基体和晶界上,其成分主要为Mg2Ca、Mg2Si。当含0.5wt%Ca时,合金的抗拉强度为134 MPa,伸长率为30.6%。

Zr-Mo-Si-C四元复合涂层抗氧化烧蚀性能研究

目的提高C/C复合材料高温抗烧蚀性能。方法通过低压等离子喷涂技术,在石墨基体表面制备出Zr-Mo-Si-C四元复合涂层,采用氧-乙炔火焰烧蚀试验对涂层的抗烧蚀性能进行测试,并通过SEM、EDS、XRD分析了烧蚀前后涂层的物相组成和微观形貌,分析了涂层的抗烧蚀机理。结果涂层在1800℃烧蚀60、180、300 s后均保持良好的涂层状态,线烧蚀率分别为1.2×10^(-3)、0.4×10^(-3)、0.3×10^(-3) mm/s。烧蚀300 s后,涂层截面呈现三个区域,分别为表面烧蚀区、阻挡层和未烧蚀区。结论通过添加Mo Si2作为第二相可显著提高ZrC涂层的抗烧蚀性能,涂层在烧蚀过程中形成三个区域,其中表面烧蚀区和阻挡层能够有效地阻隔烧蚀的进行,未烧蚀区发生的烧结致密化进一步提高了涂层的抗氧化烧蚀性能。

SI基本单位与时间计量

讨论了SI“秒”在量子基准中的重要性和坐标时在时空统一及其他物理量基准统一中的作用,以史瓦西场为例说明了“原时”与“坐标时”的关系以及引力场对“原时”的影响,认为时间单位秒的不确定度决定了其他物理量单位的不确定度。只有“坐标时”的适用范围是全局的,涉及到大尺度时空的物理量必须用也只能用坐标量进行表征。SI“秒”定义的是一个“原时”秒长,是一个局域物理量,要使用量子基准对大尺度空间的物理量进行量值统一,需要进一步明确“坐标时”与SI“秒”之间的关系。

形变时效温度对Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金形状记忆效应的影响

研究了直接时效和形变时效温度对Fe-13Mn-5Si-8Cr-4Ni-0.2C合金形状记忆效应和微观组织的影响。结果表明,直接时效后Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金在奥氏体晶界和晶内只有少量Cr23C6第二相弥散析出,而形变后再时效有大量的Cr23C6在奥氏体晶内沿某些特定的方向析出,显著强化基体的同时提高了ε马氏体的可逆逆转变性。形变时效温度影响第二相的析出数量和方向性,从而影响合金的形状记忆效应,存在一个最佳的时效温度。当形变后在1073 K时效300 min时,不仅第二相数量多且在晶内析出的方向性好,合金的形状记忆效应达到89%。

Si含量对6060铝挤压型材组织与力学性能的影响

通过对不同Si含量的6060铝合金T6态挤压型材进行力学性能测试,结合组织形貌观察及金相显微组织分析,研究了Si含量对6060铝合金挤压型材组织和力学性能的影响。研究结果表明,Mg/Si<1.73时,室温拉伸期间,合金拉伸断裂后无明显颈缩现象;随Si含量的增加,晶粒尺寸变化不明显,析出的第二相密度增大;尺寸减小且分布均匀,有助于改善合金的抗拉强度及屈服强度,断裂机制由沿晶断裂变为沿晶加穿晶的混合断裂。

Si(111)7×7表面Na沉积过程的光学二次谐波法研究

用原位光学二次谐波方法监测了室温时Na在Si(111)7×7表面沉积过程中的信号变化。室温下Na沉积量小于饱和单层时信号变化比较复杂,随Na沉积量的变化依次出现三个特征峰。覆盖度约0.45 ML时出现较弱的峰A,其产生可能与碱金属诱导的占据态F和没有被占据的态A间的跃迁所引起的共振增强有关;随后在约0.9 ML的覆盖度下出现峰B并在沉积量大于饱和单层后信号快速增大,形成陡峭的峰C。相测量表明峰B与峰C信号之间存在明显的相位差,说明两者的起源有不同之处。峰C的出现与等离激元的激发密切相关。在峰B所处的覆盖度下,二维及二维-三维过渡结构的存在可能产生两种以上不同起源的二次谐波信号,其相干叠加促成了峰B的出现。

Si对Al⁃1.5Cu⁃0.7Mg合金组织和性能的影响

通过力学性能测试、20℃电阻率测试及显微组织观察,研究了Si加入量为0.3wt%时对Al⁃1.5Cu⁃0.7Mg合金组织和性能的影响。结果表明,当Si加入量为0.3wt%时,Al⁃1.5Cu⁃0.7Mg合金时效态的强度明显提高,经473~493 K峰时效后,其20℃电阻率为3.638~3.667μΩ·cm,抗拉强度为370~380 MPa。根据马蒂森定律建立了20℃电阻率与时效析出第二相相对体积分数之间的关系式。利用JMA(Johnson⁃Mehl⁃Avrami)方程得出Al⁃1.5Cu⁃0.7Mg和Al⁃1.5Cu⁃0.7Mg⁃0.3Si合金的时效析出激活能分别为135 kJ/mol和204 kJ/mol,由此可判定,Al⁃1.5Cu⁃0.7Mg合金以S″相为主,Al⁃1.5Cu⁃0.7Mg⁃0.3Si合金以S相为主。由JMA方程对其他时效参数下的电阻率进行预测,预测模型的准确性在99%以上。

空间计量中时间单位和时间测量

时间单位和时间测量统一问题是空间计量的关键问题。空间计量的研究对象是地球以外广域时空,它是在传统计量学基础上的延伸。狭义相对论证明了时间是相对的,只有在同一个坐标系内才能对同时性进行定义。在地球上已经习惯了随地球旋转的非惯性坐标系,并且在非惯性系上定义了时间单位和测量理论,然而在不旋转的惯性坐标系上进行时间测量更加合理。广义相对论中的原时和坐标时都是以国际单位制SI秒为时间单位的,即使有相对速度效应、引力红移效应、Sagnac效应等相对论效应影响时钟的快慢,SI秒的定义是绝对的。时空度规把坐标轴伸展成有刻度的坐标,度规给坐标轴刻度之间赋予一种比例关系,当度规为变量时,时空就是弯曲的。以转盘上的弯曲时空为例子,给出了非惯性坐标系上时间统一的广义相对论算法。卫星导航系统为了统一时间,把星载原子钟走速进行了相对论公式修正,不再以SI秒为单位测量原时,因此不同轨道上的卫星采用了不同时间单位。

空间计量与脉冲星导航

以脉冲星导航技术为背景,讨论了空间计量理论中时间测量的关键问题。首先介绍了脉冲星导航的基本原理,和不同坐标系之间的时间尺度转换,比较了不同坐标系时间轴度规对脉冲星的脉冲轮廓测量的影响,说明只有太阳系质心坐标时能够正确测量脉冲轮廓。进而介绍了空间计量提出的两种时间统一的模式:地球卫星导航模式和脉冲星导航模式。以脉冲星导航为例,讨论了基于SI秒绝对定义和太阳系质心坐标时的广域时间统一的方法,给出用航天器原时坐标轴伸缩法修正多普勒效应的公式。最后提出在大尺度广域时空中构建新的守时系统—太阳系质心守时系统的设计思路。

空间计量中长度单位和距离测量

长度单位定义是建立在光直线传播、光速在真空中为常数,以及光速各向同性的理论基础上,二维球面上的直线,在三维空间中是弯曲的测地线;三维空间的直线,在四维时空中也是弯曲的测地线。长度单位的定义是否适用四维时空呢?SI秒和SI米的定义适用于全域时空,但使用它们必需明确原时和坐标时的区别。爱因斯坦的狭义相对论以及光速不变原理只适用于惯性系,不适用于非惯性系。本文以转盘上的非惯性坐标系为例,利用广义相对论的坐标变换和时空度规运算,揭示了非惯性坐标系上的时空弯曲和光的非直线传播现象。计算了非惯性坐标系上Sagnac效应对卫星和地面站双向测距的影响,初步研究表明空间测量范围从局域推广到全域的话,诸如引力红移、相对速度效应、Sagnac效应等将会成为空间长度测量不确定度的影响因素,因此空间计量理论必须建立在广义相对论基础之上,用四维时空观念理解空间距离测量问题。

Cu-Ni合金中析出相的计算机模拟与试验验证

采用相场法模型,对Cu-Ni-Si合金时效过程中第二相的析出、粗化与长大过程进行了计算机模拟与试验验证。结果表明,Cu-Ni-Si合金中第二相的形状、含量的计算机模拟结果与试验结果较好地吻合;随着时效处理时间的增加,合金中第二相的含量不断增加,合金中第二相粒子逐渐从共格向半共格或者非共格转变;当时效时间为200 h,第二相形态也由花瓣状转变为圆盘形或者棒状。

轧后温度制度对St12钢组织和性能的影响

依据攀钢生产工艺 ,通过热模拟试验 ,研究了终轧温度、冷却速度和卷取温度对St12钢组织和性能的综合影响 ,并提出了St12钢实际生产中轧后温度制度的最佳参数。