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利用化学分析、X射线粉晶衍射、差热及热重分析、红外光谱、扫描电镜及可见光吸收光谱等现代测试方法对俄罗斯穆伦地区查罗石玉进行了系统的矿物学特征的研究,测得查罗石玉的主要矿物查罗石(紫硅碱钙石)是一种富钙、钾、钠的硅酸盐矿物;含有一定的结晶水和结构水.主要矿物查罗石(紫硅碱钙石)属单斜晶系,晶胞参数为:a0=1.9626nm,b0=3.2110nm,c0=0.7198nm,β=93.76°.扫描电子显微镜下观察,查罗石主要由细长矩形的片状查罗石组成,查罗石晶体呈定向排列,晶体大小平均长约150～200μm,宽约10～20μm左右,发育良好的多组波状弯曲的片状查罗石晶体及其纤维变晶结构是查罗石玉具有丝绢光泽的原因.建立了查罗石矿物的标准红外吸收光谱图.最后初步探讨了查罗石的致色机理:Mn3+是产生查罗石紫色的主要原因.

关键词: 查罗石玉 , 紫硅碱钙石 , 矿物学 , 俄罗斯

强激光冲击诱导铝合金中的空位现象分析

罗新民 , 张静文 , 马辉 , 张永康 , 陈康敏 , 任旭东 , 罗开玉

材料热处理学报

利用输出波长为1064nm、脉冲宽度为20ns的钕玻璃YAG激光，对2A02铝合金进行了表面冲击试验。通过对激光冲击处理试样的HREM高分辨像观察，分析了激光冲击2A02铝合金材料微结构中的空位现象。结果表明，考察区域在激光冲击超高应变率作用下，在形成大量位错的同时，伴随形成相应的空位；空位片成为激光冲击超高应变率形变条件下铝合金基体中的特征微结构；空位和位错的重组作用加剧了点阵畸变，引起的第三类内应力和纳晶化提高了激光冲击表面的硬度和残余压应力。

关键词: 激光冲击处理 , 铝合金 , 空位 , 材料微结构 , 诱导 , 高应变率 , YAG激光 , 残余压应力

纯Al和铝合金激光冲击表面改性的位错机制

罗新民 , 陈康敏 , 张静文 , 鲁金忠 , 任旭东 , 罗开玉 , 张永康

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00035

用工业纯Al(α-Al)和Al-Cu-Mg系航空铝合金2A02进行了激光冲击表面改性实验,借助TEM从微结构响应的位错机制研究了不同靶材对强化效果的影响.结果表明,2种材料的强化效果有显著差异.α-Al激光冲击强化机制可归因于位错增殖.随激光冲击次数增加,新生位错发生塞积,并与林位错发生交互作用,位错线逐步演变为曲折波形、位错网络和位错缠结,但其硬度曲线因Bauschinger效应(BE)和应力波阻尼而呈线性快速衰退.铝合金2A02的激光冲击强化机制可归结为,由于高的基体强度和弥散析出相的钉扎作用而增强位错的弹性能与激光冲击超高能量的匹配,以及冲击诱发的位错增殖在析出相之间形成的复杂位错网络.随激光冲击次数增加,基体与析出相之间以增强的半共格关系协调形变；位错增殖和空位运动构成几何必须位错界面(GNBs),由其构成的亚晶界将基体金属细化至纳米级.复杂位错组态所致内应力和纳米化作用共同构成铝合金材料激光冲击表面改性的强化机理.

关键词: 工业纯Al(α-Al) , 铝合金 , 激光冲击 , 表面改性 , 位错 , 微结构

位错及其运动在航空铝合金激光冲击表面改性中的作用

罗新民 , 王翔 , 陈康敏 , 张永康 , 任旭东 , 罗开玉

材料热处理学报

利用输出波长为1064 nm的钕玻璃YAG激光器,对2000系铝铜镁航空铝合金进行了激光冲击表面改性试验.用TEM和IFFT方法分析了位错及其运动在铝合金激光冲击表面改性中的作用.结果表明,激光冲击表面改性效果明显,可使表层硬度提高50％以上;残余压应力达到120MPa以上.激光冲击在基体中诱发大量位错,位错组态主要包括刃型位错、异号位错组和由位错偶构成的螺型位错等.合金中的析出相与基体中的应变位错保持半共格关系,增强了析出相颗粒的强化作用;激光冲击的超高应变率导致基体产生有序连续排列的同号位错形成位错墙,将基体分割为纳米级亚晶粒.激光冲击诱发的复杂位错组态是表层硬度和残余应力提高的内在原因.

关键词: 航空铝合金 , 激光冲击 , 表面改性 , 微结构 , 位错

Ti-6Al-4V激光冲击强化及其微结构响应分析

罗新民 , 赵广志 , 张永康 , 陈康敏 , 罗开玉 , 任旭东

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00081

使用Nd3+:YAG脉冲激光器产生的脉冲能量为12.5J,频率10 Hz,波长1064 nm的脉冲激光研究了强激光冲击下的Ti-6Al-4V合金表面响应,用SEM和TEM及IFFT方法分析了激光冲击强化造成的微结构响应.结果表明,激光冲击可使Ti-6Al-4V合金表面硬度增加80％以上,残余压应力达到500 MPa以上.在激光冲击产生的超高能量和超高应变率作用下,具有α/β两相结构的Ti-6Al-4V合金的激光冲击强化效应表现出明显的择优倾向,在较低冲击能量下,β相优先获得形变强化；在较高的冲击能量下,α和β相才能同时获得相当的形变强化,且优先强化相出现过饱和强化现象.位错增殖是冲击强化的主要微观机制,增殖形式多为定向发射和位错偶极子,α和β相则以半共格方式协调形变；在冲击强化区域内呈现应变屏蔽现象,其源于形变缺陷的自组织,是材料在激光冲击形变时的微观约束条件和激光冲击单点累积形变方式以及Q/β两相的相间强度与结构差异共同作用所致.

关键词: 激光冲击 , 材料响应 , 钛合金 , 表面强化 , 微结构

激光原位制备ZnO纳米柱形貌及光学特性

罗开玉 , 张焕岩 , 李伯全

材料热处理学报

利用NEL-2500A轴向快速流动CO2连续激光辐射金属锌板(纯度为99.99wt%)同轴输送氧气,在金属锌板表面上原位制备氧化锌纳米柱晶体,晶体的底面直径为60～70nm,高度约为150nm.利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDX)以及光致发光(PL)等试验对原位制备的ZnO纳米柱的形貌、组成成分、相结构以及光致发光性质进行了表征,并对ZnO纳米柱生长晶体的机理进行了分析.结果表明,利用本文方法能够制备纯度较高ZnO纳米柱晶体,ZnO纳米柱为单晶结构并沿(0001)方向生长,其结晶形貌取决于发生反应局部区域氧气的过饱和度.

关键词: 激光辐射 , 同轴送氧 , ZnO纳米柱 , 光学性质

泰山玉的产地特征及命名

程佑法 , 李建军 , 祝培明 , 范春丽 , 山广祺

人工晶体学报

泰山玉指产于山东省泰山西麓区域的蛇纹石质玉,常呈深色外观.将从泰山产出玉与泰山文化结合,直接命名为“泰山玉”,可最大限度地开发应用.关键要找出其区别于辽宁岫玉以及其它产地蛇纹石质玉的主要鉴定特征,确定其产地.分别测试了辽宁岫岩、甘肃酒泉及新疆等几个与泰山玉相似的玉石,得出泰山玉产地特征的关键检测项目为:(1)颜色:以暗色调的绿色为主.(2)放大检查:常伴有金星状反光包体、白色柱状包体,有黑色矿物包体.(3)X荧光光谱分析:金属元素主要为Fe、Ni、Cr、Mn等元素,其含量明显高于岫玉产品,并且Ni/Cr=2～4,其它产地的产品的比值接近于1.开展泰山玉检测实验室须配备参考样品.

关键词: 泰山玉 , 蛇纹石玉 , 产地特征 , 命名