本文利用ZMLMC 定向凝固装置,研究了Al-Cu 合金系在不同温度梯度下定向凝固时凝固界面和组织形态的变化。发现存在着两种树枝状生长和胞状生长之间的转变,即在低速范围内胞状向树枝状转变,在高速范围内树枝状向胞状转变;当温度梯度足够高时,可以在整个生长速率范围内不出现树枝状生长,获得高度细化的胞状组织;合金的结晶温度间隔越宽,完全消除树枝状生长所需的温度梯度越高。

本文测定了含稀土纯Al 及Al-Mn 合金中球状稀土相的形貌,组成及分布。结果表明,适量稀土可使Al 中多角形块状化合物球化,在轧制过程中球状稀土相不变形,不聚集,均匀分布在晶内。稀土改变了Al 基体中杂质元素的微区分布规律,导致Fe,Si 等元素由晶界向球状相迁移,晶界获得净化。分析了球状稀土相形成及晶界净化的原因。

用三源真空共蒸发沉积CuInSe_2。调节三源的配方及蒸发速率,控制薄膜的组分,获得了具有单相黄铜矿结构的多晶CuInSe_2薄膜。发现适当的热处理对薄膜的成相是必需的。研究了薄膜组分、结构、光学和电学性质与工艺条件的关系。

研究了各向异性定向凝固/热压R-Fe-B 永磁合金的制备过程、成分和性能。成分为Pr_(19)Fe_(74.5)B_5Cu_(1.5)的合金经快速定向凝固和充分热压变形后,具有细小、致密的晶粒组织和平行压缩变形方向的感生磁各向异性,磁性能B_r=870mT,_iH_c=1003kA/m,(BH)_m=116kJ/m~3。Nd_(19)Fe_(74.5)B_5Cu_(1.5)和Pr_(19)Fe_(76)B_5合金因晶粒粗大,只具有极低的矫顽力。

发展了新的估算Cu-Zn-Al 合金热弹性马氏体相变临界驱动力方法。由测量合金的杨氏模量及估算马氏体内的储存能量(层错能),所得的临界驱动力数值与量热法测得热效应后换算的近似值非常接近。

用TGA 技术研究了Ag_(57)Cu_(38)Ti_5活性钎料在873K 流动空气中氧化的动力学规律,并用X射线能谱分析(EDAX)和X 射线衍射分析研究了氧化产物的化学组成和相结构。结果表明,这种Ag 基活性钎料的氧化动力学规律精确地服从抛物线定律,在873K 时抛物线速率常数为6.29×10~(-5)mg~2cm~(-4)s~(-1)。氧化膜由Cu_2O 和CuO 两相组成,其中溶有少量的Ag。与Ag-Cu 共晶钎料的氧化性能对比,发现钎料中含有少量的Ti,对钎料在高温下的氧化抗力不利。

在真空电弧等离子喷涂设备上设计安装了超微粉的制备装置。制备出Fe,Si,Ni,Mo,TiAl,Ti_3Al 和Si_3N_4等超微粉。通过控制真空室工作压力和等离子弧电流,超微粉的粒度可分别为5,10,20和50nm。观察了粉的形状、分布,测试了沉积速率。

用极谱法分析电沉积CdTe 半导体薄膜中Cd 和Te 的含量随电沉积电位、沉积温度和热处理温度的变化,获得Cd 和Te 原子数之比几乎为1∶1的CdTe 薄膜。热处理能改变CdTe 薄膜的导电类型。

本文采用热CVD 方法,在ZrB_2-SiC 复合陶瓷基体上制备CVD·SiC-C 梯度涂层。采用XRD,SEM,及X 射线应力分析方法,研究了CVD·SiC-C 梯度涂层的相组成、显微结构、残余应力及弯曲强度等性能。结果表明,CVD·SiC-C 梯度涂层可以缓解SiC 与ZrB_2基体间的热应力及界面应力,涂层中的残余应力得到明显缓解;高温退火处理对CVD·SiC-C 涂层中的残余应力亦有缓解作用;梯度涂层显著改善了基材的弯曲强度。

沿a,b 轴生长了LaMgAl_(11)O_(19)单晶,用X 射线和光学方法测定了各显露面的密勒指数,利用Hartman-Perdok 的PBC 理论,计算了几个重要显露面的吸附能,根据吸附能的大小判断了显露顺序,理论结果与实验相符。

高Cr_2O_3含量的高纯MgO-Cr_2O_3材料与煤熔渣的接触试验表明,接近MgCr_2O_4化学计量组成,以MgCr_2O_4和Cr_2O_3为相结构的致密材料,抗煤熔渣侵蚀和渗透性俱优。MgCr_2O_4相与煤熔渣接触会慢慢分解,MgO 溶入渣中,Cr_2O_3在渣-耐火材料界面再结晶。

本文研究了含偕胺肟基聚丙烯腈系螯合纤维对于三价Au 离子的吸附行为。结果表明,上述螯合纤维不仅对三价Au 离子具有相当高的吸附容量,而且还能将所吸附到的Au 离子还原成金属态的Au;在氧化还原过程中,偕胺肟基被氧化成羧酸基。

用熔融共混方法制备了一系列聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和马来酸二丁酯接枝改性的高压聚乙烯(LDPE-g-DBS)的共混物。在熔融共混过程中,PBT 和LDPE-g-DBS 发生酯交换反应,生成接枝共聚物。酯交换反应程度与LDPE-g-DBS 的接枝率、熔融共混时间和催化剂的添加量有关,反应影响体系的热行为和动态力学性质。

本文简要评述了中国科学院金属研究所在新型复合材料研究方面的一些新近进展。阐述了连续纤维、晶须和颗粒增强的金属基复舍材料,介绍了碳基复合材料。探讨了增强模型、热应力损毁机理和性能测试。讨论了复合材料的仿生设计。

本文研究了采用粉末冶金工艺制备的碳化钛颗粒(TiCp)增强Ti-Al-V 复合材料的显微组织、弹性模量、高温强度、蠕变行为及断裂特征。研究结果表明,选用合适的不连续增强相及Ti合金基体可以获得增强相与基体结合良好、具有高比强、高比模、良好高温性能的不连续增强Ti基复合材料。这些Ti 基复合材料具有各向同性,可用于复杂应力状态,可通过热压、热挤压等一般热加工工艺加工成型。

本文根据生物体损伤愈合的原理,对金属基复合材料内部纤维开裂、分离和折断损伤的愈合进行了尝试,提出增强纤维可以模仿生物体内纤维结构,设计成为空心结构,内部填充愈合剂。模拟试验结果表明,增强纤维开裂、分离和折断内部损伤可以通过管内愈合剂的输送、浸润和填充达到愈合。

本文分析了自然界常见的生物复合材料的结构,找出了有共性的规律,提出了双重螺旋的仿生复合模型。对该模型进行了理论分析,在细观尺度上将仿生学运用于复合材料的设计与制备。用碳纤维/Sn 复合材料对该模型进行了检验,结果发现,与均匀排布的单向长纤维复合材料比较,其抗拉强度显著提高(超过了40%)。

以光导纤维为模型纤维,利用激光干涉法测定了载荷作用下的玻璃纤维增强聚合物复合材料的纤维应力、材料成型时纤维预应力的产生过程及纤维应力随环境温度的变化。实验表明,纤维的应力随界面物质分子特征及界面层结构的不同而不同。其原因是在应力传递过程中,不同界面层具有不同的应力梯度及变形能力。在两相模型中,引入了应力传递系数k。能形成韧性界面层的ESPCEG 及γ-UPMS 是较好的处理剂。

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