摘要：应用同步辐射X射线成像技术,实现了电场作用下金属合金凝固过程的枝晶生长行为原位观察.自行设计并制作了一套带有电磁扰动的Bridgman定向凝固装置,该装置包括成像样品、电磁扰动装置、加热炉等,能够实现样品加热、微移、电磁扰动等功能.该装置用于北京和上海同步辐射光源的成像实验中,成功获得系列枝晶生长行为及形貌演变图像,原位观察到不同电压、电流、频率的脉冲电场对枝晶形态的动态影响.

摘要：传统反应堆结构材料性能已趋于极限,亟需开发新型材料。难熔高熵合金是以多种难熔元素作为主元的新型金属材料,具有独特的力学、物理和化学性质,尤其在高温力学、抗辐照等方面表现出优异的性能。难熔高熵合金在第4代核裂变反应堆包壳材料、核聚变堆面向第一壁材料等关键领域具有广阔的应用前景。本文结合具有代表性的文献,围绕难熔高熵合金的力学性能、抗辐照性能、抗氧化性能阐述了其强化机制与抗辐照机理,梳理了难熔高熵合金的发展脉络,在此基础上展望了难熔高熵合金在反应堆结构材料领域的应用前景。

摘要：研究温度对新型体心立方(BCC)基Fe_(3.5)Cr_(1.5)NiAl_(0.8)多组元合金(MCA)中有序椭圆状B2-NiAl纳米析出相的显微组织稳定性和力学性能的影响。采用XRD、EBSD、EPMA和TEM等检测方法对该多组元合金的显微组织和物相组成进行表征。结果表明,所设计的高含量椭圆状B2纳米析出相与BCC基体完全共格且能在1073 K高温下保持稳定,平均粒径为245.509~251.328 nm。铸态和热处理态(873 K≤T≤1073 K)合金具有独特的共格结构,这是由于低错配度的共格析出强化机制可使合金具有较高的屈服强度(809.2~1164.1 MPa)。随着热处理温度的进一步提高(1173 K≤T≤1273 K),B2纳米析出相的平均粒径逐渐粗化,载荷传递强化机制对其屈服强度提高起主要作用。

摘要：在Zr-Ce二元稳态难混溶合金的基础上添加Co-Cu二元亚稳态难混溶合金,设计了四元(Zr_aCe_b)_(1-x)(Co_cCu_d)_x复合难混溶合金.通过热力学计算了Cu和Co在两分离液相中的分配系数,并利用OM,SEM,EDS,XRD和DTA等方法研究了相形成和组织演变的机制.结果表明,单一均匀的(Zr_aCe_b)_(1-x)(Co_cCu_d)_x合金熔体在凝固过程中发生液相分离,Co和Cu元素分别分布在富Zr和富Ce液相中,最终形成富Zr-Co和富Ce-Cu两液相.在快速凝固条件下,四元合金液-液分离形成的富Zr-Co和富Ce-Cu两液相分别发生玻璃转变,形成锆基和铈基两非晶相.实验研究与热力学分析相结合,揭示了Co与Cu原子比例和Co-Cu合金添加量以及冷却速率对双非晶相形成的影响,探索了由难混溶合金制备相分离非晶合金的方法.当Co与Cu原子比及添加量分别为4∶1和38.5%时,在熔体旋甩快速冷却条件下可以获得双相非晶合金.

摘要：作为一种能够同时制备具有相同化学成分的n型与p型热电材料,BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)材料在开发设计性能优良的热电器件方面具有极大的应用潜力。但其电导率较低,热电性能较差,阻碍了进一步推广应用。因此,在保持较低热导率的前提下,提升BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的电输运性能,对改善其热电性能具有重要意义。本研究结合封管熔炼和真空热压烧结,对n型BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)进行多次重复热变形。研究发现,热变形使样品产生大量具有择优排列方向和较大表面积的纳米层片,使其不但可以保持较高载流子浓度,而且具有高的载流子迁移率,从而有效提高了BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的电导率。与此同时,热变形还可以在样品中引入多尺度缺陷,有效散射全尺度声子,极大地降低了BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的热导率。因此,热变形实现了样品电输运和热输运之间的解耦,同时改善了电性能和热性能。在500 K时,BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的热电优值由未变形样品的0.21提高至0.50,提升了约138%,热电性能得到显著改善。本工作为制备具有较高转换效率和均匀结构的BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)热电器件提供了基础。

摘要：共晶高熵合金(EHEAs)具有优异的综合力学性能和良好的铸造流动性,是最具有工业化应用潜力的高熵合金之一,目前已经成为高熵合金研究领域的一大热点。综述了共晶高熵合金的最新研究进展,详细介绍了共晶高熵合金的相组成、组织形貌、力学性能特点以及成分设计方法,指出了共晶高熵合金面临的挑战并展望了其未来的发展方向。

摘要：设计了用于硬铝合金软接触电磁连铸的圆坯结晶器,模拟计算了不同结构方案对结晶器透磁性能的影响差异,研究了结晶器内壁的厚度,内壁上的开缝数、缝隙高度、缝隙宽度等结构因素对结晶器透磁性能的影响规律。结果表明:①硬铝合金圆坯结晶器4种方案中,单纯石墨隔离结晶器透磁性能最好,内壁未开缝的结晶器透磁性能最差,内壁开缝以及内壁与石墨衬套均开缝两种情况结晶器透磁性能较好②结晶器内壁所开缝隙高度增加,磁感强度随之增加,对于本文设计的结晶器结构(感应线圈高为0.06m),当开缝高度小于0.05m时,缝高每增加0.01m,磁感强度增加约2mT;缝高大于0.05m之后,增加缝高磁感强度增幅趋缓。③结晶器内壁所开缝隙宽度增加,磁感强度随之增加,变化关系可分3段:缝宽为0.1~0.3mm磁感强度未有明显增加;缝宽为0.3~1.1m磁感强度有较明显增加,缝宽每增加0.1mm磁感强度约增加0.5mT;缝宽为1.1~2mm磁感强度增幅明显放缓。④结晶器内壁所开缝隙之间间距减少,磁感强度随之增加,变化关系可分两段:缝间间距为0.08~0.025m,随着间距的减小,磁感强度增幅不明显;缝间间距在0.025m以下,随着间距的减小,磁感强度呈指数关系...

摘要：设计并使用真空电弧炉制备了Ni_(x)Ti_(24)Zr_(12)Nb_(10)Ta_(12)Mo_(5)W_(5)(x=5, 10, 15, 20, 32, 35)高熵合金含能结构材料。采用XRD、EPMA、万能试验机等手段研究了不同Ni含量下合金的相组成、微观组织及力学性能。结果表明,随着Ni含量增加,合金的微观组织由BCC1+BCC2+Ni_(10)Zr_(7)+Unknown四相结构转变为BCC1+BCC2+Ni_(10)Zr_(7)+Unknown+FCC五相结构;当x=20时合金呈现出最佳的强塑性匹配,屈服强度为1 653 MPa,压缩伸长率约为19%;随着Ni含量增加,合金硬度先升高后降低,当x=20时合金硬度(HV)达到最大值为592。

摘要：随着世界科技水平的不断提升以及国民经济建设对高性能合金材料需求的不断增加,传统单一主元合金越来越不能满足人们与日俱增的使役需求。高熵合金因其独特的物理、化学以及力学性能,极大地拓展了金属材料成分设计范围,有望在国防、航空、航天、海洋、核能、医疗、新能源等重大工程领域发挥重要作用。本文结合各领域对先进高熵合金材料的具体需求,梳理了高熵合金材料的特征和内涵,分析了高熵合金材料发展的整体形势与前景,厘清了国内外高熵合金的发展现状。在此基础上,指出了我国高熵合金领域存在的差距和不足,高熵合金部分基础原材料依赖进口,严重威胁产业链安全;高熵合金“产学研用”体系尚未健全,工业化应用方面的研发投入有待提高。研究建议,加强高熵合金材料研发的顶层设计,完善产业政策;加强企业和科研机构的对接和沟通;完善高熵合金材料标准、测试、表征、评价体系;推进人才队伍建设;降低材料成本,打造高附加值产品,促进我国先进高熵合金材料产业朝着体系化、绿色化、高端化、智能化方向发展。

摘要：在自行设计和制造的双金属复合材料连铸设备上,通过工艺参数的合理配置,成功制备出尺寸为150mm×120mm×100mm的AlSi/AlMn双金属复合材料铸坯。分析了复合铸锭的宏观和显微组织、界面附近的元素成分以及界面结合强度和硬度分布。结果表明,复合界面为冶金结合,所制备复合材料的微观组织与化学成分分布及硬度之间有良好的对应关系。