Ti-Cu-Ni三元大块非晶合金的制备与力学性能

采用铜模喷铸法成功制备出成本较低、直径为2mm的Ti基Ti50Cu42Ni8大块非晶合金。利用XRD、DSC及SEM等手段研究了Ti50Cu50-xNix(x=5,8,11)合金的非晶形成能力、力学性能与变形行为。结果表明:Ti50Cu42Ni8大块非晶合金具有明显且较高的玻璃转变温度Tg(659K)、晶化初始温度Tx(716K)、宽的过冷液相区?Tx=Tx-Tg(57K)、高的约化玻璃转变温度Trg=Tg/Tm(0.565)和压缩断裂强度(2008MPa)。

Ti-Cu-Ni-Zr块体非晶合金形成能力及其压缩性能

采用铜模铸造法制备了不同直径的Ti40Cu34+xNi16-xZr10(x=0,2,4,5,6)系列合金,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差氏扫描量热仪(DSC)研究了合金的相结构、显微组织、热稳定性.结果表明:只有Ti40Cu39Ni11Zr10合金成分可制备出2 mm的全非晶结构,增加制备尺寸到3 mm、4 mm后,有TiCu晶体相析出;玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx分别为665 K和712 K,过冷液相区ΔTx为47K.压缩实验表明:Ti40Cu39Ni11Zr10块体非晶合金具有高达1 931 MPa的屈服强度,并伴有0.3%左右微量压缩变形量,塑性变形以锯齿形式出现;Ti40Cu34Ni16Zr10合金具有1.3%的压缩变形量,TiCu相的析出提高了该合金压缩变形量.

氢对Zr-Ti-Cu-Ni-Be块体非晶合金纳米晶体形成的影响

采用电弧熔炼及水冷铜模快速冷却的方法,制备Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金,通过电化学方法对块体非晶合金材料充入氢。利用差热扫描量热分析、Kissinger方程及高分辨电镜,研究了氢对块体非晶合金退火时晶化过程的影响。结果表明:氢提高玻璃转变和晶化激活能,延迟晶核的形成及长大。此外,充氢有利于形成单独晶核的晶粒,使纳米晶粒更细小、分布均匀。

Zr-Ti-Cu-Ni-Be大块非晶合金等温晶化过程相分离研究

利用差示扫描量热法(DSC)和透射电镜(TEM)对 Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5 (at%)大块非晶合金的等温晶化 过程和析出相进行了研究。结果表明,大块非晶合金在等温晶化过程中表现出多阶段相析出行为,并且在不同的晶化 阶段,析出相也有所不同。在第 1 个晶化阶段,析出相主要是体心四方(b.c.t)结构的 Zr2Cu 相;而在晶化的第 2 个阶段,晶化相主要为简单六方结构的 ZrBe2相。从一定程度上证实了 Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶合金在发生晶化时 会形成富 Zr 区和富 Be 区,即有相分离的趋势。XRD 测试的结果也证实了非晶合金在发生完全晶化时,主要的晶化产 物为 Zr2Cu 和 ZrBe2相。

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。

Ti-Cu-Ni-Nb-Al-Zr-Hf非晶钎料合金真空钎焊Ti_(50)Al_(50)接头的界面组织与剪切强度

在钎焊温度1140~1220℃、钎焊时间30 min的工艺参数下,采用Ti-9.5Cu-8Ni-8Nb-7Al-2.5Zr-1.8Hf(质量分数,%)非晶钎料成功实现了Ti_(50)Al_(50)(at%)合金的真空钎焊连接,并研究了钎焊温度对钎焊接头的显微组织、剪切强度的影响规律。结果表明,在任何钎焊温度下获得的Ti_(50)Al_(50)钎焊接头均有3个界面反应层且每个反应层都含有α_(2)-Ti_(3)Al和Ti_(2)Cu(Ni)2个物相。随着钎焊温度的增加,α_(2)-Ti_(3)Al和Ti_(2)Cu(Ni)在钎焊接头中的尺寸与分布发生了明显的变化,尤其是等温凝固层Ⅱ中的Ti_(2)Cu(Ni)相。1200℃下稳定存在的连续α_(2)-Ti_(3)Al层Ⅰ对母材和钎料原子的相互扩散具有阻隔壁垒作用,温度一旦超过1200℃,α_(2)-Ti_(3)Al相变得不稳定使得连续α_(2)-Ti_(3)Al层被打破从而失去阻隔壁垒效应。在钎缝中析出且弥散分布的α_(2)-Ti_(3)Al对焊缝中物相的形成可以起到抑制形核和细化晶粒的作用。随着钎焊温度升高,Ti_(50)Al_(50)钎焊接头平均抗剪切强度先增加后减小,在钎焊温度1180℃、钎焊时间30 min时钎焊接头的抗剪切强度最大,达184 MPa。剪切断口表面呈典型解理断裂特征且α_(2)-Ti_(3)Al占绝大多数。

Formation and performance of new Zr-Ti-Cu-Ni-Be-Fe bulk amorphous alloy

The formation of the new Zr-Ti-Cu-Ni-Be-Fe bulk amorphous alloy with high strength is reported. The effects of the iron atom on the glass forming ability, hardness, susceptibility and thermal stability of the amorphous alloy are investigated. The role of the iron in the formation of the bulk amorphous alloy is discussed.

Formation of new Zr-Ti-Cu-Ni-Be-C bulk amorphous alloy

The formation of the new bulk amorphous Zr Ti Cu Ni Be C alloy with high strength is reported. The effects of the small size atoms on the glass forming ability, strength and thermal stability of the amorphous alloy are investigated. The formation mechanism of the bulk amorphous alloy is discussed.

Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr与Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金的相变和形变行为对比

为了开发相变热滞窄、形状记忆性能良好的Ti-Ni基多元形状记忆合金,采用示差扫描量热仪和拉伸试验对比研究了退火态Ti-45Ni-5Cu和Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr形状记忆合金的相变行为、拉伸性能和形状记忆行为。结果表明:350~700℃退火态Ti-45Ni-5Cu和Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr合金冷却、加热时的相变类型相同,皆为B2■ΔB19′(B2-母相,CsCl型结构;B19′-马氏体,单斜结构);室温下,两种合金的拉伸曲线特征类似,皆呈现形状记忆效应(SME);随变形温度升高,两种合金均发生SME→SE(超弹性)转变。与Ti-45Ni-5Cu合金相比,Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr合金的马氏体相变温度较低,相变热滞较窄,抗拉强度较低,伸长率较高,形状记忆平台应力较高,SME→SE转变温度较低。350~700℃退火态Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr合金在60℃变形时SE较优。650℃退火态Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr合金的塑性最好,伸长率达67.6%。

Hf含量对Ti_(49-X)Ni_(44)Cu_(6)Y_(1)Hf_(X)形状记忆合金的组织与超弹性的影响

Ti-Ni-Cu基形状记忆合金具有相变滞后小、可回复应变大、热稳定性好等优良性能。本工作采用非自耗真空电弧熔炼制备了Ti_(49-X)Ni_(44)Cu_(6)Y_(1)Hf_(X)(X=0,2,6,10)形状记忆合金,并研究了Hf含量对其组织、相变行为与超弹性等的影响。结果表明,合金在室温下的主要组织为B2奥氏体与少量化合物相,加载与卸载过程中发生了B2B19′马氏体相变。随Hf含量增加,Ti_(49-X)Ni_(44)Cu_(6)Y_(1)Hf_(X)合金的马氏体相变温度降低,合金的压缩强度和断裂应变均有所降低,应力诱发马氏体的临界应力增加。在压缩应变为3%~11%的应力递增压缩循环过程中,合金出现加工硬化现象,并且可回复应力随着预应力的增加而增加。Hf含量为10%的合金在压缩应变为11%时具有最大的可回复应变7.9%,其中超弹性应变为5.2%。在压缩应变固定为7%的循环压缩过程中,10%Hf的样品循环稳定性较好,可以完全回复。

多孔Ni-Cu-Ti电极的制备及析氢性能

通过电解水生产氢气是一种理想的方法,而电极材料的催化活性决定了电解水的效率。该研究通过粉末冶金方法制备了多孔Ni-Cu-Ti电极,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等技术对多孔Ni-Cu-Ti电极的微观结构和物相组成进行表征,并通过阴极极化、交流阻抗谱和循环伏安测试技术对电极进行了电化学表征。结果表明,在烧结温度为1000℃、质量比为5.5∶3.5∶1时,多孔Ni-Cu-Ti电极表现出最佳的析氢性能,在1 mol/L的KOH中仅需要79 mV(vs.RHE)的过电位就能实现10 mA·cm^(-2)的电流密度,其Tafel斜率为117.07 mV·dec-1。

钎焊温度对TA1/Ti-Zr-Cu-Ni-Ag/TA1接头界面组织性能的影响

采用Ti-Zr-Cu-Ni-Ag钎料进行TA1钛合金的连接,并使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等分析测试手段对不同钎焊温度下获得的接头界面组织和断口形貌进行了分析。研究表明,TA1/Ti-Zr-Cu-Ni-Ag/TA1接头典型界面微观组织为α-Ti/α-Ti+β-Ti+(α-Ti+γ)/α-Ti。随着钎焊温度的升高,钎缝宽度呈先增加后减小的趋势,共析组织更加分散,α-Ti组织逐渐增多,α-Ti和(α-Ti+γ)的片层状结构也逐渐明显;剪切试验表明当钎焊温度为900℃,保温时间为20 min时,钎焊接头的抗剪强度达到172.04 MPa的峰值,接头的断裂模式为韧脆混合断裂;接头平均抗拉强度为260.04 MPa,达到了母材的65%。

Zr_(55)Al_(10)Ni_(5)Cu_(30)非晶合金晶化相转变的价电子结构分析

基于EET理论,计算了F-Zr_(2)(Ni,Cu)和tI-Zr_(2)Cu及tI-Zr_(2)(Cu,Ni)相的价电子结构,用最强键键合力n1、结构单元总成键能力F和单位成键能力Fv分析了F-Zr_(2)Ni亚稳相向tI-Zr_(2)Cu型稳定相的转变过程。研究发现:F-Zr_(2)Ni的n1F-Zr_(2)Ni值比tI-Zr_(2)Cu的n1tl-Zr_(2)Cu值大115.36%,FF-Zr_(2)Niv值比tI-Zr_(2)Cu的FtI-Zr_(2)Cuv值大34.03%;F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7))的n1(F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7)))值比tI-Zr_(2)Cu的n1tl-Zr_(2)Cu值大0.36%,F(F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7)))v值比tI-Zr_(2)Cu的FF-Zr_(2)Niv值大1.25%;tI-Zr_(2)(Cu_(0.6),Ni_(0.4))的n1(tI-Zr_(2)(Cu_(0.6),Ni_(0.4)))值比F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7))的n1(F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7)))值大12.95%,F(tI-Zr_(2)(Cu_(0.6),Ni_(0.4)))v值比F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7))的Fv(F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7)))值大14.41%;从价电子结构角度看,F-Zr_(2)Ni不能直接转变为tI-Zr_(2)Cu,F-Zr_(2)(Ni,Cu)不易分解重构为tI-Zr_(2)Cu;F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7))可分解并转变为tI-Zr_(2)(Cu0.6,Ni0.4)。

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。

氢诱导Zr基非晶合金中纳米晶向非晶转变

用电弧炉熔炼及铜模铸造方法,制备了含有部分纳米晶Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金。通过电化学方法对合金材料充入氢。利用DTA、DSC、XRD及TEM等方法,研究了氢对纳米晶体的影响。结果表明,氢使纳米晶体转变为非晶结构,在含有部分纳米晶的非晶合金中充入氢能够制备出块体非晶合金材料。

TiAl合金与高温合金的扩散焊接头组织及性能

采用直接扩散焊和加中间层的扩散焊方法进行了TiAl合金和高温合金异种材料组合的连接实验。在1000℃/20MPa/1h规范下直接扩散焊获得的TiAl/GH2036接头组织中存在大量未焊合的孔洞,接头室温剪切强度平均值仅有16MPa。采用Ti-Zr-Cu-Ni合金作为中间层在935℃加压3MPa保温10min和1h进行了TiAl/GH3536组合接头的液相扩散焊,获得的扩散焊缝中含有Ti3Al,NiTi等多种物相,中间层合金与两侧母材发生作用形成了具有一定厚度的反应层。在935℃/3MPa/1h规范下获得了与两侧母材结合良好的无缺陷扩散焊接头,室温剪切强度达到125MPa。

掺杂石墨与铜钎焊的显微组织

通过SEM、EDS、EPMA及XRD等手段研究了掺杂石墨与铜钎焊的显微组织。结果表明:用非晶态Ti-Zr-Cu-Ni钎料在不加中间层及插入Mo／Cu复合中间层的情况下,掺杂石墨和铜均能够很好地被连接在一起,接头未发现明显的气孔、裂纹及未焊合的区域;钎料中的活性元素Ti向掺杂石墨一侧扩散,使得掺杂石墨与钎料之间形成冶金连接,其主要因素是形成了碳化物:钎料／铜界面处主要生成了金属间化合物,而钎料／石墨界面除了金属间化合物的存在外,还发现有碳化物的存在:钎缝组织内部由金属间化合物组成。

新疆北山坡北基性超基性杂岩特征及成矿远景

新疆北山坡北基性-超基性杂岩体逆向同源成分演化特征明显、结构演化不清楚,包括角闪辉长岩、辉长苏长岩、橄榄辉长岩、橄榄辉石岩和辉石橄榄岩、斜长(拉长)岩5个岩相单元。钛铁矿化与角闪辉长岩相有关,铜镍矿化与橄榄辉长岩相和橄榄辉石岩及辉石橄榄岩相有关。综合研究认为,新疆北山构造带西段坡北杂岩具有较好的铜镍矿及钛铁矿成矿和找矿前景。