黄火根陈亮李嵘罗德礼
金属学报
doi:DOI: 10.3724/SP.J.1037.2009.00821
在Ti40Zr40Ni20准晶合金中掺Pd制备了Ti36Zr40Ni20Pd4准晶合金, 利用X射线衍射(XRD)、金相(OM)、光电子能谱(XPS)、气固反应等对其组织结构和吸氘特性进行了研究. 结果表明, 在吸铸态下该合金形成了二十面体准晶相, 准晶格常数为0.5174 nm. 其热力学稳定性较差, 约400 ℃时转变为tI-Zr2Ni与C14-TiZrNiPd晶体相. 室温下, 其吸氘能力为11.0 mmol/g(相当于 2.2%的吸氢质量分数), 吸氘速率达到0.030 s-1, 准晶结构不变但准晶格膨胀5.5%. 添加的Pd起到催化作用, 与初始合金相比, Ti36Zr40Ni20Pd4准晶合金的活化与储氘能力明显提高.
关键词:
Ti-Zr-Ni-Pd合金
,
quasicrystal
,
deuterium
,
catalyzing
黄火根
,
陈亮
,
徐钦英
稀有金属
Pd能用来作为添加元素改善Ti-Zr-Ni准晶合金的吸氢性能,但是Pd添加的作用机制仍然不清楚.本工作通过采用XRD、TEM、DSC分析技术研究了Pd在Ti45Zr38Ni17和Ti40Zr40Ni20两个合金中对Ti、Zr的替代行为.结果显示:在前1个合金中,替代4％-6％(原子分数,下同)Ti或4％Zr能够确保纯二十面体准晶形成;在后一个合金中,替代3％～4％Ti或3％以下Zr才能形成纯二十面体准晶.这说明Ti具有更高的替代极限.Ti39Zr38Ni17Pd6与Ti36Zr40Ni20Pd4两个衍生准晶合金在400℃温度下退火会转变为晶体相,而它们的初始准晶合金Ti45Zr38Ni17和Ti40Zr40Ni20在400℃仍然结构稳定,这反映出添加Pd后准晶合金的热力学稳定性变低.这种替代趋势和准晶稳定性的降低很可能归功于Pd具有适宜的原子尺寸.
关键词:
准晶
,
Ti-Zr-Ni合金
,
钯
,
相稳定性
程素玲
,
杨根仓
,
朱满
材料导报
综述了利用准晶作为镁、铝合金增强相的研究进展.Mg_3Zn_6Y准晶的界面能低,与α-Mg基体之间形成稳定的界面结合,在高温变形过程中,准晶本身不发生粗化且可以抑制基体组织演化,因此,Mg_3Zn_6Y准晶增强变形Mg基复合材料具有中等强度和较高的室温、高温塑性.由于到目前为止发现的Al系稳定准晶都不与Al相共生,准晶增强Al基复合材料主要采用快速凝固的方法和外加的方法制备,如粉末冶金法、机械合金化法和液态搅拌法等.综述了采用以上方法制得的准晶增强Al基复合材料的组织特征及其力学性能.
关键词:
准晶
,
颗粒增强复合材料
,
界面反应
,
镁合金
,
铝合金
傅迎庆
,
周锋
,
高阳
,
杨德明
,
李南翔
稀有金属材料与工程
以普通45#钢为基体,分别以FeAl晶体粉末和Al_(65)Cu_(20)Cr_(15)准晶粉末为热喷涂材料,采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法制备涂层.使用金相显微镜和接触角测量仪分别对两种涂层的扁平粒子形态和表面润湿性进行表征,利用X射线衍射仪对准晶涂层的相结构进行分析.分别使用MH-6维氏硬度仪和MMW-1立式万能摩擦磨损试验机测量涂层的显微硬度HV和摩擦系数及磨损失重.结果表明:喷涂准晶涂层与原始粉末的相组成基本相同,都包括主相二十面体准晶I-Al_(65)Cu_(24)Cr_(11),和另外3种含量极少的晶体相,即θ-Al_(13)Cr_2(即Al_(83)Cu_4Cr_(13))、α-Al_(69)Cu_(18)Cr_(13)和ε-Al_2Cu_3;但是与原始准晶粉末相比,HVOF涂层中准晶相I-Al_(65)Cu_(24)Cr_(11)的体积含量相对减少,而另外3种晶体相含量相对增加.相同试验条件下,同FeAl为代表的常规金属晶体涂层相比,超音速火焰喷涂Al-Cu-Cr准晶涂层具有更低的摩擦系数和磨损量,而且对蒸馏水具有更大的接触角,这说明后者的减摩耐磨性能和对蒸馏水的不粘性优于前者.
关键词:
准晶
,
超音速火焰喷涂
,
摩擦
,
磨损
,
润湿
黄火根贾建平李嵘
金属学报
针对Ti45Zr38Ni17与Ti40Zr40Ni20准晶合金用X射线衍射仪、透射电子显微镜与金相等手段研究了不同含量的Pd替代对其结构的影响. 在吸铸态下, 前一个合金形成了二十面体准晶相(IQC)与少量配位数为8的bcc β-(Ti, Zr)相,用2%Pd (原子分数, 下同)对合金的Ti或Zr组元替代, 抑制了β-(Ti, Zr)相析出并促使配位数为14的MgZn2结构的简单六方C14 Laves相生成. 而后一个合金中IQC相则与少量简单六方α-(Ti, Zr)共存, 在2%Pd替代后α-(Ti, Zr)消失, 生成了单一的IQC相, 但当Pd替代量增加到6.7%或13.3%时, 配位数为12的IQC相急剧减少而C14相大量析出, 并在Ti40Zr26.7Ni20Pd13.3合金中生成了单一C14相. 结果表明, 添加中等尺寸的Pd原子有利于提高 Ti-Zr-Ni合金的原子密堆性, 使合金趋于生成高配位数的Laves 相, 这种相的Fermi面与Brillouin区的相互作用不显著, 偏离了电子相的稳定机制.
关键词:
准晶
,
Ti-Zr-Ni alloy
,
Pd addition
,
Laves phase
黄火根
,
陈亮
,
杜晓清
,
李嵘
稀有金属材料与工程
Ti-Zr-Ni基二十面体准晶是一类特殊的储氢材料,在氢能和核聚变能领域具有较强应用前景.采用XRD、TEM、XPS技术和气固反应系统研究了Ti39Zr38Ni17Pd6二十面体准晶的储氘性能.该合金室温下的饱和吸氘浓度接近11 mmol·D2/g·M (D2指氘分子,M指金属),超过Zr2Fe和ZrCo 2种合金.在吸放氘循环过程中,没有发现该合金发生相转变.饱和吸氘使得准晶格膨胀了6.37％,并使得Ti与Zr的结合能上升0.2和0.6 eV,反映出氢原子在这种材料中的占位更靠近这2种金属原子.放氘结果显示该合金具有可能较低的坪台压力,350℃左右低于1 kPa,这意味着氘原子在该合金中比在ZrCo合金中具有更高的稳定性.以上结果表明,这种准晶有可能替代Zr2Fe和ZrCo合金而在核聚变能领域得到应用.
关键词:
准晶
,
储氢合金
,
氢同位素
,
Ti-Zr-Ni-Pd
郭学平
,
李文亚
,
廖汉林
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.04.012
利用冷喷涂技术制备锡青铜以及锡青铜/准晶复合涂层,采用光学显微镜、扫描电子显微镜以及硬度计等分析涂层的微观组织与微观硬度,对所制备的涂层进行干摩擦实验,并依据磨痕形貌分析主要磨损机理.研究准晶颗粒作为强化相粒子对于涂层的微观结构及摩擦行为的影响.结果表明:冷喷涂混合粉末所制备复合涂层表现出较高的致密度与微观硬度,硬质准晶颗粒表现出相对较低的沉积效率,复合涂层相对于纯青铜涂层具有稍低的摩擦因数与较高的磨损率,颗粒磨损对复合涂层的摩擦行为起主要作用.
关键词:
冷喷涂
,
青铜
,
准晶
,
复合涂层
,
摩擦行为
赵振伟
,
滕新营
,
周国荣
,
冷金凤
,
耿继伟
稀有金属材料与工程
通过添加不同量的Mg-Zn-Nd准晶中间合金提高AZ91合金的耐腐蚀性.利用配有能谱分析(EDS)的扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD),失重试验和动电位极化测量研究了添加Mg-Zn-Nd准晶中间合金的AZ91合金微观组织和腐蚀行为.结果表明:添加Mg-Zn-Nd准晶中间合金后,AZ91合金的显微组织明显细化,-Mg17Al12相由连续的网状分布变成不连续的断网或颗粒状分布.此外,β-Mg17Al12相明显减少.当添加质量分数6％ MZN准晶中间合金时,合金具有最好的耐腐蚀性,腐蚀速率是0.8 (mg·cm-2)/d,仅是AZ91合金腐蚀速率的1/15.但过多的MZN准晶中间合金的添加,会导致AZ91合金有较差的耐腐蚀性.
关键词:
镁合金
,
失重法
,
准晶
,
耐腐蚀
黄火根
,
贾建平
,
李嵘
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.10.020
针对Ti_(45)Zr_(38)Ni_(17)与Ti_(40)Zr_(40)Ni_(20)准晶合金用X射线衍射仪、透射电子显微镜与金相等手段研究了不同含量的Pd替代对其结构的影响.在吸铸态下,前一个合金形成了二十面体准晶相(IQC)与少量配位数为8的bcc β-(Ti,Zr)相,用2%Pd(原子分数,下同)对合金的Ti或Zr组元替代,抑制了β-(Ti,Zr)相析出并促使配位数为14的MgZn_2结构的简单六方C14 Laves相生成.而后一个合金中IQC相则与少量简单六方α-(Ti,Zr)共存,在2%Pd替代后α-(Ti,Zr)消失,生成了单一的IQC相,但当Pd替代量增加到6.7%或13.3%时,配位数为12的IQC相急剧减少而C14相大量析出,并在Ti_(40)Zr_26.7Ni_(20)Pd_(13.3)合金中生成了单一C14相.结果表明,添加中等尺寸的Pd原子有利于提高Ti-Zr-Ni合金的原子密堆性,使合金趋于生成高配位数的Laves相,这种相的Fermi面与Brillouin区的相互作用不显著,偏离了电子相的稳定机制.
关键词:
准晶
,
Ti-Zr-Ni合金
,
Pd添加
,
Laves相
吕滨江
,
彭建
,
梁鹏
,
王进
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.09.013
通过水冷和空冷两种冷却方式制备成分相同的Mg-4.4Zn-0.3Zr-0.4Y(质量分数/％,下同)铸态合金,挤压变形后进行时效处理,研究不同熔体冷却速率对挤压态和时效态合金组织性能的影响.结果表明:通过水冷冷却可以显著细化铸态组织,促进Ⅰ相(Mg3 YZn6)的生成,并抑制W相(Mg3 Y2 Zn3)的形核;由于初始组织不同,水冷和空冷两种冷却方式铸造的Mg-4.4Zn-0.3Zr-0.4Y合金经过挤压变形后,抗拉强度分别达到327MPa和306MPa,伸长率分别达到14.8％和10.0％;时效处理后,合金的晶粒尺寸和织构强度变化很小,析出的MgZn相和MgZn2相含量成为影响时效态合金性能的主要因素;时效处理挤压态水冷冷却铸造合金的屈服强度和抗拉强度分别达到330MPa和348MPa,伸长率为14.4％,与时效前相比略有减小;时效处理挤压态空冷铸造合金的屈服强度和抗拉强度增大至344MPa和359MPa,伸长率降至8.6％.
关键词:
变形镁合金
,
冷却速率
,
准晶
,
组织
,
性能
