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高温拉压环境下DZ125高温合金的热障涂层失效

温顺达 , 陈立强 , 宫声凯 , 徐惠彬 , 彭徽

稀有金属材料与工程

采用电子束物理气相沉积法(EB-PVD)在定向凝固Ni基高温合金DZ125基体上制备了NiCoCrA1Y粘结层和YSZ陶瓷层,研究了高温拉压环境下热障涂层的失效模式,并对其进行了有限元分析.实验结果表明,热障涂层的失效与仅受热载荷作用下的有很大不同,仅有热载荷作用下的热障涂层裂纹多萌生于热氧化层(TGO)内部,进而扩展引起热障涂层的失效.而高温拉压试验后热障涂层体系存在两种裂纹,分别萌生于TGO/粘结层界面和粘结层/扩散层界面附近.有限元模拟结果显示TGO/陶瓷层和TGO/粘结层处存在应力状态的转变和应力值的突变,径向应力的突变导致了界面分离现象的产生,而轴向应力的突变加速了垂直于界面裂纹的扩展,并导致了试样的最终断裂.

关键词: 热障涂层 , 电子束物理气相沉积 , 有限元模拟 , 失效

钙钛矿锰氧化物Pr0.5-xGdxSr0.5MnO3(x=0,0.1)的磁转变行为

邢茹 , 郑琳 , 金香 , 周敏 , 鲁毅 , 赵建军

稀土 doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201604009

用半径较小的Gd3+替代Pr3+,制备出多晶样品Pr0.5-xGdxSr0.5MnO3(x=0,0.1),对样品进行了结构和磁性的分析.结果表明,样品的单相性很好.通过超导量子磁强计(SQUID)对其磁性进行测量可知,随着温度的降低样品都经历了两次磁转变,从高温顺磁态转变为中间铁磁态最后在低温下转变为反铁磁态,并且在T2D与T3D之间,样品呈现顺磁铁磁混合态.通过对比发现,掺Gd后导致样品的居里温度降低,奈尔温度升高.

关键词: 钙钛矿锰氧化物 , 磁转变 , 奈尔温度

Pr0.3Gd0.2Sr0.5MnO3多晶体系中的磁相变

邢茹 , 周敏 , 郑琳 , 鲁毅 , 赵建军

稀土 doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201606012

通过高温固相反应法制成多晶样品Pr0.3Gd0.2Sr0.5MnO3,并对样品进行了结构和磁性的分析.结果表明,样品的单相性很好.采用超导量子磁强计(SQUID)和电子自旋共振仪(ESR)测量样品磁性可知,随着温度的降低样品经历了两次磁相变,从高温顺磁态转变为中间铁磁态最后在低温下转变为反铁磁态.并且在TCl与Tc2之间,样品呈现顺磁铁磁混合态,说明有类似Griffiths-like phase存在,这是由于淬态无序引起样品结构的内部不均匀性.

关键词: 电子自旋共振 , 相分离 , 淬态无序

La2/3Ca1/3MnO3中绝缘体-金属的转变:小极化子的退局域

刘宁 , 孙勇

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2004.04.002

通过电阻率、磁化曲线和电子自旋共振谱(ESR)的测量,对超大磁阻材料La2/3Ca1/3MnO3的绝缘体-金属(I-M)转变过程进行了研究.在磁场作用下,高温顺磁相的电阻率与绝热小极化子跃迁模式[ρ~BTexp(Ea/kT)]相吻合,低温铁磁相的电阻率与单磁振子散射模式(ρ~ρ0+AT2)相吻合,这意味着在I-M转变期间,小极化子和巡游载流子是共存的.基于磁有序过程引发小极化子退局域这一认识,用两相模型定量描述I-M转变期间的输运行为,在不同磁场下电阻率的计算结果与实验数据非常接近,有力证明了I-M转变是由于小极化子退局域和两种特殊的输运行为共存.

关键词: 凝聚态物理 , 绝缘体-金属转变 , 极化子 , 退局域 , 稀土

Pr2/3Sr1/3MnO3薄膜外场诱导自旋输运特性

赵省贵 , 陈长乐 , 金克新

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00281

采用脉冲激光沉积法制备了稀土掺杂钙钛矿锰氧化物Pr2/3Sr1/3MnO3 (PSMO)外延薄膜, 研究了薄膜在磁场、激光和电流作用下的自旋输运特性. 在低温铁磁金属相, 激光作用使薄膜的电阻增大, 而磁场和电流则诱导电阻减小; 在高温顺磁绝缘态, 外场诱导均使电阻减小. 在铁磁金属相, 外场诱导输运特性的变化可归结于外场对体系电子自旋系统的影响: 磁场和电流加强材料中eg电子和t 2g局域电子间的自旋平行, 增强了双交换作用; 激光作用可产生光致退磁效应, 减弱双交换作用. 在顺磁绝缘态, 场致电阻降低源于外场致使小极化子的退局域化效应.

关键词: 锰氧化物薄膜 , field induced effect , spin transport , small polarons

Pr2/3Sr1/3MnO3薄膜外场诱导自旋输运特性

赵省贵 , 陈长乐 , 金克新

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.02.016

采用脉冲激光沉积法制备了稀土掺杂钙钛矿锰氧化物Pr2/3Sr1/3MnO3(PSMO)外延薄膜,研究了薄膜在磁场、激光和电流作用下的自旋输运特性.在低温铁磁金属相,激光作用使薄膜的电阻增大,而磁场和电流则诱导电阻减小;在高温顺磁绝缘态,外场诱导均使电阻减小.在铁磁金属相,外场诱导输运特性的变化可归结于外场对体系电子自旋系统的影响:磁场和电流加强材料中eg电子和t2g局域电子间的自旋平行,增强了双交换作用;激光作用可产生光致退磁效应,减弱双交换作用.在顺磁绝缘态,场致电阻降低源于外场致使小极化子的退局域化效应.

关键词: 锰氧化物薄膜 , 场诱导效应 , 自旋输运特性 , 小极化子

La3+掺杂Y2MnCrO6的结构、磁性和电输运性质研究

张忠峰 , 郝林 , 谢向男 , 王昊儒 , 朱弘

低温物理学报

本文采用传统固相反应法制备Y2-2yLa2yMnCrO6(y=0~0.4,0.9)系列多晶样品.低掺杂样品(y≤0.3)的XRD谱显示,随着La掺杂量的增加,即A位阳离子半径逐渐增大,样品的结构各向异性减小,体系的层状B位阳离子有序逐渐被抑制.同时,变温磁化曲线给出低掺杂样品在75 K以下表现为亚铁磁态,与Y2 MnCrO6母相化合物类似.当掺杂量为0.9时,样品的磁转变温度变高,大约为120 K.而掺杂量在0.4~0.8之间,样品呈现低掺和高掺双相共存.通过仔细分析低掺杂亚铁磁样品的高温顺磁居里-外斯行为,发现随着La离子掺入,Cr3+次格子之间的反铁磁耦合作用显著提高,这对体系的亚铁磁性是一个不利因素.该系列样品的电输运性质主要由热激活机制主导,同时随着掺杂量y的增加(y≤0.3),样品的激活能明显减小.这些结果表明,随着A位离子平均半径的增加,Y2 MnCrO6氧化物中的亚铁磁性有被抑制的倾向.

关键词: A位离子半径 , Cr掺杂锰氧化物 , 亚铁磁性

AZ31镁合金板轧制过程中的{10-11}-{10-12}双孪生对板材显微组织、织构、力学性能的影响

罗晋如 , 刘庆 , 刘伟 , Godfrey Andrew

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00509

研究了在150和300℃温度下采用顺轧、交叉轧2种方式制备的4种AZ31镁合金轧制板材的显微组织、织构和单轴拉伸力学性能.研究表明:{10-11}-{10-12}双孪晶是镁合金板轧制变形过程中的重要变形机制.变形温度的升高会抑制{10-11}-{10-12}双孪晶的产生.轧制过程中,{10-11}-{10-12}双孪晶的变体选择机制与轧制方向有关,进而对轧制板材的显微组织、织构及力学性能产生不同的影响.低温顺轧将使板材中的双孪晶平行排列,板材的织构各向异性、单轴拉伸塑性各向异性增强;而低温交叉轧将使板材中的李晶分布杂乱,织构各向异性、单轴拉伸塑性各向异性均较顺轧板材减弱.高温轧制板材中双孪晶较少,板材的织构各向异性和拉伸各向异性均较弱.

关键词: AZ31镁合金 , 轧制 , {10-11}-{10-12}双孪晶 , 显微组织 , 织构

一种乌青铜结构光催化剂:铁电-顺电相变与光催化性质

范大勇 , 种瑞峰 , 范峰滔 , 王秀丽 , 李灿 , 冯兆池

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)61126-3

近年来,铁电材料作为一种潜在的高活性光催化剂材料越来越多地受到研究者关注.由于晶体结构的对称性破缺导致铁电晶体中出现自发极化,在这种极化内建电场的影响下,光生电子-空穴将发生空间分离,从而有效抑制载流子复合,进一步提高光催化体系的总量子效率.文献报道了很多性能优异的铁电光伏器件,在这样的思路下,越来越多的材料被直接作为光催化材料来研究,但有关顺电-铁电差异的报道很少,铁电性与光催化性能关联的直接证据尚有欠缺.研究表明, SrxBa1-xNb2O6(SBN)材料的居里温度(TC)对组分调变有很强的依赖性,当 Sr2+含量发生改变时(x =0.32-0.82),其居里温度可在10-270oC范围内变化.因此,合成一个居里温度接近室温的 SBN材料,研究其在顺/铁电相下自发极化行为、光生电荷分离行为、光催化行为及结构演变,就可能得到一个关于铁电性与光催化性能关系的直接证据,并有助于理解二者的关联性.本文以较低温度(65°C)下发生铁-顺电相变的 Sr0.7Ba0.3Nb2O6(SBN-70)材料为模型体系,使用X射线衍射、紫外可见光谱及不同温度下的铁电及介电测试、光电测试、光催化产氢和荧光激发谱等表征技术,研究了 SBN-70光电/光催化性能差异与相结构的相关性.首先使用高温固相合成法制备了纯相的四方钨青铜型 SBN-70材料,根据紫外可见漫反射光谱表征结果,推测 SBN-70材料在热力学上可发生光催化水分解反应.对 SBN-70进行的铁电及介电测试表明 SBN-70属于典型的弛豫型铁电材料:介电峰温度宽化显著,且介电峰位置随不同测试频率发生变化.在f =1 kHz测试下,其名义居里温度约为65oC.使用高温下两步烧结法制备了致密的 Ag/SBN-70/Ag陶瓷样品.受到高强度电场(E =30 kV/cm)极化的 Ag/SBN-70/Ag样品在紫外光照射下出现了显著光伏效应,铁电回线测试表明极化后的 SBN-70材料中存在强度约为0.8 kV/cm由剩余极化导致的内建电场,当经过极化的 SBN-70经过80oC退火后,光伏效应消失.结果表明, SBN-70极化后在内建极化场的作用下,在低温铁电相表现了显著的光生电荷分离能力,在进入高温顺电相后,这种分离能力随着自发极化的消失而消失.同时我们发现担载 Pt的 SBN-70粉末样品作为光催化剂在不同温度下存在很大的光催化产氢活性差异:反应在15oC时,产氢量为4.5μmol,随着反应温度升高,其产氢量升高,在60oC时为5.3μmol,继续升高温度至80oC时,发生了反常的活性变化,即产氢活性完全消失.这种反常的活性-温度关系可能与 SBN-70的铁-顺电相变有关:进入高温顺电相(80oC)后,晶体结构回到4/mmm点群,铁电畴结构不再存在,从而丧失了作为电荷分离驱动力的自发极化.不同温度下荧光激发谱结果也暗示了 SBN-70在高于65oC附近极化结构的消失.本文结果表明,铁电相中存在的铁电极化结构确实有利于光生电荷分离,进而提高了光催化反应活性.

关键词: 光催化 , 铁-顺电相变 , 锶钡铌氧 , 反常光电效应 , 变温荧光激发谱

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