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高体分SiCp/Mg复合材料真空气压浸渗工艺及其热膨胀性能

采用真空气压浸渗法制备了高体分小尺寸SiCp/Mg复合材料,研究了真空压力对小尺寸SiCp多孔体浸渗的影响规律及SiCp/Mg复合材料的热膨胀性能.实验表明,在浸渗温度为983K,压力0.3MPa,保压5min的条件下,其中,能有效浸渗的振实堆积的单一尺寸SiCp多孔体的最小粒径达到了13μm;而32μm的SiCp/Mg复合材料的密度为2.625g/cm3,SiC颗粒体积分数达到了58.2%.OM、XRD分析表明镁液渗透均匀,无明显的气孔、缩松和熔剂夹杂等铸造缺陷;Mg基体、α型SiC是复合材料的主要组成相,同时还含有少量的MgO、Mg2Si相.此外,32μm SiCp/Mg复合材料在30～200℃温度范围内的平均热膨胀系数为6.5×10-6/K,表现出了优异的热膨胀性能.

关键词: 真空气压浸渗 , 高体分 , SiCp/Mg复合材料 , 热膨胀系数

Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金退火处理后脉冲激光重熔晶化行为

杨高林 , 林鑫 , 胡桥 , 张莹 , 汪志太 , 李鹏 , 黄卫东

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00680

将Cu模铸造得到的Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金分别在390,430,530,792和902℃进行退火处理,并采用脉冲激光对其进行重熔,研究基材晶化特征对熔池及热影响区晶化行为的影响.结果表明,未晶化的退火处理试样(经390和430℃退火处理)在激光重熔后,热影响区的晶化特征不受初始退火处理温度的影响.完全晶化的退火处理试样(经530,792和902℃退火处理)在激光重熔后,熔池基本上保持了非晶状态.经530和792℃退火处理后试样的熔池底部没有发现外延生长现象.经902℃退火处理的试样在激光重熔后,单次激光重熔的熔池底部有少量的外延生长,而经11次激光重熔的熔池底部无外延生长.分析表明,外延生长是因为CuZr2初生相在重熔过程中在熔池底部产生了成分保留区域.由于熔池内非晶合金的扩散缓慢,在激光重熔Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金过程中,熔池底部即使是晶态也难以产生外延生长,所以激光加工Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金时,熔池内很容易保持非晶状态.

关键词: Zr55Cu30Al10Ni5 块体非晶合金 , 退火处理 , 激光 , 外延生长

激光快速熔凝Ni-Sn共晶合金的组织演变

曹永青 , 林鑫 , 汪志太 , 杨海欧 , 黄卫东

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00494

采用Ni-28%Sn,Ni-30%Sn,Ni-33%Sn和Ni-35%Sn(质量分数)共4种成分的亚共晶和过共晶合金,考察了Ni-Sn共晶合金在激光快速熔凝过程中的组织演化过程.当激光扫描速率较低时,Ni-28%Sn亚共晶合金和Ni-35%Sn过共晶合金的熔凝组织主要由细化的初生枝晶(亚共晶合金为α-Ni相,过共晶合金为Ni3Sn相)和枝晶间共晶(α-Ni+Ni3Sn)组成;近共晶合金Ni-30%Sn和Ni-33%Sn的熔凝组织基本相似,熔池从底部到顶部存在柱状共晶团向等轴状共晶团的转变.Ni-Sn亚共晶和过共晶合金熔池底部皆存在少量粗大的残留初生相.激光快速熔凝后,相比基材中所存在的层片和棒状共晶的混合组织,熔池内的共晶组织皆为层片状共晶,层片间距相比基材明显减小,并呈现垂直于熔池底部外延生长的特征.通过对比4种成分合金在不同激光扫描速率下的熔凝组织,获得了激光快速熔凝条件下Ni-Sn合金共生生长区的成分范围以及临界激光扫描速率.应用描述快速枝晶生长的KGT模型和快速共晶生长的TMK模型对熔凝组织进行了分析,模型计算结果与实验结果符合良好.

关键词: 激光快速熔凝 , Ni-Sn合金 , 共晶 , 组织演变

深过冷Ni-30％Sn合金凝固组织演化及反常共晶的形成机制

郭雄 , 林鑫 , 汪志太 , 曹永青 , 彭东剑 , 黄卫东

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00614

采用熔融玻璃净化法+循环过热法,考察了Ni-30％Sn(质量分数)亚共晶合金在深过冷快速凝固条件下的再辉行为和组织演化规律.结果表明,当过冷度较小时,合金熔体无明显再辉过程,随着过冷度增大,合金熔体凝固逐渐呈现由α-Ni枝晶和(α-Ni+Ni3Sn)层片状共晶或羽毛状共晶向完全(α Ni+Ni3Sn)反常共晶转变,在再辉曲线上呈现出由两次再辉向单次再辉的转变.通过分析Ni-30％Sn亚共晶合金中两相的形核行为、生长速度随过冷度的变化规律以及再辉过程中两相的结晶分数变化,解释了反常共晶的形成机制.Ni-30％Sn亚共晶合金深过冷凝固反常共晶的形成主要体现在两个方面:较大过冷度下,率先形成的细化的α-Ni枝晶骨架在再辉过程中充分熟化、熔断,被依附析出的Ni3Sn相包围,形成反常共晶；随着过冷度的增大,单相枝晶生长向双相枝晶生长转变,细化的双相枝晶组织在大的再辉度下充分熟化、熔断,也会形成反常共晶.

关键词: Ni-Sn合金 , 深过冷 , 组织演化 , 反常共晶 , 形成机制

试样温度对激光重熔Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金晶化的影响

杨高林 , 林鑫 , 胡桥 , 宋梦华 , 汪志太 , 黄卫东

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00166

分别对在液N冷却、液Ar冷却、置于室温环境和加热到473 K条件下的Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金试样进行脉冲激光重熔实验,以研究试样温度对激光重熔非晶合金晶化的影响.结果显示,在采用有、无Ar气侧吹的情况下基材温度,特别是基材温度较低时,对激光重熔块体非晶合金晶化的影响规律明显不同.激光重熔实验中,无Ar气侧吹时,对在液Ar冷却和置于室温环境下的试样,激光重熔后热影响区的晶化程度类似,在液Ar冷却下的试样熔池较深.对于加热到473 K的试样,热影响区的晶化程度最为严重,且熔池最深.激光重熔实验中采用Ar气侧吹时,与室温环境的试样相比,液N冷却对于激光重熔非晶合金的晶化有明显的抑制作用.试样温度对非晶合金晶化的影响源于:一、试样本身的温度越低,热影响区的冷速越快,晶化越少；二、试样周围的气氛温度越低,激光重熔过程中,等离子体对激光的屏蔽效应也越小,实际能量输入越高,晶化越严重.有Ar气侧吹时,气氛温度为侧吹气体的温度,所以试样温度较低,晶化较少.在没有Ar气侧吹时,气氛温度接近于试样温度,上述2个因素同时作用,导致试样温度对晶化的影响规律非单调变化.

关键词: Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金 , 试样温度 , 激光重熔 , 晶化

太赫兹(THz)成像的进展概况

张蕾 , 徐新龙 , 李福利

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2005.02.001

评述了太赫兹射线成像的进展情况.太赫兹(THz)辐射介于微波和红外之间.与微波、X射线、核磁共振(NMR)成像相比,太赫兹成像不仅能给出物体的密度信息,而且能给出频率域的信息,以及在光频、微波和X射线范围内所不能给出的材料的转动、振动信息.太赫兹射线与其他频段的电磁波相比,它能量低,不会造成对生物样品的电离损伤,而且太赫兹射线很容易穿过介电材料,因而可以用于产品的安全监测.因此太赫兹成像技术在生物学、工业安全监测等方面有可能带来新的关键性的突破.

关键词: 太赫兹成像 , 扫描成像 , 实时成像 , 近场成像 , 太赫兹CT

新型太赫兹波段宽带吸收材料

田发 , 殷强 , 李肃成 , 陆伟新 , 侯波 , 顾邦明

兵器材料科学与工程

根据介质材料在太赫兹波下的性质可以制作可调控太赫兹波的特异性器件,研究导电薄膜对太赫兹波的吸收.通过分析硅衬底纳米导电薄膜在太赫兹波下的光学性质,设计材料参数可实现太赫兹波段下的宽频无色散吸收.通过太赫兹时域光谱系统对设计制作的材料进行探究,验证其具有与理论预计中完全一致的宽频无色散吸收效果,达到50％理论上的最大吸收率.

关键词: 新型材料 , 宽频吸收 , 太赫兹波 , 纳米导电薄膜 , 透射率 , 复合介质