稀土Y对铜线材抗氧化行为的影响机理研究

目的针对纯铜线材的抗氧化性能不足问题,通过稀土微合金化制备了含微量Y元素的铜线材,研究稀土Y含量对铜线材抗氧化性能的影响。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、EDS能谱仪和X射线衍射仪等表征手段,分析了氧化膜脱落后基体表面形貌以及稀土Y元素在氧化过程中的存在形式与氧化膜的生长过程,揭示了添加稀土元素Y提高纯铜抗氧化性能的作用机理。结果稀土Y的引入提高了纯铜线材的抗氧化性能,在600℃、10 h条件下,Cu-0.03Y线材相对于Cu线材氧化增重率由0.55%降低至0.2%,降幅达63%。稀土元素Y的添加使铜线材的(100)晶面占比减少,(111)晶面占比增多,基体表面易被活化的(100)原子面占比降低,铜线材的抗氧化性能提高。在Cu-0.1Y线材中稀土元素浓度较高时发生偏聚,稀土元素与氧的亲和力大于铜与氧的亲和力,偏聚处形成不连续的稀土氧化物,使氧离子与铜离子的接触反应面积增大,相比Cu-0.03Y线材抗氧化性能降低。结论氧化过程中稀土离子的扩散速率慢、半径大,对铜离子的向外扩散起到阻碍作用,降低了铜离子的扩散速度,提高了铜线材的抗氧化性能。

Ti,Y离子注入65Nb钢的表面优化

利用MEVVA强流金属离子注入机，对65Nb钢进行离子注入采用了Auger电子能潜（AES），X射线衍射（XRD）等表面分析技术，研究了Ti及Ti+Y离子注入后的65Nb钢表面的微结构变化，力学性能实验结果表明，Ti及Ti＋Y离子注入能使材料表面硬度和耐磨性最著提高，且双元离子注入比单元注入效果好。

FeCoBSiNb(Y)合金的玻璃形成能力及磁性能研究

采用铜模真空吸铸法、X射线衍射仪(XRD)、示差扫描量热分析仪(DSC)及振动样品磁强计(VSM),研究稀土元素Y及Fe/Co比例变化对Fe-CoBSiNb(Y)系合金的玻璃形成能力、热稳定性及磁性能影响。实验结果表明,添加4%(原子分数)的Y有利于(Fe0.5Co0.5)72B19.2Si4.8Nb4合金玻璃形成能力的提高;随着Fe/Co比例的增加,(FexCo1-x)72B19.2Si4.8Nb4和[(Fe1-xCox)0.72B0.192Si0.048Nb0.04]96Y4合金系的过冷液相区(ΔTx)减小,玻璃形成能力下降,但饱和磁化强度均逐渐增大;添加稀土元素Y后,[(Fe1-xCox)0.72B0.192Si0.048Nb0.04]96Y4非晶合金的饱和磁化强度均有一定程度的下降。

微量Y对铸造Ni_(50)Al_(20)Fe_(30)合金组织与性能的影响

研究了不同Ｙ含量对铸造Ｎｉ５０Ａｌ２０Ｆｅ３０合金组织与性能的影响。结果表明，微量Ｙ的加入可以改善Ｎｉ５０Ａｌ２０Ｆｅ３０合金的强度与塑性。Ｙ含量为０．０５ｗｔ％～０．１ｗｔ％是合金的最佳含量范围。微量Ｙ的加入影响合金的共晶区，可明显改变合金的微观组织形态。在Ｙ含量为０．１ｗｔ％时，合金主要处于β（ＮｉＡｌ）相与γ相的共晶区，这对合金的室温塑性极为有利。

稀土Y对Co_(43)Fe_(20)Ta_(5.5)B_(31.5)合金的非晶形成能力及性能的影响

采用单辊甩带和铜模吹铸法,制备了(Co43Fe20Ta5.5B31.5)100-xYx(x=0.5,1,1.5,2,2.5,3)合金薄带及φ2mm的圆棒。X射线衍射及差热扫描量热分析表明:当x=3时合金具有最大的玻璃形成能力,可以很容易地制备出φ2mm的非晶圆棒。该成分合金的约化玻璃转变温度Trg=0.657,参数γ=0.436,在所研究的系列成分中是最大的,这说明Trg和γ能够很好地表征Co-Fe-Ta-B合金的玻璃形成能力。压缩试验和磁滞回线测试表明,Y的添加导致Co-Fe-Ta-B非晶合金的压缩断裂强度和软磁性能急剧下降。φ2mm的(Co43Fe20Ta5.5B31.5)97Y3非晶圆棒的压缩断裂强度为1852MPa,断裂应变为0.18%。与Co43Fe20Ta5.5B31.5非晶合金相比,(Co43Fe20Ta5.5B31.5)97Y3非晶合金的磁滞回线上存在约327×79.6A/m的矫顽力,同时饱和磁感应强度也显著下降。

稀土元素Y对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响

试验研究了在AZ91D镁合金中添加不同质量分数的稀土元素Y(w(Y)=0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%)对其组织和力学性能的影响。结果表明,添加适量的稀土元素Y能改善AZ91D镁合金的组织并提高其力学性能。当w(Y)=1.2%时,对AZ91D镁合金的晶粒细化作用效果最佳,此时,晶粒尺寸为46.15μm,相比未加入稀土元素Y的AZ91D镁合金细化幅度为27.85%。稀土元素Y的加入还能提高AZ91D镁合金的硬度、抗拉强度、伸长率等性能,当w(Y)=1.2%时,AZ91D镁合金的各项力学性能最佳:维氏硬度为99.7 HV,室温抗拉强度为299 N/mm^2,伸长率为9.5%;200℃的抗拉强度为161.75 N/mm^2,伸长率为5.8%。

热挤压Al-6.0%Zn-2.0%Mg-1.5%Cu-xY合金的显微组织及力学性能

针对含稀土元素Y和T6态热挤压Al-6.0%Zn-2.0%Mg-1.5%Cu-xY合金的显微组织、硬度以及拉伸性能进行了研究,以确定稀土元素Y和T6处理对其力学性能的影响规律.结果表明,稀土元素Y的加入可有效地细化热挤压Al-6.0%Zn-2.0%Mg-1.5%Cu合金的组织.适宜的T6处理可以提高Al-6.0%Zn-2.0%Mg-1.5%Cu-xY合金的布氏硬度,其中Al-6.0%Zn-2.0%Mg-1.5%Cu-0.25%Y合金经480℃×3 h+120℃×26 h热处理后,其室温抗拉强度以及屈服强度均得到显著提高,表现出良好的综合拉伸性能.断口形貌观察结果表明,含Y量不同的T6态挤压变形Al-6.0%Zn-2.0%Mg-1.5%Cu-xY合金在拉伸加载条件下呈现典型的韧性断裂特征.

Y对Cu基非晶合金的玻璃形成能力和力学性能的影响

研究了添加微量稀土元素Y对Cu基非晶合金的玻璃形成能力和力学性能的影响.通过铜模吸铸法制备Cu-Zr-Al-Y大块非晶合金,利用DSC和XRD分析合金的玻璃形成能力对合金进行室温压缩性能测试,用SEM分析了微观断口形貌.研究结果表明:适量Y掺入可提高合金的玻璃形成能力,当Y元素掺入量为3%时,Cu47Zr42Al8Y3非晶合金的过冷液相区宽度ΔT达到72.42K,有较高的玻璃形成能力;Y元素的掺入有利于提高合金的力学性能,而Cu47Zr42Al8Y1合金有最佳的力学性能,其压缩断裂强度为2 140.8 MPa,伸长率达到7.17%,且随着Y含量的增加,断裂方式由单一的剪切断裂变为剪切断裂和脆性断裂复合方式.

铸造Mg-3Zn-3Y-Zr合金的制备及其力学性能

以EZ33A镁合金为基体材料,制备了Mg-3Zn-3Y-Zr合金,研究了稀土元素Y对其显微组织及力学性能的影响。结果表明:由于添加Y和Zr,使铸造Mg-3Zn-3Y-Zr合金的枝晶组织得到细化,等轴趋势明显;由于Y在镁中的溶解度较大,经过固溶时效处理后,使弥散强化相增多,起到强化晶界的作用,从而提高合金的硬度,同时使其室温及高温力学性能均明显提高。

采用FAPAS法制备掺杂Y的Mg_2Si及其热电性能

本文通过电场激活压力辅助法(FAPAS)制备了Mg2Si和掺杂稀土元素Y的Mg2Si基热电材料,并对不同掺杂量下的试样进行物相分析及热电性能的比较。用该方法制备的两种试样均具有组织均匀,晶粒细小的结构。Y掺杂试样的电性能得到明显改善,在288-580K温度范围内,掺杂2000ppmY试样的seebeck系数随着温度的升高而增大,其绝对值大于未掺杂试样的seebeck系数。在438K时,其电导率是未掺杂试样电导率的1.67倍。此外,Y掺杂试样的热导率也明显降低了。因此,掺杂试样的热电综合性能得到了提高,其ZT值在408K达到未掺杂试样的2.23倍。

Al靶中稀土Y含量对薄膜CrAlTiN的影响

研究了Al靶中加入不同含量的稀土Y对CrAlTiN薄膜的影响。应用SEM、EDS、XPS、显微硬度计对薄膜样品进行分析。结果表明,在Al靶材中加入稀土Y后,不但提高了薄膜的厚度,而且随着稀土Y含量的增加,薄膜的表面相逐渐由CrN、Cr2N向Cr变化,Al的含量也是随着Y含量的增加而增加。CrAlTiN薄膜的硬度随着稀土Y含量的升高而降低,并且随着Y含量的升高而逐渐趋于1500 HV。

碳纳米管及稀土元素钇(Y)对高Ni含量Ti(C,N)基金属陶瓷组织与性能的影响

研究了不同含量的碳纳米管及0.8%稀土Y对高Ni含量Ti（C,N）基金属陶瓷组织性能的影响。将不同成分的试样分别于1400℃、1410℃、1420℃真空烧结,测试抗弯强度、洛氏硬度,观察背散射电子形貌、断口形貌并做能谱分析。结果表明,加入质量分数（下同）为0.8%Y及0.3%~1.0%的碳纳米管时,碳纳米管含量为0.5%的组织较均匀,芯壳结构明显,抗弯强度及硬度均较高。

稀土元素Y对汽车用AZ81镁合金铸造性能的影响

稀土元素对镁合金铸造性能的影响与添加的稀土元素含量有直接关系。本文研究了不同含量的Y元素对AZ81镁合金组织中晶粒和第二相结构的分布规律。采用拉伸试验研究了铸造AZ81镁合金试样在室温和170℃的力学性能。结果表明,元素Y的加入可以有效细化铸造AZ81镁合金的晶粒组织,且细化效果随着Y元素含量的增加而逐渐加强。当Y元素含量达到1.5%时,细化效果达到最大。随着稀土元素Y的加入,AZ81镁合金的室温和高温(170℃)强度都获得了明显的提升,且屈服强度和抗拉强度随Y含量的增高均呈现出了先增加后降低的趋势,当Y的含量为1.5%时达到最大。

Al-Mg-Si系合金中稀土Y与Si的叠加作用分析

在熔炼过程中以Al-Y中间合金形式加入0．3％稀土Y，研究了Y与Si的叠加作用对Al-Mg-Si系合金铸态组织、导电性能及拉伸性能的影响。结果表明：Y与Si的叠加效应明显，二者的联合作用使合金铸态组织均匀细小，品粒尺寸保持在50μm左右。Si元素9,0-37％变化到0．53％过程中，合金的导电性能先升高后降低，Si含量在0．45％时材料的导电率较高。在Y与si的复合作用下，Al-Mg-Si系合金的室温强度和耐高温性能得到改善，Si元素在0．45％～0．49％变化时，材料的强度和塑性达到良好配合。

表面电沉积-烧结Y_2O_3薄膜的渗铝HK40钢的氧化行为研究

用电沉积 -烧结方法在渗铝耐热钢表面制得均匀致密的Y2 O3 薄膜 ,研究其对渗铝HK4 0钢分别在 85 0℃、10 0 0℃等温氧化行为的影响 .结果表明 ,在渗铝层表面施加Y2 O3 薄膜能降低其氧化速率 .

稀土元素Y对Mg合金组织和力学性能的影响

研究了稀土元素Y对Mg合金组织和力学性能的影响。结果表明,在合金中添加元素Y之后,合金中呈现出树枝状晶粒且晶粒尺寸变小;Y和Zn元素存在着共聚偏析现象。随Y含量增加,镁合金的抗拉强度增大,而伸长率不断减小。当稀土元素Y含量为1.0%,Mg合金的抗拉强度最低,为265.3 MPa,此时Mg合金的伸长率最高,为20.6%。

Y含量对发动机活塞用Al-Si铸造合金组织与性能的影响

采用微观组织观察和拉伸实验,研究了不同稀土元素Y量的Al-30Si铸造合金组织与力学性能。结果表明:初生Si尺寸随Y含量增加先降低后上升; Y加入量0.5%时,初生Si经过变质后变成了许多均匀小块,晶粒细化,约为50μm;共晶Si变成了短杆状,边缘出现明显的钝化现象。试样的力学性能随Y含量的增加先增大后减小。Y添加量等于0.5%时抗拉强度、屈服强度、伸长率达到最大值,分别为152、126 MPa、3.18%。

稀土Y在γ-TiAl基合金及其精密热成形中应用的研究进展

TiAl合金作为新型轻质高温结构材料,其熔炼及制备技术难度大、铸态组织较粗大、室温塑性较低和高温抗氧化能力的不足成为限制其应用的关键。从材料制备成形和合金成分两个角度综述稀土元素Y在TiAl基合金中应用的研究进展,总结国内外对Y_2O_3陶瓷坩埚和型壳面层在TiAl合金熔炼和精密铸造及制备成形过程中的研究进展;阐述稀土元素Y在合金中的形态与分布及其对合金铸态组织的细化及作用机理,并分析Y对合金室温力学性能和抗氧化性能的影响,对Y在TiAl基合金中的进一步研究应用提出建议。

稀土Y对Fe_(71.4)Si_(13)B_(9.6)Mo_2Cr_1Cu_1P_2合金晶化行为及磁性能的影响

采用单辊甩带法,在大气环境下制备Fe_(71.4-y)Si_(13)B_(9.6)Mo_2Cr_1Cu_1P_2Y_y(y=0、0.0050、0.0077)合金条带,并将其绕制成环状铁芯,利用差热分析法、HT35铁芯测量仪和软磁性能测量仪等手段,分析添加微量稀土元素Y对Fe_(71.4_Si_(13)B_(9.6)Mo_2Cr_1Cu_1P_2合金晶化行为及磁性能的影响。结果表明,随着稀土元素Y含量的增加,合金条带的初始晶化温度逐渐降低,与没有添加稀土元素Y的试样相比,其最佳退火温度降低5~10℃;添加稀土元素Y可提高合金的磁导率和磁感应强度,其中,当y=0.0077时,所制合金的最大磁导率为5.5×10~5Gs/Oe,饱和磁感应强度达到1.192T;所制合金的矫顽力和损耗随稀土元素Y含量的增加均有所增大。

Ce_(0.6)Zr_(0.35)RE_(0.05)O_2(RE=Y,La,Nd,Pr)固溶体的性能研究

采用共沉淀法制备了不同稀土元素改性的Ce0.6Zr0.35RE0.05O2(RE=Y,La,Nd,Pr)固溶体,并用XRD,H2-TPR等方法对其晶相结构、还原性能和高温热稳定性进行研究.结果表明,稀土元素Y,La,Nd,Pr掺入Ce0.6Zr0.4O2固溶体,所形成的三元混合氧化物均为萤石型立方晶相结构的均相固溶体,并未出现所掺杂稀土氧化物的晶相,且高温老化后,物相结构稳定.与Ce0.6Zr0.4O2固溶体比较,稀土元素的掺杂,明显改善了其还原性能及高温热稳定性.