针对奥氏体合金中次生$\eta$相与基体位向关系存在的不同看法, 研究了铁镍基奥氏体合金大量次生$\eta$相的析出机理. 结果表明, $\eta$相与基体之间有良好的共格关系: $\{001\}_{\eta}//\{111\}_{\gamma}$, $\langle 110\rangle_{\gamma}//\langle 210\rangle_{\eta}$. 晶界$\eta$相首先在一般无规晶界$\gamma^{\prime}$相处通过不全位错滑移产生堆垛层错带的 方式形核, 之后通过原子控制长程扩散机制的台阶方式在基体中长大, 进入晶界另一侧与之匹配差的晶粒中, 晶界随之一起迁动. $\eta$相的析出伴随着附近区域$\gamma^{\prime}$相的溶解和消失.\par}

在用MOCVD方法生长的p--GaN薄膜中注入Mg离子, 然后在N$_{2}$气氛下在850$\sim$1150℃之间快速退火, 研究了Mg$^{+}$离子注入后样品退火前后的结构、光学和电学性质. 结果表明, 离子注入使GaN晶体沿着$a$轴和$c$轴方向同时膨胀. 在离子注入后的p--GaN薄膜的拉曼散射谱中出现波数为300 cm$^{-1}$和360 cm$^{-1}$两个新峰, 其强度随着退火温度而变化. 这两个新峰分别对应于布里渊区边界的最高声学声子支的 振动模式和局域振动模式. 消除这两个损伤引起的峰的临界温度是不同的. 注入剂量1$\times$10$^{14}$cm$^{-2}$是一个临界值, 对于注入剂量高于这个临界值的样品, 高温退火不能使其晶体质量全部恢复.

用低过热度浇注和弱电磁搅拌工艺制备A356铝合金半固态浆料, 研究了浇注温度、 搅拌功率和搅拌时间对A356铝合金的半固态浆料的影响. 结果表明, 用该工艺可以制备出球状初生$\alpha$--Al晶粒的半固态A356合金浆料. 与单纯低过热度浇注的试样相比较, 在弱电磁搅拌条件下,适当提高浇注温度亦可获得理想的球状A356合金浆料, 也简化了实际浇注工艺的操作.低过热度浇注和弱电磁搅拌, 加速了合金液向外传热和减小了其温度梯度,扩大了同时凝固的区域, 细化了初生$\alpha$--Al晶粒, 造成的强迫流动, 扩大了合金熔体的温度扰动和局部温度起伏, 促使初生$\alpha$--Al二次臂的熔断和球状初生$\alpha$--Al晶粒的形成.

以热力学和动力学理论为基础, 研究了Nb微合金钢热变形过程中铁素体相的形核及长大过程, 在形核速率计算中引入变形储能、晶界凸阶及微合金元素的作用, 建立了低温变形诱导铁素体相变的动力学模型, 分析了热变形参数和化学成分对相变分数和晶粒尺寸的影响. 变形温度的降低和变形程度的增加, 促进了$\alpha$相变过程, 相变体积分数增加, 晶粒得到细化. C与Mn含量增加的效果则相反. 模型应用于热轧带钢生产过程的模拟, 计算结果和实测结果吻合良好.

测定了大块非晶合金Zr$_{55}$Cu$_{30}$Al$_{10}$Ni$_{5}$ 晶化前后的费米能级和各元素的电子结合能, 研究了非晶合金的电子结构特征和电击穿行为. 测试并讨论了非晶材料场发射能力和耐电压强度的关系. 结果表明, 对于Zr基合金, 非晶态比晶态合金具有更大的功函数. 比较了Zr$_{55}$Cu$_{30}$Al$_{10}$Ni$_{5}$合金非晶态与晶态的耐电压强度数值, 发现非晶态合金的耐电压强度数值比较分散, 晶化合金的耐电压强度相对比较集中. 耐电压强度平均值表明, Zr基合金非晶态具有更好的耐电压能力

以MgO含量较低的镁砂和粉煤灰为主要原料, 制备了磷硅酸盐胶凝水泥(MPSC), 研究力学性能. 结果表明, 磷硅酸盐水泥凝结快, 早期强度高. 掺入30\%$\sim$50\%的粉煤灰可明显地提高MPSC的早期和 长期抗压强度, 其中以粉煤灰掺量为40\%效果最好. 使用MgO含量较高而且颗粒较细的镁砂, 制备出的水泥具有较高的强度. 水泥石的水化产物以无定形为主, 伴以少量的六水水化磷酸镁钾晶体. 硬化水泥石中有许多未水化的镁砂, 可作微集料. 粉煤灰填充了反应物之间的空隙, 使基体的密实度提高; 粉煤灰参与水化反应提高了材料的胶凝性能.\par} \vskip 1mm \noindent\parbox{0.91\hsize}{ \heiti\zihao{-5} 关键词 \ \small\songti\zihao{6} 无机非金属材料, 磷酸镁水泥, 力学性能, 水化机理\par}

制备了一种新型的防热隔热一体化材料--碳--高硅氧纤维增强C--SiC复合材料, 沿厚度方向从抗烧蚀层渐次过渡到隔热层, 其组成依次是致密C/C--SiC, 致密C/C, 多孔C/C, 通过界面处过渡到变密度多孔HSF/C. 这种材料既具有抗烧蚀性能又具有隔热性能. C/C--SiC复合材料的烧蚀表面平滑, 线烧蚀率只有0.028 mm/s. 烧蚀性能的提高得益于SiC颗粒原位氧化生成SiO$_{2}$黏附在碳材料表面, 对氧气有一定的阻挡遮蔽作用. 密度为0.80 g/cm$^{3}$的HSF/C材料, 热导率为0.59 W/mK. 在碳纤维与高硅氧织物的界面处, 针刺纤维与热解碳的结合良好, 密度为1.69 g/cm$^{3}$的C--HSF/C复合材料界面处的剪切强度达到16.7 MPa

测量了GaN基紫光LED的光功率($P$)在不同工作电流和环境温度(室温和60℃)下随时间的变化, 研究了LED的可靠性. 结果表明, 紫光LED的功率在前48 h内迅速衰减, 而在48 h后衰减速率减慢; 与光功率的衰减规律相对应, 其$I$--$V$曲线的变化显示反向漏电流和正向小电压下的 电流都有明显的增加. 对载流子的输运机制的分析表明, 在 LED的工作过程中, 缺陷提供的辅助电流通道使载流子的辐射复合几率降低, LED光功率下降.

对Si含量为10\%$\sim$13\%的Al--Si合金进行了加速氧化、热循环和掺Fe实验, 研究了其在不同热循环条件下的相变储热性能和可靠性. 结果表明, 在空气中经几百h的高温氧化后, 氧化率小于0.01\%, 其影响可以忽略不计. 经过0, 4, 23, 60, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700次熔化－凝固循环后, 相变温度的变化为3.8$\sim$11.8℃, 相变潜热从484.86 kJ/kg下降到432.62 kJ/kg. 当Al--Si合金的掺铁量为0.5\%时, 相变潜热下降6.5\%; 对于缓冷的储能过程, 偏析较小并在循环多次后趋于缓和和稳定. Al--Si合金成份和结构的变化对材料的储热性能影响较小, 在长期的热循环过程中有良好和稳定的储热性能.\

\使用尿素--NaBr--KBr--甲酰胺镀液用电沉积方法在硅基体上沉积出含有金属镧的沉积膜, 研究了沉积液中甲酰胺的含量和电流密度等工艺参数对沉积膜的形貌和金属La含量的影响. 结果表明, 在适当的沉积条件下, 沉积膜由金属镧及少量氧化镧组成,呈白灰色、均匀、致密、光滑, La的含量(质量分数)达到91.35\%; 电流密度过低或过高都使沉积膜的表面形态呈现灰黑色、 疏松和粗糙. 沉积膜中金属镧的含量先随着电流密度的增大而提高, 后又降低. 镀液中适当含量的甲酰胺使其呈现较好的流动状态, 有利于制备高质量的沉积膜. 用聚乙烯醇保护膜可以使沉积膜免于氧化

采用交流阻抗谱技术研究了Nb$_{2}$O$_{5}$的电脱氧机理. Nb$_{2}$O$_{5}$的电脱氧过程的交流阻抗谱的响应规律和中间产物表明, Nb$_{2}$O$_{5}$的电脱氧反应是分三步逐级进行的: 第一步是Nb$_{2}$O$_{5}$得到电子还原为低价氧化物NbO$_{2}$, 交流阻抗谱表现为高频半圆; 第二步是NbO$_{2}$得到电子还原为NbO, 交流阻抗谱出现第二个响应半圆; 第三步是NbO还原为金属Nb, 交流阻抗谱在低频端出现第三个响应半圆. 用等效电路拟和交流阻抗谱, 得到了脱氧反应的电荷传递电阻及其活化能. 电荷传递电阻和活化能均随着阴极电势的增加而降低.

研究了焊后时效及固溶+时效热处理对2519铝合金焊接接头组织和力学性能的影响. 结果表明, 时效处理后, 处于欠时效态的焊缝析出强化相增加, 硬度升高, 而过时效态的热影响区软化区组织和硬度没有明显变化, 焊接接头的强度略微提高, 塑性下降. 固溶+时效处理后, 焊缝中网状共晶减少, 焊缝和热影响区软化区内的析出相形态变为细小的针状, 且数量增加, 焊缝金属硬度明显提高, 热影响区的软化现象消失, 焊接接头的强度和塑性显著增加.

使用Ag--Cu--Ti合金粉、SiC粉和Zr粉组成的混合粉末钎料, 真空无压钎焊再结晶SiC陶瓷与Ti合金, 观察Zr加入前后接头连接层组织结构的变化, 研究了Zr的作用. 结果表明, Zr加入前, 连接层主要由Ag、SiC、Cu--Ti、Ti$_{3}$SiC$_{2}$、 和Ti--Si相组成. Zr加入后, 连接层主要由 SiC、Ti$_{1-x}$C、Ti--Si、 AgTi和AgCu$_{4}$Zr相组成. Zr的加入提高了连接层中Ti的活度, 使SiC颗粒表面反应层Ti$_{3}$SiC$_{2}$转变, 生成了Ti$_{1-x}$C和Ti--Si相; 提高了Ti与SiC颗粒的反应速度, 使SiC颗粒减少; 促进Ti与Ag的反应, 生成了AgTi. Zr的加入导致连接层流动性的改善、连接层与SiC陶瓷界面结合强度的提高和接头热应力的降低, 适量Zr的加入使接头剪切强度明显提高(达23.6 MPa).

在温和碱性条件下, 以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂, 正硅酸乙酯为硅源, 平平加Os--25为助剂, 制备出轴向尺寸为200 nm左右, 径向尺寸在60$\sim$80 nm范围内的单分散短棒状纳米介孔 二氧化硅MCM--41. 研究了CTAB用量、平平加Os--25的用量、 反应时间等因素对介孔形貌和纳米粒子分散性的影响. 结果表明, 适量的非离子表面活性剂平平加Os--25具有助模板剂的作用, 可以有效地提高纳米介孔粉体的有序性. 平平加Os--25与十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比在0.02$\sim$0.06范围内, 可以得到有序性好、 分散性好的短棒状介孔二氧化硅MCM--41

采用X射线、光学显微镜、电子探针、扫描电镜等手段研究了Sb合金化对AE41(Mg--4Al--1RE) 镁合金组织和耐热性能的影响. 结果表明, Sb取代Al优先与RE形成以RE$_{2}$Sb相为主的高熔点弥散颗粒质点, 而枝条状Al$_{11}$RE$_{3}$相数量和尺寸减小. Al$_{11}$RE$_{3}$相对基体的割裂作用的减弱, RE--Sb质点的弥散强化作用、以及Sb、RE等元素的固溶强化作用, 使合金的常温和高温力学性能尤其是塑韧性显著提高, 并且有效地改善了高温抗蠕变能力. 过量的Sb反而降低了合金的力学性能和耐热性能. 合金的断裂为具有塑性特征的准解理断裂.

研究了活化煤矸石--氢氧化钙体系的水化热、水化产物成分以及活化煤矸石水泥体系的水化过程、 水化产物的微结构. 结果表明, 在石膏的激发下, 活化煤矸石能够发生二次水化, 与Ca(OH)$_{2}$反应形成钙矾石、水化硅酸钙、水化铝酸钙等有利于提高水泥石强度的水化产物; 活化煤矸石水泥硬化浆体中Ca(OH)$_{2}$的含量在水化3 d时最多, 而后随龄期逐渐减少; 阐明了活化煤矸石能够降低水化产物中氢氧化钙的含量、抑制氢氧化钙晶体的生长和聚集, 并改善水泥石结构.

采用复合季胺盐制备反应性有机蒙脱土并参与三单体固相接枝聚合, 加强蒙脱土(MMT)的熔融插层和稳定MMT的插层结构, 制备剥离型的聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料(PPMN). 通过X射线衍射(XRD)、 傅立叶变换红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)等测试手段研究了PPMN的结构和性能. 结果表明: 复合有机化和固相接枝的确加强了MMT的熔融插层. MMT的复合有机化和固相接枝的放热过程有助于MMT层间涨大和MMT剥离结构的形成. 当PPGM的添加量在6$\sim$ 8~phr时, PPMN的力学性能、流动性能和热性能达到一个较好的增强状态. PPMN力学性能和热性能的提高归功于剥离的蒙脱土的增强作用和接枝低聚物原位形成的界面增容作用; PPMN流动性能的改善来源于剥离的蒙脱土和固相接枝形成的低聚物的增塑作用.

以B$_{4}$C陶瓷为改性粒子对酚醛树脂进行改性, 研究其高温结构演变. 结果表明, 随着热处理温度的提高, B$_{4}$C改性粒子在树脂基体中的分布趋向于均匀化. 在450℃热处理后, B$_{4}$C粒子开始呈现出氧化迹象; 650℃以上高温, B$_{4}$C则大量地氧化为B$_{2}$O$_{3}$. 通过B$_{4}$C的改性反应, 可有效地将CO等挥发份转化为炭而保留在树脂中, 从而有利于提高酚醛树脂高温热处理后的结构完整性.

制备了一种含巯基的时间分辨荧光配体BSPDA(4,7--二巯基苯基--1,10--菲罗啉--2,9--二羧酸) 及其铕(Ⅲ)配合物, 研究了铕配合物的荧光性质. 结果表明, 该巯基配体可与铕(Ⅲ)形成1 : 1和2 : 1具有时间分辨荧光特性的配合物, 能发射出铕的特征谱线, 其1 : 1与2 : 1的配合物具有数百微秒以上的荧光寿命, 在相关的发射特征峰位处后者的寿命稍长于前者. 这表明, 在后者铕配合物中存在更强的配位作用和更有效配体对中心离子 (即BSPDA到Eu$^{3+}$)能量传递.

用金属有机物化学气相淀积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD) 制备了TiN薄膜, 通过不同循环制备的、 厚度相同的平面薄膜电阻率的比较研究了TiN薄膜的电学性质. 结果表明, 多次循环会引入界面而增大电阻率, 与薄膜成分和微结构分析的结果一致. 得到了单循环的最优厚度以使样品电阻率最低. 通过相同循环、 不同厚度样品在真实器件中电学性能的比较, 发现介窗(Via)直径越小, TiN薄膜对介窗电阻的影响越大.

采用高分子热解和反应烧结方法制备出泡沫碳化硅陶瓷, 研究了泡沫碳化硅陶瓷的体积分数变化和钛的掺杂对泡沫碳化硅陶瓷骨架导电性能的影响. 结果表明: 随着泡沫碳化硅陶瓷的体积分数提高, 泡沫碳化硅陶瓷的电阻率降低, 这是泡沫碳化硅陶瓷筋中部碳化硅的面积增加所引起的; 掺杂的钛转变成TiSi$_{2}$导电相改善了泡沫碳化硅陶瓷的导电性能. TiSi$_{2}$呈现离散和团聚两种形态分布, 以不规则的形状位于碳化硅晶界之间, 在碳化硅中作为施主杂质. 泡沫碳化硅陶瓷表现出的正或负温度系数取决与掺杂的钛量的多少.

采用一种新的退火方式, 将Fe$_{73.5}$Cu$_{1}$Nb$_{3}$Si$_{13.5}$B$_{9}$ 合金薄带在铜环上卷绕成铁芯, 研究在这种方式的退火过程中 Fe$_{73.5}$Cu$_{1}$Nb$_{3}$Si$_{13.5}$B$_{9}$合金薄带晶化时产生的张应力对其磁性的影响. 结果表明: 与普通退火相比, 这种张应力使退火后合金的剩磁$B_{\rm r}$明显下降(最低为0.22 T), 形成的感生磁各向异性的易轴垂直于张应力的方向. 这种横向感生磁各向异性起因于纳米bcc Fe(Si) 晶粒内通过内应力和负的磁滞伸缩引起的磁弹性作用.