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液态金属铜Cu凝固过程中团簇结构的形成以及成核生长特性的模拟

易学华

中国有色金属学报

采用分子动力学方法和Quantum Sutton-Chen多体势,对2万个液态金属铜(Cu)原子在两个不同冷速凝固过程中其微观团簇结构的形成特性以及晶体的成核生长进行模拟。运用双体分布函数、Honeycutt-Andersen(HA)键型指数法、原子团类型指数法(CTIM-2)和可视化分析等方法,对凝固过程中微观结构转变和原子团簇的微观结构演变特性进行分析。结果表明:冷却速率为4.0×1012 K/s和2.0×1012 K/s时,系统形成以1421、1422键型或由这两种键型构成的面心立方(FCC)(12000120)和六角密集(HCP)基本原子团(1200066)为主体的晶体结构;尤其是由1421键型构成的面心立方(12000120)基本原子团在晶体生长和对微观结构演变的影响占主导地位。两种冷却速度下的结晶温度分别为673 K和773 K,即冷却速度越慢,结晶温度越高;系统最终形成了由FCC和HCP组成的混合晶体结构,但以FCC晶体结构为主;FCC(12000120)基本原子团在慢速低温时具有较好的遗传特性,基本原子团之间很容易连接在一起构成较大的纳米级大团簇结构。

关键词: 液态金属Cu , 分子动力学模拟 , Q-SC多体势 , 微观结构演变 , 成核 , 生长

碳化导致水泥基材料微观结构演变的研究进展

张玲峰 , 韩建德 , 刘伟庆 , 孙伟

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.03.016

水泥基材料的微观结构是表征其抗碳化性能的重要因素.首先总结了水泥基材料在加速碳化条件下碳化前后固相组成、孔相结构以及液相组成的演变,然后分析了温度、湿度、二氧化碳浓度等环境因素对水泥基材料碳化过程及微结构演变的影响,最后介绍了矿物掺合料在水泥基材料碳化方面的应用,并展望了碳化条件下微观结构演变的发展方向.

关键词: 水泥基材料 , 微观结构演变 , 碳化 , 环境因素

ZK60镁合金热压变形和退火中的组织与织构演变

王敏 , 王守仁 , 王砚军 , 杨丽颖 , 赵方

材料热处理学报

利用光学显微镜(OM)和扫描电镜悬挂的EBSD背散射衍射实验观察并研究了ZK60镁合金铸轧条带在热压(350℃/0.1s-1)及退火处理(退火温度分别为250,300,350和400℃,退火时间分别为100,1000,5000,10000和50000 s)条件下的微观结构组织与织构演变.利用动态再结晶理论分析了ZK60镁合金铸轧条带、条带经小应变变形和大应变变形条件下的微观结构演变机理,利用静态再结晶理论分析了试样在不同热处理条件下的组织变化.结果表明,铸扎条带在热压变形后基面织构由弱变强,滑移和孪生导致动态再结晶发生,随应变增加,出现剪切带,晶粒明显细化.退火后基面织构逐渐弱化,基面沿轧制方向发生倾转,材料发生了明显静态再结晶.

关键词: ZK60镁合金 , 铸轧条带 , 热压变形 , 静态再结晶 , 微观结构演变 , 退火

球磨诱发AlN陶瓷微观结构的演变

杨志卿 , 贺连龙 , 金志雄 , 叶恒强

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2001.03.002

通过球磨可以极大地细化AlN陶瓷的晶粒尺寸,透射电镜(TEM)观察的结果表明,经过40 h的球磨后,晶粒尺寸由原始的40 μm减小到30-200 nm.高分辨电镜(HREM)观察表明,球磨过程中在大晶粒内形成了高密度的位错和很高的微应变,晶粒细化过程是一个通过位错产生、运动和重排使大晶粒分解为亚晶粒的塑性变形过程.在晶粒细化的同时,在磨球的剧烈作用下,AlN颗粒表面层晶格发生严重畸变,甚至失去其固有结构特征.

关键词: 球磨 , A1N , 微观结构演变

AlN:Er薄膜在不同退火温度下应力诱导的微观结构演变

阳明明 , 莫亚娟 , 王晓丹 , 曾雄辉 , 刘雪华 , 黄俊 , 张纪才 , 王建峰 , 徐科

无机材料学报 doi:10.15541/jim20150399

以透射电镜中的弱束衍衬成像和高分辨相位衬度成像为主要表征手段,辅以X射线衍射、拉曼光谱等测试方法,对AlN:Er样品在退火过程中的微观结构演变过程进行了深入分析.在透射电镜观察下,Er离子注入的AlN样品在退火前存在三个区域:区域Ⅰ为自表面以下约30 nm深度;区域Ⅱ为区域I以下约50 nm深度;区域Ⅲ为区域Ⅱ以下的部分,其中区域Ⅱ为损伤最为严重的区域.在较低的温度(如1025℃时)退火后,区域Ⅰ消失;但1200℃退火后,又重新可以观察到区域Ⅰ.结合TEM、XRD和Raman测试结果,从损伤恢复和应力释放的角度对上述实验现象进行了理论解释:由于Er离子半径和基体原子半径的差异,在区域Ⅱ中引入较大的应力;在1025℃退火时,来自区域Ⅱ的应力作用于区域Ⅰ,导致区域Ⅰ发生大的晶格扭曲,和区域Ⅱ合并,用TEM观察不到;在1200℃退火时,应力在表面释放,区域Ⅰ的晶格扭曲修复,从而用TEM可重新观察到.

关键词: AlN:Er , 离子注入 , 微观结构演变

球磨诱发AlN陶瓷微观结构的演变

杨志卿 , 贺连龙 , 金志雄 , 叶恒强

金属学报

通过球磨可以极大地细化AlN陶瓷的晶粒尺寸,透射电镜(TEM)观察的结果表明,经过40 h的球磨后,晶粒尺寸由原始的40 μm减小到30-200 nm.高分辨电镜(HREM)观察表明,球磨过程中在大晶粒内形成了高密度的位错和很高的微应变,晶粒细化过程是一个通过位错产生、运动和重排使大晶粒分解为亚晶粒的塑性变形过程.在晶粒细化的同时,在磨球的剧烈作用下,AlN颗粒表面层晶格发生严重畸变,甚至失去其固有结构特征.

关键词: 球磨 , null , null

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