Al-18%Si合金凝固组织与熔体状态的相关性

本文以直流四电极法探索了Al-18%Si合金在升温过程中熔体的电阻率-温度（-ρT）关系,根据在800~950℃及950~1050℃区间-ρT的异常行为分析认为,后者对应液-液结构转变,其间原先的Si原子团簇被打破,原子重新排列形成新的细小团簇,液体结构更加均匀,而前者则为预转变。依据上述信息采取不同温度分别进行熔体过热处理来探索其凝固组织的差别,结果发现,相对于常规熔炼温度,在高于熔体结构转变温度（1150℃）进行熔体过热处理,初晶硅明显细化,而在预转变状态进行熔体过热处理并不能明显改变凝固行为和组织。

生长条件对灰口铸铁共晶凝固过程石墨形态的作用

灰铸铁、蠕铁、球铁被统称为灰口铸铁,在现代工业中应用广泛。在主要成分相近情况下,由于微量元素等条件的不同引起石墨生长形态各异,从而同属灰口铸铁的三类铸铁性能迥异。懂得其基本规律及相关原理,有益于铸造工程技术人员在灰铁、蠕铁、球铁的生产实际中理性而有效地控制产品质量。本文基于灰口铸铁的奥氏体-石墨共晶凝固方式,从基本概念及原理、G形成过程、实际组织观察与分析的全新视角,主要针对灰铁和球铁概述了石墨形态的形成规律和机理。文中诸多图片等实例是以往国内教科书及专业书籍中未见的,文章内容也体现了对相关现象描述及观点上新的发展,有助于读者对该方面有关问题获得更为清晰的理解和认识。

Pb-6%Bi合金熔体结构转变及其对凝固的影响

通过Pb-6%Bi（质量分数）合金熔体的电阻率-温度行为,揭示在第一轮升温过程于813.3~1 135.9℃温度区间内发生熔体结构状态不可逆的变化;探索熔体状态对凝固行为与组织的影响,并利用牛顿热分析法（NTA）计算凝固潜热及固相分数随时间的变化。研究结果表明：当合金熔体经历结构转变后,凝固过冷度从5.4℃增大到8.4℃,凝固潜热从5.33×107 J/m3增加到7.08×107 J/m3,凝固所需时间由28 s增加到39 s,凝固组织显著细化。熔体结构变化是合金熔体中Bi—Bi共价键原子团簇分解所致,且这一过程是一个熵增的过程,新的熔体结构更加均匀无序;当温度降低时,这些团簇不会重新形成。这会使得凝固形核需要有更大的过冷度,形核率增加,晶体生长速度降低,从而致使组织细化。不同的熔体结构状态对凝固有明显的影响。

超高奥氏体化温度提高CADI韧性的探索

对采用超高奥氏体化温度提高CADI韧性的可能性进行了探索。结果表明:(1)随着奥氏体化温度的升高,CADI组织中的铁素体由针状逐渐转变为羽毛状;弥散在基体中的碳化物由网络状转变为细小的颗粒状;石墨球尺寸长大;残余奥氏体量及其w(C)量逐渐增加,晶粒变得粗大;(2)w(Cr)量升高可增加组织中碳化物的体积分数,抑制石墨球长大;(3)与常规奥氏体化温度获得的硬度相同的CADI对比,超高奥氏体化温度获得的CADI的韧性更为优异;当w(Cr)加入量为0.5%,采用960～1 000℃超高温奥氏体化时,硬度为39～50 HRC的CADI试样的αK值范围可达28～93 J/cm2。

同质界面浓度对P型Bi0.5Sb1.5Te3合金热电性能的影响

界面对材料的电声输运性能具有明显的调控作用。基于此,探究了同质界面浓度对P型Bi0.5Sb1.5Te3合金热电性能的影响。结果表明:随着同质界面浓度的增大,材料的电导率降低,Seebeck系数增大;界面浓度增加强化了对声子的散射,故热导率降低;经1min粉碎的烧结样品具有更优的高温电学性能,故其高温端热电性能更优。

In掺杂对p型Bi0.3Sb1.7Te3合金热电性能的影响

以p型Bi0.3Sb1.7Te3合金为研究对象,探究In掺杂对其电声传输性能的影响。研究发现,随着In含量的增加,Seebeck系数上升,电导率降低,且当In含量为0.025时材料具有最优的PF,为37.02μW/(K^2·cm)。此外,In掺杂增加了材料中点缺陷的浓度和晶格畸变的程度,加强了对声子的散射,故材料热导率下降。因此,当In含量为0.050时,样品在401 K下有最优的ZT,为1.11。本文为提升p型Bi0.3Sb1.7Te3合金热电性能提供了一种行之有效的方法,增加了热电材料实际应用的潜力。

熔体过热处理对P型(Bi,Sb)_2(Te,Se)_3合金凝固行为、组织及电学性能的影响

通过改变熔炼时间及温度,探究熔体过热处理对P型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(2.85)Se_(0.05)热电材料凝固行为、组织及电学性能的影响。结果表明:随着熔炼时间的延长和熔炼温度升高,材料形核温度降低,凝固时间缩短,凝固组织细化;此外,材料的电阻率大幅降低,功率因子显著提升。因此,1373K熔炼4h的样品在305K时有最高功率因子25.5μW·cm^(-1)·K^(-2)。