【摘 要】
：
非晶合金粉末冶金工艺是解决非晶合金玻璃形成能力差,难以获得大尺寸工件问题的重要途径。但是,粉末冶金需要高温环境,非晶合金本身处于热力学亚稳态且多包含易氧化元素,其较大的比表面积更加速了表面氧化的发生。而粉末颗粒之间良好的界面冶金结合又是决定其冶金产品性能和尺寸精度的关键。因此,研究非晶合金粉末的高温氧化行为与机理是十分必要的。本论文选取Zr36Cu64和Zr55Cu30Al10Ni5两种常见的Zr
论文部分内容阅读
非晶合金粉末冶金工艺是解决非晶合金玻璃形成能力差,难以获得大尺寸工件问题的重要途径。但是,粉末冶金需要高温环境,非晶合金本身处于热力学亚稳态且多包含易氧化元素,其较大的比表面积更加速了表面氧化的发生。而粉末颗粒之间良好的界面冶金结合又是决定其冶金产品性能和尺寸精度的关键。因此,研究非晶合金粉末的高温氧化行为与机理是十分必要的。本论文选取Zr36Cu64和Zr55Cu30Al10Ni5两种常见的Zr基非晶合金粉末为研究对象,系统分析化学成分、粉末粒径、氧化温度、氧化时间等因素对非晶合金粉末氧化动力学行为、氧化相组成、表面形貌、微观组织等方面的影响规律,并讨论其内在的氧化机理。研究发现,Zr36Cu64和Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金粉末的高温氧化动力学行为均符合Wagner抛物线速率法则,氧化过程都是由O向内扩散和Cu向外迁移控制的,且氧化动力学行为的转变是由非晶合金粉末基体的晶化造成。热力学建模发现氧化反应的吉布斯自由能随着粉末粒径的减小变大,解释了粒径更小的粉末氧化更为迅速且完全的现象。最后针对Zr基非晶合金粉末氧化后所形成的多层氧化层结构,提出了基于组成元素对比的“活性-惰性”非晶合金粉末高温氧化机制,即活性金属元素与氧元素优先反应,原位形成氧化产物,而惰性金属元素向外迁移,并在粉末颗粒表面形成氧化产物,进而生成了结构与成分存在明显差异的多层氧化层。
其他文献
硬碳是目前最具有商业化前景的钠离子电池负极材料之一,但其平台容量的储钠机理仍存在争议,这不利于提高硬碳的平台容量及平台区的倍率性能。为此,本论文深入探讨了硬碳的内部结构与储钠机理的关系,并通过构筑闭孔和表面改性的方式优化了硬碳的电化学性能。首先使用石油沥青作为硬碳的前驱体,通过球磨和预氧化的工艺预处理后,测试分析了不同碳化温度处理下的内部结构及相应的电化学性能,当碳化温度为1400℃时,硬碳的石墨
Invar合金和304不锈钢是制造大型低温风洞和液化天然气船的关键材料。焊接是制造Invar合金、304不锈钢结构件的重要方法。Invar合金和304不锈钢对热输入敏感,热输入较大时容易引起接头组织晶粒粗大使其性能降低;焊接时电弧不稳会使得熔池的形貌尺寸出现较大波动,容易造成焊接缺陷。激光-TIG复合焊减小了TIG焊的热输入,同时增加了电弧稳定性,是提高Invar合金与304不锈钢中厚板焊接接头质
石英晶体谐振器被广泛的运用于电子行业,为各种电子设备提供稳定的系统时钟,相较于由分立器件组成的谐振电路,石英晶体谐振器可达到很高的频率且具有很高的频率稳定度。石英晶体谐振器的电路特性可由BVD等效电路描述,其中包括动态电容、动态电阻、动态电感和静态电容。这些等效电参数反映石英晶体谐振器的谐振特性,与其结构与生产工艺相关。准确测量这些等效电参数对石英晶体谐振器的结构设计与生产工艺设计有重要的指导意义
陶瓷-金属复合材料兼具陶瓷与金属的性能优势,在航空航天等极端领域应用受到广泛的关注。激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）技术能实现高性能复杂结构陶瓷-金属复合材料的成形,然而其在成形过程中面临着异质材料难以致密化、裂纹缺陷难控制等问题。本文以Ti/SiC复合材料为基础,研究SLM过程中裂纹等缺陷的形成机制;优化其工艺参数;建立工艺与性能的关系;最后结合结构设计制备
目前,垂直封装RGB LED存在着出光效率偏低的问题,这是由于处于上层的LED的部分出射光向下传播,在传播过程中耗散或被处于下层的LED量子阱再吸收。针对该问题,本文提出了引入分布式布拉格反射结构（distributed Bragg reflection,DBR）的垂直封装RGB LED显示器件新结构,通过在各层LED芯片之间分别引入两层能实现选择性反射和透射功能的DBR反射结构(分别命名为1st
310S不锈钢具有良好的力学性能、可焊性和高温稳定性,被广泛应用于核能、化工等领域。电弧增材制造技术具有高效率低成本的优点,已在不锈钢、钛合金、高温合金等构件制造中得到应用。但是由于电弧增材成形件微观组织为铸态组织,力学性能不佳,同时电弧增材制造工艺参数对310S不锈钢微观组织和力学性能的影响尚不清楚。本文面向310S不锈钢核电管道局部结构的制造,开展了310S不锈钢超声冲击辅助电弧增材成形工艺和
氢同位素在钢中易扩散渗透,导致钢材氢脆失效,在核聚变反应堆中,氢同位素之氚的渗透泄露还会造成辐射污染。目前,在钢材表面制备阻氢渗透涂层是解决氢扩散渗透的有效方法。α-Al2O3具有高理论阻氢水平和高化学稳定性,被认为是理想的阻氢材料。然而,α-Al2O3的形成温度高达1200℃以上,远超过钢的淬火回火温度,会对钢的组织及性能产生不利影响。本文采用热化学反应法,在500℃低温条件下制备α-Al2O3
超高强度硼钢热冲压技术是实现汽车轻量化最为直接有效的途径。高强钢锌铁镀层（GA）板兼具屏障防护和阴极防护的双重作用,在硼钢热冲压领域中具有广阔的应用前景。如何控制热处理过程以获得镀层组织形貌、防护性能与基体性能的最优平衡,是热冲压锌铁镀层板工业化应用中面临的核心问题。本文基于快速加热技术和高强钢锌铁镀层板,研究并确立了在保证基体充分奥氏体化的同时,实现镀层短时合金化且较小Zn损失的阶梯式快速加热工
6082铝合金是一种典型的Al-Mg-Si系变形铝合金,具有优异的比强度和耐腐蚀性能,是目前应用较广的锻件用铝合金之一。由于铝合金锻造过程中热力耦合条件复杂,锻件内部应变储能和微观组织分布极不均匀,容易导致锻件在随后的T6热处理过程中发生异常晶粒长大（Abnormal Grain Growth,AGG）行为,严重影响产品的力学性能。因此,研究6082铝合金在热变形和后续热处理过程的微观组织演化规律
仿真是锂离子电池材料、工艺、结构、性能分析和优化的重要手段。锂离子电池仿真常采用均匀化模型,难以考虑电极微结构的影响,精确模拟电极内部的反应过程细节。为此,本文开展了锂离子电池电极微结构建模与电化学仿真软件研发工作。提出了基于断层图像的电极微结构三维重建与网格生成算法。通过区域选取和最大类间方差算法处理断层图像,并建立图像与网格的映射关系,分辨了活性材料颗粒相与孔隙相,采用单元同质化处理网格中的缺