摘要：铍(Be)具有优异的物理、力学等性能,在航空航天、国防、核工业等关键领域发挥了非常重要的作用。但金属铍(αBe)是密排六方结构晶体,其结构的各向异性对力学性能会产生显著的影响,限制了铍的应用。本研究首先构建出〈1120〉对称倾侧晶界(STGB)的原子模型,通过分子动力学方法模拟计算出不同倾侧角(2θ)的晶界能(ESTGB),并分析几种典型界面的原子结构,从而探索铍中倾侧晶界随θ角度变化的各向异性特点。研究发现:当θ在0~90°内变化时,根据晶界能的变化规律,可将θ划分为六个区域。对于小角度晶界区(0°15°),结果显示(1013)、(1012)、(1011)孪晶及(2021)倾侧晶界对应的ESTGB较低;晶界能最低点对应(1013)孪晶(θ=31.11°),其值为289 mJ/m^(2),其次是(1011)孪晶(θ=61.09°),为336 mJ/m^(2),然后是(1012)孪晶(θ=42.15°),为536 mJ/m^(2),最后是(2021)倾侧晶界(θ=74.56°),为582 mJ/m^(2)。进一步分析界面原子结构发现,三种孪晶平面和(2021)晶界平面的原子结构和能量均呈周期性排布;当θ在这四个角度附近小幅变化时,界面的特征变化显著。最后,对比密排六方结构金属铍、镁、钛的〈1120〉对称倾侧晶界能量的模拟结果,发现其晶界能随θ变化的趋势相似,但铍对应的晶界能明显高于钛和镁。上述结果可为高效地开发铍及其合金提供理论参考和设计思路。

摘要：以某航天卫星Be-Al合金支架为研究对象,设计其精密铸造工艺。基于华铸CAE软件对铸件的充型、凝固过程进行模拟,预判缩孔、缩松缺陷区域,分析缺陷原因。采用添加导气管与建立局部补缩通道,并控制型壳预热温度与浇注温度的方案,消除了裂纹、冷隔缺陷,减少了缩松缺陷。研究表明,当型壳预热温度为775℃、浇注温度为1300℃时,采用优化浇注系统得到的铸件品质良好,无明显缺陷,铸态下铸件的抗拉强度为248.6 MPa,屈服强度为191.8 MPa,伸长率为2.10%,符合标准要求。

摘要：磁控溅射ITO靶材制备ITO透明导电薄膜作为平板显示、太阳能电池、气敏元件等电子器件的电极材料,需要ITO靶材具有高纯度、高均匀性、高密度、高导电性的特点。对比研究了ITO共沉淀粉与In_2O_3、SnO_2单体混合粉同炉烧结ITO靶材的微观组织结构差异,如:晶粒尺寸分布、晶粒形貌、元素分布、烧结速率等。结果表明:单体混合粉的烧结速率要比共沉淀粉的烧结速率高,但是前者烧结ITO靶材的微观组织结构不及后者烧结的均匀性好。对比而言,共沉淀粉更容易获得结构组织均匀的ITO靶材,但前提是要合理的设计烧结工艺抑制烧结过程中In_2O_3的分解。研究结果将会对提高ITO靶材微观组织均匀性和减少靶材毒化,进而提高靶材生产效率提供有益的参考。

摘要：原位自生颗粒增强金属基复合材料是提高金属材料强韧性的有效途径,采用放电等离子烧结技术(SPS),以氧化石墨烯、碳化硅、氮化硼为增强体,原位自生制备TiAl基复合材料,研究第二相对TiAl基复合材料显微组织演变及室温性能的影响。结果表明,增强体的改变直接影响了TiAl基复合材料第二相形貌和分布。添加石墨烯在TiAl合金α2和γ片层界面处弥散析出微纳米尺度第二相Ti_(2)AlC;添加碳化硅在基体中分别生成微米级晶界相Ti_(5)Si_(3),微纳米片层间相Ti_(2)AlC;添加氮化硼未能在TiAl合金α2和γ片层界面处析出微纳米第二相,而是纳米级TiB2和Ti_(2)AlN相析出在晶界处与基体形成连续核壳结构;复合添加石墨烯和氮化硼既能在片层间原位析出Ti_(2)AlC相,又能在晶界处形成核壳结构。TiAl基复合材料的室温压缩性能和摩擦磨损性能均得到有效提高,复合添加石墨烯和氮化硼可获得优异的室温力学性能。TiAl基复合材料的析出相调控为合金设计提供了新思路,有望进一步突破TiAl合金性能极限。

摘要：采用不同镁含量和不同粒度配比的铍珠进行真空感应熔炼实验,考察铍珠的化学成分以及粒度对铍铸锭收率的影响。同时,借助于长期积累的生产经验,论述了氧化铍坩埚的设计制作、熔炼功率的控制、熔炼真空度、浇铸温度和浇铸速度对铍铸锭收率的影响。实验结果表明,严格控制原料铍珠的镁含量(<0.8%),科学配比铍珠粒度并合理安排装炉顺序,精心设计制作氧化铍坩埚,控制好熔炼功率、真空度、浇铸温度和浇铸速度,可使铍铸锭收率平均提高5%~8%。

摘要：随着我国核电站在建及运行的反应堆日渐增多,乏燃料的产生、运输和储存成为核工业面临的严峻难题。对卸载出的巨量核废乏燃料,采用闭环处理循环利用,比传统深埋更加环保和安全。采用添加中子毒物的核结构材料制造相关设备和仪器,可以保障乏燃料后处理过程的运行安全。基于核工业应用要求,针对乏燃料后处理常用的316L不锈钢、Ti35、Zr等材料添加B或者Gd的相图展开调研,结果显示B和Gd可明显提高结构材料的中子吸收效果,但B和Gd的化学性质与过渡族金属Fe,Ti,Zr等相差甚远,除α-Zr最多固溶2.8%Gd(原子数分数)以外,B和Gd均不能大量固溶于常规金属合金体系中,强制添加势必对合金力学性能或耐蚀性能带来巨大危害。可采用团簇模型的合金设计理念,通过含B和Gd化合物相均匀析出或者复合的制造工艺以及Zr-Gd、Ti-Gd体系的多元合金化,引入互溶的中间相,增加难以固溶的元素的固溶度,以此解决中子毒物B和Gd在乏燃料后处理中的应用瓶颈。

摘要：研究热等静压金属铍材中BeO杂质分布状态和颗粒尺寸对金属铍力学性能的影响,并通过设计真空退火试验,进一步调控BeO杂质在铍基体中的分布,得出BeO杂质形态与分布对力学性能的影响规律。结果表明:相比于BeO含量,BeO杂质的分布和形态对金属铍力学性能的影响更为关键;当BeO粒子弥散分布时,位于晶界上BeO粒子的尺寸及间距是决定金属铍材强度与塑性的关键因素,粗大的BeO粒子(粒径大于300 nm)是导致铍材塑性低的主要原因之一;三叉晶界不致密BeO聚集态相当于在材料内部预制一定尺寸的微裂纹,也是影响铍材伸长率的主要因素。

摘要：本文主要讲述了一种铝热还原反应法钨铁铌铁用卧式混料机的设计计算、结构设计要点。本设计通过利用杜马公式计算得出电机功率,通过弯矩、扭矩的合成强度计算校核了传动主轴的强度,并详细讲述了该混料机的传动原理,混料扬板、防窜轮、加料口和出料口的结构设计要点,为类似混料机设计提供设计依据和参考。

摘要：热等静压HIP是铍材成型生产的重要组成部分。简述了热等静压用半球形钢包套的工艺要求,提出了使用冲压拉深模具加工半球形包套的加工方法,讲述了包套拉深模具的设计,着重讲述了模具设计的要点,以及包套的使用效果。

摘要：光学常数（折射率和消光系数）是聚合物半导体薄膜器件结构设计和性能优化的重要参数。借助于ForouhiBloomer（F-B）色散模型,通过拟合P3HT：PCBM、MEH-PPV：PCBM体异质结薄膜以及聚合物导电薄膜PEDOT：PSS的反射率,计算得到其光学常数和厚度,拟合得到的反射率曲线和实验曲线符合良好。厚度拟合结果与表面轮廓仪测量结果误差小于3%。基于该方法,进一步分析了热退火对P3HT：PCBM薄膜表面形貌和光学常数的影响。研究结果表明,P3HT：PCBM薄膜在110℃退火后,折射率在550～700 nm波长范围内的峰值由1.95上升到2.16,同时,消光系数的峰值波长向长波长方向移动。