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SiC纳米及晶须增强Si3N4基复相陶瓷断裂行为的研究

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2000.05.003

用扫描电镜、透射电镜及努氏压痕法研究了添加 SiC 晶须、纳米颗粒及晶须和纳米颗粒的三种 Si3N4 基复相陶瓷在外力作用下的断裂行为.这三种材料断裂的主要方式是沿晶断裂,偶尔可见穿晶断裂.在裂纹发展的路径上当裂纹尖端遇到了晶须、集聚的纳米颗粒及类晶须时,会产生扭转、偏转、断裂、拔出和终止,从而使裂纹能量消耗,抑制和阻碍了裂纹的扩展和传播,起到了增韧补强的作用.

关键词: Si3N4 基复合陶瓷 , 晶须 , 纳米颗粒 , 裂纹扩展

纳米铝合金的断裂与塑性变形

朱其芳 , 孙泽明 , 邵贝羚 , 尤振平 , 田晓峰 , 王福生 , 张金波

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2007.04.010

在结构非均匀的多晶材料中, 局域化塑性变形不仅在微观层次而且也在介观层次上具有波动特征, 并以塑性波形态进行扩展,这一现象与材料亚韧性断裂之间有相互关系.纳米晶、亚微米微晶2009铝合金试样在经受拉伸应力实验时,试样上各点的应变量在三维方向上均呈波动性变化,且随着外加载荷的增加而波动的幅度增加.塑性变形的波动的传播是在加载过程中, 试样内的剪切稳定性丧失后, 由于晶粒群转动,在试样上沿最大剪应力方向形成了吕得尔斯条带而逐步形成的.主剪切带形成了一个塑性变形的波峰, 接下去侧生条带和次生带形成波峰和波低谷区, 周而复始, 形成了塑性变形的波动的传播.应力应变峰值的形成与材料缺陷所造成应力集中有关.试样于应力集中点起始迅速开裂.宏观断裂强度仅体现了材质缺陷弥散程度的统计平均数.

关键词: 介观力学 , 2009铝合金 , 塑性 , 形变波动性 , 纳米晶

Si3N4复合陶瓷材料的微观组织和断裂机制

王瑞坤 , 孙丽虹 , 马通达 , 朱其芳 , 吴波 , 于荣 , 董利民

中国有色金属学报

关键词:

低压等离子喷涂涂层膜基界面结合能的研究

朱其芳 , 邵贝羚 , 刘安生 , 安生 , 王福生 , 李东飞

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2002.05.012

用努氏界面印痕法, 对铁基Ni/Fe、镍基Cu/Ni低压等离子喷涂涂层的膜基界面进行界面结合能的研究, 分析得到涂层界面的断裂表面能. 分析得出铁基纯镍Ni/Fe涂层界面的断裂表面能比镍基铜Cu/Ni涂层的断裂表面能高. 界面微观分析表明, 镍基铜Cu/Ni涂层材料疏松, 膜基界面存在较多裂纹, 另外涂层和基体观察不到元素扩散层. Ni/Fe涂层界面结合致密, 约有2～3 μm的元素扩散层.

关键词: 涂层 , 断裂表面能 , 努氏界面印痕

纯铜双晶体拉伸变形的介观力学分析

邹风雷 , 高克玮 , 朱其芳 , 谢建新

金属学报

采用连续定向凝固方法可以制备具有连续柱状晶组织的纯铜杆坯，这种杆坯具有优良的塑性加工延伸性能和导电性能。利用有色金属研究院研制的介观力学观察设备，用自制的连续柱状晶加工成双晶体的拉伸样品，对其拉伸变形行为进行了研究。结果表明：在连续柱状晶纯铜变形过程中，不同的晶粒由于取向不同，产生不同的滑移方式，并且在变形过程中产生了亚晶粒。通过能量计算证明了新晶粒的产生。在连续柱状晶纯铜变形过程中，晶界有明显的协调变形的作用，正是由于这种作用，使得连续柱状晶纯铜可以产生很大的塑性变形。

关键词: 介观力学 , mesomechanical analysis , continuous columnar crystals , bicrystals deformation

金属基低压等离子喷涂界面的结合性能及微结构研究

李东飞 , 邵贝羚 , 刘安生 , 安生 , 朱其芳

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2001.04.001

采用奴氏印痕法、X射线衍射技术(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量散射谱(EDS) 等方法研究了 Ni/Fe,Cu/Ni 低压等离子喷涂材料的喷涂界面结合性能及微结构特征.喷涂界面的结合性能与其微结构、微成分特征密切相关.Ni/Fe 试样具有结合良好的界面,界面层为在晶态(Fe,Ni)氧化物上弥散分布着纳米级(Fe,Ni) 金属间化合物细晶的结构,界面区有明显的元素扩散;Cu/Ni 试样喷涂界面层为典型的非晶相,界面区未见明显的元素扩散.不同微观特征的喷涂界面对应的宏观界面结合性能有明显差异,Ni/Fe 喷涂界面结合强度明显优于 Cu/Ni 喷涂界面.对 Ni/Fe、Cu/Ni 喷涂界面断裂的微观机理进行了探讨.

关键词: 微结构 , 结合强度 , 低压等离子喷涂 , 非晶相

测定膜基界面结合能的努氏印痕能量法

朱其芳 , 邵贝羚 , 孙泽明 , 王福生 , 姚伟 , 李东飞

中国有色金属学报

研究了涂层与基体界面结合能的测定方法, 用理论和实验技术分析了努氏界面印痕法加载过程中, 膜基试样吸收外加能量而转化为塑性变形能的行为、以及表面形状改变能和涂层界面断裂表面能, 建立了努氏界面印痕能量法. 对铁基Ni/Fe、镍基Cu/Ni低压等离子喷涂涂层进行界面结合强度的研究和分析得到涂层界面的断裂表面能. 铁基纯镍Ni/Fe涂层界面的断裂表面能比镍基铜Cu/Ni涂层的高. 界面微观分析表明: 镍基铜Cu/Ni涂层材料疏松, 膜基界面存在较多裂纹, 涂层和基体中观察不到元素扩散层. Ni/Fe涂层界面结合致密, 约有2μm的元素扩散层, 微观分析现象与界面结合能的测定结果吻合.

关键词: 涂层 , 断裂表面能 , 努氏界面印痕

SiC晶须有序添加角度对Si3N4基体陶瓷的增韧效应

朱其芳 , 姚伟 , 孙丽虹 , 王瑞坤 , 董利民 , 张宝清

中国有色金属学报

关键词:

纯铜双晶体拉伸变形的介观力学分析

邹风雷 , 高克玮 , 朱其芳 , 谢建新

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.03.008

利用介观力学观察设备对Cu双晶拉伸变形行为进行了研究.结果表明,在双晶体变形过程中,取向不同的晶粒滑移方式和形变量等都不同,软取向的晶粒变形较快、变形量大,并对其它晶粒的变形产生影响.不利取向的晶粒首先在晶界附近出现无滑移区,随外应力增加出现次滑移以协调变形.云图分析表明,变形过程中晶界处有明显的应变集中.在变形过程中产生了亚晶粒.能量分析表明,变形过程中晶粒储能的升高足以引发新晶粒的生成.

关键词: 介观力学 , Cu双晶体 , 拉伸变形 , 亚晶粒 , 滑移系